專利名稱：大氣水發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及一種用于從空氣中生產(chǎn)飲用水的系統(tǒng)，更具體地涉及一種對從大氣收集的水進行消毒、存儲和配給的大氣水發(fā)生器。
背景技術(shù)：
大氣水發(fā)生器用于向沒有充足天然水資源的地區(qū)提供水以滿足人類居民、動物和植物的需求。在一系列申請(美國專利No. 7，272，947，美國專利申請公開No. 2008/0022694和No. 2009/0077992，每一個文獻通過參引并入本文)中，Anderson和White描述了一種適于從空氣中冷凝水并且將水收集在水罐中的水生產(chǎn)系統(tǒng)。冷凝的水向下滴落到集水盤，并且 隨后通過管道進入主存儲罐。將臭氧氣體以冒泡的方式排入或注入主存儲罐以殺滅任何細 菌。這種系統(tǒng)的主要缺點是為了使水變成飲用水需要從水中去除臭氧，并且罐和相關(guān)的配件需要使用耐臭氧材料，這增加了系統(tǒng)的成本。另外，為了避免主罐內(nèi)的壓力增高，必須排出過量的臭氧。然而，因為空氣攜帶的臭氧是一種刺激物，臭氧的吸入可加重哮喘并且引起咳嗽、氣喘、喉嚨不適和胸痛，因此還需要額外的過濾系統(tǒng)以在臭氧被排入到大氣之前將臭氧氣體轉(zhuǎn)換為氧氣。此外，所示的該系統(tǒng)沒有明確要求處理過濾有機物，有機物可在罐內(nèi)形成內(nèi)毒素。最后，系統(tǒng)中的碳過濾器非常難于維護，因為過濾過程可能導(dǎo)致碳過濾材料聚結(jié)，阻塞過濾器。

發(fā)明內(nèi)容
本公開提供了一種克服前述缺點的大氣水發(fā)生器和系統(tǒng)。根據(jù)本公開的一個方面，提供了一種大氣水發(fā)生器，所述大氣水發(fā)生器將潮濕空氣抽到罐中，冷卻潮濕空氣以冷凝出水分，并將干燥空氣排回到大氣中。冷凝水收集在罐的下部，然后被泵出罐并且在返回到罐之前被凈化，借此抑制所收集的水變?yōu)橥乃?。凈化系統(tǒng)可包括外部臭氧注射，接著是用以去除臭氧和其它雜質(zhì)的適當(dāng)工序?？商娲兀龉ば蚩砂▋艋母鞣N其它方法。所述工序還可包括防止雜質(zhì)積聚在罐內(nèi)的多個位置上的內(nèi)部水循環(huán)回路。根據(jù)本公開的另一方面，描述了一種大氣水發(fā)生器，其理想地根據(jù)需求提供冷溫或熱溫的凈化水，這意味著在水被配給之前不會對水進行加熱或冷卻。所述系統(tǒng)可包括提供了在水配給之前對其進行加熱或冷卻所需能量的內(nèi)部回路，提供了一種能夠自持的、容易維護并且效率高的系統(tǒng)。根據(jù)本公開的另一方面，大氣水發(fā)生器可用于工業(yè)化規(guī)模以向一個區(qū)域提供加熱、除濕、空氣調(diào)節(jié)和清潔水，該區(qū)域例如是具有多個區(qū)的房屋或例如具有許多單元的公寓建筑等更大的規(guī)模。根據(jù)本公開的又一方面，所公開的大氣水發(fā)生器可用作空調(diào)裝置。上文僅意在本公開的廣泛的概要和本公開的一些方面。通過參照優(yōu)選實施方式的具體說明將更全面的理解本公開的其它方面。此外，不管本公開如何，本專利所尋求的實際公開、發(fā)明的裝置、方法、概念和發(fā)明的創(chuàng)意最終僅由本申請的正式權(quán)利要求書來限定，而不是由優(yōu)選實施方式的細節(jié)或概要的細節(jié)來限定。


通過結(jié)合附圖的以下具體描述，本公開的前述和其它特性和優(yōu)點將會更容易理解以及變得更好理解。圖I是根據(jù)本公開的一個實施方式的大氣水發(fā)生器的示意圖；圖2是根據(jù)本公開的另一個實施方式的大氣水發(fā)生器的示意圖；圖3A和圖3B是根據(jù)本公開的另一實施方式的大氣水發(fā)生器的示意圖；
圖4是根據(jù)本公開的實施方式的大氣水產(chǎn)生、加熱、除濕和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的示意圖；圖5是根據(jù)本公開的實施方式的多房間大氣水產(chǎn)生、加熱、除濕和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的不意圖；以及圖6是根據(jù)本公開的實施方式的使用大氣水發(fā)生器的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的示意圖。
