提取大气水分的系统及方法

专利名称：提取大气水分的系统及方法
提取大气水分的系统及方法
技术领域：
本发明的领域通常是有关于大气水分的提取，特别是有关于一种由提取大气水分 来获得饮用水的系统及方法。
背景技术：
地球主要由水体，及存在地表上的水分、在土壤内的含水层内的地下水，以及在大 气中的水气所组成。所有地上的水分，只有小于3%是淡水。然而，主要的淡水封存在冰冠、 冰河及含水层内，只有小于的地上水供应可供携带及可用于饮用目的。近年来，全球皆关注关于淡水来源不足问题大幅增加。目前，淡水来源包含由湖、 河及自流井提供的水。不幸的是，因为沙漠扩张造成蓄积量及纯度皆以惊人速度减少，因而 这些淡水来源并不能永续使用。再者，许多因素，例如气候改变、环境污染以及人口成长，皆 威胁到淡水来源的存续。除了不足的淡水来源之外，另有数个与饮用水供应相关的问题。在某些雨水稀少、 季节性降雨或较少集水区及较小天然地区性水储量的地区，饮用水的供应是个严重的问 题。另外，因淡水来源不是全球均衡分布，某些地理位置无法得到立即可用的淡水。建造水 库和海水淡化厂通常可缓和上述问题。然而，许多国家因需要相对较高的资本投资及运转 成本而无法负担得起海水淡化厂。另一与饮用水供应相关的问题是关于饮用水配送网的 建构及维护，例如水管配送网，其需要极大的努力及资源。再者，水管配送网具有一有限的 寿命，且时常有缺水及污染的问题。水管配送网通常使用由金属管、混凝土管或聚氯乙烯 (PVC)管制成的水管。金属及混凝土管易受到无机酸性及碱性污染物的腐蚀，另外土壤及建 筑材料内出现的有机溶液则会通过PVC管被吸收及渗入。克服上述问题的一种方法是由大气提取(extracting)水分。每年几乎有577，000 立方公里(km3)的水由水体(例如海及河流与地表)蒸发至大气中，且留在地表附近的空 气含有最大比例的水分。能提取大气水分的商业水生产系统可以供应饮用水，且不需通过 复杂的水配送网来取用中央水源。相对于现有取得及配送饮用水的方式，此种水生产系统 因此是一吸引人的替代方案。原则上，这些商业水生产系统利用由冷冻装置冷却的冷表面来凝结大气内的水 蒸气而形成水滴并加以收集。此运作原理相似于下列申请专利的揭露=Ehrlich在1978 年申请的美国专利公告第4，255,937号、Reidy申请的美国专利公告第5，106，512号、 第5，149，446号、第5，203，989号以及Morgen等人在2002年申请的美国专利公告第 6，931，756B2号。随着更高效率的冷冻技术的出现，由大气提取一定量水分所需的电力成本 可以低于等容量瓶装水的价格，或是低于由水龙头获得等容量水的使用费用再加上使用机 械及化学过滤装置来煮沸或纯化水的额外费用。然而，商业水生产系统包含压缩机、冷凝器、蒸发器及过滤装置的硬件成本仍然相 对较高，因而造成不具吸引力的投资回报。再者，对低环境温度水平的气候或温度大幅波动 的气候而言，大气水分提取将变得困难。通常，这些水蒸气提取用的商业水生产系统要在20°C以上及35%以上的相对湿度下运转。颁予Swanson的美国专利公告第3，675，442号揭示一种大气水分收集器，其使用 一冷却线圈沈浸于淡水浴中，以冷却淡水浴。冷却后的水被唧取通过导管及冷凝框。在风 中的水蒸气通过冷凝框上方而凝结并排入一收集器内。然而，冷却后的水周期性的混入凝 结后的水，造成凝结后的水受污染。颁予Hull的美国专利公告第5，056，593号揭示数种变化例，在一除湿热交换装置 内使用静电及磁场来大幅促进水生产的提取产量。液态水滴以静电收集到热交换装置内的 接地或带电的热交换管上。在一变化例中，接地或带电的水平_下降式热交换管附设排水 棉芯(wicks)吸附液态水滴，并利用冷凝液的连续吸收及传送来加速冷凝热传送。