一種可實現淡水回收的空氣調節系統的製作方法

2023-05-07 05:03:32

本發明涉及一種空氣調節系統，特別涉及一種可實現淡水回收的空氣調節系統。

背景技術：

海洋礦產資源(油氣、可燃冰、漁業等)豐富，且大多地處戰略要衝，具有重要的經濟發展和戰略意義，但是因其獨特的環境特性例如高溫、空氣與海水中含鹽量高、能源不足和缺水等限制了其發展，海島居民生活、科研觀測考察、海上資源開發和國防都無法得到保障。

空氣調節可以通過除鹽系統、製冷設備和除溼裝置調節空氣中的鹽分、溫度和溼度，改善海島室內的空氣品質；海水淡化通過海水脫鹽生產淡水，可以保障沿海居民生活和工業生產用水。空氣調節和海水淡化都是海洋發展的關鍵技術，因地制宜的利用能源設備中的熱能發展蒸餾式海水淡化技術，可以提高能源利用率和經濟效益，具有重要的現實意義。

在目前的空氣調節系統中，製冷模塊的壓縮機高壓出口的高溫製冷劑需要冷卻再進入節流元件節流製冷，一般使用風冷或水冷，而蒸餾式海水淡化技術需要使用高溫熱源。利用壓縮機排出的高溫製冷劑熱量，實現海水與製冷劑熱量的逐級匹配，在實現海水淡化同時，製冷劑過熱氣體冷凝為飽和液體或者汽液兩相狀態，不僅因地制宜的利用了能源，滿足了製冷循環的要求，而且高效的獲得了淡水。

技術實現要素：

針對海邊高溫、空氣與海水中含鹽量高、能源不足和缺水等問題，本發明提出一種可實現淡水回收的空氣調節系統。

一種可實現淡水回收的空氣調節系統，包括：鹽分離器、壓縮機、冷凝器、節流閥、蒸發器、循環泵、氣液分離器、冷凝水回收裝置及潔淨空間，所述冷凝器管道連接有製冷劑入口管、淡水出口管及海水入口管，所述製冷劑入口管與所述海水入口管相對設置於所述冷凝器兩側，所述淡水出口管設置於所述製冷劑入口管和所述海水入口管之間；

所述壓縮機高壓出口排出的高溫製冷劑經所述製冷劑入口管進入所述冷凝器冷卻後進入所述節流閥，經節流後的高溫製冷劑進入所述蒸發器，蒸發後的高溫製冷劑再返回至所述壓縮機中以形成製冷迴路；

所述蒸發器中的載冷劑經冷卻後由所述循環泵運輸至所述潔淨空間，以調節所述潔淨空間的溫度，再返回至所述蒸發器以形成載冷循環；

空氣經所述鹽分離器進行鹽分分離後進入所述蒸發器冷凝至露點溫度以下，並在所述氣液分離器中分離為液相的淡水和氣相的空氣，所述液相的淡水進入所述冷凝水回收裝置中，所述氣相的空氣進入所述潔淨空間；

所述壓縮機高壓出口排出的高溫製冷劑經所述製冷劑入口管進入所述冷凝器冷凝，低溫海水由所述海水入口管進入所述冷凝器中蒸發，蒸發產生的淡水由所述淡水出口管排出。

在一些實施例中，所述蒸發器為蓄冷蒸發器。

在一些實施例中，所述蓄冷蒸發器中蓄冷材料相變溫度在0-12℃。

在一些實施例中，所述蓄冷材料為水或r134a中的至少一種。

在一些實施例中，所述冷凝器的級數至少為兩級，記為第一級冷凝器及第一級冷凝器，所述第一級冷凝器及第二級冷凝器串聯排列。

在一些實施例中，所述壓縮機高壓出口排出的高溫製冷劑經所述第一級冷凝器的製冷劑入口管依次進入所述第一級冷凝器和所述第二級冷凝器冷凝，低溫海水由所述第二級冷凝器的海水入口管依次進入第二級冷凝器和第一級冷凝器中並被蒸發，在所述第一級冷凝器中蒸發產生的蒸餾水由所述淡水出口管排出後進入所述第二級冷凝器冷凝為淡水排出。

