專(zhuān)利名稱(chēng)：收集大氣水分的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
收集大氣水分的系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型領(lǐng)域涉及水的產(chǎn)生和凈化，尤其涉及從大氣濕氣中產(chǎn)生飲用水。
背景技術(shù)：
[0002]水的需求是普遍的，在許多地方，可靠的干凈水源不足以滿(mǎn)足人類(lèi)的需求。缺乏干 凈的水可歸因于基礎(chǔ)設(shè)施損壞，比如地震或洪水造成的供水系統(tǒng)的損壞。缺乏干凈的水還 可歸因于遷移，比如戰(zhàn)爭(zhēng)期間人口遷徙到難民營(yíng)。[0003]難以快速有效地提供干凈的水。水很重，將水運(yùn)輸?shù)叫枰牡貐^(qū)可能會(huì)很昂貴。 掘井和建立水處理設(shè)施需要時(shí)間、精力、和設(shè)備。[0004]當(dāng)露點(diǎn)(dew point)低時(shí),難以從濕氣中獲取液態(tài)水。[0005]需要能夠可靠快速地提供干凈的水的系統(tǒng)。[0006]現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)了在受控的室內(nèi)環(huán)境下從大氣濕氣中少量收集水的方法和系統(tǒng)，在 該室內(nèi)環(huán)境中溫度暖和并且濕度水平中等或濕度水平高。實(shí)用新型內(nèi)容[0007]本申請(qǐng)公開(kāi)了在不受控的室外環(huán)境下從大氣水分中大量收集水的系統(tǒng)和方法，在 不受控的室外環(huán)境中溫度可較低且濕度水平可較低。[0008]技術(shù)問(wèn)題[0009]存在一些涉及從大氣水分或地表水源產(chǎn)生和凈化飲用水的挑戰(zhàn)。難以提供可移 動(dòng)、容易安裝、模塊化、無(wú)需基礎(chǔ)設(shè)施供水或供電就能夠運(yùn)轉(zhuǎn)、衛(wèi)生、在控制接口中設(shè)計(jì)多元 化應(yīng)用、利用日常維護(hù)所需要的最少技術(shù)就可維護(hù)、針對(duì)室外應(yīng)用當(dāng)溫度起伏時(shí)足夠堅(jiān)固 耐用、并且當(dāng)露點(diǎn)低時(shí)能夠從濕氣中產(chǎn)生水的系統(tǒng)。[0010]結(jié)合了系統(tǒng)、裝置和方法來(lái)描述和闡述以下實(shí)施例及其各個(gè)方面，這些實(shí)施例和 及其各個(gè)方面是示意性和闡述性的，并非在范圍上進(jìn)行限制。在各種實(shí)施例中，已經(jīng)減少或 消除一個(gè)或多個(gè)上述問(wèn)題，而其他實(shí)施例涉及其他改進(jìn)。[0011]技術(shù)方案[0012]公開(kāi)了一些技術(shù)方案，以便解決與環(huán)境耐受性、能量效率、易于操作、考慮到了運(yùn) 輸、以及在低溫和低濕度水平下進(jìn)行操作有關(guān)的挑戰(zhàn)。[0013]在室外區(qū)域中通常需要為人類(lèi)和牲畜產(chǎn)生飲用水。因?yàn)橄到y(tǒng)可安裝在沒(méi)有進(jìn)行環(huán) 境控制的室外或設(shè)施內(nèi)，所以環(huán)境耐受性是重要的。該系統(tǒng)的實(shí)施例設(shè)計(jì)成承受凍結(jié)溫度 且在接近凍結(jié)的低溫中運(yùn)轉(zhuǎn)。一種技術(shù)方案包括使用金屬過(guò)濾外殼，該外殼在水凍結(jié)或升 溫時(shí)在水膨脹施加的壓力下抗裂。[0014]所述系統(tǒng)的實(shí)施例可在有一般的溫度起伏的室外運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)露點(diǎn)低時(shí)，為了從空氣 中獲取水，蒸發(fā)器冷卻到水蒸氣在該蒸發(fā)器表面沉積成冰的點(diǎn)。然后蒸發(fā)器循環(huán)通過(guò)加熱 階段，以融化冰并且生成液態(tài)水。霜的聚集是有利的，當(dāng)露點(diǎn)低時(shí)霜聚集能夠收集水。通常， 當(dāng)相對(duì)濕度水平低時(shí)露點(diǎn)低。相對(duì)濕度為實(shí)際濕度量相對(duì)于相同的溫度和壓力下可能的最大濕度量。因?yàn)檩^冷的空氣不保持同樣多的水分，所以通常當(dāng)空氣溫度低時(shí)，露點(diǎn)也低。通 過(guò)結(jié)霜和融化來(lái)進(jìn)行的循環(huán)，允許系統(tǒng)在其他不利于通過(guò)除濕產(chǎn)生水的條件下，相當(dāng)有效 率地從周?chē)諝庵惺占?。[0015]微生物、重金屬、農(nóng)業(yè)的化學(xué)副產(chǎn)品以及其他污染物可污染地表水。通過(guò)過(guò)濾和輻 照，可中和或去除這些污染物。一些公開(kāi)的實(shí)施例使用反滲透、碳過(guò)濾器、沸石過(guò)濾器、臭氧 以及紫外光產(chǎn)生供消耗的飲用水。[0016]所述系統(tǒng)的實(shí)施例設(shè)計(jì)成抵抗有害生物和昆蟲(chóng)。濾網(wǎng)覆蓋通氣孔，導(dǎo)管和面板覆 蓋電線。內(nèi)部空間易于人工檢查。[0017]因?yàn)樗鱿到y(tǒng)需要電力來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)，所以能量效率很重要?？上拗齐娏?yīng)。在一個(gè) 實(shí)施例中，包括了柴油發(fā)電機(jī)。在另一個(gè)實(shí)施例中，包括了太陽(yáng)能電池板。在另一個(gè)實(shí)施例 中，系統(tǒng)使用風(fēng)力渦輪機(jī)提供能量。在另一個(gè)實(shí)施例中，由常規(guī)電力公用基礎(chǔ)設(shè)施提供電 力。為了保存能量，使用可變壓縮機(jī)。為了進(jìn)一步提高效率，將風(fēng)扇設(shè)置為優(yōu)化通過(guò)系統(tǒng)的 氣流。