專(zhuān)利名稱(chēng)：基于真空除濕膜從空氣中回收液態(tài)水的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于減濕和制冷技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種制水方法及其裝置，特別涉及一種基 于真空除濕膜從空氣中回收液態(tài)水的裝置及方法。
背景技術(shù)：
人們?cè)谝巴飧珊档貐^(qū)，特別在是沙漠地區(qū)長(zhǎng)期工作時(shí)，淡水供應(yīng)是在此類(lèi)地區(qū)所 有活動(dòng)的先決條件，一般水的取得方式主要是依靠少量的降雨蓄積或者由基地補(bǔ)給，因此 所獲取的水量不穩(wěn)定或者費(fèi)用高。事實(shí)上，空氣中總含有一定量的水蒸氣，例如撒哈拉沙漠 的全年平均相對(duì)濕度在20 30%左右，夜晚空氣中的濕度更大，如果能夠采用一定的方法 和裝置，將空氣中的水蒸氣轉(zhuǎn)化為液態(tài)水，則可供長(zhǎng)期在干旱地區(qū)工作的人們使用，特別適 合野外科考站、邊境兵站等。將水蒸氣轉(zhuǎn)化為液態(tài)水的唯一方法就是冷凝，但是通常采用以下兩大類(lèi)做法，第 一類(lèi)是直接將空氣降溫，達(dá)到露點(diǎn)溫度以下，空氣中的水蒸氣就會(huì)轉(zhuǎn)化為液態(tài)水或者固態(tài) 冰(霜)，此類(lèi)方法雖然原理簡(jiǎn)單，但是由于需要對(duì)干空氣和水蒸氣整體降溫，而降溫后的 干空氣實(shí)際是無(wú)用的，且空氣中水蒸氣含量越低，則露點(diǎn)溫度也越低，因此能耗十分巨大； 另外一類(lèi)是首先將空氣中的水蒸氣富集，然后再冷凝，例如采用吸附方法，使空氣通過(guò)吸附 材料，空氣中的水蒸氣附著在吸附劑上直至達(dá)到一定的濃度，然后再對(duì)吸附劑加熱，水蒸氣 就擴(kuò)散到空氣中，這時(shí)空氣中的水蒸氣含量很高，露點(diǎn)溫度也較高，因此將空氣中水蒸氣轉(zhuǎn) 化為液態(tài)水所需的冷量也會(huì)減少，因此先對(duì)空氣中的水蒸氣進(jìn)行分離達(dá)到富集的目的，再 采用冷凝方法轉(zhuǎn)化為液態(tài)水是一種較好的過(guò)程。但是，吸附劑再生過(guò)程比較麻煩，再生過(guò)程需要消耗大量的熱能，特別是當(dāng)空氣中 水蒸氣含量較低時(shí)，獲取一定量的水，需要有大量的空氣通過(guò)吸附劑，因此吸附設(shè)備的體積 也十分龐大，而且為了保證制水過(guò)程的連續(xù)，吸附過(guò)程和再生過(guò)程均各需要一套設(shè)備，兩者 交替運(yùn)行，這無(wú)疑進(jìn)一步增加了設(shè)備的體積重量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可以較低能耗運(yùn)行的從空氣中回收液態(tài)水的裝置和 方法，其發(fā)揮類(lèi)似于吸附法富集水蒸氣，從而減少制冷設(shè)備體積和運(yùn)行功耗的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又 可以克服吸附法設(shè)備體積大，脫附過(guò)程能耗大的缺點(diǎn)，采用分離膜對(duì)水蒸氣進(jìn)行富集。