【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种空气制水设备领域，具体涉及一种空气冷凝式和空气吸附式耦合的制水装置。
技术介绍
1、在淡水资源严重匮乏地区，传统的取水方式如远距离运输、海水淡化、开采地下水和引水调水工程等方式受限于技术、成本、地形和环境因素影响。空气中所含水分超过地表淡水资源总量的10倍，而从空气中制水水分不受地理区域的限制，空气取水是解决水资源问题的方法。
2、目前大多采用制冷凝露法和吸附法等方式进行从空气中取水。其中吸附法则利用多孔吸附剂对空气中的水蒸气进行吸附，然后利用高温热源对饱和状态的吸附剂进行加热，使其中的水分蒸发，并通过导流管进入冷凝器形成水滴。但吸附式制水系统总取水量很低，通常限制在克级，且需要额外的热源进行解吸，增大了系统能耗。制冷结露法取水又称为空气冷凝式制水，一般通过压缩制冷循环的人工制冷方式，湿空气在经过低于露点温度的蒸发器冷表面时，湿空气中的液态水冷凝成水滴被收集起来，经净化后饮用。但是现有的空气冷凝制水机往往采用纯制冷剂作为工作介质，在蒸发器及冷凝器中由于换热温差较大，增大了系统不可逆损失。同时，蒸发器冷表面是空气冷凝式制水系统唯一的取水来源，在进风温度或相对湿度较低时，制水效率达不到预想的结果。
3、因此，有必要设计一种高效空气制水系统，以解决当前空气制水系统制冷效率低、单位功耗制水量小等缺点。
技术实现思路
1、本技术的目的在于提供一种带冷热量回收的高效空气制水装置，以解决上述
技术介绍
提到的传统空气制水机制冷效率低、单位功耗制水量小的问题。p>
2、为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：
3、一种带冷热量回收的高效空气制水装置，包括：空气冷凝式制水系统，水循环系统和空气吸附式制水系统；所述空气冷凝式制水系统与水循环系统之间通过复合型回热器连接；所述空气吸附式制水系统与空气冷凝式制水系统通过三通阀相连接；由复合型回热器和空气吸附式制水系统中的空气取水管实现能量回收利用。
4、进一步，所述空气冷凝式制水系统包括压缩机、第一冷凝器、节流阀、蒸发器；所述水循环系统包括循环泵、换热器；所述空气吸附式制水系统包括空气取水管、第二冷凝器、净水器、集水器；所述复合型回热器包括三个输入端和三个输出端；第一输出端与节流阀输入端相连，第二输出端与压缩机输入端相连，第三输出端与循环泵输入端相连；第一输入端与第一冷凝器输出端相连，第二输入端与蒸发器输出端相连，第三输入端与换热器输出端相连。
5、进一步，所述复合型回热器，用于将蒸发器输出端具有一定冷量的工制冷剂与第一冷凝器输出端的制冷剂和换热器输出端的载冷剂进行逆流式换热。
6、进一步，进风通道口的进风依次流经所述换热器、蒸发器和复合型回热器；所述蒸发器输出端的制冷剂进入复合型回热器进行热交换，对复合型回热器的第一输入端的制冷剂和第三输入端的载冷剂进行冷却，实现冷量的两级回收利用；所述复合型回热器的第三输出端的载冷剂通过循环泵进入换热器，与进风进行热交换，以降低进风温度，提高进风相对湿度。
7、进一步，所述空气取水管外部由不锈钢呈圆筒状作为外壁，内部有不锈钢网与外壁组成同心的圆环柱，空气取水管下端即空气进口端，内圆为中空，外圆由不锈钢封闭，同时有空气进口密封塞控制空气流入空气取水管中；空气取水管上端即空气出口端，内圆由不锈钢封闭，外圆由不锈钢网封闭，此端空气出口密封盖完全包裹外壁圆筒，吸附剂材料填充在不锈钢网与外壁的圆环区域，并在其中预埋一段由三通阀控制的换热盘管；所述空气取水管内部换热盘管呈螺旋状预埋在吸附剂材料中，并通过导热的方式，将压缩机高温排气的热量传递给吸附剂材料，实现水蒸气解吸，吸附剂材料中的水分被加热蒸发形成水蒸气，向上通过空气出口密封盖中管道在第二冷凝器中被冷凝成液滴，并在重力作用下进入净水器及集水器。
