用于从空气中生产饮用水的设备和系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于从空气中生产饮用水的设备(10)和系统(100)。所述设备(10)包括用于使空气进入和穿过所述设备(10)的通风扇(23)；用于压缩和冷却制冷气体的气体压缩机(12)；用于接收被压缩的所述气体并冷却周围空气的至少一个文丘里管散热片(20)；以及用于收集冷却的空气中冷凝的饮用水的储液器(22)。所述系统(100)包括多个所述设备(10)。
【专利说明】
用于从空气中生产饮用水的设备和系统
技术领域
[0001]本发明涉及一种用于生产饮用水的设备和系统。
【背景技术】
[0002]饮用水的可得性被认为是人类将来面对的最大的问题之一。随着人口的增长以及长期的气候变化产生的影响，可以预见，饮用水将会越来越稀缺。
[0003]预测到气候变化会引起降雨模式改变，会导致雨降在不同的区域而不是过去的降雨方式。这样，大的人口中心(例如城市)会发现他们的供水受到影响。在之前的二十年，在西澳大利亚的西南角已经经历过这种现象，其中，在该阶段的平均降雨量严重少于历史平均水平。
[0004]为应对降雨量的下降，政府开始建造基础设施以循环水或者从非饮用供应中生产饮用水。因此，目前正被建造的淡化装置(desalinat1n plants)的数量有了很大的提升，在此海水被淡化以生产饮用水。
[0005]然而，淡化装置和水循环装置的建造是昂贵的，并面对重大的运营成本，尤其当大部分淡化装置使用反渗透系统(reverse osmosis system)运作。这些系统以需要大量的电力运作而闻名。
[0006]循环水装置通常从污水处理装置中提取水，上述水被处理以从水中去除生物物质。水在经过初步处理后，经常使用与淡化装置相同的反渗透被进一步处理以从处理过的水中去除额外的杂质。这样，根据去除生物物质和进一步净化水的所需要的能量，来自循环水装置的水也是昂贵的。
[0007]由于污水处理过程对饮用水所附加的污名，循环水还经常被消费者所否定。
[0008]本发明致力于克服以前的用于生产饮用水的系统中的至少部分前述缺陷。
【发明内容】
[0009]根据本发明的一个方面，提供一种用于生产饮用水的设备，其特征在于，所述设备包括:
[0010]通风扇，所述通风扇用于使空气进入和穿过所述设备；
[0011]气体压缩机，所述气体压缩机用于压缩和冷却制冷气体(refrigerant gas)；
[0012]至少一个文丘里管散热片，所述文丘里管散热片用于接收被压缩的所述气体并冷却周围空气；以及
[0013]储液器，所述储液器用于收集冷却空气中冷凝的饮用水。
[0014]来自冷却的空气中的冷凝水可在所述至少一个文丘里管散热片上形成水滴，直至所述水滴达到足够的尺寸从所述文丘里管散热片上落下被收集在所述储液器中。
[0015]所述设备还可包括与所述压缩机流体连通的热交换器，以接收被所述压缩机的运转加热的流体并加热空气。
[0016]被所述热交换器加热的所述空气的温度可与通过所述通风扇进入到所述设备的空气在被冷却之前的温度大体上相同。
[0017]所述设备还可包括用于减少或阻止微粒物质进入到所述设备或所述储液器中的入口空气过滤器。
[0018]所述设备还可包括用于减少或阻止微粒物质从所述设备出去的出口空气过滤器。
[0019]通过所述通风扇移动的所述空气在经过所述至少一个文丘里管散热片时可大体上为层流状。
[0020]所述设备还可包括连接任何形式的电能以为所述设备供电的装置。
[0021]根据本发明的第二方面，提供一种用于生产饮用水的系统，所述系统包括多个设备，每个设备的特征在于，包括:
[0022]通风扇，所述通风扇用于使空气进入和穿过所述设备；
[0023]气体压缩机，所述气体压缩机用于压缩和冷却制冷气体；
[0024]至少一个文丘里管散热片，所述文丘里管散热片用于接收被压缩的所述气体并冷却周围空气；以及
[0025]储液器，所述储液器用于收集冷却的空气中冷凝的饮用水。
[0026]所述系统可安装在可旋转的壳体中以根据大气状况定位所述系统。
[0027]根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述系统定位为朝向盛行风以使得额外的空气流通过所述多个设备。
[0028]所述系统可包括用于生产电能以为所述多个设备供电的装置。