本發(fā)明的技術(shù)目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)解決的—種基于真空除濕膜從空氣中回收液態(tài)水的裝置，包括引風(fēng)機(jī)、空氣預(yù)處理裝置、 水蒸氣富集裝置、蒸汽壓縮式制冷循環(huán)裝置以及液態(tài)水凈化回收裝置，所述水蒸氣富集裝 置包括分離膜組件以及與分離膜組件低壓側(cè)連通的真空泵，所述引風(fēng)機(jī)入口依次與空氣預(yù) 處理裝置以及分離膜組件高壓側(cè)入口連接，而分離膜組件低壓側(cè)出口則依次與真空泵、蒸 汽壓縮式制冷循環(huán)裝置以及液態(tài)水凈化回收裝置連接。所述蒸汽壓縮式制冷循環(huán)裝置包括蒸發(fā)器、制冷壓縮機(jī)、冷凝器以及截流閥，所述蒸發(fā)器熱側(cè)通道入口與真空泵出口連接，而該蒸發(fā)器熱側(cè)通道出口則與冷凝器冷側(cè)通道連 通，同時(shí)蒸發(fā)器熱側(cè)通道出口與冷凝器冷側(cè)通道之間的連接管道與冷凝器風(fēng)機(jī)的出口連 通，且所述冷凝器風(fēng)機(jī)入口以及冷凝器冷側(cè)通道出口與外界環(huán)境接通，所述蒸發(fā)器冷側(cè)通 道出口、制冷壓縮機(jī)、冷凝器熱側(cè)通道、截流閥以及蒸發(fā)器冷側(cè)通道入口依次通過(guò)制冷劑管 道連接，所述蒸發(fā)器的出水口則與液態(tài)水凈化回收裝置連接。真空泵與蒸發(fā)器之間還設(shè)置有預(yù)冷器，所述真空泵出口、預(yù)冷器熱側(cè)通道以及蒸 發(fā)器熱側(cè)通道依次連通，所述預(yù)冷器冷側(cè)通道入口與預(yù)冷器風(fēng)機(jī)出口連接，而預(yù)冷器冷側(cè) 通道出口以及預(yù)冷器風(fēng)機(jī)入口則與外界環(huán)境接通。所述蒸發(fā)器冷側(cè)通道入口以及制冷壓縮機(jī)出口之間通過(guò)管道連接，且該蒸發(fā)器冷 側(cè)通道入口以及制冷壓縮機(jī)出口之間的連接管道上安裝有電磁閥。 所述蒸發(fā)器為翅片管換熱器，且蒸發(fā)器的出水口與其熱側(cè)通道連通。所述液態(tài)水凈化回收裝置包括凈化裝置和水箱，所述水箱通過(guò)凈化裝置與蒸發(fā)器 上的出水口水管管道連通。所述真空泵為羅茨式、滑片式、渦旋式真空泵。本發(fā)明的另一個(gè)技術(shù)目的是提供一種基于真空除濕膜從空氣中回收液態(tài)水的方 法，包括以下步驟(1)空氣預(yù)處理將引風(fēng)機(jī)引入的外界環(huán)境空氣進(jìn)行除雜處理，以獲得潔 凈空氣；(2)水蒸氣富集將經(jīng)過(guò)步驟(1)預(yù)處理后的潔凈空氣引入分離膜組件高壓側(cè)，同時(shí) 開(kāi)啟與分離膜組件低壓側(cè)連通的真空泵，以抽吸分離膜組件低壓側(cè)空間，使分離膜組件低 壓側(cè)壓力小于高壓側(cè)，實(shí)現(xiàn)空氣中水蒸氣從分離膜組件高壓側(cè)向低壓側(cè)的滲透，即分離膜 組件低壓側(cè)制取了高濕度空氣；(3)冷凝水的制備采用蒸汽壓縮式制冷循環(huán)裝置進(jìn)行步驟 (2)獲得的高濕度空氣中水蒸氣冷凝，以制備冷凝水，所述的蒸汽壓縮式制冷循環(huán)裝置包括 蒸發(fā)器、制冷壓縮機(jī)、冷凝器以及截流閥，將步驟(2)獲得的高濕度空氣通過(guò)蒸發(fā)器熱側(cè)通 道以與流過(guò)該蒸發(fā)器冷側(cè)通道內(nèi)的制冷劑進(jìn)行熱交換，實(shí)現(xiàn)高濕度空氣中水蒸氣冷凝，在 蒸發(fā)器內(nèi)進(jìn)行熱交換后的高溫制冷劑依次經(jīng)過(guò)制冷壓縮機(jī)壓縮處理、冷凝器的冷卻處理后 通過(guò)截流閥再次作為制冷劑輸入蒸發(fā)器冷側(cè)通道，而在蒸發(fā)器內(nèi)進(jìn)行熱交換后的低溫高濕 度空氣將與外界環(huán)境空氣混合后作為冷凝器的冷卻介質(zhì)輸入冷凝器冷側(cè)通道；(4)液態(tài)水 回收經(jīng)過(guò)步驟(3)的處理，若所制備的冷凝水為液態(tài)水，則直接通過(guò)凈水裝置過(guò)濾雜質(zhì)后 輸入水箱；若所制備的冷凝水為固態(tài)水，則將制冷壓縮機(jī)出口的高溫制冷劑流過(guò)蒸發(fā)器冷 側(cè)通道，將附著在蒸發(fā)器熱側(cè)通道上的固態(tài)水融化為液態(tài)水，再通過(guò)凈水裝置過(guò)濾雜質(zhì)后 輸入水箱即可。