[發(fā)明專利]空氣制取液態(tài)水的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010175730.7
• 申請日: 2010-05-18
• 公開（公告）號(hào): CN101851945A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮詩愚;高秀峰;王贊社;李云;侯雄坡;顧兆林
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): E03B3/28
• 分類號(hào): E03B3/28
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 彭英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于空氣調(diào)節(jié)和減濕技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種制水裝置，特別涉及一種空氣中制取液態(tài)水的裝置。

背景技術(shù)

淡水是人類賴以生存的重要的物質(zhì)，但是在野外干旱地區(qū)，特別是在沙漠地區(qū)長期工作時(shí)，水的取得方式主要是依靠少量的降雨蓄積或者由基地補(bǔ)給。然而，即使沙漠中空氣全年平均相對濕度也在20～30％左右，因此空氣含有一定量的水蒸氣，特別是夜晚的相對濕度會(huì)更大，因此可采用一定的技術(shù)手段，將空氣中的水蒸氣提取出來，轉(zhuǎn)化為液態(tài)水供人們生活所用。

目前，從空氣中制取水的方式主要吸附法和冷凍法兩大類，例如申請?zhí)枮?00610025350的專利“利用自然能的空氣取水裝置”和申請?zhí)枮?9809428.5的專利“從大氣中提取水分的方法和裝置”均公開了采用吸附方法提取大氣中的水蒸氣，再通過合適的技術(shù)手段將吸附劑中的水蒸氣轉(zhuǎn)化為液態(tài)水的方法和裝置；與吸附法相比，冷凍法的技術(shù)原理更加簡單和實(shí)用，例如申請?zhí)枮?980465.6的專利“制水裝置”、申請?zhí)枮?00410016871.9的專利“從空氣中取水并凈化的飲水裝置”和申請?zhí)枮?1204992.1的專利“從空氣中取水的機(jī)器”都采用了冷凍去濕的方法。

但是目前冷凍法制水裝置存在一些不足，例如冷凍手段大多采用氟利昂制冷系統(tǒng)，在野外存在長期運(yùn)行后工質(zhì)泄漏的風(fēng)險(xiǎn)，維護(hù)較為困難，若采用半導(dǎo)體制冷則效率過低。

獲取低溫的方法除采用氟利昂蒸汽壓縮式以外，還可以采用開式空氣布雷頓制冷循環(huán)，由于工質(zhì)為空氣，因此不存在泄漏的風(fēng)險(xiǎn)，而且開式空氣制冷循環(huán)一般采用離心渦輪和透平機(jī)械，因此設(shè)備體積小，壽命長，攜帶和安裝方便。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服常規(guī)采用氟利昂冷凍制水方法所存在的技術(shù)缺點(diǎn)，提供一種采用開式空氣制冷循環(huán)降低空氣溫度的裝置，使空氣中的水蒸氣轉(zhuǎn)化為液態(tài)水。

本發(fā)明的技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案來解決的：

一種空氣制取液態(tài)水的裝置，包括主制水裝置、凈水設(shè)備和水箱，所述主制水裝置包括主制水空氣預(yù)處理裝置、后冷器、主制水器、膨脹機(jī)、凈水設(shè)備以及水箱，所述后冷器和主制水器皆為熱交換器，所述主制水空氣預(yù)處理裝置包括順序連接的主制水空氣濾清器以及空氣壓縮機(jī)，所述主制水空氣濾清器的進(jìn)氣口與外界相接通，而空氣壓縮機(jī)的出氣口、后冷器的熱側(cè)通道、主制水器的熱側(cè)通道、膨脹機(jī)進(jìn)氣口則順序連通，且空氣壓縮機(jī)與后冷器之間的連接管道上安裝有進(jìn)氣截止閥，另膨脹機(jī)的出氣口與主制水器的冷側(cè)通道相連通，且膨脹機(jī)與主制水器之間的連接管道上安裝有排氣截止閥，同時(shí)所述后冷器的冷側(cè)通道內(nèi)有冷卻介質(zhì)流通，主制水器熱側(cè)通道的出水口通過凈水設(shè)備與水箱連接。

所述空氣壓縮機(jī)的出氣口還與主制水器的熱側(cè)通道連接，且空氣壓縮機(jī)與主制水器之間的連接管道上安裝有主制水器除霜閥。

還包括輔制水裝置，該輔制水裝置包括輔制水空氣引風(fēng)機(jī)、輔制水空氣濾清器以及輔制水器，所述輔制水空氣引風(fēng)機(jī)出氣口、輔制水空氣濾清器以及輔制水器的熱側(cè)通道進(jìn)氣口順序相連通，而輔制水空氣引風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣口與外界環(huán)境接通，另外，所述輔制水器熱側(cè)通道的出水口通過凈水設(shè)備而與水箱連接，所述主制水器的冷側(cè)通道出氣口與輔制水器的冷側(cè)通道進(jìn)氣口相連通。

所述空氣壓縮機(jī)的出氣口還與輔制水器的熱側(cè)通道連接，且空氣壓縮機(jī)與輔制水器之間的連接管道上安裝有輔制水器除霜閥。

所述凈水設(shè)備包括順序連接的固體雜質(zhì)過濾器、水泵、離子吸附交換器以及紫外燈殺菌器。

所述空氣壓縮機(jī)和膨脹機(jī)為離心式機(jī)械設(shè)備。

所述空氣壓縮機(jī)、膨脹機(jī)和電動(dòng)機(jī)同軸連接或相互之間通過皮帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)連接。

所述電動(dòng)機(jī)動(dòng)力源為電網(wǎng)交流電、車載直流電、蓄電池、風(fēng)力發(fā)電裝置或者太陽能發(fā)電裝置。

所述后冷器、主制水器和輔制水器為翅片管換熱器。

所述后冷器、主制水器和輔制水器為換熱管內(nèi)外均有螺紋的列管式換熱器。

根據(jù)以上的技術(shù)方案，可以實(shí)現(xiàn)以下的有益效果：

本發(fā)明采用開式空氣制冷循環(huán)替代氟利昂蒸汽壓縮式制冷循環(huán)來降低空氣的溫度，因此整個(gè)裝置安全可靠，運(yùn)行壽命長，維護(hù)工作量小。此外，主制水器熱側(cè)空氣壓力比環(huán)境壓力高，因此相同相對濕度和溫差下，水蒸氣的析出量較常壓時(shí)高，同時(shí)本發(fā)明中還充分考慮到冷量的綜合利用，故設(shè)置了輔制水器，將由膨脹機(jī)出氣口輸出的低溫空氣通過主制水器后仍具有較低溫度的冷量加以回用，提高系統(tǒng)的整體性能。

附圖說明

圖1是本發(fā)明制水裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明凈水裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；