[发明专利]一种高环温两级制冷复合取水装置

说明书

本发明公开了一种高环温两级制冷复合取水装置，包括第一、第二级制冷循环，第二级制冷循环包括压缩机B、冷凝器B、过冷器B、蒸发器B，第一级制冷循环包括压缩机A、冷凝器A、蒸发器A，其中蒸发器A和蒸发器B形成组合蒸发换热器，冷凝器A和过冷器B形成组合冷凝换热器[w1]，组合蒸发换热器、组合冷凝换热器共用风机C。本发明利用“小压缩比”循环制冷和常规循环制冷的复合制水，比仅用常规循环制冷的压缩机节能30%以上，大大提升了空气取水的范围。

技术领域

本发明涉及制冷取水装置领域，具体是一种高环温两级制冷复合取水装置。

背景技术

随着人们活动区域的扩展，饮用水的解决方案总是一个绕不开的话题，例如在偏远海岛、沙漠探险、救援救灾、边防哨所、野战营地等淡水资源匮乏地区和野外作战等场合，纯净的饮用水是生存的基本保障，于是越来越多的取水方法和产品不断涌现。同时，据相关资料显示，地球大气中水含量约14000 km3，而淡水含量仅为1200 km3，可以看出大气作为一个巨大的“水源”，所以从空气中取水是一条重要途径。

当前，空气取水的主要方法包括制冷结露法、聚雾法、吸收法和吸附法等，其中制冷结露法是通过压缩机制冷循环等人工制冷方式，使流经蒸发器的空气温度低于露点温度而获得液态水。但在干燥地区，其空气露点温度低，这要求蒸发器的翅片表面温度和蒸发温度有更低的温度才能解决，例如，干球温度为40℃，相对湿度15%，露点温度8.5℃，若翅片表面温度设计为5.5℃，而蒸发温度需要更低，同时要兼顾常温取水，蒸发器不能设计太少，所以这种情况下常规的一级制冷几乎很难实现，并且很容易造成过载保护。

另一方面，随着“小压缩比”的蒸汽压缩机制冷循环在数据中心、精密机房等场所的兴起，以实现能源高效利用，其能效比高达7.0～20。其工作原理就是利用室内、外温差，如室外低于室内15～50℃时，将原有的蒸汽压缩机制冷循环调整为“小压缩比”循环，即高压侧比低压侧压力略高一点，满足安全压缩比（如压缩机为1.2），来实现能量的高效转移。

如何将“小压缩比”循环和常规制冷循环相结合，实现优势互补，解决高温干燥地区空气取水难题，值得研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种高环温两级制冷复合取水装置，以实现小压缩比状况下的制冷循环取水，解决现有技术一级制冷取水容易过载的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种高环温两级制冷复合取水装置，包括作为第二级制冷循环的常规蒸汽压缩制冷循环，第二级制冷循环包括压缩机B、冷凝器B、过冷器B、蒸发器B通过管路连接构成的循环回路，其中冷凝器B配置有风机B，还包括作为第一级制冷循环的压缩比不大于1.3的蒸汽压缩制冷循环，第一级制冷循环包括压缩机A、冷凝器A、蒸发器A通过管路连接构成的循环回路，其中所述蒸发器A和蒸发器B组合形成组合蒸发换热器，所述冷凝器A和过冷器B组合形成组合冷凝换热器，所述组合蒸发换热器、组合冷凝换热器共用风机C；空气依次经过组合蒸发换热器、组合冷凝换热器后送出，且空气经过组合蒸发换热器时组合蒸发换热器中的蒸发器A、蒸发器B表面凝结出水。

进一步的，第一级制冷循环中，冷凝器A与蒸发器A之间管路连通接入有节流元件A或者毛细管。

进一步的，第二级制冷循环中，过冷器B、蒸发器B之间管路连通接入有节流元件B或者毛细管。

进一步的，还包括集水盘，集水盘承接于组合蒸发换热器下方。

进一步的，所述组合蒸发换热器中，蒸发器A、蒸发器B均为翅片式换热器，且蒸发器A、蒸发器B共用翅片。

本发明的有益效果：

1、本发明利用“小压缩比”循环制冷和常规循环制冷的复合，发挥各自优势，比仅用常规循环制冷的压缩机节能30%以上。

2、本发明可广泛应用到沙漠、干旱和偏远海岛地区，通过两级制冷，大大提升了空气取水的范围。