全工况空气制水机

技术领域

本发明涉及空气制水技术领域，具体是一种全工况空气制水机。

背景技术

空气制水机是一种以各种环境中的空气为原始原料，通过空气净化、空气加热、空气冷凝、水质净化等诸多技术手段对空气进行液化，从而得到符合卫生标准的饮用水的高科技产品。

空气制水机原理为：将空气中携带的水通过冷凝器的低温冷凝液化作用后达到制水的目的。为了提高制水效率，应保证空气的温度和空气中含湿量在一定数值。传统的采用压缩机蒸气制冷系统的空气制水机空气制水机只能在15～40℃范围内工作；在高于40℃高温缺水环境地区（如中东、非洲），由于空气温度偏高，空气含湿量低，不仅则会导致制水速率较慢，且容易造成压缩机排气温度过高会引起停机保护等现象，进而造成空气制水机无法进行制水工作；而当外界温度低于15℃时，空气中的含湿量偏低，则会导致制水速率较慢。

因此亟需一种不仅能够在温度在15℃~40℃的环境下顺利制水，也能够在温度高于40℃或温度低于15℃的环境下依然能够保证顺利制水的全工况制水机。

发明内容

为了解决背景技术中提到的至少一个技术问题，本发明的目的在于提供一种全工况空气制水机，既能够在温度在15℃~40℃的环境下顺利制水，也能够在温度高于40℃和低于15℃的环境下顺利制水，提高了制水机使用环境的适应性。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

全工况空气制水机，包括机壳和安装在机壳内的水箱，还包括安装在机壳内部的第一风机组、第二风机组、用于加热空气的加热组件、吸附转轮、蒸发器；

所述吸附转轮包括轮架，安装在轮架上的用于吸收空气水分的转轮以及用于驱动转轮转动的驱动装置，所述轮架将转轮划分为吸附区和脱附区；

所述机壳具有两个进风口，所述第一风机组的出风端和进风端分别与吸附区和其中一个进风口连通；所述第一风机组将外界的空气引入吸附区，转轮在吸附区将空气中的水分进行吸收；

所述第二风机组的进风端与另一个进风口连通，所述加热组件安装在第二风机组的出风端与脱附区之间，所述加热组件和蒸发器分别位于脱附区两侧，所述第一风机组和加热组件分别位于吸附转轮两侧；

所述转轮携带水分转动到脱附区时，第二风机组和加热组件将空气加热后引入脱附区将水分进行脱附提高空气含湿量，含湿量升高的空气经过蒸发器后达到露点冷凝液化，冷凝液化的水通过管件从蒸发器处流入水箱。

可选的，还包括，第一换热器，所述第一换热器具有第一冷端和第一热端，所述蒸发器位于第一冷端和第一热端之间，所述第一冷端位于蒸发器和转轮之间。

可选的，还包括第二换热器，所述第二换热器具有第二冷端和第二热端，所述第二冷端位于第一风机组和吸附转轮之间，所述第二热端位于第一换热器的第一热端远离蒸发器一侧。

可选的，所述机壳位于进风口处安装有过滤器。

可选的，所述加热组件为压缩机。

可选的，所述蒸发器与压缩机连通。

可选的，所述机壳远离第一风机组一侧安装有排气风机。

可选的，还包括冷凝器，所述冷凝器安装在机壳内靠近排气风机处。

可选的，所述蒸发器与冷凝器连通。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

外界的空气经过第一风机和第二风机进入机壳，经由第一风机进入机壳的空气经过吸附转轮后将干燥的空气排出，而空气中的水分被吸附转轮吸收，而经由第二风机组进入机壳后并被加热组件加热升温的空气将吸附转轮脱附区的水分从脱附区脱附至第一换热器的第一冷端处，在进入第一换热器前的空气含湿量达到最大且为高温气体，而经过第一换热器降温后，使得进入蒸发器前的空气温度和含湿量都达到最适宜的制水需求范围，进而实现在温度大于40℃的环境（例如中东或非洲地区），或者温度经常低于15℃的高寒地区（如我国的西藏），都能够保证制水工作顺利；且第一热端又将经过蒸发器降温后的低温气体引入到第一冷端，用于对进入第一冷端的高温气体进行降温，提高了能量的利用效率。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的运行系统流程图；

