CN107119751A - 一种高效风力制水设备 - Google Patents

Abstract

一种高效风力制水设备，涉及制水装置技术领域，其包括机壳、设置在机壳内的冷凝制水系统以及设于机壳外的风机叶轮，冷凝制水系统包括压缩机、冷凝器、蒸发器、连接压缩机与冷凝器的第一管道、连接冷凝器与蒸发器的中间管道及连接蒸发器与压缩机的第二管道，机壳上设有主进风口，机壳内设有换热器，换热器包括平行的均设有定位孔的第一定位板和第二定位板，二者之间间隔设置有多根通风管，通风管的两端分别插入第一定位板和第二定位板的定位孔中，通风管的内腔作为热风通道，通风管之间的空隙作为热交换风道，热风通道的进风口与主进风口连通，蒸发器设于热风通道的出风口与热交换风道的进风口之间。本设备可提高能效和制水效率。

Description

一种高效风力制水设备

技术领域

本发明涉及制水装置技术领域，尤其指一种高效风力制水设备。

背景技术

空气制水机的基本工作原理与空调相类似，在户外环境中，可利用风能代替电能来给空气制水机提供动力，以实现制水的功能。

中国专利文献“CN201883471U”公开了一种风力制水机，其利用风能使压缩机将冷媒压缩，并将空气不断的送入设备中，使气流流经冷凝器和蒸发器，空气经过冷凝器时，使高温高压的冷媒冷却，冷却后的冷媒通过膨胀节流装置进入蒸发器蒸发吸热，使另一边的空气经过蒸发器时凝结产生水滴，水滴被收集到储水槽中。该装置虽然能够实现风力制水的功能，但由于外界空气是直接吹向蒸发器的，二者的温差较大，要使空气受冷并迅速降到凝点仍然存在一定的难度，其存在能源利用率及制水效率偏低的缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高效风力制水设备，使空气在经过制水装置发生凝结之前就能被大幅降温，进而提高空气受冷凝结的效率，以达到提高能效和制水效率的目的。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种高效风力制水设备，包括机壳、设置在机壳内部的冷凝制水系统以及设置在机壳外部用于向冷凝制水系统提供动力的风机叶轮，所述冷凝制水系统包括压缩机、冷凝器、蒸发器、连接压缩机与冷凝器的第一管道、连接冷凝器与蒸发器的中间管道以及连接蒸发器与压缩机的第二管道，所述机壳上设有主进风口，所述机壳内设有换热器，所述换热器包括平行设置的第一定位板和第二定位板，所述第一定位板和第二定位板上开设有定位孔，所述第一定位板和第二定位板之间间隔设置有多根通风管，所述通风管的两端分别插入第一定位板和第二定位板的定位孔中，所述通风管的内腔作为热风通道，所述通风管之间的空隙作为热交换风道，所述热风通道的进风口与主进风口连通，所述蒸发器设于热风通道的出风口与热交换风道的进风口之间，所述蒸发器的下方设有集水槽，所述机壳的后端设有与热交换风道出风口相通的排风口，所述冷凝器设于热交换风道出风口与排风口之间。

进一步地，所述风机叶轮连接有发电机，所述发电机连接有蓄电池，所述发电机可将风机叶轮输出的一部分动能转化为电能并储存到蓄电池中。

更进一步地，所述通风管采用金属材料制作而成，所述通风管中设置有电极棒，所述通风管和电极棒通过升压器与蓄电池连接，所述通风管与电极棒极性相反。

更进一步地，所述通风管外周面上间隔设置有多个散热翅片。

更进一步地，还包括第一水管和第二水管，所述第一水管和第二水管的进水端均位于集水槽中，所述第一水管的进水端设于第二水管的进水端的上方，所述第一水管的出水端往下伸入塔杆内腔中用于向下送水，所述第二水管的出水端连接抽水泵，所述抽水泵连接多个喷淋头，所述喷淋头位于各通风管的上方并可向下喷水用以清洗所述通风管和电极棒，所述通风管的下方还设有废水箱，所述废水箱的底部设有用于将废水排至机壳外的排水阀门。

更进一步地，所述蒸发器与热交换风道的进风口之间还设有用于分离空气中水雾的除雾器。

更进一步地，所述气流通道内安装有用于将空气往热交换风道中抽送的抽风扇，所述抽风扇位于除雾器与热交换风道之间且抽风扇连接蓄电池和一个控制器，所述控制器控制抽风扇的启停和转速。