進(jìn)一步地，所述步驟(2)中，分離膜低壓側(cè)的壓力小于0. lbar。根據(jù)以上的技術(shù)方案，可以實(shí)現(xiàn)以下的有益效果1、采用真空除濕膜對(duì)空氣中的水蒸氣進(jìn)行分離，達(dá)到空氣中水蒸氣富集的目的， 與吸附方法相比，工作過(guò)程連續(xù)、無(wú)腐蝕問(wèn)題、易維護(hù)、能耗低、設(shè)備簡(jiǎn)單；2、對(duì)空氣中的水蒸氣富集后再由蒸汽壓縮式制冷設(shè)備將水蒸氣冷凝，由于空氣露 點(diǎn)升高，蒸發(fā)溫度也提高，壓縮機(jī)能耗降低；3、水蒸氣被冷凝后的空氣，其溫度較低，因此與冷凝器冷卻空氣混合再對(duì)冷凝器 中的高溫制冷劑蒸汽冷卻，可有效降低冷凝溫度，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的性能系數(shù)。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，1為引風(fēng)機(jī)；2為空氣濾清器；3為分離膜組件；4為真空泵；5為預(yù)冷器；6為 預(yù)冷器風(fēng)機(jī)-J為蒸發(fā)器；8為電磁閥；9為節(jié)流閥；10為冷凝器風(fēng)機(jī)；11為冷凝器；12為制 冷壓縮機(jī)；13為凈水裝置；14為水箱。
具體實(shí)施例方式附圖非限制性地公開(kāi)了本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，以下將結(jié)合附圖詳 細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。如圖1所示，本發(fā)明所述基于真空除濕膜從空氣中回收液態(tài)水的裝置，包括引風(fēng) 機(jī)1、空氣預(yù)處理裝置、水蒸氣富集裝置、蒸汽壓縮式制冷循環(huán)裝置以及液態(tài)水凈化回收裝 置，所述空氣預(yù)處理裝置即為空氣濾清器2，其可以將引風(fēng)機(jī)1引入的外界環(huán)境空氣中的固 體雜質(zhì)去除，所述水蒸氣富集裝置包括分離膜組件3以及與分離膜組件3低壓側(cè)連通的真 空泵4，所述蒸汽壓縮式制冷循環(huán)裝置包括蒸發(fā)器7、制冷壓縮機(jī)12、冷凝器11以及截流閥， 所述引風(fēng)機(jī)1入口依次與空氣預(yù)處理裝置以及分離膜組件3高壓側(cè)入口連接，而分離膜組 件3低壓側(cè)出口則依次與真空泵4、蒸發(fā)器7熱側(cè)通道以及冷凝器11冷側(cè)通道連通，同時(shí)蒸 發(fā)器7熱側(cè)通道出口與冷凝器11冷側(cè)通道之間的連接管道與冷凝器風(fēng)機(jī)10的出口連通， 且所述冷凝器風(fēng)機(jī)10入口以及冷凝器11冷側(cè)通道出口與外界環(huán)境接通，所述蒸發(fā)器7冷 側(cè)通道出口、制冷壓縮機(jī)12、冷凝器11熱側(cè)通道、截流閥以及蒸發(fā)器7冷側(cè)通道入口依次通 過(guò)制冷劑管道連接，即所述蒸發(fā)器7冷側(cè)通道出口和制冷壓縮機(jī)12入口、制冷壓縮機(jī)12 出口與冷凝器11熱側(cè)通道入口、冷凝器11熱側(cè)通道出口與節(jié)流閥9入口、節(jié)流閥9出口與 蒸發(fā)器7冷側(cè)通道入口均通過(guò)制冷劑管道連接，所述蒸發(fā)器7的出水口則與液態(tài)水凈化回 收裝置連接。