图3为本发明的吸附转轮结构图。

图中：1、机壳；2、水箱；31、第一风机组；32、第二风机组；4、加热组件；5、吸附转轮；51、轮架；52、转轮；521、吸附区；522、脱附区；6、蒸发器；711、第一冷端；712、第一热端；721、第二冷端；722、第二热端；8、冷凝器；9、排气风机。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图3，本实施例提供一种全工况空气制水机，包括机壳1和安装在机壳1内的水箱2，还包括安装在机壳1内部的第一风机组31、第二风机组32、用于加热空气的加热组件4、吸附转轮5、蒸发器6；吸附转轮5包括轮架51，安装在轮架51上的用于吸收空气水分的转轮52以及用于驱动转轮52转动的驱动装置，轮架51将转轮52划分为吸附区521和脱附区522，空气进入吸附区521后，空气中的水分被吸附，干燥后的空气排出。机壳1具有两个进风口，第一风机组31的进风端与其中一个进风口连通，第一风机组31的出风端与吸附转轮5的吸附区521连通，第二风机组32的进风端与另一个进风口连通，加热组件4位于第二风机组32的出风端与吸附转轮5的脱附区522之间，加热组件4和蒸发器6分别位于脱附区522两侧，第一风机组31和加热组件4分别位于吸附转轮5两侧。转轮52携带水分转动到脱附区522时，第二风机组32和加热组件4将空气加热后引入脱附区522将水分进行脱附提高空气含湿量，含湿量升高的空气经过蒸发器6后达到露点冷凝液化，冷凝液化的水通过管件从蒸发器6处流入水箱2。

下面结合具体的使用场景进一步的介绍，外界空气被风机吸附后，进入转轮52中。空气通过吸附转轮5后空气中的水蒸气被转轮52内部的吸附物质所吸附，干燥空气被第一风机组31送至需要处理的空间；这里需要说明的是，驱动装置此刻也在一直驱动转轮52转动，转轮52在驱动装置的带动下不断缓慢转动，并载着趋于饱和的水蒸汽进入脱附区522；而同时第二风机组32将外界空气引入机壳1后，经过加热组件4的加热后温度升温，升温后的高温空气经过会被第二风机反向吹入吸附转轮5的脱附区522，进而使得转轮52中吸附的水份被脱附，被第二风机排向蒸发器6，此时进入蒸发器6前的为高温且含湿量高的空气，空气经过蒸发器6时达到露点进而液化，液化的水经过管道流入水箱2中。

进一步的，参照图1-图3，还包括第一换热器，第一换热器具有第一冷端711和第一热端712，蒸发器6位于第一冷端711和第一热端712之间，第一冷端711位于蒸发器6和转轮52之间。

结合具体的使用场景，高温高湿的空气经过蒸发器6后达到露点聚沉后经过管道流入到水箱2内，此时经过了蒸发器6的加工，空气变成了低温干燥空气，低温空气经过第一换热器的第一热端712引入第一换热器的第一冷端711，而经过脱附区522的高温其含湿量高的空气经过第一冷端711被降温，进一步使得进入蒸发器6的空气温度和湿度都比较适宜制水，如此可使得经过蒸发器6加工后的低温空气被高效利用。

如此外界的空气经过第一风机和第二风机进入机壳1，经由第一风机进入机壳1的空气经过吸附转轮5后将干燥的空气排出，而空气中的水分被转轮52吸收，而经由第二风机组32进入机壳1后并被压缩机和冷凝器8加压升温的空气将吸附转轮5脱附区522的水分从脱附区522脱附至第一换热器的冷端处，在进入第一换热器前的空气含湿量达到最大且为高温气体，而经过第一冷端711降温后，使得进入蒸发器6前的空气温度和含湿量都达到最适宜的制水需求范围，进而实现在温度大于℃的环境（例如中东或非洲地区），或者温度经常低于℃的高寒地区（如我国的西藏），都能够保证制水工作顺利，且第一热端712又将经过蒸发器6降温后的低温气体引入到第一冷端711，用于对进入第一冷端711的高温气体进行降温，提高了能量的利用效率。

参照图1和图2，作为本申请实施例的一种具体实施方式，还包括具有第二冷端721和第二热端722的第二换热器，第二冷端721冷端位于第一风机组31和吸附转轮5之间，第二热端722位于第一换热器的第一热端712且远离蒸发器6一侧。

结合具体的使用场景，由于经过蒸发器6后，空气中大部分的水蒸气都液化聚沉，但是经过蒸发器6后排出的空气温度比较低，而通过设置第二换热器，可以将从蒸发器6和第一换热器的流出的低温空气从第二热端722引入第二冷端721。而由于第二冷端721位于第一风机组31和吸附转轮5之间，当外界环境为高温环境时，这些低温空气可以对外界进入第一风机组31的空气进行降温，使得外界温度降低进而更趋向制水效率较高的空气温度范围，如此可节省制水过程的能源消耗。