使用排 水棉芯来吸收及限制在热传送管表面上的冷凝液可能造成提取水的损失以及在排水棉芯 上促进真菌及细菌的生长。另外，热交换装置因为嵌入至热交换单元的管体之间的带电的 电极线而可能导电且不安全。颁予Hutchinson的美国专利公告第7，000, 410号揭示一种装置，其使用一冷凝器 型冷冻系统，并具有数个风扇及二空气室，以便由空气产出水分。此装置另配置一不锈钢电 离器，以对周遭空气施加电荷，而促使由空气提取的湿气能最大化。所述二空气室同时运 转，以将导出蒸发器板的脱水电离空气混合于刚通过压缩机、冷凝器及电离器而吸取的新 鲜导入空气。如此造成部分干燥新形成的凝结水，而造成凝结水的损失，导致减少了输出量 及效率。颁予Katsumi的日本专利特开平第02，172，587号及颁予Han的美国专利公告 第5，435，151号揭示使用于汽车上的制水装置。Engel等人申请的美国专利申请案公开第 20040040322号揭示相似的汽车用的水提取装置，以及一些包含中央空气系统及移动式单 元的应用。所有揭示的装置安装在现有或外部空调系统上，以简化系统设计并降低装置成 本。然而，在许多环境温度会在夜晚或寒流及暴风两期间下降到20°C以下的温带地区，现有 设计并未能适当作用。对组装在船舶和游艇上、旅行拖车和救急车辆上的水提取装置而言， 将突显此问题。因此，有需要提供一种由提取大气水分来获得饮用水的系统及方法，其至少能解 决上述缺点之一。

发明内容本发明揭露于此的实施例提供一种大气水分提取系统及一种提取大气水分来获 得饮用水的方法。根据本发明的第一目的，其揭示一种大气水分提取(extraction)系统，包含一 通道(passage)、一冷却单元及一电离器(ioniser)。所述通道包含一冷凝器(condenser) 部及一冷却部相互配置(inter-configured)以便液体循环通过。所述冷却单元是热性连 通(thermal communication)于所述冷却部，并用以由通过所述冷却部的液体中提取热能， 以便冷却所述液体，其中所述液体在通过所述冷却部之后可被运送至所述冷凝器部。所 述电离器用以电离周围空气成为电离空气，其中所述电离空气变成带电(charged)，以促 使水蒸气附着其上。所述电离空气可被运送，以便热性交互作用(thermal interaction) 于所述通道的冷凝器部，以将所述水蒸气凝结成水滴，并且在所述电离空气与所述冷凝器部的热性交互作用期间，通过所述冷凝器部的所述液体接收来自所述电离空气的热能。 所述液体接着在通过所述冷凝器部之后可被运送至所述通道的冷却部，以便进行再冷却 (re-cooling)0根据本发明的第二目的，其揭示一种大气水分提取方法。所述方法包含提供一通 道，其具有一冷凝器部及一冷却部相互配置以便液体循环通过。所述方法亦包含提取通过 一冷却部的液体的热能，因而使用一冷却单元来冷却所述液体，其中所述冷却单元热性连 通于所述冷却部。所述液体在通过所述冷却部之后可被运送至所述冷凝器部。所述方法另 包含使用一电离器以电离周围空气成为电离空气，其中所述电离空气变成带电，以促使水 蒸气附着其上。所述电离空气可被运送，以便热性交互作用于所述通道的冷凝器部，以将所 述水蒸气凝结成水滴，并且在所述电离空气与所述冷凝器部的热性交互作用期间，通过所 述冷凝器部的所述液体接收来自所述电离空气的热能。所述液体接着在通过所述冷凝器部 之后可被运送至所述通道的冷却部，以便进行再冷却。根据本发明的第三目的，其揭示一种大气水分提取系统，包含一电离器及一冷凝 器部。所述电离器电离周围空气，以由此获得电离空气，其中所述电离空气变成带电，以促 使水蒸气附着其上。所述冷凝器部位于所述电离器旁，以将在所述电离空气内的水蒸气凝 结成水滴。