[0029]用于生产电能的所述装置可包括热电机(heatmotor) 0
[0030]用于生产电能的所述装置包括一个或多个太阳能板。
[0031 ]所述系统包括用于获取所述系统生产的水的储液器。
[0032]所述系统可包括用于控制根据本发明的所述设备的运转的控制电子器件。
【附图说明】
[0033]现在将参考附图通过举例说明的方式来描述本发明，其中:
[0034]图1为根据本发明的用于生产饮用水的设备的侧视图；
[0035]图2为根据本发明的用于生产饮用水的系统的前视图。
【具体实施方式】
[0036]参阅附图，示出了用于生产饮用水的设备10。设备10包括用于压缩制冷气体的压缩机12、热交换器16和用于收集饮用水的储液器22，所述热交换器16包括散热器18和多个文丘里管散热片(venturi radiator fins)20。压缩机12与热交换器16流体流通14。
[0037]设备10进一步包括通风扇23，通风扇23用于控制进出所述设备10的框架24的空气流。另外，入口过滤器26和出口过滤器28可被适配到框架24以确保微粒物质不进入到设备10或储液器22。设备10可进一步包括所知的任何合适类型的电源30。
[0038]图2显示了根据本发明的系统100。系统100包括在结构110中布置的多个设备10。必要时，结构110可包括阶梯、机架和通道112以能够保持多个所述设备10。
[0039]根据本发明的优选实施方式，结构110安装在多个滚子114上。结构110还连接至提供扭矩的装置(如电机)，以使得结构110运动。
[0040]结构100优选安装在储液器118上侧以获取和存储水，容纳在结构110内的多个设备10中的每个与储液器118流体连通，这样设备10生产的任何水可自由流入储液器118。
[0041]根据本发明的另一优选实施方式，系统100还包括控制电子器件(未显示)。根据操作需要，所述控制电子器件可相对于结构110封装单独的位置或者封装结构110内。
[0042]优选地，系统100还包括用于生产电能以用于自身消耗的装置。用于生产电能的装置122可采用任何形式的能够为系统100传递足够电能以使系统100运转的设备或设备组。
[0043]使用中，设备10连接至电源30，该电源可为常规电力网供电，或为根据本发明的优选实施方式的太阳能系统。设备10从电源30中吸取电能以向压缩机12供电。压缩机12用于压缩制冷气体(refrigerant gas)，与通常已知的在制冷或空调领域中相同。
[0044]本领域技术人员容易理解的是，气体压缩机12压缩制冷气体使得该制冷气体在一定程度上冷却。压缩的制冷气体在压力下被压入文丘里管散热片20中。该制冷气体用于冷却文丘里管散热片20。
[0045]通风扇23被开启并从外部抽吸穿过入口过滤器26的空气。空气从围绕设备10的大气中被抽吸穿过并经过文丘里管散热片20。
[0046]因文丘里管散热片20已被经过它们的制冷气体冷却，当空气经过文丘里管散热片20时，空气自身被冷却。显然的，空气的冷却使得来自大气中的水蒸汽冷凝。冷凝形成聚集在文丘里管散热片20上的水滴，直到他们达到足够的尺寸时，并且在此从文丘里管散热片20落下并被收集在储液器22中。
[0047]当压缩机12运行时，通过它的正常运行产生热量。热交换器16通过流体连通部件14从压缩机12带走加热的流体。当通过文丘里管散热片20冷却的空气经过热交换器16时，空气又被加热。最后，加热的空气经过通风扇23并被强制通过出口空气过滤器28。
[0048]根据本发明的优选实施方式，经过出口过滤器28的空气与从入口过滤器26吸取的空气的温度大致相同。这样优点在于，使得调节压缩机12的温度使其根据温度在最大的效率工作是可能的。
[0049]根据本发明的另一实施方式，通风扇23布置为与文丘里管散热片20足够分开，使得通风扇23产生的空气流通过文丘里管散热片20时大体上为层流状。
[0050]根据本发明的另一方面，现在将参考附图描述系统100的运转。系统100包括根据本发明的多个设备10。设备10的配置可制造为任何尺寸和形状，并封装在结构110中。
[0051 ]系统100的运转通过已知的控制电子器件用技术人员能理解的方式控制。控制电子器件控制系统100运转的各方面，从正在运转的装置1的各个方面到控制结构110的定位。