更进一步地，所述机壳的两侧壁分别设有一个副进风口，空气从所述副进风口进入后直接吹向冷凝器，然后从所述出风口排出。

更进一步地，所述主进风口和副进风口的进口处均设有过滤网。

更进一步地，所述第一管道包括一段蛇形弯管，所述蛇形弯管设置在集水槽中。

在本发明中，机壳外部的热空气（需要说明的是，在本发明的描述中，“冷”、“热”只是相对而言，并非指代具体的温度范围，例如机壳外部空气温度相对较高，称其为热空气，而经蒸发器制冷降温后的空气温度较低，就称其为冷空气）从主进风口进入到各个通风管中（即进入热风通道中），再从通风管的末端排出后再吹到蒸发器上，蒸发器使空气中的水蒸气凝结产生水珠，水珠落入集水槽中收集起来，热空气经蒸发器制冷降温变成冷空气，再流入热交换风道，热交换风道中的冷空气与热风通道中的热空气通过通风管的管壁进行热交换后，吹向冷凝器，帮助冷凝器散热降温，最后经机壳后端的排风口排出。通过以上描述可以看出，该制水设备运行时，热空气在通风管中与通风管外部热交换风道中的冷空气进行热交换降温后再吹向蒸发器，也就是说热空气在经过蒸发器之前就预先进行了降温，当其通过蒸发器时，温度便能更快速地下降到露点，不仅如此，从热交换风道中排出的相对温度较低的空气（热交换风道排出的空气比外部环境中的热空气温度低，但相比刚刚经过蒸发器制冷降温的空气温度要高）还能对冷凝器进行散热，该设备将制水后的冷空气再次利用，提高了“冷量”的利用率，能效较高，同时也提高了设备的制水效率。

附图说明

图1为本发明实施例的整体结构示意图；

图2为实施例中机壳的内部结构的示意图。

附图标记为：

1——机壳 2——风机叶轮 3——压缩机

4——冷凝器 5——蒸发器 6a——第一管道

6b——中间管道 6c——第二管道 7a——第一定位板

7b——第二定位板 8——通风管 8a——散热翅片

9——热交换风道 10——集水槽 11——过滤网

12——电极棒 13——发电机 14——蓄电池

15——塔杆 16——喷淋头 17——废水箱

18——除雾器 19——抽风扇。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解所述术语的具体含义。

如图1-2所示，一种高效风力制水设备，包括机壳1、设置在机壳1内部的冷凝制水系统以及设置在机壳1外部用于向冷凝制水系统提供动力的风机叶轮2，冷凝制水系统包括压缩机3、冷凝器4、蒸发器5、连接压缩机3与冷凝器4的第一管道6a、连接冷凝器4与蒸发器5的中间管道6b以及连接蒸发器4与压缩机3的第二管道6c，机壳1上设有主进风口，机壳1内设有换热器，换热器包括平行设置的第一定位板7a和第二定位板7b，第一定位板7a和第二定位板7b上开设有定位孔，第一定位板7a和第二定位板7b之间间隔设置有多根通风管8，通风管8的两端分别插入第一定位板7a和第二定位板7b的定位孔中，通风管8的内腔作为热风通道，通风管8之间的空隙作为热交换风道9，热风通道的进风口与主进风口连通，蒸发器5设于热风通道的出风口与热交换风道9的进风口之间，蒸发器5的下方设有集水槽10，机壳1的后端设有与热交换风道9出风口相通的排风口，冷凝器4设于热交换风道9出风口与排风口之间。

上述实施方式提供的高效风力制水设备在工作时，机壳1外部的热空气（在本发明的描述中，“冷”、“热”只是相对而言，并非指代具体的温度范围，例如机壳外部空气温度相对较高，称其为热空气，而经蒸发器制5冷降温后的空气温度较低，就称其为冷空气）从主进风口进入到各个通风管8中（即进入热风通道中），再从通风管8的末端排出后再吹到蒸发器5上，蒸发器5使空气中的水蒸气凝结产生水珠，水珠落入集水槽10中收集起来，热空气经蒸发器5制冷降温变成冷空气，再流入热交换风道9，热交换风道9中的冷空气与热风通道中的热空气通过通风管8的管壁进行热交换后，吹向冷凝器4，帮助冷凝器4散热降温，最后经机壳1后端的排风口排出。

