CN106989455A - 一种可实现淡水回收的空气调节*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供的可实现淡水回收的空气调节***，包括：盐分离器、压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器、循环泵、气液分离器、冷凝水回收装置及洁净空间，空气经所述盐分离器进行盐分分离后进入所述蒸发器冷凝至露点温度以下，并在所述气液分离器中分离为液相的淡水和气相的空气，所述液相的淡水进入所述冷凝水回收装置中，所述气相的空气进入所述洁净空间。所述压缩机高压出口排出的高温制冷剂经所述制冷剂入口管进入所述冷凝器冷凝，低温海水由所述海水入口管进入所述冷凝器中蒸发，蒸发产生的淡水由所述淡水出口管排出；上述空气调节***一方面可以稳定、高效的对室内的空气进行除盐、控温和除湿调节；另一方面还可以获得淡水。
Description
技术领域
本发明涉及一种空气调节***，特别涉及一种可实现淡水回收的空气调节***。
背景技术
海洋矿产资源(油气、可燃冰、渔业等)丰富，且大多地处战略要冲，具有重要的经济发展和战略意义，但是因其独特的环境特性例如高温、空气与海水中含盐量高、能源不足和缺水等限制了其发展，海岛居民生活、科研观测考察、海上资源开发和国防都无法得到保障。
空气调节可以通过除盐***、制冷设备和除湿装置调节空气中的盐分、温度和湿度，改善海岛室内的空气质量；海水淡化通过海水脱盐生产淡水，可以保障沿海居民生活和工业生产用水。空气调节和海水淡化都是海洋发展的关键技术，因地制宜的利用能源设备中的热能发展蒸馏式海水淡化技术，可以提高能源利用率和经济效益，具有重要的现实意义。
在目前的空气调节***中，制冷模块的压缩机高压出口的高温制冷剂需要冷却再进入节流元件节流制冷，一般使用风冷或水冷，而蒸馏式海水淡化技术需要使用高温热源。利用压缩机排出的高温制冷剂热量，实现海水与制冷剂热量的逐级匹配，在实现海水淡化同时，制冷剂过热气体冷凝为饱和液体或者汽液两相状态，不仅因地制宜的利用了能源，满足了制冷循环的要求，而且高效的获得了淡水。
发明内容
针对海边高温、空气与海水中含盐量高、能源不足和缺水等问题，本发明提出一种可实现淡水回收的空气调节***。
一种可实现淡水回收的空气调节***，包括：盐分离器、压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器、循环泵、气液分离器、冷凝水回收装置及洁净空间，所述冷凝器管道连接有制冷剂入口管、淡水出口管及海水入口管，所述制冷剂入口管与所述海水入口管相对设置于所述冷凝器两侧，所述淡水出口管设置于所述制冷剂入口管和所述海水入口管之间；
所述压缩机高压出口排出的高温制冷剂经所述制冷剂入口管进入所述冷凝器冷却后进入所述节流阀，经节流后的高温制冷剂进入所述蒸发器，蒸发后的高温制冷剂再返回至所述压缩机中以形成制冷回路；
所述蒸发器中的载冷剂经冷却后由所述循环泵运输至所述洁净空间，以调节所述洁净空间的温度，再返回至所述蒸发器以形成载冷循环；
空气经所述盐分离器进行盐分分离后进入所述蒸发器冷凝至露点温度以下，并在所述气液分离器中分离为液相的淡水和气相的空气，所述液相的淡水进入所述冷凝水回收装置中，所述气相的空气进入所述洁净空间；
所述压缩机高压出口排出的高温制冷剂经所述制冷剂入口管进入所述冷凝器冷凝，低温海水由所述海水入口管进入所述冷凝器中蒸发，蒸发产生的淡水由所述淡水出口管排出。
在一些实施例中，所述蒸发器为蓄冷蒸发器。
在一些实施例中，所述蓄冷蒸发器中蓄冷材料相变温度在0-12℃。
在一些实施例中，所述蓄冷材料为水或R134a中的至少一种。
在一些实施例中，所述冷凝器的级数至少为两级，记为第一级冷凝器及第一级冷凝器，所述第一级冷凝器及第二级冷凝器串联排列。
在一些实施例中，所述压缩机高压出口排出的高温制冷剂经所述第一级冷凝器的制冷剂入口管依次进入所述第一级冷凝器和所述第二级冷凝器冷凝，低温海水由所述第二级冷凝器的海水入口管依次进入第二级冷凝器和第一级冷凝器中并被蒸发，在所述第一级冷凝器中蒸发产生的蒸馏水由所述淡水出口管排出后进入所述第二级冷凝器冷凝为淡水排出。
在一些实施例中，所述第二级冷凝器均还连接有出水管，进入所述第二级冷凝器冷凝后的淡水经所述出水管排出。