[0052]优选地，结构110根据大气状况布置为多个设备10的入口侧朝向盛行风的方向(prevailing wind direct1n)。已发现，用这种方式，能获得经过设备10的额外的空气流，从而提尚水广量。
[0053]结构110安装在多个滚子114上，滚子114设置为允许结构110绕一个点旋转。结构100与提供旋转扭矩(如电机)的装置连接，以提供必要的力来旋转结构110。应显然的，该过程在应对风向的小的变化时不需要实施，而在应对主要风向改变时实施。
[0054]系统100还包括用于生产电能的装置，或可直接连接至基本负荷电力网。电能生产装置为多个设备10的运转以及提供旋转扭矩的装置提供电能。
[0055]根据气候条件及控制用法，多个设备10中的每个设备10通过控制电子器件控制，从而使得多个设备10能够在理想效率运转，确保每个设备10运转大体上相同的时间。
[0056]明显地，设置阶梯、机架和通道112以允许工人对多个设备10进行维护。当进行维护时控制电子器件能够继续操作系统。
[0057]对看到本发明的技术人员来说明显的修改和变化被认为在本发明的范围内。
【主权项】
1.一种用于生产饮用水的设备，其特征在于，所述设备包括: 通风扇，所述通风扇用于使空气进入和穿过所述设备； 气体压缩机，所述气体压缩机用于压缩和冷却制冷气体； 至少一个文丘里管散热片，所述文丘里管散热片用于接收被压缩的所述气体并冷却周围空气；以及 储液器，所述储液器用于收集冷却的空气中冷凝的饮用水。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，来自冷却的空气中的冷凝水在所述至少一个文丘里管散热片上形成水滴，直至所述水滴达到足够的尺寸以从所述文丘里管散热片上落下被收集在所述储液器中。3.根据权利要求1或2所述的设备，所述设备还包括与所述压缩机流体连通的热交换器，以接收被所述压缩机的运转加热的流体并加热空气。4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，被所述热交换器加热的所述空气的温度与通过所述通风扇进入到所述设备的空气在被冷却之前的温度大体上相同。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的设备，所述设备还包括用于减少或阻止微粒物质进入到所述设备或所述储液器中的入口空气过滤器。6.根据权利要求1-5中任意一项所述的设备，所述设备还包括用于减少或阻止微粒物质从所述设备排出的出口空气过滤器。7.根据权利要求1-6中任意一项所述的设备，其特征在于，通过所述通风扇移动的所述空气在经过所述至少一个文丘里管散热片时大体上为层流状。8.根据权利要求1-7中任意一项所述的设备，所述设备还包括连接任何形式的电能以为所述设备供电的装置。9.一种用于生产饮用水的系统，所述系统包括多个设备，每个设备的特征在于，包括: 通风扇，所述通风扇用于使空气进入和穿过所述设备； 气体压缩机，所述气体压缩机用于压缩和冷却制冷气体； 至少一个文丘里管散热片，所述文丘里管散热片用于接收被压缩的所述气体并冷却周围空气；以及 储液器，所述储液器用于收集冷却的空气中冷凝的饮用水。10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述系统安装在可旋转的壳体中以根据大气状况定位所述系统。11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述系统定位为朝向盛行风以使得额外的空气流通过所述多个设备。12.根据权利要求9-11中任意一项所述的系统，所述系统包括用于生产电能以用于所述系统自身的消耗的装置。13.根据权利要求13所述的系统，其中，用于生产电能的所述装置包括热电机。14.根据权利要求12或13所述的系统，其中，用于生产电能的所述装置包括一个或多个太阳能板。15.根据权利要求6-11中任意一项所述的系统，所述系统包括用于获取所述系统生产的水的储液器。16.根据权利要求9-15中任意一项所述的系统，所述系统包括用于控制根据本发明的所述设备的运转的控制电子器件。
【文档编号】E03B3/28GK105960494SQ201480039649
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2014年7月9日
【发明人】V·亚科维娜
【申请人】梅林投资管理私人有限公司