真空泵4與蒸發(fā)器7之間還設(shè)置有預(yù)冷器5，以將經(jīng)過(guò)真空泵4加壓升溫后的來(lái)源 于膜除濕組件低壓側(cè)的高濕度空氣進(jìn)行降溫加濕處理后，再導(dǎo)入蒸發(fā)器7進(jìn)行冷凝處理， 所述真空泵4出口、預(yù)冷器5熱側(cè)通道以及蒸發(fā)器7熱側(cè)通道依次連通，所述預(yù)冷器5冷側(cè) 通道入口與預(yù)冷器風(fēng)機(jī)6出口連接，而預(yù)冷器5冷側(cè)通道出口以及預(yù)冷器風(fēng)機(jī)6入口則與 外界環(huán)境接通。當(dāng)來(lái)源于膜除濕組件低壓側(cè)的高濕度空氣在蒸發(fā)器7內(nèi)進(jìn)行冷凝處理時(shí)，可能制 備出固態(tài)的冷凝水，為保證冷凝水的順利輸送，本發(fā)明在所述蒸發(fā)器7冷側(cè)通道入口以及 制冷壓縮機(jī)12出口之間通過(guò)管道連接，且該蒸發(fā)器7冷側(cè)通道入口以及制冷壓縮機(jī)12出 口之間的連接管道上安裝有電磁閥8。在通過(guò)電磁閥8的開(kāi)啟/關(guān)閉，以將制冷壓縮機(jī)12 出口的經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器7熱交換處理的高溫制冷劑輸入/截止到蒸發(fā)器7熱側(cè)通道，進(jìn)行蒸發(fā) 器7熱側(cè)通道壁面上的固態(tài)冷凝水熔化處理。所述蒸發(fā)器7為翅片管換熱器，且蒸發(fā)器7的出水口與其熱側(cè)通道連通。所述液態(tài)水凈化回收裝置包括凈化裝置和水箱14，所述水箱14通過(guò)凈化裝置與 蒸發(fā)器7上的出水口水管管道連通。所述真空泵4為羅茨式、滑片式、渦旋式真空泵4。本發(fā)明所述基于真空除濕膜從空氣中回收液態(tài)水的裝置的工作原理如下
當(dāng)本發(fā)明所述回收液態(tài)水的裝置需要從空氣中制水時(shí)，開(kāi)啟引風(fēng)機(jī)1，將外界環(huán)境 空氣通過(guò)空氣濾清器2過(guò)濾固體雜質(zhì)后通入分離膜組件3高壓側(cè)，同時(shí)開(kāi)啟真空泵4，使分 離膜組件3低壓側(cè)壓力降低，這樣分離膜組件3膜壁兩側(cè)存在壓差，在膜的作用下，高壓側(cè) 空氣中的大部分水蒸氣和少量空氣透過(guò)膜壁擴(kuò)散到低壓側(cè)中，造成低壓側(cè)空氣中的水蒸氣 含濕量較高，即水蒸氣被富集，高壓側(cè)水蒸氣被脫除的空氣直接排入外界環(huán)境中，而低壓側(cè) 高濕空氣進(jìn)入真空泵4被壓縮到略高于外界環(huán)境壓力，該過(guò)程中高濕空氣的溫度也上升， 因此被引入預(yù)冷器5熱側(cè)通道，由預(yù)冷器風(fēng)機(jī)6帶來(lái)的流過(guò)預(yù)冷器5冷側(cè)通道的外界環(huán)境 空氣降溫后，再進(jìn)入蒸發(fā)器7熱側(cè)通道，由流過(guò)蒸發(fā)器7冷側(cè)通道的制冷劑降溫，高濕空氣 中的水蒸氣被冷凝成液態(tài)或固態(tài)水，從而完成制水過(guò)程；蒸發(fā)器7中的冷量由蒸汽壓縮式 制冷循環(huán)提供，該循環(huán)除蒸發(fā)器7外還包括制冷壓縮機(jī)12、冷凝器11、節(jié)流閥9 ；制取的若 