多级转轮和制冷装置结合的空气取水装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107447811A(43)申请公布日2017.12.08(21)申请号201710711661.9(22)申请日2017.08.18(71)申请人北京科技大学地址100083北京市海淀区学院路30号(72)发明人涂壤马飞(74)专利代理机构北京市广友专利事务所有限责任公司11237代理人张仲波(51)Int.Cl.E03B3/28(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图4页(54)发明名称多级转轮和制冷装置结合的空气取水装置及方法(57)摘要本发明提供一种多级转轮和制冷装置结合的空气取水装置及方法，属于节水技术领域。该装置包括除湿转轮、转轮式显热交换器、冷凝器、蒸发器、凝水收集及净化装置、风机、箱体和空气过滤器，箱体空气入口处设有空气过滤器，空气出口处设有风机，再生空气入口处设转轮式显热交换器，再生空气出口处设冷凝器，冷凝器之前设蒸发器，凝水收集及净化装置在蒸发器下方，除湿转轮设置在箱体内。该装置在使用时可以通过太阳能热水加热再生空气，也可以通过制冷系统冷凝器加热再生空气，通过太阳能加热装置或制冷系统冷凝热加热再生空气，以及高蒸发温度制冷装置的使用，可大大降低电力需求。特别在电力稀缺的地区，可同光伏发电结合，实现零能耗运行。CN107447811ACN107447811A权利要求书1/2页1.一种多级转轮和制冷装置结合的空气取水装置，其特征在于：包括除湿转轮(1)、转轮式显热交换器(2)、冷凝器(4)、蒸发器(3)、凝水收集及净化装置(5)、风机(7)、箱体(9)和空气过滤器(10)，箱体(9)空气入口处设有空气过滤器(10)，箱体(9)空气出口处设有风机(7)，再生空气入口处设转轮式显热交换器(2)，再生空气出口处设冷凝器(4)，冷凝器(4)之前设蒸发器(3)，凝水收集及净化装置(5)在蒸发器(3)下方，除湿转轮(1)设置在箱体(9)内。2.根据权利要求1所述的多级转轮和制冷装置结合的空气取水装置，其特征在于：该装置还包括空气-水换热器(6)、太阳能热水器(11)、热水管道(8)、蓄热装置(12)和水泵(13)，空气-水换热器(6)设置在除湿转轮(1)之前，空气-水换热器(6)通过热水管道(8)与太阳能热水器(11)相连，空气-水换热器(6)和太阳能热水器(11)之间设置蓄热装置(12)，太阳能热水器(11)出水处和蓄热装置(12)出水处分别设置水泵(13)。3.根据权利要求1所述的多级转轮和制冷装置结合的空气取水装置，其特征在于：该装置还包括压缩机(14)、膨胀阀(15)和制冷剂管道(16)，蒸发器(3)和冷凝器(4)通过制冷剂管道(16)相连，蒸发器(3)出口处设置压缩机(14)，蒸发器(3)进口处设置膨胀阀(15)。4.根据权利要求1或2所述的多级转轮和制冷装置结合的空气取水装置的使用方法，其特征在于：当被除湿空气为一组时，该装置第一级转轮系统包括除湿转轮(1)和空气-水换热器(6)，第2级到第N级转轮系统的结构相同，包括除湿转轮(1)、空气-水换热器(6)、转轮式显热交换器(2)、风机(7)和空气过滤器(10)，被除湿空气经空气过滤器(10)过滤后，依次经过第1级～第N级转轮系统后排出，其中，在进入第2级～第N级转轮前，被除湿空气通过转轮式显热交换器(2)，被外界空气降温；再生空气经空气过滤器(10)过滤后，首先经过转轮式显热交换器(2)同经最后一次加湿后的再生空气换热，接着被第N级转轮系统的空气-水换热器(6)加热后进入除湿转轮(1)被加湿，然后依次通过第N-1级～第1级转轮系统中的空气-水换热器(6)和除湿转轮(1)；加湿后的再生空气经转轮式显热交换器(2)降温，最后进入蒸发器(3)，被降温和除湿，凝水被凝水收集及净化装置(5)收集，降温除湿后的再生空气进入冷凝器(4)，排除冷凝热，经风机(7)排出箱体(9)。5.根据权利要求1或2所述的多级转轮和制冷装置结合的空气取水装置的使用方法，其特征在于：当被除湿空气为N组，且N＞1时，每一级转轮系统包括除湿转轮(1)、空气-水换热器(6)、风机(7)和空气过滤器(10)，每级被除湿空气经空气过滤器(10)过滤后，经每一级转轮系统除湿后排出；再生空气经空气过滤器(10)过滤后，首先经过转轮式显热交换器(2)同经最后一次加湿后的再生空气换热，接着被第N级转轮系统的空气-水换热器(6)加热后进入转轮系统被加湿，然后依次通过第N-1级～第1级转轮系统中的空气-水换热器(6)和除湿转轮(1)；加湿后的再生空气经转轮式显热交换器(2)被再生空气降温，最后进入蒸发器(3)，被降温和除湿，凝水被凝水收集及净化装置(5)收集，降温除湿后的再生空气进入冷凝器(4)，排除冷凝热，经风机(7)排出箱体(9)。