作为本申请实施例的一种具体实施方式，在机壳1的进风口处安装有过滤器。

结合具体的使用场景，当机壳1内部的各个部件表面有灰尘时，不仅会影响制水的质量，也会影响某些部件、设备在运行中的散热效果。通过在机壳1的进风口处安装过滤器，利用过滤器将外界的空气进行过滤，进而避免空气中的灰尘杂质进入制水机内部造成内部零部件出现聚集灰尘问题，既提高了制水质量，也不会影响制水机某些部件的运行散热。

作为本申请实施的一种具体实施方式，加热组件4采用的是压缩机来对空气进行加热。

参照图1和图2，作为本申请实施例的一种具体实施方式，蒸发器6与压缩机连通。

结合具体的使用场景，压缩机在高温环境或者运行时间长时，需要对压缩机进行降温处理，以保证压缩机内拉缸、连杆、阀片等部件能正常运行。通过将蒸发器6和压缩机连通，可以利用蒸发器6处产生的低温气体对压缩机进行降温，既能保证对压缩机的散热，也能对蒸发器6处的低温气体进行进一步利用，提高了制水机的节能效果。

参照图1，作为本申请实施例的一种具体实施方式，在机壳1远离第一风机组31一侧安装有排气风机9，利用排气风扇对机壳1内制水过程产生的干燥空气进行排废。

结合具体的使用场景，当外界空气经过制水机后，被制水机内部设备进行干燥，干燥后的空气被排气风机9吸收并排除机壳1外部。利用排气风机9加快机壳1内部废热空气的排放。

参照图1，作为本申请实施例的一种具体实施方式，还包括冷凝器8，该冷凝器8安装在机壳1内靠近排气风机9处。

结合具体的使用场景，由于排气风机9持续运行会使得电机发热，而如果废热空气的排放也会加快排气风机9的表面热量的加剧，不利于排气风机9的正常运行，而通过设置冷凝器8，及时对废热空气进行降温，一定程度上也相对于对排气风机9进行了表面降温处理，进一步保证了排气风机9的使用稳定性。

参照图1和图2，作为本申请实施例的一种具体实施方式，蒸发器6与冷凝器8连通，用于将蒸发器6处的低温气体排入冷凝器8处。

结合具体的使用场景，目前为了提高冷凝器8的效率经常在冷凝器8的管道上附加散热片以加速散热。本申请实施例通过将蒸发器6处产生的低温气体输送至冷凝器8处，可以加快对冷凝器8的进行散热，进而提供冷凝器8的工作效率。

参照图1和图2，并结合试验数据，当外界空气温度为42℃、含湿量为18.37g/kg时，利用过滤器和第一风机组3将外界空气进行过滤后吸入机壳1内，保证进入机壳1内的空气洁净度，空气经过过滤器和第一风机组3后经过第二换热器的第二冷端后温度降低为35℃，含湿量仍为18.37g/kg，降温后的空气经过吸附转轮5的吸附区521后，空气中含有的水分被吸收，而干燥的空气通过吸附转轮5进如到下一区域最终被排气风机9排放到机壳1外部。而转轮52经过其驱动装置的驱动会缓慢转动，与此同时，第二风机组6和过滤器也将外界空气过滤后吸入机壳1内，这一路空气经过加热组件的加热后变成了高温气体（温度达到65℃，含湿量为18.37g/kg），高温气体通入吸附转轮5的脱附区，将转轮52吸收的水分被脱附。这时，吸附转轮5与第一冷端1之间的气体为高温且含湿量高的气体（温度达到44℃，含湿量达到25.6g/kg），经过第一冷端711的降温，使得进入蒸发器6的气体温度和湿度均达到制水效率较高的空气温度范围（空气温度降为28℃，含湿量达到25.6g/kg）。经过蒸发器6后，空气中的水分达到露点液化，露珠并不断聚集凝结在自重作用下沿着管道从蒸发器8流入到水箱2。而经过蒸发器8降温后的空气变成了低温空气（此时的空气温度为10℃），这些低温空气一部分被第一换热器的第一热端712引流到第一换热器的第一冷端711，对进入第一冷端711的高温高湿空气进行降温；还有一部分低温空气被第二换热器的第二热端722引入到第二换热器的第二冷端721，对从外部吸入的空气进行降温处理；还有一部分空气流向冷凝器和压缩机，对冷凝器和压缩机进行散热和降温处理，总之将蒸发器6处产生的低温气体进行了高效利用，提高了资源利用效率。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。