本发明的实施例将于下文参照下列附图进行说明，其中图1显示根据本发明一实施例的大气水分提取系统的局部概要示意图；及图2显示图1的大气水分提取系统的操作流程图。
具体实施方式一种大气水分提取系统及一种提取大气水分的方法将于下文说明，以解决上述缺 点的至少一个。为了简要及清楚的目的，本发明的说明将于下文限制在关于大气水分提取的应用 上。然而，此并不防碍在其他应用上的本发明各种实施例。本发明实施例的基本发明原在 各实施例之间应仍具有共通性。在下文提供的详细说明中叙述的本发明一实施例是根据附图的图1及图2，其中 相似元件是以相似图号加以标示。参照图1所示，其揭示根据本发明一实施例的一大气水分提取系统100(下文称为 系统100)，用以提取大气水分(extracting atmospheric water)。所述系统100通常包含 一提取单元110、一通道111、一集水单元112及一冷却单元113。所述提取单元110用以提取周遭空气内的水蒸气，且所述提取单元110内具有一 进气口 114及一排气口 116，以允许所述周遭空气通过所述提取单元110流动。所述提取 单元110包含一电离器118及一冷凝器部120，其中所述冷凝器部120位于所述电离器118 旁。所述提取单元110另包含一空气过滤器122、一通风机124及一集水盘126。所述电离器118用以将所述周遭空气电离成电离空气。当所述电离器118电离所 述周遭空气时，所述周遭空气内的空气粒子可变成带有正电或负电(虽然在多数应用中优选是带负电)。所述带电空气粒子(电离空气)促使水蒸气附着其上，以便在周遭温度及湿 度变化之下仍可提取大气水分。由于水的极性，各水分子具有一电偶极矩。各水分子的氧 原子具有一部分负电，同时各水分子的氢原子具有一部分正电。如此，电荷的差异造成水分 子相互吸引以及与其他极性分子相吸引。由于所述电离空气包含带电粒子，因此可基于水 分子上的部分负电及部分正电而促使水蒸气附着其上。所述电离器118亦可在使用所述系 统100时用以对所述周遭空气杀菌，及用以抑制真菌及细菌的生长。所述冷凝器部120用以凝结所述电离空气内的水蒸气，以获得水滴。所述电离空 气可被运送，以便热性交互作用于所述冷凝器部120，以造成所述水蒸气的凝结。水蒸气的 凝结是发生于一表面较冷于所述表面周围的空气的露点(dew point)温度(冷凝温度阈 值)。在此温度，空气具有一相对湿度等于100%，且空气变成水分饱和。空气的露点温度 相关于空气的温度及湿度两者。因此，所述冷凝器部120被所述电离空气由上方流过的表 面必需具有一温度低于所述电离空气的露点温度。所述通道111相互配置，以便液体循环通过。所述通道111包含一第一液体管道 128及一第二液体管道130，以相互连接所述提取单元110及冷却单元113。所述第一液体 管道128用以接收来自所述冷却单元113的液体，以所述第二液体管道130用以使所述液 体返回所述冷却单元113。所述冷却单元113热性连通于一冷却部132，用以由通过所述冷 却部132的液体中提取热能，以便冷却所述液体。所述液体接着在通过所述冷却部132之 后可被运送至所述冷凝器部120，以便冷却所述冷凝器部120的表面至一温度，所述温度是 低于围绕所述表面的空气的露点温度，以便产生水蒸气的凝结。所述冷凝器部120的表面 可由任何材料制成，其可在一预定环境下可相应于所述材料的冷却而发生所述水蒸气的凝 结。例如，所述材料可包含金属、玻璃、塑胶或其相似物。另外，所述冷凝器部120的表面薄膜状涂布有食品级材料，例如根据管理饮用水 接触材料使用的公共卫生规定来选择金、锡、特氟隆(Teflon)或其相似物。