利用臭氧、紫外光、化學(xué)添加劑、熱量、微過(guò)濾、或其組合可實(shí)現(xiàn)衛(wèi)生處理。重力可協(xié) 助液態(tài)水流過(guò)過(guò)濾器?？删幊踢壿嬁刂破?PLC)可控制泵的運(yùn)作?？删幊踢壿嬁刂破骺蓪?duì) 需要電力的處理進(jìn)行調(diào)節(jié)?？蓪?duì)可編程邏輯控制器進(jìn)行編程，以便優(yōu)化能量消耗或從一天 中與能量消耗高峰相關(guān)時(shí)間中的能量使用轉(zhuǎn)變成非高峰時(shí)間中的能量使用?？深A(yù)編程能量 優(yōu)化設(shè)置或生產(chǎn)優(yōu)化設(shè)置。[0018]所述系統(tǒng)可包括多種特征(feature)以方便使用。人機(jī)界面可提供多種語(yǔ)言，允 許用戶(hù)選擇語(yǔ)言，還可包括象形圖標(biāo)和觸摸屏控制。為多輸入和多輸出來(lái)設(shè)計(jì)可編程邏輯 控制器?？删幊踢壿嬁刂破饔休^廣溫度范圍的耐受性、不受電氣噪聲的影響、并且抗振動(dòng)和 沖擊。需要定期更換或手動(dòng)調(diào)整的部分系統(tǒng)設(shè)置在可接觸的位置。[0019]為了便于運(yùn)輸，水系統(tǒng)的實(shí)施例設(shè)置為適合標(biāo)準(zhǔn)船運(yùn)集裝箱或標(biāo)準(zhǔn)車(chē)箱。在一個(gè) 實(shí)施例中，公開(kāi)了集成灌裝系統(tǒng)(integrated bottling system),便于分配所產(chǎn)生的水。[0020]提供一種收集大氣水分的系統(tǒng)，包括壓縮機(jī)，用于壓縮冷卻劑；冷凝器，沿著冷 卻劑流動(dòng)路徑設(shè)置，用于從所述壓縮機(jī)接收高壓氣態(tài)冷卻劑，其中該高壓氣態(tài)冷卻劑被壓 縮成低壓液態(tài)冷卻劑并釋放熱量，然后該冷卻劑沿著所述流動(dòng)路徑移動(dòng)；膨脹閥和毛細(xì)管 裝置，沿著所述冷卻劑流動(dòng)路徑設(shè)置，用于從所述冷凝器接收液態(tài)冷卻劑，其中該膨脹閥和 毛細(xì)管裝置調(diào)節(jié)冷卻劑的壓力；蒸發(fā)器，沿著所述冷卻劑流動(dòng)路徑設(shè)置，用于從所述膨脹閥 和毛細(xì)管裝置接收冷卻劑并將冷卻劑輸送給所述壓縮機(jī)，其中液態(tài)冷卻劑蒸發(fā)為氣態(tài)冷卻 劑并且吸收熱量，據(jù)此該蒸發(fā)器的外部表面溫度低于露點(diǎn)但高于o°c，該蒸發(fā)器能捕獲空氣 中的水蒸氣并將水蒸氣轉(zhuǎn)化為液態(tài)水，液態(tài)水自該蒸發(fā)器落入底部水箱；此為常態(tài)大氣水 生成過(guò)程；但是當(dāng)環(huán)境溫度低時(shí)，如在冬天且露點(diǎn)接近或低于o°c時(shí)，該蒸發(fā)器的外部表面 溫度低于露點(diǎn)或低于0°c，該蒸發(fā)器能捕獲空氣中的水蒸氣并將水蒸氣轉(zhuǎn)化為液態(tài)水，然后 將液態(tài)水冷凍為霜，這一過(guò)程為結(jié)霜過(guò)程，當(dāng)開(kāi)始結(jié)霜過(guò)程時(shí)，經(jīng)約20分鐘后該蒸發(fā)器上 的霜足夠厚，該蒸發(fā)器必須開(kāi)始除霜過(guò)程；旁路四通閥分流器，即除霜閥分流器，用于將冷 卻劑從所述壓縮機(jī)引入所述蒸發(fā)器，而不經(jīng)過(guò)所述膨脹裝置，據(jù)此，當(dāng)從所述旁路分流器 接收冷卻劑時(shí)，該蒸發(fā)器的外部表面溫度比環(huán)境溫度高；至少一個(gè)旁路閥，安置在所述旁路 分流器上，用于控制冷卻劑是否流過(guò)該旁路分流器；霜傳感器，用于檢測(cè)所述蒸發(fā)器的外部 表面上的霜聚集；控制器，用于從所述霜傳感器接收輸入，并響應(yīng)于該霜傳感器在蒸發(fā)器的外部表面上檢測(cè)到霜聚集來(lái)打開(kāi)所述旁路閥；收集容器，安置在所述蒸發(fā)器的下方，用于收 集從所述蒸發(fā)器落下的液態(tài)水和融化冰，從而收集大氣水分。[0021]優(yōu)選地，其中該系統(tǒng)進(jìn)一步包括環(huán)境溫度傳感器，該環(huán)境溫度傳感器用于測(cè)量環(huán) 境空氣溫度；和其中所述膨脹裝置具有可變孔徑，該可變孔徑用于控制冷卻劑從所述冷凝 器到所述蒸發(fā)器的流動(dòng)速度；其中該系統(tǒng)進(jìn)一步包括調(diào)節(jié)器，該調(diào)節(jié)器用于從所述環(huán)境溫 度傳感器接收輸入并控制所述膨脹裝置的可變孔徑，從而改變所述蒸發(fā)器的外部溫度，其 中當(dāng)所述環(huán)境溫度傳感器測(cè)量到低環(huán)境空氣溫度時(shí)，所述調(diào)節(jié)器使所述蒸發(fā)器的溫度降低 到低于(TC。[0022]優(yōu)選地，其中所述低環(huán)境空氣溫度被指定為一值，該值的低環(huán)境溫度低于15°C。[0023]優(yōu)選地，其中該系統(tǒng)進(jìn)一步包括環(huán)境濕度傳感器，該環(huán)境濕度傳感器用于測(cè)量環(huán) 境空氣的相對(duì)濕度；且其中所述膨脹裝置具有可變孔徑，該可變孔徑用于控制冷卻劑從所 述冷凝器到所述蒸發(fā)器的流動(dòng)速度；其中該系統(tǒng)進(jìn)一步包括調(diào)節(jié)器，該調(diào)節(jié)器用于控制所 述膨脹裝置的可變孔徑，從而改變所述蒸發(fā)器的外部溫度，其中所述調(diào)節(jié)器從所述環(huán)境濕 度傳感器接收輸入；其中當(dāng)所述環(huán)境濕度傳感器測(cè)量到低環(huán)境濕度時(shí)，所述調(diào)節(jié)器使所述 蒸發(fā)器的溫度降低到低于0°c。[0024]優(yōu)選地，其中所述低環(huán)境濕度被指定為一值，該值的相對(duì)濕度低于40%。