在一些實施例中，所述第二級冷凝器均還連接有出水管，進入所述第二級冷凝器冷凝後的淡水經所述出水管排出。

在一些實施例中，所述出水管還連接有排氣管，所述淡水中的不凝性氣體從所述排氣管排出。

本發明提供的可實現淡水回收的空氣調節系統，包括：鹽分離器、壓縮機、冷凝器、節流閥、蒸發器、循環泵、氣液分離器、冷凝水回收裝置及潔淨空間，所述壓縮機高壓出口排出的高溫製冷劑經所述製冷劑入口管進入所述冷凝器冷卻後進入所述節流閥，經節流後的高溫製冷劑進入所述蒸發器，蒸發後的高溫製冷劑再返回至所述壓縮機中以形成製冷迴路，從而為整個系統提供冷量，所述蒸發器中的載冷劑經冷卻後由所述循環泵運輸至所述潔淨空間，以調節所述潔淨空間的溫度，再返回至所述蒸發器以形成載冷循環，所述壓縮機高壓出口排出的高溫製冷劑經所述製冷劑入口管進入所述冷凝器冷凝，低溫海水由所述海水入口管進入所述冷凝器中蒸發，蒸發產生的淡水由所述淡水出口管排出，空氣經所述鹽分離器進行鹽分分離後進入所述蒸發器冷凝至露點溫度以下，並在所述氣液分離器中分離為液相的淡水和氣相的空氣，所述液相的淡水進入所述冷凝水回收裝置中，所述氣相的空氣進入所述潔淨空間，上述空氣調節系統一方面可以穩定、高效的對室內的空氣進行除鹽、控溫和除溼調節；另一方面還可以獲得淡水。

附圖說明

圖1為一實施方式的可實現淡水回收的空氣調節系統的結構示意圖。

圖2為一實施方式提供的冷凝器的結構示意圖。

具體實施方式

為了便於理解本發明，下面將參照相關附圖對本發明進行更全面的描述。附圖中給出了本發明的較佳的實施例。但是，本發明可以以許多不同的形式來實現，並不限於本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本發明的公開內容的理解更加透徹全面。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬於本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在於限制本發明。

如圖1所示，為一實施方式的可實現淡水回收的空氣調節系統，包括：鹽分離器1、蒸發器2、氣液分離器3、冷凝水回收裝置4、循環泵5、潔淨空間6、壓縮機7、冷凝器8和節流閥9，所述冷凝器8管道連接有製冷劑入口管101、淡水出口管及海水入口管，所述製冷劑入口管101與所述海水入口管相對設置於所述冷凝器兩側，所述淡水出口管設置於所述製冷劑入口管和所述海水入口管之間，以下詳細介紹可實現淡水回收的空氣調節系統100的工作原理。

所述壓縮機7高壓出口排出的高溫製冷劑經所述製冷劑入口管101進入所述冷凝器8冷卻後進入所述節流閥9，經節流後的高溫製冷劑進入所述蒸發器2，蒸發後的高溫製冷劑再返回至所述壓縮機7中以形成製冷迴路，從而為整個空氣調節系統提供冷量。

所述蒸發器2中的載冷劑經冷卻後由所述循環泵5運輸至所述潔淨空間6，以調節所述潔淨空間6的溫度，再在所述循環泵5的作用下返回至所述蒸發器2中以形成載冷循環。

空氣經所述鹽分離器1進行鹽分分離後進入所述蒸發器2冷凝至露點溫度以下，並在所述氣液分離器3中分離為液相的淡水和氣相的空氣，所述液相的淡水進入所述冷凝水回收裝置4中，所述氣相的空氣進入所述潔淨空間6中，而所述潔淨空間6的空調迴風送至所述冷凝器8和壓縮機7的側邊，以減少腐蝕，從而實現穩定、高效的對室內的空氣進行除鹽、控溫和除溼調節。