所述冷凝器部 120的表面优选镀有金或可提升热传导速率的任何材料。所述冷凝器部120优选设计成使 空气循环、速度及所述表面上的空气分布皆可达最佳化，以达到水蒸气提取的最佳化速率。所述冷却单元113包含一驱动组136，以使所述液体由所述冷却单元113通过所述 第一液体管道128移动到所述冷凝器部120。所述驱动组136包含一起动器阀门(actuator valve) 138及一液体泵浦(pump) 140。所述液体泵浦140是一离心泵浦及一排量式泵浦 (displacement pump)中的一种。另外，所述冷却单元113可结合一外部冷却来源(未绘 示)，以提取所述液体的热能而冷却液体。所述外部冷却来源可包含一冷却剂，例如氟利昂 (Freon)，以提取所述液体的热能。如此，除了依赖所述冷却部132来提取所述液体的热能 之外，所述冷却单元113也可利用所述外部冷却来源来冷却所述液体。所述液体是水及乙 醇中的一种，或其相似物。所述冷却单元113另包含一温度测量装置142，以测量通过的所 述液体的温度。所述液体的温度优选在5°C至15°C的范围内。在所述周遭空气受所述电离器118电离之前，所述周遭空气通过所述提取单元 110的空气过滤器122。所述空气过滤器122用以过滤所述周遭空气，并位于所述电离器 118的邻近区域内。所述空气过滤器122亦可位于所述进气口 114内或所述进气口 114的 邻近区域内。再者，所述空气过滤器122，是可更换的，因此可在必要时加以更换。另一方面，所述通风机124位于所述冷凝器部120的邻近区域内，并用以将所述周遭空气移动及导引至所述提取单元110内。所述通风机124优选的形式为以叶轮 (impeller)为主的空气移动器或其相似物，其可加以控制而改变所述周遭空气的流速。利 用改变所述周遭空气的流速，可以使欲获得足够水蒸气凝结于所述冷凝器部120表面上所 需的气流发生对流。所述通风机124亦可位于或邻接于所述排气口 116。熟悉本技术的人 员可轻易确认所述空气过滤器122及通风机124的定向或定位，以在所述提取单元110内 有效的达到干净或有控制粉尘量的气流或循环。所述提取单元110的集水盘126用以接收来自所述冷凝器部120的水滴。所述集 水盘126位于所述提取单元110内，因而被接收的水滴可被导引至所述集水单元112。所述 系统100的集水单元112包含一集水槽144、一驱动组146及一净水机148。所述集水槽144用以接收来自所述集水盘126的水滴。所述集水槽144优选包含 一沉淀物过滤器(未绘示)，以过滤被接收的水滴。所述集水槽144另包含一水位测量装 置150，以测量所述集水槽144的水位；以及，一净水器152，以净化被接收的水滴。所述水 位测量装置150是一光学或浮动开关型式，同时所述净水器152优选包含一紫外线或臭氧 产生机。另外，所述净水器152可并入其他过滤装置，其包含为了饮用目的而适用于纯化水 的任何机械、化学或生物的过滤系统。所述驱动组146用以运送所述集水槽144收集的水至所述集水单元112的净水 机148处。所述驱动组146是一液体泵浦、一离心泵浦及一排量式泵浦中的一种。所述驱 动组146提供额外重力压力，以将收集到的水提取到所述集水槽144外，并通过所述净水机 148转移水。所述净水机148包含任何可对水杀菌的适当装置，例如适当的化学装置、加热 元件、紫外线辐射发射机或其相似物。通过所述净水机148后的水适用合于饮用，并可通过 一液体导管153运送至外部设备或任何储存处。所述系统100另包含一温度测量装置154，以测量周遭空气的温度；以及，一相对 湿度测量装置156，以测量周遭空气的相对湿度。