CN104532904A

CN104532904A - 从空气中获取淡水的装置

Info

Publication number: CN104532904A
Application number: CN201510006168.8A
Authority: CN
Inventors: 马军
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-01-07
Filing date: 2015-01-07
Publication date: 2015-04-22

Abstract

本发明涉及从空气中获取淡水的装置，包括压缩制冷系统、转轮吸附系统及湿空气冷凝系统，转轮吸附系统包括吸附除湿转轮及处理风机，大气中的空气在处理风机作用下流过吸附除湿转轮的水分吸附区后排向大气，热空气经过吸附除湿转轮的水分脱附区时，吸附在转轮上的水分被解吸，由此产生湿空气，湿空气冷凝系统包括空气冷却器和冷却风机，空气经过制冷蒸发器时冷凝产生水分，而冷却后的冷空气经过后置空气冷却器时湿空气中的水分被冷凝再次获得水分。本发明在含水量低的条件下也可以高效地从空气中获得水分；同时在空气中含水量在21.4g/Kg_干空气左右时，单位电力消耗取水3公斤以上。

Description

从空气中获取淡水的装置

技术领域

本发明涉及从空气中获取淡水的装置。

背景技术

根据研究发现：地球大气层含有丰富的水资源，地球表明附近的空气中水含量大约是地区表面水的十倍，从空气中获取水，已经成为解决人类水资源缺乏的重要手段。

虽然利用冷冻除湿方法可以从空气中获得水分，但是，利用冷冻除湿方法从空气中获得水分存在运行成本与技术上的缺陷。

例如，中华人民共和国国家标准GB/T20109-2006规定在空气温度35℃，相对湿度60%的，普通冷冻除湿机每千瓦时除水2.3公斤就算合格产品，按照此要求折算每产生1公斤水需要0.44千瓦时的电力；另外，当空气温度35℃，相对湿度60%时，空气中含水量高达21.4g/Kg_干空气，但是大多数水资源缺乏的地区空气中含水量远远小于21.4g/Kg_干空气，例如，中国西部缺水地区空气中含数量通常在10 g/Kg_干空气左右，此时，利用冷冻方法从空气中取水几乎没有任何经济价值。

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在的问题和不足，提供一种在含水量低的条件下也可以高效的从空气中获得水分且在空气中含水量在21.4g/Kg_干空气左右时，每千瓦时电力消耗可以获得3公斤以上水分的获取淡水装置。

本发明的上述目的是通过以下技术方案予以实现：

从空气中获取淡水的装置，包括转轮吸附系统、压缩制冷系统及湿空气冷凝系统。

转轮吸附系统包括处理风机及由电机带动旋转的吸附除湿转轮，大气中的空气在处理风机作用下流过吸附除湿转轮的水分吸附区后排向大气；

吸附除湿转轮为圆盘状，由可以从空气中吸附水分的材料组成，延圆盘的轴向是空气流动通道。吸附除湿转轮被特殊制造的隔板分割成两个区域，分别为水分吸附区和水分脱附区。当空气从吸附除湿转轮的水分吸附区流过的时候，空气中的水分被吸附到吸附除湿转轮上；当热空气从水分脱附区流过的时候，吸附在吸附除湿转轮上的水分被热空气带走。由于流过水分吸附区的空气流量通常是流过水分脱附区流量的3倍左右，所以，从水分脱附区排出的空气中的含水量是进转轮前空气中含水量的3倍左右。

压缩制冷系统包括制冷压缩机、制冷冷凝器、制冷蒸发器、制冷膨胀阀，制冷压缩机、前置制冷冷凝器、后置制冷冷凝器、制冷膨胀阀、制冷蒸发器依序串联后回流至制冷压缩机形成回路；

前置制冷冷凝器冷却风从大气中抽取，从大气中抽取的空气经过前置制冷冷凝器时一方面使冷凝器中的制冷剂冷却，另外一方面自身被加热，经过前置制冷冷凝器的空气将作为吸附除湿转轮的再生空气全部流过吸附除湿转轮的水分脱附区。后置制冷冷凝器的冷却风也从空气中抽取，经过后置制冷冷凝器后的空气将作为废热空气全部直接排向大气。通过后置制冷冷凝器空气流量可以调节，其调节原则是在保证经过前置制冷冷凝器后的空气温度在60—75℃的范围之内。