所述壓縮機7高壓出口排出的高溫製冷劑經所述製冷劑入口管101進入所述冷凝器8冷凝，低溫海水由所述海水入口管進入所述冷凝器2中蒸發，蒸發產生的淡水由所述淡水出口管排出，從而可以實現淡水的回收。

在一些實施例中，所述蒸發器2為蓄冷蒸發器，蓄冷材料相變溫度在0-12℃，可以為水或r134a中的一種，在相變材料的作用下可以減少換熱器中的換熱溫差。

在一些實施例中，所述冷凝器8的級數至少為兩級，記為第一級冷凝器及第一級冷凝器，所述第一級冷凝器及第二級冷凝器串聯排列，所述壓縮機高壓出口排出的高溫製冷劑經所述第一級冷凝器的製冷劑入口管依次進入所述第一級冷凝器和所述第二級冷凝器冷凝，低溫海水由所述第二級冷凝器的海水入口管依次進入第二級冷凝器和第一級冷凝器中並被蒸發，在所述第一級冷凝器中蒸發產生的蒸餾水由所述淡水出口管排出後進入所述第二級冷凝器冷凝為淡水排出。

請參閱圖2，為本發明一實施例提供的冷凝器的結構示意圖。在本實施例中，冷凝器優選為四級冷凝器，而實際中冷凝器還可以根據實際情況進行設計，以下僅描述冷凝器優為四級冷凝器的結構，而其他結構類似，這裡不在贅述。

可以理解，從所述壓縮機7高壓出口排出的高溫製冷劑進入所述冷凝器8中分級冷凝，所述冷凝器8包括第一級冷凝器10、第二級冷凝器11、第三級冷凝器12和第四級冷凝器13。高溫製冷劑由製冷劑入口管101分別進入所述第一級冷凝器10、第二級冷凝器11、第三級冷凝器12和第四級冷凝器13冷凝中，且溫度逐漸降低；低溫海水由海水入口管入口依次進入所述第四級冷凝器13、第三級冷凝器12、第二級冷凝器11和第一級冷凝器10中提供冷量，且被蒸發，高溫製冷劑和低溫海水逆流以實現小溫差高效換熱；在所述第一級冷凝器10中蒸發的蒸餾水由淡水出口管103排出並進入所述第二級冷凝器11冷凝為淡水，從出水管107排出，在所述第二級冷凝器11中蒸發的蒸餾水由淡水出口管104排出並進入所述第三級冷凝器12冷凝為淡水，從出水管107排出，在所述第三級冷凝器12中蒸發的蒸餾水由淡水出口管105排出，並進入所述第四級冷凝器13，被從海水入口管102引入的低溫海水冷凝為淡水，從出水管107排出，隨冷卻淡水排出的不凝性氣體從排氣管106及時抽出，減少對低壓水蒸氣凝結換熱的影響。

本發明提供的可實現淡水回收的空氣調節系統，空氣經所述鹽分離器進行鹽分分離後進入所述蒸發器冷凝至露點溫度以下，並在所述氣液分離器中分離為液相的淡水和氣相的空氣，所述液相的淡水進入所述冷凝水回收裝置中，所述氣相的空氣進入所述潔淨空間。所述壓縮機高壓出口排出的高溫製冷劑經所述製冷劑入口管進入所述冷凝器冷凝，低溫海水由所述海水入口管進入所述冷凝器中蒸發，蒸發產生的淡水由所述淡水出口管排出；上述空氣調節系統一方面可以穩定、高效的對室內的空氣進行除鹽、控溫和除溼調節；另一方面還可以獲得淡水。

以上所述實施例的各技術特徵可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特徵所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特徵的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的範圍。

以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。