具體實施例方式在以下描述中，為了對所公開的各種實施方式提供透徹的理解，闡述了一些具體細節(jié)。然而，相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認識到，在沒有一個或多個這些特定細節(jié)的情況下或者使用其它的方法、部件、材料等的情況下也可實現(xiàn)這些實施方式。在其它情況下，與投影系統(tǒng)(projection system)相關(guān)聯(lián)的已知結(jié)構(gòu)或部件或者兩者，包括但不局限于電源、控制器和相關(guān)的軟件，為了避免實施方式的不必要的模糊描述而未示出和描述。貫穿說明書和所附的權(quán)利要求書，除非上下文有其他限定，否則用語“包括”及其諸如“包含”、“含有”等變型應(yīng)以開放式的含義來解釋，即“包括，但不局限于”。前述事項同樣適用于用詞“包括”和“具有”。在本說明書中提及的“一個實施方式”或“實施方式”意味著與該實施方式有關(guān)的特定的特性、結(jié)構(gòu)或特征被包括在至少一個實施方式中。由此，在本說明書的各種位置出現(xiàn)的術(shù)語“在一個實施方式中”或“在實施方式中”并非一定全都指的是同一個實施方式。此外，特定的特性、結(jié)構(gòu)或特征可在一個或多個實施方式中以任意適合的方式進行組合。熱泵/制冷循環(huán)在熱力學(xué)學(xué)科中是很好理解的，并且通常包括冷凝器、膨脹器、蒸發(fā)器、壓縮機和制冷劑流體。在此，提供一些關(guān)于熱泵循環(huán)的基本的背景知識。冷凝器和膨脹器通常為某種形式的熱交換器，它們包括細長管結(jié)構(gòu)以使外露的表面積最大化。熱泵形成閉環(huán)回路，在該回路中，制冷劑流體在細長管內(nèi)的不同部分恒定地加熱和冷卻。隨著制冷劑流體離開壓縮機，壓縮制冷劑流體的壓力會顯著增加，根據(jù)天然氣體定律PV = nRT，導(dǎo)致流體內(nèi)的溫度也增加。壓縮機與冷凝器連通，并且所排出的比周圍環(huán)境熱的熱制冷劑流體將冷卻下來，并在閉環(huán)系統(tǒng)內(nèi)凝結(jié)成液體。因此，在冷凝器內(nèi)現(xiàn)在處于高壓之下并以液體形式存在的制冷劑到達膨脹器，膨脹器以流體連通方式置于蒸發(fā)器與冷凝器管或盤管之間。膨脹器通常為用于保持從上游側(cè)(冷凝器附近)至下游側(cè)(蒸發(fā)器附近)的壓力降的孔口型節(jié)流器。膨脹器允許冷凝器內(nèi)有較高的壓力，并當(dāng)制冷劑通過膨脹器時，制冷劑的膨脹會立即產(chǎn)生冷卻作用，從而會降低蒸發(fā)器的溫度。因此，低于環(huán)境條件溫度的冷的制冷劑從周圍的環(huán)境空氣中吸熱。由于制冷劑已膨脹至較低壓力，根據(jù)天然氣體定律PV =nRT (或其中一個等效天然氣體方程)，溫度會隨著壓力的下降相稱地降低，以平衡該方程。溫度的下降傳導(dǎo)通過蒸發(fā)器盤管的外表面，并且這種相對于環(huán)境溫度的熱梯度會從環(huán)境吸熱。取決于蒸發(fā)器中閉環(huán)流內(nèi)的位置，具有更低沸點的制冷劑將在蒸發(fā)器中蒸發(fā)，從而從周圍環(huán)境吸熱。之后，氣態(tài)的制冷劑到達壓縮機并且在壓縮機中被再壓縮，由此閉環(huán)回路繼續(xù)。下面將對提取、凈化和供送水的設(shè)備和系統(tǒng)的一個實施方式進行描述。應(yīng)當(dāng)指出，貫穿全文所描述的是實現(xiàn)水生產(chǎn)裝置的各種功能的各種組合。例如，存在多種用于冷卻水的冷凝構(gòu)件或盤管。此外，還描述了多種凈化水的方法，這些方法中的一些方法可與各種冷凝和獲得水的方法結(jié)合使用。因此，應(yīng)當(dāng)理解，對元件進行各種組合可實現(xiàn)比本說明書的附圖的數(shù)目多得多的實施方式。另外，也可合并例如熱水罐和冷水罐之類的各種可選部件。在文中描述的實施方式中，相同的元件用相同的參考數(shù)字表示。 圖I示出了根據(jù)本公開的大氣水發(fā)生器10的第一實施方式。發(fā)生器10包括罐12，罐12具有前壁14、后壁16、第一和第二側(cè)壁18、20、底壁22以及頂壁24 (出于說明目的以局部剖切的方式示出)。風(fēng)扇26優(yōu)選設(shè)置在罐12內(nèi)部并且用管罩住以最小化噪聲并且作為消聲器系統(tǒng)、以及保持罐內(nèi)的正壓，風(fēng)扇26通過入口 28將空氣(用虛線箭頭示出)從諸如房間之類的周邊區(qū)域吸入發(fā)生器罐12的水冷凝部分30，然后空氣通過出口開口 32從罐12排出。風(fēng)扇26還可用作初級空氣過濾器?？諝馔ㄟ^一個或多個水冷凝構(gòu)件或蒸發(fā)器盤管34，蒸發(fā)器盤管34優(yōu)選是涂覆有氧化鈦、不銹鋼或任何其它適合材料的蒸發(fā)盤管，這些材料應(yīng)當(dāng)為食品級涂層或不允許鋁浸出物進入水中并且適于飲用應(yīng)用的涂層?？