[0025]優(yōu)選地，其中該系統(tǒng)進(jìn)一步包括環(huán)境濕度傳感器，該環(huán)境濕度傳感器用于測(cè)量環(huán) 境空氣的相對(duì)濕度；且其中所述壓縮機(jī)具有可變頻率，該可變頻率用于控制對(duì)從所述冷凝 器傳輸?shù)剿稣舭l(fā)器的冷卻劑的壓縮；其中該系統(tǒng)進(jìn)一步包括調(diào)節(jié)器，該調(diào)節(jié)器用于控制 所述壓縮機(jī)的可變頻率，從而改變所述蒸發(fā)器的外部溫度，其中所述調(diào)節(jié)器用于從所述環(huán) 境濕度傳感器接收輸入；且其中當(dāng)所述環(huán)境濕度傳感器測(cè)量到低環(huán)境濕度時(shí)，所述調(diào)節(jié)器 使所述蒸發(fā)器的溫度降低到低于0°c。[0026]優(yōu)選地，其中該系統(tǒng)通過(guò)進(jìn)一步包括過(guò)濾外殼、振動(dòng)不敏感控制器和外部套殼而 得到加固，以便在苛刻的環(huán)境中使用，其中該過(guò)濾外殼包括不銹鋼，且其中該外部套殼防止 害蟲(chóng)和雨雪的損害。[0027]優(yōu)選地，其中所述低環(huán)境空氣溫度被指定為一值，該值的低環(huán)境溫度低于10°C。[0028]優(yōu)選地，其中所述低環(huán)境濕度被指定為一值，該值的相對(duì)濕度低于30%。[0029]還提供一種收集大氣水分的系統(tǒng)，包括壓縮機(jī)，用于壓縮冷卻劑；第一熱交換器 和第二熱交換器，沿著冷卻劑流動(dòng)路徑設(shè)置，其中在第一時(shí)間點(diǎn)處，所述第一熱交換器起到 冷凝器的作用，該冷凝器從所述壓縮機(jī)接收熱冷卻劑，其中該冷凝器交換熱量，以便冷卻沿 著所述流動(dòng)路徑移動(dòng)的冷卻劑；膨脹閥和毛細(xì)管裝置，沿著所述冷卻劑流動(dòng)路徑設(shè)置在所 述第一熱交換器和所述第二熱交換器之間，用于從所述冷凝器接收冷卻劑，其中該膨脹閥 和毛細(xì)管裝置用于調(diào)節(jié)冷卻劑的壓力；其中在所述第一時(shí)間點(diǎn)處，所述第二熱交換器起到 蒸發(fā)器的作用，該蒸發(fā)器用于從所述膨脹裝置接收冷卻劑并且沿著所述流動(dòng)路徑將冷卻劑 輸送到所述壓縮機(jī)，其中該蒸發(fā)器交換熱量并且該蒸發(fā)器內(nèi)的冷卻劑吸收熱量，據(jù)此，當(dāng)從 所述膨脹裝置中接收到冷卻劑時(shí)，該蒸發(fā)器的外部表面溫度較環(huán)境溫度低，其中該蒸發(fā)器 的外部表面的溫度在低于0°c維持超過(guò)20分鐘的時(shí)長(zhǎng)，以促進(jìn)霜聚集；至少一個(gè)流動(dòng)引導(dǎo) 閥，沿著所述冷卻劑流動(dòng)路徑設(shè)置；其中所述流動(dòng)引導(dǎo)閥在所述第一時(shí)間點(diǎn)處處于第一配 置下；其中所述流動(dòng)引導(dǎo)閥的第一配置將冷卻劑從所述第二熱交換器引入所述壓縮機(jī)，并將冷卻劑從所述壓縮機(jī)引入所述第一熱交換器；其中所述流動(dòng)引導(dǎo)閥在所述第二時(shí)間點(diǎn)處處于第二配置下；其中所述流動(dòng)引導(dǎo)閥的第二配置將冷卻劑從所述第一熱交換器引入所述壓縮機(jī)，并將冷卻劑從所述壓縮機(jī)引入所述第二熱交換器，據(jù)此，在所述第二點(diǎn)時(shí)間點(diǎn)， 所述第一熱交換器處起到所述蒸發(fā)器的作用并且所述第二熱交換器起到所述冷凝器的作用；收集容器，安置在所述第一熱交換器的下方并在所述第二熱交換器的下方，用于收集從所述蒸發(fā)器中落下的液態(tài)水，從而收集大氣水分。[0030]優(yōu)選地，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括霜傳感器，用于檢測(cè)在每個(gè)所述熱交換器的外部表面上的霜聚集；控制器，用于從所述霜傳感器接收輸入，并且響應(yīng)于所述霜傳感器檢測(cè)到霜聚集來(lái)控制所述流動(dòng)引導(dǎo)閥在所述第一配置和所述第二配置之間進(jìn)行切換。[0031]優(yōu)選地，其中所述蒸發(fā)器的外部表面的溫度在低于0°C維持超過(guò)20分鐘的時(shí)長(zhǎng)， 以促進(jìn)霜聚集。[0032]優(yōu)選地，其中所述蒸發(fā)器的外部表面的溫度在低于_2°C維持超過(guò)20分鐘的時(shí)長(zhǎng)， 以促進(jìn)霜聚集。[0033]有益效果[0034]所公開(kāi)的特征組合的有益效果在于，提供飲用水生成系統(tǒng)，該系統(tǒng)可被運(yùn)輸、安裝、并在寬泛的環(huán)境中相對(duì)容易使用且利用最小的基礎(chǔ)設(shè)施就可使用。[0035]除了上述示意性方面和實(shí)施例，參照形成本說(shuō)明書(shū)的一部分的附圖，其他方面和實(shí)施例將顯現(xiàn)出來(lái)，其中這幾幅圖中相同的附圖標(biāo)記表示相對(duì)應(yīng)的部件。


[0036]在詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型公開(kāi)的實(shí)施例之前，要知道的是，因?yàn)楸緦?shí)用新型能夠具有其他實(shí)施例，所以本實(shí)用新型在其應(yīng)用中不限于所示的特定裝置的詳情。參照附圖闡述了示意性實(shí)施例。這意味著在這里公開(kāi)的實(shí)施例和附圖應(yīng)為闡述性的，而非限制。同樣，在本文中使用的術(shù)語(yǔ)用于描述目的而非限制目的。I示出了經(jīng)過(guò)該系統(tǒng)的簡(jiǎn)化的氣流路徑和水路徑 2示出了在結(jié)霜配置中的簡(jiǎn)化的冷卻劑流動(dòng)路徑 3示出了在除霜配置中的簡(jiǎn)化的冷卻劑流動(dòng)路徑4示出了系統(tǒng)中的另一簡(jiǎn)化的冷卻劑流動(dòng)路徑，在該系統(tǒng)中冷凝器和蒸發(fā)器的 5示出了系統(tǒng)中的另一簡(jiǎn)化的冷卻劑流動(dòng)路徑，在該系統(tǒng)中冷凝器和蒸發(fā)器的 ·6示出了具有額外的傳感器和控制模塊的簡(jiǎn)化的系統(tǒng)；7示出了包括發(fā)電、過(guò)濾、儲(chǔ)水和灌裝特征的系統(tǒng)的實(shí)施例；8為示出了現(xiàn)有技術(shù)方法的流程圖；和 9為示出了所公開(kāi)方法之一的流程圖。[0037]圖[0038]圖[0039]圖[0040]圖功能可反轉(zhuǎn)[0041]圖功能可反轉(zhuǎn)[0042]圖[0043]圖[0044]圖[0045]圖具體實(shí)施方式