8、进一步，所述空气取水管，用于回收压缩机出来到第一冷凝器的热量，在无需额外热源的情况下实现空气吸附式制水，进一步提高制水量。
9、进一步，所述吸附剂材料为多孔、高比表面积吸附剂材料。
10、进一步，所述三通阀通道呈t字形，为单向控制一进二出，所述空气取水管吸附空气中水分时，三通阀下口关闭，制冷剂仅从三通阀左口通过；所述空气取水管解吸吸附剂时，三通阀左口关闭，压缩机高温排气仅从三通阀下口通过，进入换热盘管，对吸附剂进行加热。
11、进一步，所述空气冷凝式制水系统中制冷剂为r32/r744二元混合制冷剂，所述r32/r744二元混合制冷剂的质量分数为0.65/0.35，其温度滑移特性可有效减小制冷系统换热损失，同时可适用于较宽环境温度的变化。
12、进一步，所述水循环系统内载冷剂为蒸馏水。
13、与现有技术相比，本技术的有益效果在于：
14、1、本技术中，水循环系统内，载冷剂为蒸馏水，在所述回热器中被冷却，实现冷量的第一级回收，然后回到所述换热器中与进风进行换热，此时进风温度被降低，相对湿度升高，进而提高制水量。
15、2、本技术中，制冷系统中进入所述节流阀前的r32/r744二元混合制冷剂在所述复合型回热器中被进一步冷却，实现冷量的第二级回收，制冷剂干度下降可有效减少节流损失，进而提高系统能效。
16、3、本技术中，利用混合制冷剂的温度滑移特性，在所述第一冷凝器和所述蒸发器中可改善制冷剂与环境的温度匹配，减少换热损失，提高换热效率。
17、4、本技术中，所述复合型回热器可实现蒸发器输出端制冷剂冷量的高效回收利用，提高系统制冷效率。
18、5、本技术中，所述空气冷凝式制水系统通过t字型三通阀并联一个空气吸附式制水系统，利用压缩机高温排气的热量对空气取水管内吸附剂进行解吸，回收了压缩机出来的热量，在无需额外热源的情况下实现了空气吸附式制水，进一步提高系统单位功耗制水量，从而达到节能减排目的。
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1.一种带冷热量回收的高效空气制水装置，其特征在于，包括：空气冷凝式制水系统，水循环系统和空气吸附式制水系统；所述空气冷凝式制水系统与水循环系统之间通过复合型回热器连接；所述空气吸附式制水系统与空气冷凝式制水系统通过三通阀相连接；由复合型回热器和空气吸附式制水系统中的空气取水管实现能量回收利用。
2.根据权利要求1所述的带冷热量回收的高效空气制水装置，其特征在于：所述空气冷凝式制水系统包括压缩机、第一冷凝器、节流阀、蒸发器；所述水循环系统包括循环泵、换热器；所述空气吸附式制水系统包括空气取水管、第二冷凝器、净水器、集水器；所述复合型回热器包括三个输入端和三个输出端；第一输出端与节流阀输入端相连，第二输出端与压缩机输入端相连，第三输出端与循环泵输入端相连；第一输入端与第一冷凝器输出端相连，第二输入端与蒸发器输出端相连，第三输入端与换热器输出端相连。
3.根据权利要求2所述的带冷热量回收的高效空气制水装置，其特征在于：所述复合型回热器，用于将蒸发器输出端具有一定冷量的工制冷剂与第一冷凝器输出端的制冷剂和换热器输出端的载冷剂进行逆流式换热。
4.根据
5.根据权利要求2所述的带冷热量回收的高效空气制水装置，其特征在于：所述空气取水管外部由不锈钢呈圆筒状作为外壁，内部有不锈钢网与外壁组成同心的圆环柱，空气取水管下端即空气进口端，内圆为中空，外圆由不锈钢封闭，同时有空气进口密封塞控制空气流入空气取水管中；空气取水管上端即空气出口端，内圆由不锈钢封闭，外圆由不锈钢网封闭，此端空气出口密封盖完全包裹外壁圆筒，吸附剂材料填充在不锈钢网与外壁的圆环区域，并在其中预埋一段由三通阀控制的换热盘管；所述空气取水管内部换热盘管呈螺旋状预埋在吸附剂材料中，并通过导热的方式，将压缩机高温排气的热量传递给吸附剂材料，实现水蒸气解吸，吸附剂材料中的水分被加热蒸发形成水蒸气，向上通过空气出口密封盖中管道在第二冷凝器中被冷凝成液滴，并在重力作用下进入净水器及集水器。