諝庵械臐駳庠谡舭l(fā)器盤管34上冷凝，然后冷凝的水從蒸發(fā)器盤管34向下滴落到底壁22上并且聚集在iil 12內(nèi)。蒸發(fā)器盤管34與壓縮機36流體連通，壓縮機36還與冷凝盤管38流體連通。壓縮機36壓縮制冷劑流體使之通過冷凝盤管38從而冷凝產(chǎn)生熱的工作制冷劑流體/氣體。通過傳統(tǒng)手段來冷卻冷凝盤管38附近的空氣。流體從冷凝盤管38傳到水冷凝盤管34，在該處水冷凝在外表面上。在本設(shè)計中，蒸發(fā)器或水冷凝器盤管34理想地覆蓋有食品級涂層。例如，這可包括但不限于不銹鋼或氧化鈦以及可通過噴涂、浸潰和其它已知方法應(yīng)用的其它商業(yè)上可用的涂層。理想地，涂層提供耐腐蝕性同時不會抑制用于飲用應(yīng)用的水的冷凝，例如滿足美國農(nóng)業(yè)部對于接觸表面的要求。水冷凝構(gòu)件或盤管34可以是翅片型的，以提供更多用于從空氣中冷凝水的表面面積。已被除去大部分濕氣的冷空氣隨后通過適合的出口 32從發(fā)生器罐12排出并返回到大氣，而所收集的水移動到發(fā)生器罐12的收集部40中。理想地，底壁22構(gòu)造為將水引導(dǎo)至中央收集位置42，中央收集位置42是罐12中的最低位置。由任何適合的制冷劑來冷卻水冷凝構(gòu)件或盤管34，制冷劑通過壓縮機36進行移動，壓縮機36優(yōu)選是可變速度壓縮機，但其也可是諸如旋轉(zhuǎn)式壓縮機或往復(fù)式壓縮機的任何適合的壓縮機。制冷劑通過冷凝器盤管36以在返回到壓縮機之前去除熱量。如果優(yōu)選不排出冷空氣，則形成包括水冷凝構(gòu)件或蒸發(fā)器盤管34和壓縮機36的熱泵循環(huán)的一部分的一個或多個冷凝盤管38可放置在發(fā)生器罐的出口附近，以在空氣被排回到房間中時對空氣進行加熱。系統(tǒng)的水冷凝部分30還可包括分流器(diverterM，其由一個或多個適合材料的穿孔板構(gòu)成，這些適合材料例如是塑料板或不銹鋼板。分流器44定位成從風(fēng)扇至相鄰的出口開口 32橫跨冷凝構(gòu)件，并且分流器44用于將一部分空氣分流返回到系統(tǒng)中以再次通過蒸發(fā)器盤管，借此提高水冷凝系統(tǒng)的效率。穿孔板可以是例如扁平或彎曲的任何適合形狀和例如相對于氣流方向垂直或成角度的任何適合定向，以將由風(fēng)扇帶入的適當(dāng)比例的空氣分流返回到冷凝器構(gòu)件?？稍诎l(fā)生器罐內(nèi)布置傳感器46以在收集的水位變得太高時發(fā)出指示。冷凝的水從發(fā)生器罐12的收集部42移動通過凈化系統(tǒng)48。在圖I中示出的實施方式中，凈化系統(tǒng)48是外部回路，在該回路中可通過臭氧注射器50將臭氧注入水中，隨著水經(jīng)過注射區(qū)域，水中的任何細菌和其它雜質(zhì)被殺滅。然后可立刻從凈化回路48清除臭氧。閥52從加熱-冷卻單元80重力給水，以形成從罐80返回到凈化回路48的循環(huán)回 路。如果龍頭74長時間未使用，可能在配給回路內(nèi)沒有水流動并且龍頭74實際上將會變成盲管段并且可能滋生細菌。還應(yīng)該指出，如圖I所示，閥52能夠連接在臭氧注射器50的上游或者臭氧注射器50的下游。水連續(xù)通過凈化室54，在該處還可通過例如離子交換、LED (發(fā)光二極管)、氧化鈦、紫外線或碳過濾器或上述的任何組合等適合的方式來進一步處理水。從外部施加臭氧氣體結(jié)合相對快速地去除所注入的臭氧能夠使發(fā)生器系統(tǒng)的必須由耐臭氧材料構(gòu)成的部分最小化，并且需要少量的臭氧并防止在系統(tǒng)中出現(xiàn)任何大的壓力積累。在替代方案中，可省略凈化系統(tǒng)的臭氧注射部分，并且能夠在凈化室內(nèi)通過例如離子交換、LED、氧化鈦、紫外線或碳過濾或上述的任何組合等適合的方式來簡單地凈化水。凈化系統(tǒng)可包括定位在臭氧注射器50上游的可選的預(yù)過濾器56以及熱配給器58和冷配給器60。傳統(tǒng)的泵62將水吸入到凈化系統(tǒng)48，并且可選的第二泵64可用于通過至少一個立管66、優(yōu)選為兩個立管66將水理想地以例如順時針方向或逆時針方向的環(huán)形方式推回到罐中，立管66位于罐12的相對的拐角處并且引導(dǎo)水在罐12中流動。水的運動防止雜質(zhì)停滯和集聚并且擦洗罐內(nèi)部的與水接觸的表面，例如底壁22、部分前壁14、部分后壁16以及部分側(cè)壁18和20。理想地，立管66為噴射式或包含噴嘴，以在過濾后的水排出立管66時為水提供更大的力和定向運動。能夠根據(jù)需要通過系統(tǒng)的配給部72通過龍頭74來配給凈化水，而任何過量的水可返回到發(fā)生器罐12的下部。