一种基于半导体制冷的双温式捕水器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于半导体制冷的双温式捕水器。该捕水器包括预处理系统、捕水系统、双温储水系统和散热系统；所述的捕水系统的进气端与预处理系统相连，所述的捕水系统的出水端与双温储水系统相连；所述捕水系统的半导体片热端与散热系统相连；所述散热系统与双温储水系统的热储水箱相连；其中，捕水系统与预处理系统、双温储水系统相连，散热系统贯穿于捕水系统、预处理系统和双温储水系统的中心。本发明专利技术捕水器充分捕捉了空气中的水蒸气，并且通过将冷凝口的低温空气用于冷却散热翅，利用散热翅中的废弃热量加热热储水箱中的冷凝水，实现能源的高效利用，全过程层次分明，环保节能。

A dual temperature water trap based on semiconductor refrigeration

The invention discloses a dual temperature water trap based on semiconductor refrigeration. The water catcher comprises a pretreatment system, a water catching system, a dual-temperature water storage system and a heat dissipation system; the inlet end of the water catching system is connected with the pretreatment system, and the outlet end of the water catching system is connected with the dual-temperature water storage system; the semiconductor chip hot end of the water catching system is connected with the heat dissipation system; and the heat dissipation system is connected with the dual-temperature water storage system. The thermal storage tank of the thermal water storage system is connected, in which the water catching system is connected with the pretreatment system and the dual-temperature water storage system, and the heat dissipation system runs through the center of the water catching system, the pretreatment system and the dual-temperature water storage system. The water catcher of the invention fully captures the water vapor in the air, and uses the low temperature air of the condensing port to cool the radiating fin, and uses the waste heat in the radiating fin to heat the condensate water in the heat storage tank, so as to realize the high efficiency utilization of energy, the whole process is clear, and the environment is protected and energy is saved.