[0046]圖1示出了空氣和水流動(dòng)路徑的實(shí)施例的簡(jiǎn)化形式。流入的空氣101通過(guò)微粒過(guò)濾器102進(jìn)入，然后穿過(guò)冷凝器103。冷凝器103比流入的空氣101要熱，并且空氣在冷凝器103內(nèi)所包含的工作流體上提供冷卻功能。然后空氣穿過(guò)冷的蒸發(fā)器104。在蒸發(fā)器104 上形成冷凝物或霜。然后風(fēng)扇設(shè)備105將除濕后的空氣107吹出空氣出口 106。[0047]在水收集器109中收集了未處理的水108并且將其引向收集容器110。集水泵111 推動(dòng)水穿過(guò)第一過(guò)濾器112和第二過(guò)濾器113。也可使用其他的過(guò)濾器以達(dá)到期望的結(jié)果。 多種類(lèi)型的過(guò)濾器可提供有利效果，比如反滲透過(guò)濾器、活性碳過(guò)濾器、樹(shù)脂過(guò)濾器、離子 交換過(guò)濾器、吸附過(guò)濾器、超濾膜過(guò)濾器、微孔陶瓷過(guò)濾器、沸石過(guò)濾器、硅藻土過(guò)濾器以及 微粒過(guò)濾器。[0048]過(guò)濾后，水進(jìn)入保持容器114。在保持容器114中，可通過(guò)消毒紫外線裝置115、臭 氧裝置117或者通過(guò)添加諸如氯化合物之類(lèi)的化學(xué)品，來(lái)促進(jìn)水安全。水可通過(guò)凈化水出 口閥116從保持容器114中引出。如果需要使用該系統(tǒng)來(lái)過(guò)濾可獲取的液態(tài)水，那么可通 過(guò)可選的灰水入口 118將液態(tài)水加入該系統(tǒng)。[0049]圖2和圖3示出了在兩種配置下的一個(gè)實(shí)施例。圖2示出了在結(jié)霜配置下的簡(jiǎn)化 的冷卻劑流動(dòng)路徑，而圖3示出了在除霜配置下的簡(jiǎn)化的冷卻劑流動(dòng)路徑。示出了工作流 體或冷卻劑的循環(huán)流動(dòng)。帶箭頭的粗線示出了流動(dòng)路徑。[0050]在圖2中，冷卻劑流過(guò)蒸發(fā)器104、流過(guò)壓縮機(jī)201、流過(guò)冷凝器103、流過(guò)膨脹裝 置202、并經(jīng)蒸發(fā)器104返回。穿過(guò)膨脹裝置202的液體由于壓力減小而膨脹。這種膨脹 通常伴隨相態(tài)變化；冷卻劑從液體變成氣體并且吸收熱量，冷卻蒸發(fā)器104的外部。在圖2 中，關(guān)閉旁路閥203，沒(méi)有流體流過(guò)旁路分流器204。[0051]在圖3中，打開(kāi)旁路閥203并且來(lái)自壓縮機(jī)201的冷卻劑流過(guò)旁路分流器204。流 體在高溫下離開(kāi)壓縮機(jī)201。熱流體穿過(guò)旁路閥203和旁路分流器204，壓力和溫度基本上 未改變。因此，熱流體在進(jìn)入蒸發(fā)器104時(shí)是熱的，并融化可能已經(jīng)在蒸發(fā)器104上形成的 冰。[0052]圖4和圖5示出了系統(tǒng)中另一簡(jiǎn)化的冷卻劑流動(dòng)路徑，在該系統(tǒng)中冷凝器和蒸發(fā) 器的功能可反轉(zhuǎn)。在該實(shí)施例中，具有流動(dòng)引導(dǎo)閥401，在這里顯示為四通閥。膨脹裝置202 可包括一個(gè)或多個(gè)毛細(xì)管402。可反轉(zhuǎn)所述流動(dòng)，從而蒸發(fā)器104和冷凝器103可切換功 能。這可以通過(guò)由流動(dòng)引導(dǎo)閥401改變流動(dòng)路徑來(lái)進(jìn)行。此處顯示為四通閥的流動(dòng)引導(dǎo)閥 401將壓縮機(jī)流動(dòng)回路403連接到選擇性地確定工作流體路徑的熱交換器。[0053]圖6示出了具有額外的傳感器和控制模塊的圖1的簡(jiǎn)化的系統(tǒng)。這些傳感器和控 制模塊包括霜傳感器601、進(jìn)氣濕度傳感器602、進(jìn)氣溫度傳感器603、收集容器液位傳感 器604、保持容器液位傳感器605、以及調(diào)節(jié)器或控制器606。各種控制器和/或調(diào)節(jié)器可 從可選的傳感器獲得輸入。各種控制器和調(diào)節(jié)器可控制系統(tǒng)的各個(gè)方面，比如蒸發(fā)器溫度、 閥、膨脹裝置、壓縮機(jī)速度、風(fēng)扇105、集水泵111、以及下面討論的該系統(tǒng)的其他方面。[0054]圖7示出了在標(biāo)準(zhǔn)的20英尺貨物集裝箱的范圍內(nèi)包括發(fā)電、過(guò)濾、儲(chǔ)水、以及灌裝 特征的系統(tǒng)的實(shí)施例。該集成系統(tǒng)包括至少一個(gè)大氣水單元701、柴油發(fā)電機(jī)702、具有 針對(duì)氣流711的孔的船運(yùn)集裝箱邊界墻703、以及至少一扇門(mén)707。集成單元還可包括對(duì) 水進(jìn)行灌裝、填充、和加蓋的單元704，該單元704具有輸入輸送器705以及瓶輸出輸送器 706。燃料儲(chǔ)存器708通過(guò)一個(gè)或多個(gè)邊界墻703與氣流進(jìn)入?yún)^(qū)域分離，以避免有害氣體造 成污染。還具有電控制709和維修通道710。[0055]圖8示出了用于操作現(xiàn)有技術(shù)中的大氣水生成器的現(xiàn)有技術(shù)方法。模擬系統(tǒng)在制冷和空調(diào)領(lǐng)域內(nèi)的類(lèi)似系統(tǒng)技術(shù)中是已知的。在這些現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中，因?yàn)樗赡軙?huì)阻 礙氣流，所以期望蒸發(fā)器上無(wú)霜。