返回的凈化水的壓力和方向例如使得水繞發(fā)生器罐的內(nèi)周例如上述噴射管66運動，該運動擦洗了罐的側(cè)面，防止了有機物或其它不良物質(zhì)聚集在特別是水線處或水線附近。管66不必是噴射式的并且能夠僅在管66中具有定向為向水在罐12內(nèi)的運動提供期望方向的開口。另一可選的特性是盤管清潔系統(tǒng)68，其引導(dǎo)水通過位于蒸發(fā)器盤管34上的管70并且由適合的閥和手動或自動控制系統(tǒng)控制，以將水配給到盤管34上從而清潔盤管34，并輔助盤管34冷卻以及在盤管34上結(jié)冰時用于解凍盤管34。由此，凈化水的至少一部分被分流為周期性地從蒸發(fā)器盤管34和分流器44上流過并對其沖洗，借此使累積在發(fā)生器罐上部的任何污垢和水垢最小化。系統(tǒng)的配給部72可包括能夠根據(jù)用戶需要調(diào)節(jié)水溫的裝置。例如，可為電氣式的或可由來自壓縮機36的熱氣加熱或可由任何其它適合的方法加熱的加熱盤管76，可隨著水通過發(fā)生器系統(tǒng)的配給部而加熱水。在替代方案中，還可使用任何類似的快速的、優(yōu)選直接接觸的加熱方法。此外，或者在替代方案中，如果特定的應(yīng)用不需要熱水，則可為電氣式的或可由壓縮機冷卻或可由任何其它適合的方法冷卻的冷卻盤管78，可隨著水通過發(fā)生器系統(tǒng)的配給部而冷卻水。盤管76、78中一個或兩個能夠容納在加熱-冷卻單元80內(nèi)，力口熱-冷卻單元80與罐12的底壁22內(nèi)的配給出口 82流體連通。理想地，加熱盤管76是電氣式的，大約為500W，并且其提供不超過4到5秒延遲的快速加熱。類似地，冷卻盤管78可為電氣式的或可聯(lián)接到蒸發(fā)器盤管，用于以最大3秒的延遲急劇冷卻水。在替代性實施方式中，圖2中示出的水發(fā)生系統(tǒng)90具有移動到罐12內(nèi)部的加熱-冷卻單元80，例如其設(shè)置在底壁22的內(nèi)側(cè)上。通過電磁閥92將水配給到龍頭74。此夕卜，凈化機構(gòu)或由一個或多個氧化鈦板94、96、98形成的機構(gòu)設(shè)置在蒸發(fā)器盤管34的下方以收集從盤管34滴落的水。這樣，提供了一種免臭氧的水發(fā)生系統(tǒng)。在一個實施方式中，頂板94涂有食品級氧化鈦涂層并且包括孔或開口 100，以允許水流經(jīng)該孔或開口。中間板96可以是沉淀物過濾器，而底部過濾器98可以是碳過濾器元件。在罐12中可使用可選的泵以循環(huán)水。系統(tǒng)的其它部分、例如蒸發(fā)部類似于圖I中示出的那些部分。該實施方式消除了臭氧的所有使用。如圖2所示的實施方式，系統(tǒng)90的配給部72的全部或一部分可位于包括罐12的發(fā)生器罐外殼內(nèi)。如上文所述的加熱和/或冷卻盤管可位于罐12內(nèi)的室80內(nèi)，并且收集的水在被配給之前通過室80進行加熱或冷卻。根據(jù)需要可提供用于凈化的可選的燈102，例如LED。在圖3A示出的實施方式中，凈化系統(tǒng)110是免臭氧的并且可采取放置在罐12外側(cè)的一個或多個LED 112的形式，以隨著水通過加熱-冷卻單元80而對水進行處理，其優(yōu)點是壽命長且不在罐12內(nèi)產(chǎn)生熱，為了使細菌繁殖最小化，冷水是優(yōu)選的。為了有效殺滅水中的細菌，LEDl 12優(yōu)選具有達到約365nm的波長。在一個方面中，LED的波長在多達365nm 的范圍內(nèi)，并且理想的從265nm到285nm，更優(yōu)選為280nm。發(fā)生器罐12還可設(shè)置有一個或多個可由使用者周期性更換的外部過濾器114。一個過濾器可以是沉積物過濾器并且另一個可以是碳過濾器，使來自最后一個過濾器的輸出通向立管66。系統(tǒng)110的其它部分、例如具有蒸發(fā)器盤管34的蒸發(fā)部類似于圖I中示出的那些部分，而系統(tǒng)的配給部可以是如圖2所示的內(nèi)部式或可以是如圖I所示的外部式。在圖3A示出的內(nèi)部式變體中，兩個泵116、118分別用于將水推入單元80和抽出單元80。泵116、118可聯(lián)接到LED 112以控制操作，例如，當(dāng)泵116、118通電時外部LED 112也通電。圖3B示出類似于圖3A的系統(tǒng)110的系統(tǒng)120，只是此處，LED燈112設(shè)置在罐12的內(nèi)部、位于加熱-冷卻單元80的上方并且在透明管122的內(nèi)部。更具體地，管122是固態(tài)的并且僅用于容納LED燈112，LED燈112的光束指向照亮加熱-冷卻單元80的內(nèi)部，在該處由泵116以規(guī)定流量泵送水從而控制細菌。過濾器114安裝在罐12的前壁內(nèi)從而能夠從罐12的外部更換。