一种高效率蒸散水收集系统

1.本发明涉及能源循环利用的技术领域，尤其是涉及一种高效率蒸散水收集系统。


背景技术：

2.在全球水资源消耗中，据联合国粮农组织报告，农业用水占全球水资源消耗的70％，因此农业节水是解决全球水资源的必由之路。基于农业能源循环利用，温室植物蒸腾作用产生的气态水分子也叫蒸散水的回收具有较好前景。
3.目前利用温差驱动气态水向液态水转化，实现蒸散水的回收，例如利用空气压缩机、半导体制冷或利用天然的空气与土壤温差，在温差驱动下使得水分子发生从气态到液态的转变，从而实现对液态部分的回收；但其消耗大量电力，运行成本较高，不易推广，而对于干旱地区，往往受到更高的太阳辐射，光照充足，年太阳辐射往往能超过5000mjm-2
，而国家规定光伏板最低光电转化率为16％，所以理论来说在干旱地区，每平方米光伏板每年能生产约合222度电能，十分具有发展潜力。目前蒸散水的回收和灌溉不能够实现自动化控制，影响农作物的生长。
4.针对上述中的相关技术，本发明提供一种高效率蒸散水收集系统。


技术实现要素：

5.本发明提供一种高效率蒸散水收集系统，利用太阳能作为主要能源，大大减轻了对半导体冷凝系统高能耗的顾虑，同时半导体冷凝系统不会产生污染且能够高效回收蒸散水，实现农业用水的循环利用，缓解缺水问题。
6.本发明提供一种高效率蒸散水收集系统，采用如下的技术方案：包括
7.光伏发电模组，用于为温室供电能或在光伏发电过剩时，可反向为城市电网输送电能；
8.控制模组，用于检测温室内的湿度和土壤水分，并将信号传输至控制模块，通过控制模块决策是否需要启动及关闭蒸散水循环模组和水处理模组；
9.蒸散水循环模组，用于根据所述控制模块的信号，吸收温室内的蒸散水通过半导体制冷面，使得气态水冷凝成为液态水并流入下方集水容器中进行存储，
10.水处理模组，用于根据所述控制模块的信号，抽取集水容器中储存的水过滤后用于作物灌溉。
11.可选的，所述光伏发电模组与城市电网相并，能够实现在光照不足情况下持续为温室供电能。
12.通过采用上述技术方案，以光伏发电模组提供电能为主，保证温室内能够持续供电，
13.可选的，所述光伏发电模组包括光伏板、光伏控制器、蓄电池组和逆变器，所述光伏板通过光伏控制器与蓄电池组电连接，所述蓄电池组通过逆变器为温室供电能或者反向为城市电网输送电能。
14.通过采用上述技术方案，实现太阳能转化为电能，节约能源，而且能够对产生的电能用于温室供电能或者反向为城市电网输送电能。
15.可选的，所述控制模组包括控制模块、温度传感器和水分检测传感器，
16.所述控制模块，用于根据所述温度传感器和水分检测传感器检测值对比预设阈值决策是否需要启动及关闭蒸散水循环模组和水处理模组；
17.所述温度传感器，用于检测温室内的湿度，并将检测值上传至所述控制模块；
18.所述水分检测传感器，用于检测温室壤的水分，并将检测值上传至所述控制模块。
19.通过采用上述技术方案，能够根据温度传感器和水分检测传感器检测值自动控制蒸散水循环模组和水处理模组工作的启停。
20.可选的，所述蒸散水循环模组包括壳体，所述壳体的顶部安装有吸湿风扇，所述壳体的内腔顶部固定有半导体冷凝器，所述壳体的外壁底部开有多个排风口，所述壳体的底端开有出水口，所述出水口位于所述集水容器的上方。
21.通过采用上述技术方案，实现温室内水蒸气的收集工作。
22.可选的，所述水处理模组包括
23.过滤系统，用于对所述集水容器集水进行灌溉前过滤；
24.灌溉系统，用于对所述过滤系统过滤后的冷凝水对作物进行灌溉。
25.通过采用上述技术方案，能够对温室内水蒸气冷凝后的水进行过滤和灌溉。
26.综上所述，本发明包括以下至少一种有益效果：
27.本发明通过光伏发电模组与城市电网相并，能够实现在光照不足情况下持续为温室供电能或在光伏发电过剩时，可反向为城市电网输送电能；蒸散水循环模组中设有吸湿风扇吸收温室内的蒸散水通过半导体制冷面，使得气态水冷凝成为液态水并流入下方集水容器中进行存储，灌溉系统抽取集水容器中储存的水用于作物灌溉；同时整个系统设置有湿度控制模组和水分控制模组，通过湿度传感器和水分检测传感器实时或定时测量温室内湿度，以此决定是否需要启动及关闭蒸散水循环模组和水处理模组。
28.利用太阳能作为主要能源，大大减轻了对半导体冷凝系统高能耗的顾虑，同时半导体冷凝系统不会产生污染且能够高效回收蒸散水，实现农业用水的循环利用，缓解缺水问题。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1为本发明结构示意图；
