Устройство для получения воды из воздуха

Полезная модель относится к устройствам для конденсации воды, а именно к термоэлектрическим устройствам для получения питьевой воды из атмосферного воздуха.
7
Известно устройство для конденсации воды из атмосферного воздуха, включающее вентилятор и термоэлектрический элемент Пельтье, холодная сторона которого контактирует с конденсационной поверхностью плоской пластины, а горячая сторона контактирует с основанием ребристого теплоотвода, рассеивающего тепло, вырабатываемое термоэлектрическим элементом Пельтье [Патент США 10443907 В1, МПК F25B 21/02, 15.10.2019.].
Недостатком известного устройства для конденсации воды из атмосферного воздуха является небольшая производительность по воде на единицу подводимой электроэнергии, обусловленная небольшими площадями конденсационной поверхности плоской пластины и теплообменной поверхности теплоотвода, ограниченными перепадом температуры на этих поверхностях ввиду малых размеров термоэлектрического элемента Пельтье.
7
В качестве прототипа выбрано устройство для получения воды из воздуха, включающее вентиляторы, термоэлектрический элемент Пельтье, холодная сторона которого контактирует с ребристым холодоотводом, а горячая сторона контактирует с ребристым теплоотводом, причем контакты сторон термоэлектрического элемента Пельтье осуществляются с торцами ребер холодоотвода и теплоотвода [Патент США 7337615 В2, МПК F25B 21/02, 04.03.2008]. В конструкции прототипа также имеется изогнутый воздуховод, разворачивающий поток воздуха, выходящий из холодоотвода, на 180 градусов и направляющий его в теплоотвод.
Недостатком прототипа также является небольшая производительность по воде на единиц) подводимой электроэнергии, обусловленная значительным перепадом температуры по ребрам холодоотвода и теплоотвода, ограниченной площадью теплообменных поверхностей ребер ввиду малых размеров термоэлектрического элемента Пельтье. Изогнутый воздуховод усложняет конструкцию и требует дополнительных затрат электроэнергии на разворот потока воздуха.
Задача, которую решает предлагаемое техническое решение, заключается в повышении производительности по воде на единицу подводимой электроэнергии, а также в упрощении конструкции устройства.
Поставленная техническая задача реализуется тем, что в устройстве для получения воды из воздуха, включающем вентилятор, термоэлектрический элемент Пельтье, холодная сторона которого контактирует с ребристым холодоотводом, а горячая сторона контактирует с ребристым теплоотводом, используются ребристый холодоотвод и ребристый теплоотвод на основе тепловых труб, контакты холодной и горячей сторон термоэлектрического элемента Пельтье осуществляются с холодоприемным основанием холодоотвода и теплоприемным основанием теплоотвода соответственно, а ребра холодоотвода расположены над ребрами теплоотвода.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображена конструкция устройства для получения воды из воздуха (фиг. 1).
Устройство для получения воды из воздуха конструкции, представленной на фиг. 1, включает вентилятор 1, термоэлектрический элемент Пельтье 2, ребристый холодоотвод 3, состоящий из холодоприемного основания 4, тепловой трубы 5, оснащенной теплоприемными ребрами 6 и ребристый теплоотвод 7, состоящий из теплоприемного основания 8, тепловой трубы 9, оснащенной теплорассеивающими ребрами 10.
Устройство для получения воды из воздуха работает следующим образом.
При пропускании электрического тока через термоэлектрический элемент Пельтье 2 одна его сторона охлаждается, а другая нагревается. Холодная сторона термоэлектрического элемента Пельтье 2 контактирует с холодоприемным основанием 4 холодоотвода 3 и отдает холод холодоприемному основанию 4. Посредством тепловой трубы 5 холод передается теплоприемным ребрам 6. Создаваемый вентилятором 1 поток атмосферного воздуха 11 проходит через теплоприемные ребра 6, отдает им тепло и охлаждается ниже точки росы. Содержащийся в воздухе водяной пар конденсируется на холодной поверхности теплоприемных ребер 6. Сконденсированная вода собирается в капли 12, которые под действием силы тяжести и потока воздуха 11 стекают с теплоприемных ребер 6, протекают теплорассеивающие ребра 10 и капают в поддон-коллектор 13. В результате в поддоне-коллекторе накапливается вода 14. Поток воздуха 11, охладившись между теплоприемными ребрами 6, проходит между теплорассеивающими ребрами 10, которые в свою очередь охлаждаются и посредством тепловой трубы 9 передают холод теплоприемному основанию 8 ребристого теплоотвода 7. Температура теплоприемного основания 8 понижается, понижается температура контактирующей с теплоприемным основанием 8 горячей стороны термоэлектрического элемента Пельтье 2, как следствие понижается температурный уровень работы термоэлектрического элемента Пельтье 2. Тем самым интенсифицируется процесс конденсации водяного пара на теплоприемных ребрах 6. Благодаря использованию в конструкции устройства для получения воды из воздуха тепловых труб перепады температуры между теплоприемными ребрами 6 и холодной стороной термоэлектрического элемента Пельтье 2, а также теплорассеивающими ребрами 10 и горячей стороной термоэлектрического элемента Пельтье 2 невелики. При этом даже при малых размерах термоэлектрического элемента Пельтье 2 может использоваться значительное число теплоприемных ребер 6 и теплорассеивающих ребер 10, что значительно увеличивает площадь конденсации. Как результат, значительно повышается производительность устройства по воде на единицу подводимой электроэнергии.
Благодаря тому, что ребра холодоотвода расположены над ребрами теплоотвода, поток воздуха 11 движется практически в постоянном направлении, что не требует дополнительных затрат подводимой электроэнергии, а также позволяет исключить использование изогнутого воздуховода, что упрощает конструкцию устройства для получения воды из воздуха.