使用了單個泵116在罐112內(nèi)移動水以防止停滯并擦洗罐112內(nèi)的與水接觸的表面。在該變體中，罐可以是便攜式尺寸。例如，罐可以是10英寸高、20英寸深、和20英寸寬并且容納約5加侖的水。罐包括蒸發(fā)器盤管和上述生產(chǎn)水所必需的其它元件。加熱-冷卻單元80理想地構(gòu)造成容約納8盎司到16盎司的水。在如圖4最佳示出的另一實施方式中，大氣水發(fā)生器系統(tǒng)130可以用在例如HDACW(加熱、除濕、空氣調(diào)節(jié)和水)系統(tǒng)的大型系統(tǒng)中。大氣水發(fā)生器可安裝在建筑物132的外面?？諝獗伙L(fēng)扇136拉入進口區(qū)134后，通過一個或多個冷凝構(gòu)件或蒸發(fā)器盤管138并且產(chǎn)生冷卻空氣140。如圖4所示，壓縮機泵送制冷劑通過冷凝器38。冷卻空氣140用管道輸送到建筑物132內(nèi)作為對建筑物132進行制冷調(diào)節(jié)的空氣。冷凝水142可以直接用管道輸送到建筑物132以提供冷水源，并且冷凝水142由上述的系統(tǒng)進行處理，借此使其成為飲用水?？商娲?，部分水或全部水可例如通過傳熱罐146和/或熱水加熱/儲存罐148用管道輸送到加熱區(qū)144內(nèi)，并且隨后作為熱水源被提供到建筑物。在本公開的一個方面中，由來自壓縮機的熱的氣體或空氣來加熱水。可從制冷回路或任何其它可用源向加熱區(qū)供熱。用管道輸送到建筑物的用于空氣調(diào)節(jié)的空氣的過量空氣壓力可被排出，或者經(jīng)由管道151輸送回大氣水發(fā)生器以進行進一步的除濕。如果需要除濕，空氣可排回到冷凝構(gòu)件或盤管138，借此去除更多濕氣。除濕的空氣隨后用管道輸送回建筑物132，而收集的水加入到通過冷凝構(gòu)件138從初次通過的空氣中所收集的其余水中。由于初始空氣進口暴露于大氣，所以隨著環(huán)境溫度的下降，趨于在進口區(qū)周圍形成冰。可在空氣進口區(qū)的前方提供預(yù)熱盤管或膜150以在空氣通過冷凝構(gòu)件138前暖化空氣。例如由通過傳熱區(qū)——其在圖4中示出為乙二醇傳熱罐152——的收集水來加熱預(yù)熱盤管或膜150，以實現(xiàn)足夠的高溫。為了保存能量，僅在環(huán)境空氣溫度下降到低于一定值時才操作預(yù)熱盤管或膜150。在如圖5最佳所示的另一實施方式中，大氣水發(fā)生器系統(tǒng)160可用作為多區(qū)應(yīng)用，例如在單個家庭房屋的兩個或更多房間內(nèi)應(yīng)用。在一個實施方式中，大氣水發(fā)生器系統(tǒng)的一個或多個蒸發(fā)部162位于一個或多個區(qū)內(nèi)(其可以是一個或多個相連的房間)，以在每個區(qū)內(nèi)對空氣除濕，并且為每個區(qū)提供冷卻空氣163?？梢允侨魏芜m合類型的壓縮機166和冷凝器盤管164優(yōu)選位于外部，壓縮機166例如可以是可變速度的、旋轉(zhuǎn)式壓縮機或往復(fù)式壓縮機。如果不需要空氣調(diào)節(jié)，則冷卻空氣也可用管道輸送到建筑物的外面。閥168可用于控制在任何指定時間是否操作每個區(qū)內(nèi)的蒸發(fā)部。由蒸發(fā)部產(chǎn)生的水可集中并用管道輸送到大氣水發(fā)生器系統(tǒng)的位于中央位置的收集部中，例如通常用水量較大的廚房?？商娲?，管道布置可使得水集中到區(qū)域內(nèi)的兩個或更多個主要位置，例如浴室、或者集中到建筑物中、建筑物上或建筑物下的一個或多個儲水罐中。可增加溢流罐170以收集由蒸發(fā)部產(chǎn)生的過量水，并且溢流罐170可包括水位指示計，以顯示何時應(yīng)該清空溢流罐?？商娲兀蓓斏系呐照{(diào)(HVAC)裝置用于生成冷凝水，這些冷凝水被凈化并且送入房間中或者在結(jié)構(gòu)的每個房間內(nèi)的“水中心(hydrocenter)”進行凈化。在圖6中示出的另一實施方式中，大氣水發(fā)生器180可主要用作空調(diào)裝置。在該實施方式中，大氣水發(fā)生器180包含與圖1-3中的實施方式的類似的特征，大氣水發(fā)生器180可包括任何適合形式的進氣風(fēng)扇26、系統(tǒng)的水冷凝部30和凈化系統(tǒng)(未示出)。為了將大氣水發(fā)生器180作為空調(diào)裝置來操作，提供了從進氣風(fēng)扇26越過冷凝構(gòu)件的開口 182，以簡單地將冷卻空氣直接排到房間中?？商峁┑诙L(fēng)扇184以冷卻發(fā)生器外殼的內(nèi)部，發(fā)生器外 殼中包含罐12和制冷回路的其余部分，即，壓縮機36 (未示出)和冷凝器盤管38。