31.图2为本发明控制模组和水处理模组结构示意图；
32.图3为本发明蒸散水循环模组结构示意图。
33.附图标记说明：1、光伏发电模组；101、光伏板；102、光伏控制器；103、蓄电池组；104、逆变器；2、电网；3、控制模组；301、控制模块；302、温度传感器；303、水分检测传感器；4、蒸散水循环模组；401、壳体；402、吸湿风扇；403、半导体冷凝器；404、排风口；405、出水
口；5、水处理模组；501、过滤系统；502、灌溉系统；6、集水容器。
具体实施方式
34.以下结合附图1-3对本发明作进一步详细说明。
35.实施例一
36.参照图1-图2，本发明公开一种高效率蒸散水收集系统，包括
37.光伏发电模组1，用于为温室供电能或在光伏发电过剩时，可反向为城市电网2输送电能；光伏发电模组1与城市电网2相并，能够实现在光照不足情况下持续为温室供电能。
38.其中，光伏发电模组1由光伏板101、光伏控制器102、蓄电池组103和逆变器104组成，光伏板101通过光伏控制器102与蓄电池组103电连接，光伏板101安装于温室外，用于接收阳光，经光伏控制器102将光能转化为电能存储在蓄电池内，蓄电池组103通过逆变器104为温室供电能或者反向为城市电网2输送电能，其中还包括智能电表和配电箱，用于对光伏发电和电网的电能进行管理。
39.控制模组3，用于检测温室内的湿度和土壤水分，并将信号传输至控制模块 301，通过控制模块301决策是否需要启动及关闭蒸散水循环模组4和水处理模组5；
40.其中，控制模组3包括控制模块301、温度传感器302和水分检测传感器 303，温度传感器302安装于温室内，用于检测温室内的湿度，并将检测值上传至控制模块301；当农作物体表(主要指叶子)的水分通过水蒸气的形式散发到空气中后，空气中的实时湿度开始增加，当实时湿度大于预设阈值时，控制模块301启动蒸散水循环模组4，水分检测传感器303埋设于农作物土壤内，用于检测温室壤的水分，并将检测值上传至控制模块301；当农作物体埋设的土壤水分低于预设阈值时，控制模块301启动水处理模组5，其中湿度和土壤水分预设阈值预先设置，其根据农作物生长信息、栽培空间的所述季节、所处环境和天气等因素的改变而改变。
41.蒸散水循环模组4，用于根据控制模块301的信号，吸收温室内的蒸散水通过半导体制冷面，使得气态水冷凝成为液态水并流入下方集水容器6中进行存储，蒸散水循环模组4可采用半导体冷凝器，通过散热冷凝器对吸湿风扇吸收的水蒸气进行冷凝，并通过散热器和散热风扇将冷凝水蒸气时产生的高温热量排出。
42.水处理模组5，用于根据控制模块301的信号，抽取集水容器6中储存的水过滤后用于作物灌溉，
43.其中，水处理模组5包括过滤系统501和灌溉系统502，过滤系统501可采用过滤网，对集水容器6集水进行灌溉前过滤；灌溉系统502采用对作物进行灌溉的设备，对过滤系统501过滤后的冷凝水对作物进行灌溉。
44.本发明的一种高效率蒸散水收集系统的实施工作原理为：
45.通过光伏发电模组1与城市电网2相并，能够实现在光照不足情况下持续为温室供电能或在光伏发电过剩时，可反向为城市电网2输送电能；蒸散水循环模组4中设有风扇吸收温室内的蒸散水通过半导体制冷面，使得气态水冷凝成为液态水并流入下方集水容器6中进行存储，通过湿度传感器302和水分检测传感器303实时或定时测量温室内湿度，以此决定是否需要启动及关闭蒸散水循环模组4和水处理模组5，通过蒸散水循环模组4能够自动对温室内产生的水蒸气进行回收，通过水处理模组5能够自动的进行灌溉工作，灌溉系统
502 抽取集水容器6中储存的水用于作物灌溉。
46.实施例二
47.参照图3，基于与上述实施例一相同的构思，本实施例还提出了蒸散水循环模组4包括壳体401，壳体401的顶部安装有吸湿风扇402，壳体401的内腔顶部固定有半导体冷凝器403，壳体401的外壁底部开有多个排风口404，壳体401 的底端开有出水口405，出水口405位于集水容器6的上方。
48.当半导体冷凝器403工作时，半导体冷凝器403将冷凝片的温度降低，并以热传递的方式将半导体冷凝器403的热量传递给散热器和排风口404，并最终辐射给周围的空气，如此，在半导体冷凝器403的内部就形成了一个低温区域，当吸湿风扇吸收的空气经过冷凝片时，空气中的水蒸气会冷凝成水滴，凝聚在冷凝片的表面，并最后通过出水口405滴落至集水容器6内。
49.以上均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。