在一些实施例中，所述出水管还连接有排气管，所述淡水中的不凝性气体从所述排气管排出。
本发明提供的可实现淡水回收的空气调节***，包括：盐分离器、压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器、循环泵、气液分离器、冷凝水回收装置及洁净空间，所述压缩机高压出口排出的高温制冷剂经所述制冷剂入口管进入所述冷凝器冷却后进入所述节流阀，经节流后的高温制冷剂进入所述蒸发器，蒸发后的高温制冷剂再返回至所述压缩机中以形成制冷回路，从而为整个***提供冷量，所述蒸发器中的载冷剂经冷却后由所述循环泵运输至所述洁净空间，以调节所述洁净空间的温度，再返回至所述蒸发器以形成载冷循环，所述压缩机高压出口排出的高温制冷剂经所述制冷剂入口管进入所述冷凝器冷凝，低温海水由所述海水入口管进入所述冷凝器中蒸发，蒸发产生的淡水由所述淡水出口管排出，空气经所述盐分离器进行盐分分离后进入所述蒸发器冷凝至露点温度以下，并在所述气液分离器中分离为液相的淡水和气相的空气，所述液相的淡水进入所述冷凝水回收装置中，所述气相的空气进入所述洁净空间，上述空气调节***一方面可以稳定、高效的对室内的空气进行除盐、控温和除湿调节；另一方面还可以获得淡水。
附图说明
图1为一实施方式的可实现淡水回收的空气调节***的结构示意图。
图2为一实施方式提供的冷凝器的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
如图1所示，为一实施方式的可实现淡水回收的空气调节***，包括：盐分离器1、蒸发器2、气液分离器3、冷凝水回收装置4、循环泵5、洁净空间6、压缩机7、冷凝器8和节流阀9，所述冷凝器8管道连接有制冷剂入口管101、淡水出口管及海水入口管，所述制冷剂入口管101与所述海水入口管相对设置于所述冷凝器两侧，所述淡水出口管设置于所述制冷剂入口管和所述海水入口管之间，以下详细介绍可实现淡水回收的空气调节***100的工作原理。
所述压缩机7高压出口排出的高温制冷剂经所述制冷剂入口管101进入所述冷凝器8冷却后进入所述节流阀9，经节流后的高温制冷剂进入所述蒸发器2，蒸发后的高温制冷剂再返回至所述压缩机7中以形成制冷回路，从而为整个空气调节***提供冷量。
所述蒸发器2中的载冷剂经冷却后由所述循环泵5运输至所述洁净空间6，以调节所述洁净空间6的温度，再在所述循环泵5的作用下返回至所述蒸发器2中以形成载冷循环。
空气经所述盐分离器1进行盐分分离后进入所述蒸发器2冷凝至露点温度以下，并在所述气液分离器3中分离为液相的淡水和气相的空气，所述液相的淡水进入所述冷凝水回收装置4中，所述气相的空气进入所述洁净空间6中，而所述洁净空间6的空调回风送至所述冷凝器8和压缩机7的侧边，以减少腐蚀，从而实现稳定、高效的对室内的空气进行除盐、控温和除湿调节。
所述压缩机7高压出口排出的高温制冷剂经所述制冷剂入口管101进入所述冷凝器8冷凝，低温海水由所述海水入口管进入所述冷凝器2中蒸发，蒸发产生的淡水由所述淡水出口管排出，从而可以实现淡水的回收。
在一些实施例中，所述蒸发器2为蓄冷蒸发器，蓄冷材料相变温度在0-12℃，可以为水或R134a中的一种，在相变材料的作用下可以减少换热器中的换热温差。
在一些实施例中，所述冷凝器8的级数至少为两级，记为第一级冷凝器及第一级冷凝器，所述第一级冷凝器及第二级冷凝器串联排列，所述压缩机高压出口排出的高温制冷剂经所述第一级冷凝器的制冷剂入口管依次进入所述第一级冷凝器和所述第二级冷凝器冷凝，低温海水由所述第二级冷凝器的海水入口管依次进入第二级冷凝器和第一级冷凝器中并被蒸发，在所述第一级冷凝器中蒸发产生的蒸馏水由所述淡水出口管排出后进入所述第二级冷凝器冷凝为淡水排出。
请参阅图2，为本发明一实施例提供的冷凝器的结构示意图。在本实施例中，冷凝器优选为四级冷凝器，而实际中冷凝器还可以根据实际情况进行设计，以下仅描述冷凝器优为四级冷凝器的结构，而其他结构类似，这里不在赘述。