為了將該實施方式作為水發(fā)生系統(tǒng)來操作，提供了可移動蓋186，以堵住外殼中的第一開口 182，若非如此，冷卻空氣在離開罐12之后會通過第一開口 182排出。為了收集水但不將冷空氣排到房間中，翼板將蓋住開口 182，此外在外殼中的第二開口 192上設(shè)置有第二翼板188，以允許冷卻空氣流向冷凝器盤管38并通過冷凝器盤管38，在此處冷卻空氣在被排入房間前將被加熱。更具體地，在水發(fā)生模式中，兩個翼板或蓋186、188都處于豎直位置并且空氣將經(jīng)過蒸發(fā)器盤管34、經(jīng)過冷凝器盤管38，并且第二風(fēng)扇182是關(guān)閉的。在空氣調(diào)節(jié)模式中，兩個翼板186、188都處于允許冷空氣排出第一開口 182的水平位置。開啟第二風(fēng)扇182以允許對制冷回路進行冷卻。來自第一風(fēng)扇26的熱量通過第二開口 192用管道輸送到外面，并且來自第一開口 182的冷空氣填充到房間中。用于第一和第二翼板或蓋186、188的控制系統(tǒng)(未示出)能夠手動執(zhí)行或通過計算裝置電動執(zhí)行，計算裝置例如是計算機系統(tǒng)、專用集成電路或者是獨立的或聯(lián)接到內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)或局域網(wǎng)或全球網(wǎng)的其它已知的電子控制系統(tǒng)。冷凝水可儲存在發(fā)生器罐12內(nèi)并且周期性地清空，或者可以如任意上述實施方式來收集、凈化和配給冷凝水?？商峁┐鎯藁蛞缌鞴?90以在必需清空罐之前能夠收集更多的水和冷卻更多的空氣。
根據(jù)本公開的另一實施方式，接觸性生物殺滅劑可用于提供和保持水純凈度。這種材料能夠提供非機械方式來凈化水而不用使用紫外線(UV)燈或臭氧。理想地，穩(wěn)定的溴被用作接觸性生物殺滅劑或該材料。更優(yōu)選地，穩(wěn)定的溴以小球的形式存在，例如含有溴的聚苯乙烯珠，從而以可控的方式將溴釋放到水中。也就是說，溴會遷移到珠的表面并且殺滅周圍的細菌。當(dāng)溴耗盡時更換該珠。優(yōu)選通過這種處理每4小時循環(huán)水以控制細菌。粒狀活性炭過濾器(GAC filter)可用于從水中凈化溴。在另一替代性實施方式中，生物殺滅劑可涂在蒸發(fā)盤管組件的外面以減少盤管組件上的細菌。從上述內(nèi)容容易理解，本公開提供了一種可變速度壓縮機，其允許按照需要跟隨露點和增加BTU (英國熱量單位)負荷?？勺兯俣葔嚎s機能夠?qū)崿F(xiàn)InstaCold (即冷系統(tǒng))系統(tǒng)，該系統(tǒng)在按下按鈕時能夠以最小的時間延遲在配給器或龍頭處配給冷水。此外，InstaCold (即冷系統(tǒng))和InstaHot (即熱系統(tǒng))能夠在同一腔室內(nèi)運行。盡管根據(jù)需要可使用標準的加熱元件和冷卻元件，但是InstaHot系統(tǒng)能夠利用可變速度壓縮機的優(yōu)點來加熱水，因為來自主壓縮機的例如200華氏度的過熱氣體可以被利用來加熱水。由于可以按照需求進行加熱和冷卻，InstaCold系統(tǒng)和InstaHot系統(tǒng)的使用降低了成本。電磁閥能夠?qū)ο到y(tǒng)進行日常清洗，或者將水返回到再循環(huán)系統(tǒng)?？勺兯俣葔嚎s機還能夠?qū)崿F(xiàn)除濕模式或AC (空氣調(diào)節(jié))模式，因為兩種循環(huán)需要不同的蒸發(fā)盤管溫度。可變速度壓縮機還允許在一個壓縮機上實現(xiàn)多區(qū)應(yīng)用或者附加區(qū)。水中心“Hydro Center”可發(fā)展為用于洗碗機、微波爐等。如有需要，水中心能夠直接地安裝在壁櫥內(nèi)。其它的優(yōu)點包括在電暈放電(corona)之前使用干燥劑以實現(xiàn)更長的壽命。臭氧化的水每天旁通過內(nèi)部蒸發(fā)盤管一次。240nm以下和300nm以上的中壓UV燈可用于破壞內(nèi)毒素。微波加熱器可用于破壞臭氧，或者來自InstaHot系統(tǒng)的熱水可用在再循環(huán)回路中以破壞臭氧。這種設(shè)計將消除對耐臭氧泵和其它材料的需求，以及消除對于碳過濾器通風(fēng)和下游過濾器的需求，因為罐中不再有臭氧。新的再循環(huán)設(shè)計“水渦旋(Hydro Swirl)”消除了有機物和非有機物在罐中的氧化材料上的積累。還消除了罐內(nèi)表面上的生物膜。新的罐設(shè)計允許沉積物和臭氧化產(chǎn)物聚集到罐的中心進行過濾。由于蒸發(fā)盤管在主水罐的內(nèi)部，所以VaporMax(蒸汽最大)技術(shù)允許附加的空氣擦洗罐內(nèi)。