為液態(tài)水，則直接通過(guò)設(shè)置在蒸發(fā)器7熱側(cè)通道的出水口匯集流入水箱14，若制取的是固 態(tài)水，則當(dāng)固態(tài)水達(dá)到一定質(zhì)量后，打開(kāi)電磁閥8，使壓縮機(jī)出口的高溫制冷劑蒸汽直接流 入蒸發(fā)器7冷側(cè)通道，從而將蒸發(fā)器7熱側(cè)通道內(nèi)的固態(tài)水融化為液態(tài)水，再流入水箱14 ； 考慮在制水過(guò)程中，蒸發(fā)器7熱側(cè)通道中的空氣溫度被降低，流出的空氣仍然具有一定的 冷量，故此將其與來(lái)自冷凝器風(fēng)機(jī)10泵入的外界環(huán)境空氣混合后，再送入冷凝器11冷側(cè)通 道，以降低冷凝溫度，減少制冷壓縮機(jī)12功耗。本發(fā)明的另一個(gè)技術(shù)目的是提供一種基于真空除濕膜從空氣中回收液態(tài)水的方 法，包括以下步驟(1)空氣預(yù)處理將引風(fēng)機(jī)1引入的外界環(huán)境空氣進(jìn)行除雜處理，以獲得 潔凈空氣；(2)水蒸氣富集將經(jīng)過(guò)步驟(1)預(yù)處理后的潔凈空氣引入分離膜組件3高壓側(cè)， 同時(shí)開(kāi)啟與分離膜組件3低壓側(cè)連通的真空泵4，以抽吸分離膜組件3低壓側(cè)空間，使分離 膜組件3低壓側(cè)壓力小于0. Ibar,即分離膜組件3低壓側(cè)壓力小于高壓側(cè)，在分離膜組件 3內(nèi)，高壓側(cè)空氣中的水蒸氣和少量空氣通過(guò)膜壁擴(kuò)散到低壓側(cè)，因此低壓側(cè)內(nèi)空氣的水蒸 氣含濕量遠(yuǎn)大于高壓側(cè)空氣，實(shí)現(xiàn)空氣中水蒸氣從分離膜組件3高壓側(cè)向低壓側(cè)的滲透， 即分離膜組件3低壓側(cè)制取了高濕度空氣，同時(shí)低壓側(cè)內(nèi)的氣體被真空泵4抽吸后進(jìn)入預(yù) 冷器5熱側(cè)通道內(nèi)，與預(yù)冷器5冷側(cè)通道中來(lái)自外界環(huán)境空氣換熱降溫，離開(kāi)預(yù)冷器5熱側(cè) 通道的空氣的相對(duì)濕度也增加，進(jìn)一步形成了高濕空氣，從而完成了水蒸氣的富集，此外， 分離膜組件3高壓側(cè)中水蒸氣被脫除的空氣直接排到外界環(huán)境中；(3)冷凝水的制備采用 蒸汽壓縮式制冷循環(huán)裝置進(jìn)行步驟(2)獲得的高濕度空氣中水蒸氣冷凝，以制備冷凝水， 所述的蒸汽壓縮式制冷循環(huán)裝置包括蒸發(fā)器7、制冷壓縮機(jī)12、冷凝器11以及截流閥，將步 驟(2)獲得的高濕度空氣通過(guò)蒸發(fā)器7熱側(cè)通道以與流過(guò)該蒸發(fā)器7冷側(cè)通道內(nèi)的制冷劑 進(jìn)行熱交換，實(shí)現(xiàn)高濕度空氣中水蒸氣冷凝，在蒸發(fā)器7內(nèi)進(jìn)行熱交換后的高溫制冷劑依 次經(jīng)過(guò)制冷壓縮機(jī)12壓縮處理、冷凝器11的冷卻處理后通過(guò)截流閥再次作為制冷劑輸入 蒸發(fā)器7冷側(cè)通道，而在蒸發(fā)器7內(nèi)進(jìn)行熱交換后的低溫高濕度空氣將與外界環(huán)境空氣混 合后作為冷凝器11的冷卻介質(zhì)輸入冷凝器11冷側(cè)通道；(4)液態(tài)水回收經(jīng)過(guò)步驟(3)的 處理，若所制備的冷凝水為液態(tài)水，則直接通過(guò)凈水裝置13過(guò)濾雜質(zhì)后輸入水箱14 ；若所 制備的冷凝水為固態(tài)水，則將制冷壓縮機(jī)12出口的高溫制冷劑流過(guò)蒸發(fā)器7冷側(cè)通道，將 附著在蒸發(fā)器7熱側(cè)通道上的固態(tài)水融化為液態(tài)水，再通過(guò)凈水裝置13過(guò)濾雜質(zhì)后輸入水 箱14即可。