圖8中示出的現(xiàn)有技術(shù)的方法首先進(jìn)行現(xiàn)有技術(shù)的初始 步驟801，第一輸入步驟的形式為霜傳感器信號(hào)802，接下來(lái)是霜檢測(cè)的決定點(diǎn)803。如果未 檢測(cè)到霜，那么繼續(xù)或重復(fù)制冷。如果檢測(cè)到霜，那么開(kāi)始除霜循環(huán)804。[0056]圖9示出了所公開(kāi)的方法中一種需要霜的方法。該方法首先從霜循環(huán)初始步驟 901開(kāi)始，第一輸入步驟的形式為霜傳感器信號(hào)802，接下來(lái)是霜檢測(cè)的決定點(diǎn)803。如果未 檢測(cè)到霜，那么繼續(xù)或重復(fù)冷卻循環(huán)。如果檢測(cè)到霜，那么啟動(dòng)霜聚集定時(shí)器902，接下來(lái)是 融化循環(huán)903。將融化的霜收集為水?？砂葱枰啻沃貜?fù)該方法步驟以收集所需水量。[0057]通常參照?qǐng)D1-9 :空氣流入系統(tǒng)中?？諝獗怀凉瘢缓箅x開(kāi)該系統(tǒng)。在許多實(shí)施例 中，空氣流過(guò)微粒過(guò)濾器，然后穿過(guò)冷凝器，之后穿過(guò)蒸發(fā)器，接下來(lái)通過(guò)風(fēng)扇區(qū)域，最后離 開(kāi)該系統(tǒng)。[0058]壓縮機(jī)使冷卻劑或工作流體循環(huán)流過(guò)冷凝器，流過(guò)膨脹裝置(比如膨脹閥或可調(diào) 毛細(xì)管閥)，然后流過(guò)蒸發(fā)器，該蒸發(fā)器通常配置為帶翅片蒸發(fā)器盤(pán)管(finned evaporator coil)。工作流體由于穿過(guò)膨脹閥進(jìn)入蒸發(fā)器而膨脹，這造成工作流體的狀態(tài)從液態(tài)變成氣 態(tài)，并且工作流體吸收熱量，冷卻蒸發(fā)器。[0059]冷卻經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器的空氣，這就將該空氣的溫度降低到其露點(diǎn)或低于其露點(diǎn)，造成 水冷凝。如果蒸發(fā)器的溫度足夠低，那么空氣降到霜點(diǎn)或霜點(diǎn)以下，造成霜在蒸發(fā)器的外表 面上沉積。風(fēng)扇推送過(guò)濾后的空氣經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器。從蒸發(fā)器滴落的冷凝物來(lái)收集水，或者通 過(guò)將在蒸發(fā)器上的霜融化并收集融化的水來(lái)收集水。然后產(chǎn)生的水流入容納箱并進(jìn)一步進(jìn) 行凈化、過(guò)濾、和處理以產(chǎn)生飲用水。[0060]在許多實(shí)施例中，空氣首先流過(guò)冷凝器盤(pán)管，然后流過(guò)蒸發(fā)器盤(pán)管。冷凝器是熱 的，氣流協(xié)助冷凝器內(nèi)的工作流體冷卻。冷凝器翅片也協(xié)助散熱。流過(guò)蒸發(fā)器的空氣被冷 卻。蒸發(fā)器翅片為冷凝和霜沉積提供了大的表面面積。在一個(gè)實(shí)施例中，具有若干個(gè)毛細(xì) 管以將冷卻劑引入多個(gè)蒸發(fā)器部分來(lái)協(xié)助氣體在蒸發(fā)器內(nèi)膨脹并且使氣體更有效地冷卻。 可使用化合物蒸發(fā)器和冷凝器，化合物蒸發(fā)器和冷凝器上的翅片協(xié)助熱量轉(zhuǎn)移。[0061]毛細(xì)管和膨脹閥用作膨脹裝置并且可結(jié)合在一起。這兩者調(diào)節(jié)冷卻劑的壓力。一 個(gè)重要的不同之處在于，調(diào)節(jié)壓力的毛細(xì)管容量是不變的，膨脹閥容量為是變化的。一旦在 系統(tǒng)中銅焊了毛細(xì)管，那么該毛細(xì)管的容量就由其長(zhǎng)度和內(nèi)徑固定，在操作過(guò)程中不能調(diào) 節(jié)這些因素。膨脹閥可具有可變的孔徑或者在一系列脈沖中可將膨脹閥打開(kāi)為一個(gè)固定的 直徑。使用一個(gè)打開(kāi)直徑，用與控制步進(jìn)馬達(dá)相似的原理，由脈沖控制閥門(mén)。膨脹閥通過(guò)可 編程邏輯控制器程序，根據(jù)檢測(cè)到的環(huán)境溫度和濕度來(lái)控制蒸發(fā)器溫度。可編程邏輯控制 器將脈沖發(fā)送到膨脹閥，脈沖越多，閥門(mén)打開(kāi)得越大；脈沖越少，膨脹閥打開(kāi)得越小。[0062]當(dāng)蒸發(fā)器非常冷時(shí)，在蒸發(fā)器的外表面和翅片上會(huì)聚集霜。改變工作流體的流動(dòng) 路徑，以便給蒸發(fā)器除霜。流動(dòng)路徑可具有旁路，該旁路直接始自冷凝器并通過(guò)蒸發(fā)器運(yùn)送 熱工作流體?？商鎿Q地，可逆轉(zhuǎn)通過(guò)該系統(tǒng)的流體路徑。融化翅片上的霜，然后重新開(kāi)始循 環(huán)。再次冷卻蒸發(fā)器，直到形成霜。繼續(xù)冷卻循環(huán)，從而在蒸發(fā)器翅片上聚集更多的霜。由 于霜阻塞氣流，所以霜的聚集速度可變慢。然后，閥門(mén)重新引導(dǎo)暖的工作流體穿過(guò)蒸發(fā)器， 并且融化霜,然后冷卻循環(huán)再次開(kāi)始。[0063]為了從空氣濕氣中有效地收集水，蒸發(fā)器表面溫度必須比露點(diǎn)或霜點(diǎn)低2_3°C。露點(diǎn)與環(huán)境溫度、濕度以及壓力有關(guān)。通常，當(dāng)環(huán)境溫度低于15°C并且濕度低于40%時(shí)，露 點(diǎn)接近o°c或低于o°c。當(dāng)露點(diǎn)或霜點(diǎn)接近o°c時(shí),蒸發(fā)器表面溫度降低到接近o°c或低于 (TC。然后，在蒸發(fā)器上形成霜，而非冷凝物。在許多實(shí)施例中，使用一個(gè)或多個(gè)傳感器來(lái)測(cè) 量環(huán)境溫度和濕度。計(jì)算近似的霜點(diǎn)或露點(diǎn)并由此調(diào)節(jié)蒸發(fā)器溫度，以便在冷凝模式或在 結(jié)霜和除霜循環(huán)模式下運(yùn)行。[0064]在一些實(shí)施例中，在蒸發(fā)器上安裝傳感器以測(cè)量該蒸發(fā)器表面溫度。