可以理解，从所述压缩机7高压出口排出的高温制冷剂进入所述冷凝器8中分级冷凝，所述冷凝器8包括第一级冷凝器10、第二级冷凝器11、第三级冷凝器12和第四级冷凝器13。高温制冷剂由制冷剂入口管101分别进入所述第一级冷凝器10、第二级冷凝器11、第三级冷凝器12和第四级冷凝器13冷凝中，且温度逐渐降低；低温海水由海水入口管入口依次进入所述第四级冷凝器13、第三级冷凝器12、第二级冷凝器11和第一级冷凝器10中提供冷量，且被蒸发，高温制冷剂和低温海水逆流以实现小温差高效换热；在所述第一级冷凝器10中蒸发的蒸馏水由淡水出口管103排出并进入所述第二级冷凝器11冷凝为淡水，从出水管107排出，在所述第二级冷凝器11中蒸发的蒸馏水由淡水出口管104排出并进入所述第三级冷凝器12冷凝为淡水，从出水管107排出，在所述第三级冷凝器12中蒸发的蒸馏水由淡水出口管105排出，并进入所述第四级冷凝器13，被从海水入口管102引入的低温海水冷凝为淡水，从出水管107排出，随冷却淡水排出的不凝性气体从排气管106及时抽出，减少对低压水蒸气凝结换热的影响。
本发明提供的可实现淡水回收的空气调节***，空气经所述盐分离器进行盐分分离后进入所述蒸发器冷凝至露点温度以下，并在所述气液分离器中分离为液相的淡水和气相的空气，所述液相的淡水进入所述冷凝水回收装置中，所述气相的空气进入所述洁净空间。所述压缩机高压出口排出的高温制冷剂经所述制冷剂入口管进入所述冷凝器冷凝，低温海水由所述海水入口管进入所述冷凝器中蒸发，蒸发产生的淡水由所述淡水出口管排出；上述空气调节***一方面可以稳定、高效的对室内的空气进行除盐、控温和除湿调节；另一方面还可以获得淡水。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种可实现淡水回收的空气调节***，其特征在于，包括：盐分离器、压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器、循环泵、气液分离器、冷凝水回收装置及洁净空间，所述冷凝器管道连接有制冷剂入口管、淡水出口管及海水入口管，所述制冷剂入口管与所述海水入口管相对设置于所述冷凝器两侧，所述淡水出口管设置于所述制冷剂入口管和所述海水入口管之间；
所述压缩机高压出口排出的高温制冷剂经所述制冷剂入口管进入所述冷凝器冷却后进入所述节流阀，经节流后的高温制冷剂进入所述蒸发器，蒸发后的高温制冷剂再返回至所述压缩机中以形成制冷回路；
所述蒸发器中的载冷剂经冷却后由所述循环泵运输至所述洁净空间，以调节所述洁净空间的温度，再返回至所述蒸发器以形成载冷循环；
空气经所述盐分离器进行盐分分离后进入所述蒸发器冷凝至露点温度以下，并在所述气液分离器中分离为液相的淡水和气相的空气，所述液相的淡水进入所述冷凝水回收装置中，所述气相的空气进入所述洁净空间；
所述压缩机高压出口排出的高温制冷剂经所述制冷剂入口管进入所述冷凝器冷凝，低温海水由所述海水入口管进入所述冷凝器中蒸发，蒸发产生的淡水由所述淡水出口管排出。
2.根据权利要求1所述的可实现淡水回收的空气调节***，其特征在于，所述蒸发器为蓄冷蒸发器。
3.根据权利要求2所述的可实现淡水回收的空气调节***，其特征在于，所述蓄冷蒸发器中蓄冷材料相变温度在0-12℃。
4.根据权利要求3所述的可实现淡水回收的空气调节***，其特征在于，所述蓄冷材料为水或R134a中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的可实现淡水回收的空气调节***，其特征在于，所述冷凝器的级数至少为两级，记为第一级冷凝器及第二级冷凝器，所述第一级冷凝器及第二级冷凝器串联排列。
6.根据权利要求5所述的可实现淡水回收的空气调节***，其特征在于，所述压缩机高压出口排出的高温制冷剂经所述第一级冷凝器的制冷剂入口管依次进入所述第一级冷凝器和所述第二级冷凝器冷凝，低温海水由所述第二级冷凝器的海水入口管依次进入第二级冷凝器和第一级冷凝器中并被蒸发，在所述第一级冷凝器中蒸发产生的蒸馏水由所述淡水出口管排出后进入所述第二级冷凝器冷凝为淡水排出。
7.根据权利要求6所述的可实现淡水回收的空气调节***，其特征在于，所述第二级冷凝器均还连接有出水管，进入所述第二级冷凝器冷凝后的淡水经所述出水管排出。
8.根据权利要求7所述的可实现淡水回收的空气调节***，其特征在于，所述出水管还连接有排气管，所述淡水中的不凝性气体从所述排气管排出。
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