權(quán)利要求
一種基于真空除濕膜從空氣中回收液態(tài)水的裝置，其特征在于，包括引風(fēng)機(jī)、空氣預(yù)處理裝置、水蒸氣富集裝置、蒸汽壓縮式制冷循環(huán)裝置以及液態(tài)水凈化回收裝置，所述水蒸氣富集裝置包括分離膜組件以及與分離膜組件低壓側(cè)連通的真空泵，所述引風(fēng)機(jī)入口依次與空氣預(yù)處理裝置以及分離膜組件高壓側(cè)入口連接，而分離膜組件低壓側(cè)出口則依次與真空泵、蒸汽壓縮式制冷循環(huán)裝置以及液態(tài)水凈化回收裝置連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于真空除濕膜從空氣中回收液態(tài)水的裝置，其特征在于，所 述蒸汽壓縮式制冷循環(huán)裝置包括蒸發(fā)器、制冷壓縮機(jī)、冷凝器以及截流閥，所述蒸發(fā)器熱側(cè) 通道入口與真空泵出口連接，而該蒸發(fā)器熱側(cè)通道出口則與冷凝器冷側(cè)通道連通，同時(shí)蒸 發(fā)器熱側(cè)通道出口與冷凝器冷側(cè)通道之間的連接管道與冷凝器風(fēng)機(jī)的出口連通，且所述冷 凝器風(fēng)機(jī)入口以及冷凝器冷側(cè)通道出口與外界環(huán)境接通，所述蒸發(fā)器冷側(cè)通道出口、制冷 壓縮機(jī)、冷凝器熱側(cè)通道、截流閥以及蒸發(fā)器冷側(cè)通道入口依次通過(guò)制冷劑管道連接，所述 蒸發(fā)器的出水口則與液態(tài)水凈化回收裝置連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于真空除濕膜從空氣中回收液態(tài)水的裝置，其特征在于，真 空泵與蒸發(fā)器之間還設(shè)置有預(yù)冷器，所述真空泵出口、預(yù)冷器熱側(cè)通道以及蒸發(fā)器熱側(cè)通 道依次連通，所述預(yù)冷器冷側(cè)通道入口與預(yù)冷器風(fēng)機(jī)出口連接，而預(yù)冷器冷側(cè)通道出口以 及預(yù)冷器風(fēng)機(jī)入口則與外界環(huán)境接通。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于真空除濕膜從空氣中回收液態(tài)水的裝置，其特征在于，所 述蒸發(fā)器冷側(cè)通道入口以及制冷壓縮機(jī)出口之間通過(guò)管道連接，且該蒸發(fā)器冷側(cè)通道入口 以及制冷壓縮機(jī)出口之間的連接管道上安裝有電磁閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于真空除濕膜從空氣中回收液態(tài)水的裝置，其特征在于，所 述蒸發(fā)器為翅片管換熱器，且蒸發(fā)器的出水口與其熱側(cè)通道連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于真空除濕膜從空氣中回收液態(tài)水的裝置，其特征在于，所 述液態(tài)水凈化回收裝置包括凈化裝置和水箱，所述水箱通過(guò)凈化裝置與蒸發(fā)器上的出水口 水管管道連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于真空除濕膜從空氣中回收液態(tài)水的裝置，其特征在于，所 述真空泵為羅茨式、滑片式、渦旋式真空泵。