如果溫度低 于-2°c，那么系統(tǒng)將在設(shè)定的時(shí)段之后開(kāi)始自動(dòng)除霜。結(jié)霜時(shí)間可設(shè)為大約30分鐘。在霜 的厚度夠厚的點(diǎn)，系統(tǒng)將開(kāi)始除霜、融化霜、并生成水。在一些實(shí)施例中，針對(duì)較高的濕度， 結(jié)霜期可縮短至5分鐘；或者，針對(duì)較低的濕度，結(jié)霜期可延長(zhǎng)至2個(gè)小時(shí)。在其他實(shí)施例 中，傳感器檢測(cè)霜的厚度并且開(kāi)始融化循環(huán)。在檢測(cè)霜的厚度的實(shí)施例中，在傳感器檢測(cè)到 預(yù)定的結(jié)霜級(jí)別時(shí)，開(kāi)始融化循環(huán)。結(jié)霜級(jí)別通常設(shè)為霜的厚度至少有Imm并小于蒸發(fā)器 翅片間的距離的一半。在許多實(shí)施例中，需要的霜的厚度范圍為2mm到6mm之間。[0065]在另一實(shí)施例中，通過(guò)反轉(zhuǎn)通過(guò)系統(tǒng)的冷卻劑流，冷凝器和蒸發(fā)器可切換功能。冷 凝器和蒸發(fā)器兩者均為熱交換器。該系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上為回路熱交換器、壓縮機(jī)、其他的熱交換 器、膨脹裝置、以及返回到開(kāi)始。通過(guò)選擇性地將冷卻劑從一個(gè)熱交換器運(yùn)送到壓縮機(jī)中， 然后運(yùn)送到另一個(gè)熱交換器，并通過(guò)使用四通閥切換順序，系統(tǒng)可融化來(lái)自一個(gè)熱交換器 的冰，而在另一個(gè)交換器上結(jié)霜或促進(jìn)冷凝。[0066]可將風(fēng)扇放置在沿著空氣流動(dòng)路徑的任何地方，從而通過(guò)抽吸或吹動(dòng)空氣通過(guò)蒸 發(fā)器來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)風(fēng)扇。可使用單個(gè)風(fēng)扇或大的風(fēng)扇組。在一些實(shí)施例中，管狀風(fēng)扇組促進(jìn)了有 效的空氣流動(dòng)。風(fēng)扇與蒸發(fā)器平行設(shè)置，組內(nèi)所有風(fēng)扇與蒸發(fā)器的距離都相等。管狀風(fēng)扇 為一種橫流式通風(fēng)機(jī)，具有長(zhǎng)且窄的形狀，因此比較容易安裝，管狀風(fēng)扇靠近冷凝器的表面 安置，若干個(gè)并聯(lián)的管狀風(fēng)扇可定位為基本上均勻地引導(dǎo)空氣穿過(guò)熱交換器的大面積?？?使用其他類(lèi)型和配置的風(fēng)扇，包括橫流式通風(fēng)機(jī)、離心式鼓風(fēng)機(jī)以及軸流式風(fēng)扇。[0067]所述系統(tǒng)的許多實(shí)施例都包括集成式過(guò)濾系統(tǒng)。過(guò)濾可包括反滲透過(guò)濾器、碳過(guò) 濾器、樹(shù)脂過(guò)濾器、以及微粒過(guò)濾器。水處理可包括補(bǔ)充礦物質(zhì)、pH調(diào)整、氯化、以及氟化。 對(duì)于為牲畜供水而設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，該過(guò)濾系統(tǒng)完全是可選的。[0068]—些額外的特征可包括對(duì)蘇打水、熱水、冷水、以及具有調(diào)味品和營(yíng)養(yǎng)物的水進(jìn) 行碳化。調(diào)味品和營(yíng)養(yǎng)物可包括液體培養(yǎng)基、茶、咖啡、草本提取物、礦物質(zhì)、以及維生素。 可在調(diào)劑時(shí)或剛好在調(diào)劑前，包括可選的特征?？捎行У卦O(shè)計(jì)加熱和冷卻特征以發(fā)揮蒸發(fā) 器和冷凝器的熱量特性?xún)?yōu)勢(shì)。[0069]所述系統(tǒng)可包括發(fā)電單元，比如太陽(yáng)能電池板、風(fēng)力渦輪機(jī)或柴油發(fā)電機(jī)。該系統(tǒng) 可包括灌裝特征。一些實(shí)施例設(shè)計(jì)成標(biāo)準(zhǔn)尺寸的船運(yùn)集裝箱內(nèi)的獨(dú)立裝置。特別地，因?yàn)?這些實(shí)施例是獨(dú)立式的并且要求最小化設(shè)置，所以這些實(shí)施例可用于快速應(yīng)對(duì)人道主義危 機(jī)。而且，這些實(shí)施例不需要水或電力基礎(chǔ)設(shè)施。[0070]一些實(shí)施例可從大氣水分中產(chǎn)生飲用水或者可通過(guò)過(guò)濾可獲得的液態(tài)水源產(chǎn)生 飲用水。所述水源可包括灰水、來(lái)自湖或河流等的地表水、以及城市污水。這些兩用系統(tǒng)利 用相同的過(guò)濾系統(tǒng)。這些雙輸入系統(tǒng)設(shè)計(jì)為允許將液態(tài)水加入到收集容器內(nèi)。[0071]雖然上面已經(jīng)討論了大量的示意性方面和實(shí)施例，但是本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng) 由此認(rèn)識(shí)到某些修改、置換、附加和子組合。因此，這意味著被引入的所附權(quán)利要求應(yīng)解釋為在其真正的精神和范圍內(nèi)包括所有這些修改、置換、附加和子組合。本文中描述的每臺(tái)裝 置實(shí)施例都具有大量的等同物。[0072]已經(jīng)使用的術(shù)語(yǔ)和措辭是用作描述性的術(shù)語(yǔ)而非限制性的術(shù)語(yǔ)，使用這些術(shù)語(yǔ)和 措辭，并不意味著排除示出和描述的特征或部分特征的任何等同物，而應(yīng)認(rèn)識(shí)到，在本實(shí)用 新型的保護(hù)范圍內(nèi)可進(jìn)行各種修改。因此，應(yīng)該知道的是，雖然優(yōu)選的實(shí)施例和可選的特征 已經(jīng)具體地公開(kāi)了本實(shí)用新型，但是本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可對(duì)在本文中公開(kāi)的實(shí)用新型 進(jìn)行修改和變更，并且這種修改和變更將視為在所附權(quán)利要求限定的、本實(shí)用新型的范圍 內(nèi)。在本說(shuō)明書(shū)中無(wú)論何時(shí)給定的范圍，包括在該范圍內(nèi)的所有中間范圍、子范圍、以及所 有單值價(jià)值都意味著包括在本實(shí)用新型中。當(dāng)在本文中使用馬庫(kù)西組(Markush group)或 其他分組時(shí)，該組的所有獨(dú)立組件和該組的所有可能的組合及子組合都意味著單獨(dú)包括在 本實(shí)用新型中。