【技术实现步骤摘要】
一种基于半导体制冷的双温式捕水器
本专利技术涉及半导体制冷技术，具体涉及一种基于半导体制冷的双温式捕水器。
技术介绍
半导体制冷技术是在热电制冷材料基础上发展起来的一门新技术，是一种新兴的热门材料。随着人们环保意识的不断增强，对环境友好产品的需求研究也日益增加。在《京都协议书》和《联合国气候变化框架公约》的基础上，减少温室气体排放、减缓全球变暖成为一种必然趋势。相比于对大气臭氧层有破坏性影响的传统压缩机制冷，半导体制冷技术因其无制冷剂、环境友好等特点成为了研究热店。半导体制冷技术主要是帕尔帖效应在制冷方面的应用，它包括五种效应：帕尔帖、塞贝克、汤姆逊、焦耳和傅里叶效应。半导体制冷与传统制冷技术相比，具有以下几个优点：无制冷剂，对环境友好；无机械运动部件，运行平稳无噪声，结构紧凑；制冷器件可做成多种形状，适应性好；冷热端转换便捷，只要改变电流方向即可；方面调节，通过调节电流或电压大小即可调节制冷量；制冷功率范围大，可通过串并联的方式将单个制冷片组合成制冷系统，从而获得更大的制冷功率；半导体制冷片热惯性非常小，启动时间短。半导体制冷是将热电材料组合成PN结，通以直流电后，热电元件会出现一端温度降低而另一端温度升高的现象，利用此现象将电能转换为热能，这就是半导体制冷的基本原理。给一对或多对热电元件之间通以直流电后，在接头处会产生温差和热量转移。在热电对的一端，电子和空穴从低能级的P型材料通过连接的导体进入到高能级的N型材料，同时吸收热量，致冷端温度降低；而热电对的另一端则存在相反的情况，放出热量致使温度升高，这就是帕尔帖效应。当连接点出现温差后，会产生塞贝克效应。当电流通过有温度剃度的热电元件时，元件周围环境会产生热量交换，称为汤姆逊效应。电流经过热电对还会产生焦耳热。当冷热端存在温差使，会通过导体产生热传导，称为傅里叶效应。但截至目前，半导体制冷技术仍然存在着制冷效率低、单位制冷量成本高和加工工艺复杂等缺点，因此国内外对制冷技术的研究集中在三个方面：热点材料、结构设计和冷热端散热方式。对于热电材料方面，研究重点一方面要在量子理论的指导下探索具有更高ZT值的材料，另一方面是利用掺杂合成、低维化等改善材料的显微结构，提高现有材料的优值系数；杜宇结构设计优化，主要方向是减小焊接面的热电阻，改变热电臂的几何尺寸，尝试采用非等截面的热电偶对，结构优化在很大程度上依赖于加工工艺的改进；对于冷端散热方式，应尽可能减小热阻，提高制冷器表面温度场的均匀性，消除热损失。在实际使用时，应比较各种散热方式的优缺点，根据使用工况的不同，合理选择适当的散热方式。如今，半导体制冷技术因其环境友好、无噪声、运行平稳、耗材少和使用寿命长等特点收到广泛关注，在军事医疗以及生物制药等方面均有极大的发展潜力。随着人们对环境的日益重视，半导体应用的领域不断扩展，半导体制冷器的市场需求会越来越大，半导体制冷技术的发展前景会更加广阔。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种基于半导体制冷的双温式捕水器。本专利技术结构紧凑，综合利用了半导体既能制冷又能制热的性能，同时可以得到两种温度的水，节能环保，符合可持续发展战略的要求。本专利技术的目的通过以下的技术方案实现。一种基于半导体制冷的双温式捕水器，包括预处理系统、捕水系统、双温储水系统和散热系统；所述的捕水系统的进气端与预处理系统相连，所述的捕水系统的出水端与双温储水系统相连；所述捕水系统的半导体片热端与散热系统相连；所述散热系统与双温储水系统的热储水箱相连；外部空气经所述预处理系统净化至凝结出的水可直接饮用后，小风扇的作用下，通过过滤风道汇集，在引流进入所述捕水系统，在所述的捕水系统中的冷凝翅迅速快凝结为水珠；所述的捕水系统底部的毛细管面将冷凝后的水珠经引流汇集至导水凹槽。所述的导水凹槽中的一部分的冷凝水由所述的捕水系统底部的冷聚水孔导入双温储水系统的冷导水口，最后进入所述的双温储水系统的冷储水箱；另一冷凝水部分由所述的补水系统底部的热聚水孔导入双温储水系统的热导水口，最后进入所述的双温储水系统的热储水箱；所述的散热系统底部的散热翅翅面与热储水箱相连，将热量回收用于加热热储水箱内的水；在所述的双温储水系统顶部排气小风扇的作用下，所述捕水装置内部冷空气进入双温储水系统的冷风道内；所述的冷风道内的冷空气和外部空气在预处理系统上层的大风扇作用下，由所述的散热系统的底部进入散热装置，在所述的预处理顶部的热出风口排出，整个过程节能高效，可将空气中的水分充分捕获，有效的解决了人们对用水环境的局限，令水的获取变得更加简单高效。进一步地，所述的预处理系统包括热出风口、进风滤板、过滤版面、大风扇、带孔滤板和过滤风道；所述预处理系统的顶部中央开设有热出风口，所述热出风口下方设置有大风扇；所述预处理系统为正六棱柱状，柱状中间镂空，镂空处装有散热系统；所述正六棱柱间隔的三个棱处设置有进风滤板，所述正六棱柱内部设置有三个过滤版面，所述进风滤板与过滤版面连接，相邻过滤版面之间开设有过滤风道，所述过滤风道与过滤版面之间设置有带孔滤板；外部空气在所述的补水系统顶部引流小风扇的作用下，由所述的预处理系统的进风滤板进入所述的预处理系统，在经过过滤版面充分过滤后经带孔滤板使空气过滤风道；所述捕水系统包括六个带孔隔板、冷凝翅、引流小风扇、半导体片、毛细管面、冷聚水孔、热聚水孔、导水凹槽和毛细花纹；所述捕水系统为六棱柱状中间镂空，镂空的壁面为半导体片；所述的捕水系统内含三组冷凝翅，所述冷凝翅与半导体片的冷端连接，每组冷凝翅两侧都接有带孔隔板，所述捕水系统的顶部为绝热板，绝热板含有三个开口，每个开口中固定有一个引流小风扇，所述引流小风扇位于空气过滤风道的下方；所述捕水系统底部设置有三个毛细管面；所述导水凹槽位于毛细管面中心处；毛细花纹延导水凹槽对称分布于毛细管面靠冷凝翅的一端，靠近导水凹槽的部分略低，另外两端略高；冷聚水孔贯穿于导水凹槽所处线段靠外侧处；热聚水孔贯穿于导水凹槽所处线段靠内侧处；半导体片利用半导体材料的Peltier效应，当直流电通过两种半导体串联成的电偶时，电偶的两端即可吸收和放出热量，使得所述的冷凝翅的温度下降10℃左右，经过所述的预处理系统净化后的空气在所述的捕水系统顶部的引流小风扇的作用下，由所述的预处理系统的过滤风道进入所述的捕水系统；空气在所述的捕水系统中，通过和半导体片的冷端相连的冷凝翅凝结为水珠；所述的捕水系统底部的毛细管面将冷凝后的水珠汇集至导水凹槽。所述的导水凹槽中的水分别流至冷聚水孔和热聚水孔；所述的收集系统包括：排气小风扇、冷风道、底部支架、冷环形汇流管、热环形汇流管、热储水箱、冷储水箱、热导水口、冷导水口、热出水口、冷出水口、热取水口和冷取水口；所述的排气小风扇分别固定在储水系统上方，每个排气小风扇下方都接有冷风道；冷风道位于散热系统内部；冷储水箱和热储水箱、底部支架相连；热储水箱上方设有热导水口，下方设有热出水口；冷储水箱上方设有冷导水口，下方设有冷出水口；，所述热储水箱通过绝热端与冷储水箱相连，另一端通过导热端与所述散热系统的散热翅翅面相连，底部通过热出水口和热环形汇流管相连；所述冷储水箱底部通过冷出水口和冷环形汇流管相连；所述热取水口设置于热环形汇流管上，所述冷取水口设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于半导体制冷的双温式捕水器，其特征在于：包括预处理系统（1）、捕水系统（2）、双温储水系统（3）和散热系统（4）；所述的捕水系统（2）的进气端与预处理系统（1）相连，所述的捕水系统（2）的出水端与双温储水系统（3）相连；所述捕水系统（2）的半导体片（204）热端与散热系统（4）相连；所述散热系统（4）与双温储水系统（3）的热储水箱（306）相连。