通过以上描述可以看出，该制水设备运行时，热空气在通风管8中与通风管8外部热交换风道9中的冷空气进行热交换降温后再吹向蒸发器5，也就是说热空气在经过蒸发器5之前就预先进行了降温，当其通过蒸发器5时，温度便能更快速地下降到露点，不仅如此，从热交换风道9中排出的相对温度较低的空气（热交换风道9排出的空气比外部环境中的热空气温度低，但相比刚刚经过蒸发器5制冷降温的空气温度要高）还能对冷凝器4进行散热，该设备将制水后的冷空气再次利用，提高了“冷量”的利用率，能效较高，同时也提高了设备的制水效率。

制冷剂的流向主要包括：气态制冷剂被压缩机3做功后进入第一管道6a中，再流经冷凝器4，此时，热交换风道9排出的空气吹向冷凝器4，使得制冷剂降温液化，液化后的制冷剂再通过中间管道6b从冷凝器4进入到蒸发器5，此时，从通风管8的出风端吹出的热空气与蒸发器5热交换，蒸发器5中的制冷剂蒸发气化吸热，热空气温度降低，空气中的蒸汽发生凝结，形成冷凝水并流入集水槽10，气化后的制冷剂再通过第二管道6c回到压缩机3中。

进一步，本实施例中的风机选用水平轴风机，该水平轴风机的风机叶轮2连接有发电机13，发电机13连接有蓄电池14，发电机13可将风机叶轮2输出的一部分动能转化为电能并储存到蓄电池14中，以避免能源浪费。

再进一步，本实施例中的通风管8采用金属材料制作而成，通风管8中设置有电极棒12，通风管8和电极棒12通过升压器与蓄电池14连接，例如可以使通风管8带高压正极电、使电极棒12带高压负极电，当含尘空气经过通风管8时，空气中的灰尘受到电场的作用被吸附在通风管8的内壁上，使制得的冷凝水更加洁净，这样相当于让通风管8“集成”了两个作用，既能作热风通道，又能为空气进行除尘，因此在本设备中无需额外安装空气除尘装置，也就使得整个制水制备能在结构上更加紧凑。

再进一步，可以在通风管8外周面上间隔设置多个散热翅片8a，使空气从热交换风道9中经过时与通风管8的外壁和散热翅片8a进行热交换，这样能够提高热交换的效率。

再进一步，还包括第一水管和第二水管，第一水管和第二水管的进水端均位于集水槽10中，第一水管的进水端设于第二水管的进水端的上方，第一水管的出水端往下伸入塔杆15内腔中用于向下送水，第二水管的出水端连接抽水泵，抽水泵连接多个喷淋头16，喷淋头16位于各通风管8的上方并可向下喷水用以清洗通风管8和电极棒12，通风管8的下方还设有废水箱17，废水箱17的底部设有用于将废水排至机壳1外的排水阀门，由于长期工作，有可能会在通风管8的内壁上附着一些灰尘，设置第二水管、抽水泵和喷淋头16后，可以直接利用集水槽10中的冷凝水来清洗通风管8和电极棒12，这样一来就能够更好地保障所得冷凝水的洁净性。

再进一步，蒸发器5与热交换风道9的进风口之间还设有用于分离空气中水雾的除雾器18，经过蒸发器5的空气还含有粒度小的雾状冷凝水汽，通过设置除雾器18就可将空气中的水雾分离出来，进一步提高制水效率，提高能源利用率。

再进一步，气流通道内还可以安装用于将空气往热交换风道9中抽送的抽风扇19，抽风扇19位于除雾器18与热交换风道9之间且抽风扇19连接蓄电池14和一个控制器（附图中未示出），利用控制器控制抽风扇19的启停和转速，设置抽风扇19后，就可根据设备的工况，通过控制抽风扇19的启停和转速来调整进风量，提高设备的制水效率。需要说明的是，现有技术中存在多种用控制器控制风扇启停和转速的实施方案，本领域技术人员应当明白，本申请并不涉及对抽风扇19控制方式的改进。

再进一步，可以在机壳1的两侧壁分别设置一个副进风口，使空气从副进风口进入后直接吹向冷凝器4，然后从所述出风口排出，进一步提高冷凝器4中的制冷剂散热速度。

再进一步，主进风口和副进风口的进口处均设置有过滤网11，以达到初步对空气除尘（去除大颗粒尘土和杂物）的目的，从而进一步提升所制得冷凝水的洁净程度。

作为优选地，在本实施例中，第一管道6a包括一段蛇形弯管，该段蛇形弯管设置在集水槽10中，当第一管道6a中的制冷剂经过集水槽10时，与集水槽10中冷凝水进行热交换（利用冷凝水的“冷量”），使制冷剂在到达冷凝器4之前就能进行一定程度的降温，在与前述实施例同等条件下，这样设计可以让进入冷凝器5中的制冷剂温度更低，从而提升设备的制冷效率，而蛇形弯管状结构能使集水槽10中的水更充分地带走制冷剂的热量。