盤管清潔允許臭氧化水或凈化水或它們二者以特定的時間間隔流過蒸發(fā)盤管，并且允許再循環(huán)水流過盤管，以清潔盤管并且冷卻水。因此，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)理解，已具體描述了優(yōu)選實施方式和可選實施方式，但在不脫離本公開原理的范圍內(nèi)可進行多種修改。例如，空氣過濾器可以是高效微?？諝膺^濾器(HEPA filer)或者是由紙或其它適合材料制成的碳浸潰過濾器。可結(jié)合以上描述的各種實施方式來提供進一步的實施方式。在本說明書中提及和/或在申請數(shù)據(jù)表中列出的所有美國專利、美國專利申請公開、美國專利申請、國外專利、國外專利申請和非專利公開通過參引將其全文并入本文中。如有需要，可以將實施方式的多個方面修改為采用各種專利、申請和公開的概念，以提供另外的實施方式。
鑒于上述描述，可對實施方式作出這些和其它變化。通常，在所附的權(quán)利要求書中，所使用的術(shù)語不應(yīng)解釋為將權(quán)利要求局限于說明書和權(quán)利要求書中所公開的具體實施方式
，而是應(yīng)當(dāng)解釋為包括所有可能的實施方式和權(quán)利要求書所限定的全部等同范圍。相應(yīng)地，權(quán)利要求不由本公開所限制。
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)，包括 水冷凝單元，所述水冷凝單元具有安裝在罐的內(nèi)部中的風(fēng)扇和蒸發(fā)器盤管組件，蒸發(fā)器單元構(gòu)造為將環(huán)境空氣抽到所述罐中并且使其經(jīng)過所述蒸發(fā)器盤管，并且所述蒸發(fā)器單元構(gòu)造為在所述蒸發(fā)器盤管組件上生成冷凝水，所述冷凝水滴落并收集在所述罐中； 凈化單元，所述凈化單元與所述罐的內(nèi)部液體連通，所述凈化單元具有臭氧注射器，所述臭氧注射器構(gòu)造為將臭氧注射到從所述罐抽出的水中；臭氧過濾器，所述臭氧過濾器緊接地定位在所述臭氧注射器之后并且構(gòu)造為從排出所述臭氧注射器的水中去除臭氧；回流管路，所述回流管路離開所述臭氧過濾器并且與所述罐的內(nèi)部液體連通以將過濾的水返回到所述罐；以及分配系統(tǒng)，所述分配系統(tǒng)安裝在所述罐內(nèi)部并且與所述回流管路液體連通，所述分配系統(tǒng)構(gòu)造為在所述罐內(nèi)移動水以防止停滯并且擦洗所述罐內(nèi)的與水接觸的內(nèi)表面；和 配給單元，所述配給單元與所述罐的內(nèi)部液體連通并且構(gòu)造為將水配給到所述罐的外部，所述配給單元包括加熱-冷卻組件，所述加熱-冷卻組件構(gòu)造為當(dāng)從所述配給單元配給水時對水進行加熱或冷卻。
2.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中所述水冷凝單元包括安裝在所述罐的內(nèi)部并且鄰近所述蒸發(fā)器盤管組件的至少一個分流器，所述至少一個分流器構(gòu)造為迫使空氣返回到所述蒸發(fā)器盤管組件上。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述分流器具有多個開口，所述開口形成在所述分流器中以允許通過所述蒸發(fā)器盤管組件的空氣的一部分通過所述分流器而不返回到所述蒸發(fā)器盤管組件上。
4.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中所述凈化單元定位在所述罐的外面。
5.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中所述凈化系統(tǒng)包括LED燈組件，所述LED燈組件構(gòu)造為處理水并且將水中的O3轉(zhuǎn)換為02。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述LED燈組件安裝在所述罐的內(nèi)部以定位在所述罐內(nèi)收集的水中。
7.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中所述加熱-冷卻組件安裝在所述罐的內(nèi)部。
8.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中所述配給單元聯(lián)接到所述回流管路以配給來自所述回流管路的過濾水。
9.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，還包括清潔組件，所述清潔組件具有與所述回流管路液體連通的管道并且構(gòu)造為將過濾水配給到所述罐的內(nèi)部中的所述蒸發(fā)器盤管組件上。