權(quán)利要求1.一種收集大氣水分的系統(tǒng),包括 壓縮機(jī)，用于壓縮冷卻劑； 冷凝器，沿著冷卻劑流動(dòng)路徑設(shè)置，用于從所述壓縮機(jī)接收高壓氣態(tài)冷卻劑，其中該高壓氣態(tài)冷卻劑被壓縮成低壓液態(tài)冷卻劑并釋放熱量，然后該冷卻劑沿著所述流動(dòng)路徑移動(dòng)； 膨脹閥和毛細(xì)管裝置，沿著所述冷卻劑流動(dòng)路徑設(shè)置，用于從所述冷凝器接收液態(tài)冷卻劑，其中該膨脹閥和毛細(xì)管裝置調(diào)節(jié)冷卻劑的壓力； 蒸發(fā)器，沿著所述冷卻劑流動(dòng)路徑設(shè)置，用于從所述膨脹閥和毛細(xì)管裝置接收冷卻劑并將冷卻劑輸送給所述壓縮機(jī)，其中液態(tài)冷卻劑蒸發(fā)為氣態(tài)冷卻劑并且吸收熱量，據(jù)此該蒸發(fā)器的外部表面溫度低于露點(diǎn)但高于o°c,該蒸發(fā)器能捕獲空氣中的水蒸氣并將水蒸氣轉(zhuǎn)化為液態(tài)水，液態(tài)水自該蒸發(fā)器落入底部水箱；此為常態(tài)大氣水生成過(guò)程；但是當(dāng)環(huán)境溫度低時(shí)，如在冬天且露點(diǎn)接近或低于0°c時(shí)，該蒸發(fā)器的外部表面溫度低于露點(diǎn)或低于(TC，該蒸發(fā)器能捕獲空氣中的水蒸氣并將水蒸氣轉(zhuǎn)化為液態(tài)水，然后將液態(tài)水冷凍為霜，這一過(guò)程為結(jié)霜過(guò)程，當(dāng)開(kāi)始結(jié)霜過(guò)程時(shí)，經(jīng)約20分鐘后該蒸發(fā)器上的霜足夠厚，該蒸發(fā)器必須開(kāi)始除霜過(guò)程； 旁路四通閥分流器，即除霜閥分流器，用于將冷卻劑從所述壓縮機(jī)引入所述蒸發(fā)器，而不經(jīng)過(guò)所述膨脹裝置，據(jù)此，當(dāng)從所述旁路分流器接收冷卻劑時(shí)，該蒸發(fā)器的外部表面溫度比環(huán)境溫度高； 至少一個(gè)旁路閥，安置在所述旁路分流器上，用于控制冷卻劑是否流過(guò)該旁路分流器； 霜傳感器，用于檢測(cè)所述蒸發(fā)器的外部表面上的霜聚集； 控制器，用于從所述霜傳感器接收輸入，并響應(yīng)于該霜傳感器在蒸發(fā)器的外部表面上檢測(cè)到霜聚集來(lái)打開(kāi)所述旁路閥； 收集容器，安置在所述蒸發(fā)器的下方，用于收集從所述蒸發(fā)器落下的液態(tài)水和融化冰，從而收集大氣水分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的收集大氣水分的系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)進(jìn)一步包括環(huán)境溫度傳感器，該環(huán)境溫度傳感器用于測(cè)量環(huán)境空氣溫度；和 其中所述膨脹裝置具有可變孔徑，該可變孔徑用于控制冷卻劑從所述冷凝器到所述蒸發(fā)器的流動(dòng)速度； 其中該系統(tǒng)進(jìn)一步包括調(diào)節(jié)器，該調(diào)節(jié)器用于從所述環(huán)境溫度傳感器接收輸入并控制所述膨脹裝置的可變孔徑，從而改變所述蒸發(fā)器的外部溫度， 其中當(dāng)所述環(huán)境溫度傳感器測(cè)量到低環(huán)境空氣溫度時(shí)，所述調(diào)節(jié)器使所述蒸發(fā)器的溫度降低到低于0°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的收集大氣水分的系統(tǒng)，其中所述低環(huán)境空氣溫度被指定為一值，該值的低環(huán)境溫度低于15°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的收集大氣水分的系統(tǒng),其中該系統(tǒng)進(jìn)一步包括環(huán)境濕度傳感器，該環(huán)境濕度傳感器用于測(cè)量環(huán)境空氣的相對(duì)濕度；且 其中所述膨脹裝置具有可變孔徑，該可變孔徑用于控制冷卻劑從所述冷凝器到所述蒸發(fā)器的流動(dòng)速度；其中該系統(tǒng)進(jìn)一步包括調(diào)節(jié)器，該調(diào)節(jié)器用于控制所述膨脹裝置的可變孔徑，從而改變所述蒸發(fā)器的外部溫度， 其中所述調(diào)節(jié)器從所述環(huán)境濕度傳感器接收輸入； 其中當(dāng)所述環(huán)境濕度傳感器測(cè)量到低環(huán)境濕度時(shí)，所述調(diào)節(jié)器使所述蒸發(fā)器的溫度降低到低于o°c。