【技术特征摘要】
1.一种基于半导体制冷的双温式捕水器，其特征在于：包括预处理系统（1）、捕水系统（2）、双温储水系统（3）和散热系统（4）；所述的捕水系统（2）的进气端与预处理系统（1）相连，所述的捕水系统（2）的出水端与双温储水系统（3）相连；所述捕水系统（2）的半导体片（204）热端与散热系统（4）相连；所述散热系统（4）与双温储水系统（3）的热储水箱（306）相连。2.根据权利要求1所述基于半导体制冷的双温式捕水器，其特征在于：所述的预处理系统（1）包括热出风口（101）、进风滤板（102）、过滤版面（103）、大风扇（104）、带孔滤板（105）和过滤风道（106）；所述预处理系统（1）的顶部中央开设有热出风口（101），所述热出风口（101）下方设置有大风扇（104）；所述预处理系统（1）为正六棱柱状，柱状中间镂空，镂空处装有散热系统（4）；所述正六棱柱间隔的三个棱处设置有进风滤板（102），所述正六棱柱内部设置有三个过滤版面（103），所述进风滤板（102）与过滤版面（103）连接，相邻过滤版面（103）之间开设有过滤风道（106），所述过滤风道（106）与过滤版面（103）之间设置有带孔滤板（105）；所述捕水系统（2）包括六个带孔隔板（201）、冷凝翅（202）、引流小风扇（203）、半导体片（204）、毛细管面（205）、冷聚水孔（206）、热聚水孔（207）、导水凹槽（208）和毛细花纹（209）；所述捕水系统（2）为六棱柱状中间镂空，镂空的壁面为半导体片（204）；所述的捕水系统（2）内含三组冷凝翅（202），所述冷凝翅（202）与半导体片（204）的冷端连接，每组冷凝翅（202）两侧都接有带孔隔板（201），所述捕水系统（2）的顶部为绝热板，绝热板含有三个开口，每个开口中固定有一个引流小风扇（203），所述引流小风扇（203）位于空气过滤风道（106）的下方；所述捕水系统（2）底部设置有三个毛细管面（205）；所述导水凹槽（208）位于毛细管面（205）中心处；毛细花纹（209）延导水凹槽（208）对称分布于毛细管面（205）靠冷凝翅（202）的一端，靠近导水凹槽（208）的部分略低，另外两端略高；冷聚水孔（206）贯穿于导水凹槽所处线段靠外侧处；热聚水孔（207）贯穿于导水凹槽（208）所处线段靠内侧处；所述的收集系统（3）包括：排气小风扇（301）、冷风道（302）、底部支架（303）、冷环形汇流管（304）、热环形汇流管（305）、热储水箱（306）、冷储水箱（307）、热导水口（308）、冷导水口（309）、热出水口（310）、冷出水口（311）、热取水口（312）和冷取水口（313）；所述的排气小风扇（301）分别固定在储水系统（3）上方，每个排气小风扇（301）下方都接有冷风道（302）；冷风道（302）位于散热系统（4）内部；冷储水箱（307）和热储水箱（306）、底部支架（303）相连；热储水箱（306）上方设有热导水口（308），下方设有热出水口（...

【专利技术属性】
技术研发人员：方利国，李钰，陈开湟，刘冠宏，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44