10.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，包括外殼，所述外殼容納所述罐、冷凝器盤管和排氣系統(tǒng)，所述排氣系統(tǒng)具有形成在所述外殼上的第一開口和第二開口，所述第一開口和第二開口各自具有第一翼板和第二翼板，所述第一翼板和第二翼板能夠被操作控制以選擇性地打開和關(guān)閉，從而，當(dāng)兩個翼板都處于打開位置時，來自所述罐的冷空氣排出所述第一開口并且經(jīng)過所述冷凝器盤管的暖空氣通過所述第二開口排出所述外殼，并且僅當(dāng)所述第一翼板打開時，冷空氣排出所述外殼。
11.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，還包括安裝在所述外殼內(nèi)并且構(gòu)造為指引空氣經(jīng)過所述冷凝器盤管的第二風(fēng)扇，并且僅當(dāng)所述第一翼板被打開時，所述第二風(fēng)扇被關(guān)閉。
12.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，包括多個罐，每個罐具有蒸發(fā)器盤管組件和風(fēng)扇，每個罐安裝在各個房間中，并且 所述系統(tǒng)還包括單個壓縮機和冷凝器盤管，所述壓縮機和冷凝器盤管聯(lián)接到每個罐內(nèi)的所述蒸發(fā)器盤管組件。
13.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述水冷凝單元包括安裝在所述罐的內(nèi)部中并且鄰近所述蒸發(fā)器盤管組件的至少一個分流器，所述至少一個分流器構(gòu)造為迫使空氣返回到所述蒸發(fā)器盤管組件上，并且 所述系統(tǒng)還包括清潔組件，所述清潔組件具有與所述回流管路液體連通的管道并且構(gòu)造為過濾水配給到所述罐的內(nèi)部中的所述蒸發(fā)器盤管組件上。
14.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中所述分配系統(tǒng)包括至少一個立管，所述至少一個立管安裝在所述罐內(nèi)并且與所述回流管路流體連通以將水引入所述罐中并且在所述罐內(nèi)引起水的運動。
15.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中所述立管包括至少一個噴嘴。
16.一種免臭氧的水發(fā)生系統(tǒng)，包括 水冷凝單元，所述水冷凝單元具有安裝在罐的內(nèi)部中的風(fēng)扇和蒸發(fā)器盤管組件，蒸發(fā)器單元構(gòu)造為將環(huán)境空氣抽到所述罐中并且經(jīng)過所述蒸發(fā)器盤管，并且所述蒸發(fā)器單元構(gòu)造為在所述蒸發(fā)器盤管組件上生成冷凝水，所述冷凝水滴落并收集在所述罐中； 凈化單元，所述凈化單元與所述罐的內(nèi)部液體連通，所述凈化單元具有LED燈,所述LED燈構(gòu)造為凈化所述罐內(nèi)的水；和分配系統(tǒng)，所述分配系統(tǒng)安裝在所述罐的內(nèi)部并且構(gòu)造為在所述罐內(nèi)移動水以防止停滯并且擦洗所述罐內(nèi)的與水接觸的內(nèi)表面；以及 配給單元，所述配給單元與所述罐的內(nèi)部液體連通并且構(gòu)造為將水配給到所述罐的外部，所述配給單元包括加熱-冷卻組件，所述加熱-冷卻組件構(gòu)造為當(dāng)從所述配給單元配給水時對水進行加熱或冷卻。
17.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述加熱-冷卻組件安裝在所述罐的內(nèi)部并且所述LED構(gòu)造為凈化所述加熱-冷卻組件中的水。
18.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，包括安裝在所述罐的壁上并且能夠從所述罐的外面更換的至少一個過濾器。
全文摘要
一種大氣水發(fā)生器和用于冷凝和收集包含在空氣中的濕氣的系統(tǒng)，用于對空氣進行冷卻和除濕。所收集的水被凈化并且可根據(jù)需求以熱的或冷的溫度配給。在替代性實施方式中，所述系統(tǒng)可用于多區(qū)應(yīng)用或用于向建筑物提供冷卻空氣和水。還描述了主要用作空調(diào)裝置的實施方式。
文檔編號F24F3/16GK102712514SQ201080055341
公開日2012年10月3日 申請日期2010年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月19日
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