湿空气冷凝系统包括空气冷却器、冷却风机，大气经过前置制冷冷凝器后被加热，流过吸附除湿转轮的水分脱附区后形成高湿高热空气，经再生风机流向前置空气冷却器及后置空气冷却器，前置空气冷却器冷却出口接通前冷却风机后排空，后置空气冷却器冷却出口接通后冷却风机后排空，大气流过制冷蒸发器后，温度会降低并且比环境温度低，从吸附除湿转轮的水分脱附区排出的高湿度空气串联流过前置空气冷却器、后置空气冷却器后，空气中水分会冷凝，由此，可以从空气中取得水分；另外，在环境露点温度高于0℃时，空气流过制冷蒸发器时，会出现水分冷凝现象，即从制冷蒸发器中也有水分流出，因此，制冷蒸发器、后置空气冷却器下部放置接水盘。

本发明采用上述的结构设计，通过两种方式获得水分：

1、压缩制冷系统中空气经过制冷蒸发器时大气中的水分被冷凝产生水分；

2、吸附除湿转轮产生的湿空气被冷凝所获得水分。

因此，本发明在含水量低的条件下也可以高效地从空气中获得水分；同时在空气中含水量在21.4g/Kg_干空气左右时，每千瓦时电力消耗可以获得3公斤以上的水分，单位电力消耗取水量高于传统的冷冻除湿机。

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图。

具体实施方式

本发明从空气中获取淡水的装置，如图1所示，从空气中获取淡水的装置，转轮吸附系统、压缩制冷系统及湿空气冷凝系统。

转轮吸附系统包括由电机6带动旋转的吸附除湿转轮2及处理风机1，大气中的空气从a点进入吸附除湿转轮2的水分吸附区5，然后经过处理风机1从b点排向大气，吸附除湿转轮2圆盘状，由可以从空气中吸附水分的材料组成，延圆盘的轴向是空气流动通道。吸附除湿转轮2被特殊制造的隔板3分割成两个区域，分别为水分吸附区5和水分脱附区4。

制冷系统包括制冷压缩机10、制冷冷凝器8、9、制冷蒸发器12、制冷膨胀阀11，制冷压缩机10、前置制冷冷凝器8、后置制冷冷凝器9、制冷膨胀阀11、制冷蒸发器12依序串联后回流至制冷压缩机10形成回路。

湿空气冷凝系统包括空气冷却器13、14、冷却风机15、16，大气中的空气从c点依序经过前置制冷冷凝器8、吸附除湿转轮2的水分脱附区4、再生风机7、前置空气冷却器13及后置空气冷却器14。

大气从e点抽取空气流过前置空气冷却器13，经前冷却风机15后排空。

大气从d点抽取空气，从制冷蒸发器12流过，温度降低后经后置空气冷却器14、后冷却风机16后排空。

制冷蒸发器12、后置空气冷却器14下部放置接水盘。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.从空气中获取淡水的装置，其特征在于: 包括转轮吸附系统、压缩制冷系统及湿空气冷凝系统，所述：

——转轮吸附系统包括处理风机（1）及由电机（6）带动旋转的吸附除湿转轮（2），大气中的空气在处理风机（1）作用下流过吸附除湿转轮（2）的水分吸附区（5）后排向大气；

——压缩制冷系统包括制冷压缩机（10）、制冷冷凝器（8、9）、制冷蒸发器（12）、制冷膨胀阀（11），制冷压缩机（10）、前置制冷冷凝器（8）、后置制冷冷凝器（9）、制冷膨胀阀（11）、制冷蒸发器（12）依序串联后回流至制冷压缩机（10）形成回路；

——湿空气冷凝系统包括空气冷却器（13、14）及冷却风机（15、16），大气中的空气依序经过前置制冷冷凝器（8）、吸附除湿转轮（2）的水分脱附区（4）、再生风机（7）、前置空气冷却器（13）及后置空气冷却器（14），前置空气冷却器（13）冷却入口接入大气，冷却出口接通前冷却风机（15）后排空，后置空气冷却器（14）冷却入口通过制冷蒸发器（12）接通大气，冷却出口接通后冷却风机（16）后排空；

其中，制冷蒸发器（12）、后置空气冷却器（14）下部放置接水盘。