上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

为了让本领域普通技术人员更方便地理解本发明相对于现有技术的改进之处，本发明的一些附图和描述已经被简化，并且为了清楚起见，本申请文件还省略了一些其它元素，本领域普通技术人员应该意识到这些省略的元素也可构成本发明的内容。

Claims (10)

1.一种高效风力制水设备，包括机壳（1）、设置在机壳（1）内部的冷凝制水系统以及设置在机壳（1）外部用于向冷凝制水系统提供动力的风机叶轮（2），所述冷凝制水系统包括压缩机（3）、冷凝器（4）、蒸发器（5）、连接压缩机（3）与冷凝器（4）的第一管道（6a）、连接冷凝器（4）与蒸发器（5）的中间管道（6b）以及连接蒸发器（4）与压缩机（3）的第二管道（6c），所述机壳（1）上设有主进风口，其特征在于：所述机壳（1）内设有换热器，所述换热器包括平行设置的第一定位板（7a）和第二定位板（7b），所述第一定位板（7a）和第二定位板（7b）上开设有定位孔，所述第一定位板（7a）和第二定位板（7b）之间间隔设置有多根通风管（8），所述通风管（8）的两端分别插入第一定位板（7a）和第二定位板（7b）的定位孔中，所述通风管（8）的内腔作为热风通道，所述通风管（8）之间的空隙作为热交换风道（9），所述热风通道的进风口与主进风口连通，所述蒸发器（5）设于热风通道的出风口与热交换风道（9）的进风口之间，所述蒸发器（5）的下方设有集水槽（10），所述机壳（1）的后端设有与热交换风道（9）出风口相通的排风口，所述冷凝器（4）设于热交换风道（9）出风口与排风口之间。

2.根据权利要求1所述的一种高效风力制水设备，其特征在于：所述风机叶轮（2）连接有发电机（13），所述发电机（13）连接有蓄电池（14），所述发电机（13）可将风机叶轮（2）输出的一部分动能转化为电能并储存到蓄电池（14）中。

3.根据权利要求1所述的一种高效风力制水设备，其特征在于：所述通风管（8）采用金属材料制作而成，所述通风管（8）中设置有电极棒（12），所述通风管（8）和电极棒（12）通过升压器与蓄电池（14）连接，所述通风管（8）与电极棒（12）极性相反。

4.根据权利要求1所述的一种高效风力制水设备，其特征在于：所述通风管（8）外周面上间隔设置有多个散热翅片（8a）。

5.根据权利要求2-4中任意一项所述的一种高效风力制水设备，其特征在于：还包括第一水管和第二水管，所述第一水管和第二水管的进水端均位于集水槽（10）中，所述第一水管的进水端设于第二水管的进水端的上方，所述第一水管的出水端往下伸入塔杆（15）内腔中用于向下送水，所述第二水管的出水端连接抽水泵，所述抽水泵连接多个喷淋头（16），所述喷淋头（16）位于各通风管（8）的上方并可向下喷水用以清洗所述通风管（8）和电极棒（12），所述通风管（8）的下方还设有废水箱（17），所述废水箱（17）的底部设有用于将废水排至机壳（1）外的排水阀门。

6.根据权利要求5所述的一种高效风力制水设备，其特征在于：所述蒸发器（5）与热交换风道（9）的进风口之间还设有用于分离空气中水雾的除雾器（18）。

7.根据权利要求6所述的一种高效风力制水设备，其特征在于：所述气流通道内安装有用于将空气往热交换风道（9）中抽送的抽风扇（19），所述抽风扇（19）位于除雾器（18）与热交换风道（9）之间且抽风扇（19）连接蓄电池（14）和一个控制器，所述控制器控制抽风扇（19）的启停和转速。

8.根据权利要求7所述的一种高效风力制水设备，其特征在于：所述机壳（1）的两侧壁分别设有一个副进风口，空气从所述副进风口进入后直接吹向冷凝器（4），然后从所述出风口排出。

9.根据权利要求8所述的一种高效风力制水设备，其特征在于：所述主进风口和副进风口的进口处均设有过滤网（11）。

10.根据权利要求9所述的一种高效风力制水设备，其特征在于：所述第一管道（6a）包括一段蛇形弯管，所述蛇形弯管设置在集水槽（10）中。