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的收集大氣水分的系統(tǒng)，其中所述低環(huán)境濕度被指定為一值，該值的相對(duì)濕度低于40%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的收集大氣水分的系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)進(jìn)一步包括環(huán)境濕度傳感器，該環(huán)境濕度傳感器用于測(cè)量環(huán)境空氣的相對(duì)濕度；且 其中所述壓縮機(jī)具有可變頻率，該可變頻率用于控制對(duì)從所述冷凝器傳輸?shù)剿稣舭l(fā)器的冷卻劑的壓縮； 其中該系統(tǒng)進(jìn)一步包括調(diào)節(jié)器，該調(diào)節(jié)器用于控制所述壓縮機(jī)的可變頻率，從而改變所述蒸發(fā)器的外部溫度， 其中所述調(diào)節(jié)器用于從所述環(huán)境濕度傳感器接收輸入；且 其中當(dāng)所述環(huán)境濕度傳感器測(cè)量到低環(huán)境濕度時(shí)，所述調(diào)節(jié)器使所述蒸發(fā)器的溫度降低到低于0°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的收集大氣水分的系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)通過(guò)進(jìn)一步包括不銹鋼過(guò)濾外殼、振動(dòng)不敏感控制器和外部套殼而得到加固，以便在苛刻的環(huán)境中使用，其中該外部套殼防止害蟲(chóng)和雨雪的損害。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的收集大氣水分的系統(tǒng)，其中所述低環(huán)境空氣溫度被指定為一值，該值的低環(huán)境溫度低于10°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的收集大氣水分的系統(tǒng)，其中所述低環(huán)境濕度被指定為一值，該值的相對(duì)濕度低于30%。
10.一種收集大氣水分的系統(tǒng),包括 壓縮機(jī)，用于壓縮冷卻劑； 第一熱交換器和第二熱交換器，沿著冷卻劑流動(dòng)路徑設(shè)置， 其中在第一時(shí)間點(diǎn)處，所述第一熱交換器起到冷凝器的作用， 該冷凝器從所述壓縮機(jī)接收熱冷卻劑，其中該冷凝器交換熱量，以便冷卻沿著所述流動(dòng)路徑移動(dòng)的冷卻劑； 膨脹閥和毛細(xì)管裝置，沿著所述冷卻劑流動(dòng)路徑設(shè)置在所述第一熱交換器和所述第二熱交換器之間，用于從所述冷凝器接收冷卻劑，其中該膨脹閥和毛細(xì)管裝置用于調(diào)節(jié)冷卻劑的壓力； 其中在所述第一時(shí)間點(diǎn)處，所述第二熱交換器起到蒸發(fā)器的作用， 該蒸發(fā)器用于從所述膨脹裝置接收冷卻劑并且沿著所述流動(dòng)路徑將冷卻劑輸送到所述壓縮機(jī)，其中該蒸發(fā)器交換熱量并且該蒸發(fā)器內(nèi)的冷卻劑吸收熱量，據(jù)此，當(dāng)從所述膨脹裝置中接收到冷卻劑時(shí)，該蒸發(fā)器的外部表面溫度較環(huán)境溫度低，其中該蒸發(fā)器的外部表面的溫度在低于0°c維持超過(guò)20分鐘的時(shí)長(zhǎng)，以促進(jìn)霜聚集； 至少一個(gè)流動(dòng)引導(dǎo)閥，沿著所述冷卻劑流動(dòng)路徑設(shè)置； 其中所述流動(dòng)引導(dǎo)閥在所述第一時(shí)間點(diǎn)處處于第一配置下；其中所述流動(dòng)引導(dǎo)閥的第一配置將冷卻劑從所述第二熱交換器引入所述壓縮機(jī)，并將冷卻劑從所述壓縮機(jī)引入所述第一熱交換器； 其中所述流動(dòng)引導(dǎo)閥在所述第二時(shí)間點(diǎn)處處于第二配置下； 其中所述流動(dòng)引導(dǎo)閥的第二配置將冷卻劑從所述第一熱交換器引入所述壓縮機(jī)，并將冷卻劑從所述壓縮機(jī)引入所述第二熱交換器，據(jù)此，在所述第二點(diǎn)時(shí)間點(diǎn)，所述第一熱交換器處起到所述蒸發(fā)器的作用并且所述第二熱交換器起到所述冷凝器的作用； 收集容器，安置在所述第一熱交換器的下方并在所述第二熱交換器的下方，用于收集從所述蒸發(fā)器中落下的液態(tài)水，從而收集大氣水分。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的收集大氣水分的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括 霜傳感器，用于檢測(cè)在每個(gè)所述熱交換器的外部表面上的霜聚集； 控制器，用于從所述霜傳感器接收輸入，并且響應(yīng)于所述霜傳感器檢測(cè)到霜聚集來(lái)控制所述流動(dòng)引導(dǎo)閥在所述第一配置和所述第二配置之間進(jìn)行切換。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的收集大氣水分的系統(tǒng)，其中所述蒸發(fā)器的外部表面的溫度在低于0°C維持超過(guò)20分鐘的時(shí)長(zhǎng)，以促進(jìn)霜聚集。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的收集大氣水分的系統(tǒng)，其中所述蒸發(fā)器的外部表面的溫度在低于_2°C維持超過(guò)20分鐘的時(shí)長(zhǎng)，以促進(jìn)霜聚集。
專(zhuān)利摘要本申請(qǐng)涉及收集大氣水分的系統(tǒng)。公開(kāi)了在不受控的室外環(huán)境中從大氣濕氣中大量收集水的系統(tǒng)，在該室外環(huán)境中溫度低且濕度水平低。所述系統(tǒng)包括壓縮機(jī)；冷凝器，沿著冷卻劑流動(dòng)路徑設(shè)置，膨脹閥和毛細(xì)管裝置，沿著所述冷卻劑流動(dòng)路徑設(shè)置，用于調(diào)節(jié)冷卻劑的壓力；蒸發(fā)器，沿著所述冷卻劑流動(dòng)路徑設(shè)置，用于接收冷卻劑并輸送給壓縮機(jī)；旁路四通閥分流器，用于將冷卻劑從壓縮機(jī)引入蒸發(fā)器，而不經(jīng)過(guò)膨脹裝置；至少一個(gè)旁路閥，安置在所述旁路分流器上，用于控制冷卻劑是否流過(guò)旁路分流器；霜傳感器；控制器；收集容器，安置在所述蒸發(fā)器的下方。
文檔編號(hào)E03B3/28GK202850099SQ20122009148
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月11日
發(fā)明者韋恩·費(fèi)雷拉, 亨利-詹姆士·泰勒曼 申請(qǐng)人:藍(lán)色生態(tài)有限公司