6.根据权利要求5所述的带冷热量回收的高效空气制水装置，其特征在于：所述空气取水管，用于回收压缩机出来到第一冷凝器的热量，在无需额外热源的情况下实现空气吸附式制水，进一步提高制水量。
7.根据权利要求5所述的带冷热量回收的高效空气制水装置，其特征在于：所述吸附剂材料为多孔、高比表面积吸附剂材料。
8.根据权利要求1所述的带冷热量回收的高效空气制水装置，其特征在于：所述三通阀通道呈T字形，为单向控制一进二出，所述空气取水管吸附空气中水分时，三通阀下口关闭，制冷剂仅从三通阀左口通过；所述空气取水管解吸吸附剂时，三通阀左口关闭，压缩机高温排气仅从三通阀下口通过，进入换热盘管，对吸附剂进行加热。
9.根据权利要求1所述的带冷热量回收的高效空气制水装置，其特征在于：所述空气冷凝式制水系统中制冷剂为R32/R744二元混合制冷剂，所述R32/R744二元混合制冷剂的质量分数为0.65/0.35，其温度滑移特性可有效减小制冷系统换热损失，同时可适用于较宽环境温度的变化。
10.根据权利要求1所述的带冷热量回收的高效空气制水装置，其特征在于：所述水循环系统内载冷剂为蒸馏水。
...【技术特征摘要】
1.一种带冷热量回收的高效空气制水装置，其特征在于，包括：空气冷凝式制水系统，水循环系统和空气吸附式制水系统；所述空气冷凝式制水系统与水循环系统之间通过复合型回热器连接；所述空气吸附式制水系统与空气冷凝式制水系统通过三通阀相连接；由复合型回热器和空气吸附式制水系统中的空气取水管实现能量回收利用。
2.根据权利要求1所述的带冷热量回收的高效空气制水装置，其特征在于：所述空气冷凝式制水系统包括压缩机、第一冷凝器、节流阀、蒸发器；所述水循环系统包括循环泵、换热器；所述空气吸附式制水系统包括空气取水管、第二冷凝器、净水器、集水器；所述复合型回热器包括三个输入端和三个输出端；第一输出端与节流阀输入端相连，第二输出端与压缩机输入端相连，第三输出端与循环泵输入端相连；第一输入端与第一冷凝器输出端相连，第二输入端与蒸发器输出端相连，第三输入端与换热器输出端相连。
3.根据权利要求2所述的带冷热量回收的高效空气制水装置，其特征在于：所述复合型回热器，用于将蒸发器输出端具有一定冷量的工制冷剂与第一冷凝器输出端的制冷剂和换热器输出端的载冷剂进行逆流式换热。
4.根据权利要求2所述的带冷热量回收的高效空气制水装置，其特征在于：进风通道口的进风依次流经所述换热器、蒸发器和复合型回热器；所述蒸发器输出端的制冷剂进入复合型回热器进行热交换，对复合型回热器的第一输入端的制冷剂和第三输入端的载冷剂进行冷却，实现冷量的两级回收利用；所述复合型回热器的第三输出端的载冷剂通过循环泵进入换热器，与进风进行热交换，以降低进风温度，提高进风相对湿度。
5.根据权利要求2所述的带冷热量回收的高效空气制水装置，其特征在于：所述空气取水管外部由不锈钢呈圆筒状作为外壁，内部有不锈钢网与外壁组成同心的圆环柱，空气取水管下端即空气进口端，...
【专利技术属性】
技术研发人员：秦延斌，张绍杰，杨积顺，刘宝林，李维杰，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：新型
国别省市：
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