[发明专利]空气制取液态水的装置

说明书

技术领域

本发明属于空气调节和减湿技术领域，涉及一种制水装置，特别涉及一种空气中制取液态水的装置。

背景技术

淡水是人类赖以生存的重要的物质，但是在野外干旱地区，特别是在沙漠地区长期工作时，水的取得方式主要是依靠少量的降雨蓄积或者由基地补给。然而，即使沙漠中空气全年平均相对湿度也在20～30％左右，因此空气含有一定量的水蒸气，特别是夜晚的相对湿度会更大，因此可采用一定的技术手段，将空气中的水蒸气提取出来，转化为液态水供人们生活所用。

目前，从空气中制取水的方式主要吸附法和冷冻法两大类，例如申请号为200610025350的专利“利用自然能的空气取水装置”和申请号为99809428.5的专利“从大气中提取水分的方法和装置”均公开了采用吸附方法提取大气中的水蒸气，再通过合适的技术手段将吸附剂中的水蒸气转化为液态水的方法和装置；与吸附法相比，冷冻法的技术原理更加简单和实用，例如申请号为9980465.6的专利“制水装置”、申请号为200410016871.9的专利“从空气中取水并净化的饮水装置”和申请号为01204992.1的专利“从空气中取水的机器”都采用了冷冻去湿的方法。

但是目前冷冻法制水装置存在一些不足，例如冷冻手段大多采用氟利昂制冷系统，在野外存在长期运行后工质泄漏的风险，维护较为困难，若采用半导体制冷则效率过低。

获取低温的方法除采用氟利昂蒸汽压缩式以外，还可以采用开式空气布雷顿制冷循环，由于工质为空气，因此不存在泄漏的风险，而且开式空气制冷循环一般采用离心涡轮和透平机械，因此设备体积小，寿命长，携带和安装方便。

发明内容

本发明的目的在于克服常规采用氟利昂冷冻制水方法所存在的技术缺点，提供一种采用开式空气制冷循环降低空气温度的装置，使空气中的水蒸气转化为液态水。

本发明的技术目的是通过以下技术方案来解决的：

一种空气制取液态水的装置，包括主制水装置、净水设备和水箱，所述主制水装置包括主制水空气预处理装置、后冷器、主制水器、膨胀机、净水设备以及水箱，所述后冷器和主制水器皆为热交换器，所述主制水空气预处理装置包括顺序连接的主制水空气滤清器以及空气压缩机，所述主制水空气滤清器的进气口与外界相接通，而空气压缩机的出气口、后冷器的热侧通道、主制水器的热侧通道、膨胀机进气口则顺序连通，且空气压缩机与后冷器之间的连接管道上安装有进气截止阀，另膨胀机的出气口与主制水器的冷侧通道相连通，且膨胀机与主制水器之间的连接管道上安装有排气截止阀，同时所述后冷器的冷侧通道内有冷却介质流通，主制水器热侧通道的出水口通过净水设备与水箱连接。

所述空气压缩机的出气口还与主制水器的热侧通道连接，且空气压缩机与主制水器之间的连接管道上安装有主制水器除霜阀。

还包括辅制水装置，该辅制水装置包括辅制水空气引风机、辅制水空气滤清器以及辅制水器，所述辅制水空气引风机出气口、辅制水空气滤清器以及辅制水器的热侧通道进气口顺序相连通，而辅制水空气引风机的进气口与外界环境接通，另外，所述辅制水器热侧通道的出水口通过净水设备而与水箱连接，所述主制水器的冷侧通道出气口与辅制水器的冷侧通道进气口相连通。

所述空气压缩机的出气口还与辅制水器的热侧通道连接，且空气压缩机与辅制水器之间的连接管道上安装有辅制水器除霜阀。

所述净水设备包括顺序连接的固体杂质过滤器、水泵、离子吸附交换器以及紫外灯杀菌器。

所述空气压缩机和膨胀机为离心式机械设备。

所述空气压缩机、膨胀机和电动机同轴连接或相互之间通过皮带传动、齿轮传动连接。

所述电动机动力源为电网交流电、车载直流电、蓄电池、风力发电装置或者太阳能发电装置。

所述后冷器、主制水器和辅制水器为翅片管换热器。

所述后冷器、主制水器和辅制水器为换热管内外均有螺纹的列管式换热器。

根据以上的技术方案，可以实现以下的有益效果：

本发明采用开式空气制冷循环替代氟利昂蒸汽压缩式制冷循环来降低空气的温度，因此整个装置安全可靠，运行寿命长，维护工作量小。此外，主制水器热侧空气压力比环境压力高，因此相同相对湿度和温差下，水蒸气的析出量较常压时高，同时本发明中还充分考虑到冷量的综合利用，故设置了辅制水器，将由膨胀机出气口输出的低温空气通过主制水器后仍具有较低温度的冷量加以回用，提高系统的整体性能。

附图说明

图1是本发明制水装置的结构示意图；

图2是本发明净水装置的结构示意图；