8.一種基于真空除濕膜從空氣中回收液態(tài)水的方法，其特征在于，包括以下步驟(1)空氣預(yù)處理將引風(fēng)機(jī)引入的外界環(huán)境空氣進(jìn)行除雜處理，以獲得潔凈空氣；(2)水蒸氣富集將經(jīng)過(guò)步驟(1)預(yù)處理后的潔凈空氣引入分離膜組件高壓側(cè)，同時(shí)開(kāi) 啟與分離膜組件低壓側(cè)連通的真空泵，以抽吸分離膜組件低壓側(cè)空間，使分離膜組件低壓 側(cè)壓力小于高壓側(cè)，實(shí)現(xiàn)空氣中水蒸氣從分離膜組件高壓側(cè)向低壓側(cè)的滲透，即分離膜組 件低壓側(cè)制取了高濕度空氣；(3)冷凝水的制備采用蒸汽壓縮式制冷循環(huán)裝置進(jìn)行步驟(2)獲得的高濕度空氣中水 蒸氣冷凝，以制備冷凝水，所述的蒸汽壓縮式制冷循環(huán)裝置包括蒸發(fā)器、制冷壓縮機(jī)、冷凝 器以及截流閥，將步驟(2)獲得的高濕度空氣通過(guò)蒸發(fā)器熱側(cè)通道以與流過(guò)該蒸發(fā)器冷側(cè) 通道內(nèi)的制冷劑進(jìn)行熱交換，實(shí)現(xiàn)高濕度空氣中水蒸氣冷凝，在蒸發(fā)器內(nèi)進(jìn)行熱交換后的 高溫制冷劑依次經(jīng)過(guò)制冷壓縮機(jī)壓縮處理、冷凝器的冷卻處理后通過(guò)截流閥再次作為制冷 劑輸入蒸發(fā)器冷側(cè)通道，而在蒸發(fā)器內(nèi)進(jìn)行熱交換后的低溫高濕度空氣將與外界環(huán)境空氣 混合后作為冷凝器的冷卻介質(zhì)輸入冷凝器冷側(cè)通道；(4)液態(tài)水回收經(jīng)過(guò)步驟(3)的處理，若所制備的冷凝水為液態(tài)水，則直接通過(guò)凈水裝 置過(guò)濾雜質(zhì)后輸入水箱；若所制備的冷凝水為固態(tài)水，則將制冷壓縮機(jī)出口的高溫制冷劑 流過(guò)蒸發(fā)器冷側(cè)通道，將附著在蒸發(fā)器熱側(cè)通道上的固態(tài)水融化為液態(tài)水，再通過(guò)凈水裝 置過(guò)濾雜質(zhì)后輸入水箱即可。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述基于真空除濕膜從空氣中回收液態(tài)水的方法，其特征在于，所 述步驟(2)中，分離膜低壓側(cè)的壓力小于0. lbar。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于真空除濕膜從空氣中回收液態(tài)水的裝置和方法，該裝置利用真空泵使分離膜組件兩側(cè)形成一定的壓差，從而使分離膜組件高壓側(cè)空氣中的水蒸氣透過(guò)膜壁在低壓側(cè)富集，然后利用蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)，使富集水蒸氣后的空氣在蒸發(fā)器中冷凝，制造液態(tài)或固態(tài)水，本發(fā)明與吸附方法相比，工作過(guò)程連續(xù)、無(wú)腐蝕問(wèn)題、易維護(hù)、能耗低；此外，流出蒸發(fā)器后去除水蒸氣的低溫空氣與外界環(huán)境空氣混合，作為蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)中冷凝器的冷卻介質(zhì)，從而降低冷凝溫度，減少制冷壓縮機(jī)功耗。因此，本發(fā)明綜合能效比高，適合用于長(zhǎng)期在干旱地區(qū)工作的人們使用。
文檔編號(hào)E03B3/28GK101906800SQ201010232989
公開(kāi)日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2010年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月21日
發(fā)明者馮詩(shī)愚, 李云, 王贊社, 顧兆林, 高秀峰 申請(qǐng)人:南京航空航天大學(xué)