另外，所述系统100另包含一控制器158， 以控制所述系统100。所述控制器158可结合于一发讯介面模块，以转发任何控制讯号来操 作所述系统100中需要指令、发讯及/或供电的任何电性驱动元件及零件。所述控制器158优选包含一微处理器(未绘示)，以储存及执行软件应用程式或 嵌入码，以根据一预编程指令(pre-programmed instructions)组来产生合适的控制讯号。 测量到的资料另可在所述控制器158内处理，其中处理包含了登入、读取及写入、储存及备 份、分析及显示测量到的及/或控制用的资料。另外，所述控制器158通过有线或无线资料 互换介面(未绘示)来结合于外部计算机设备。最后，供应至所述控制器158及系统100 的电力可为来自输电配送网或移动式发电机(例如使用在船舶、游艇、旅行拖车、钻油井平 台、建筑工地及其他相似场所使用的发电机)的单相或多相交流电。或者，电力可由直流电 来供应。图2揭示所述系统100的操作流程图200。在一步骤210中，在供应电力至所述 系统100下，所述控制器158激活所述电离器118及通风机124。再者，所述控制器158在 一预设定期间隔采样由所述冷却单元113的温度测量装置142、所述水位测量装置150、所 述系统100的温度测量装置154及相对湿度测量装置156所测量到的资料，以由此获得测 量到的资料。在一步骤212中，所述控制器158接着分析上述测量到的资料，并判断操作模 式，且可显示上述测量到的资料以便所述系统100的一操作员进行视觉监控。
接着，在一步骤214中，所述控制器158根据所述步骤212判断的操作模式来撷取 (retrieve)所需的控制讯号。再者，在一步骤216中，所述控制器158基于上述测量到的 资料来查找所述系统100的所需元件的所需控制讯号。最后，在一步骤218中，由所述步骤 214及216提供的对应控制讯号被传送至所述系统100的对应元件。所述系统100的操作例系提供如下文(a)当所述温度测量装置154测量到的所述周遭温度大于一第一预设阀值TLAQ1 时；(b)当所述相对湿度测量装置156测量到的所述周遭相对湿度大于一第一预设水平 RHL01时；(c)当所述温度测量装置142测量到的所述冷却部132的液体的温度低于一预设 阀值TLChi时；(d)当所述水位测量装置150侦测到的所述集水槽144内的水位未达到一预 设水位WLChi时；以及(e)若具有一外部储水槽(结合于所述系统100)且所述外部储水槽 未显示“满水”状态(未绘示)时，所述控制器158将选择一第一操作模式，其标示为一“正 常”模式。若符合上述条件，所述控制器158将开启所述起动器阀门138，以允许来自所述冷 却部132的液体流入所述第一液体管道128。再者，所述控制器158激活所述液体泵浦140， 以通过所述第一液体管道128输送所述液体至所述冷凝器部120。所述液体接着利用所述 第二液体管道130而由所述冷凝器部120循环回到所述冷却部132。在所述电离空气与所 述冷凝器部120的热性交互作用期间，通过所述冷凝器部120的所述液体接收所述电离空 气的热能。所述液体接着可被运送至所述通道111的冷却部132，以便在通过所述冷凝器部 120之后进行再冷却。通过所述通道111的所述液体基本上是等压的(isobaric)。由所述通风机124产生的过量气流可能防碍由所述周遭空气提取水蒸气。因此， 由所述通风机124产生的所述气流的速度应优选控制在一预设最佳化速率。所述控制器 158可控制所述通风机124，及所述控制器158通过调整所述通风机124的风扇速度来获 得一预设气流。在所述第一操作模式中，所述控制器158将所述通风机124的风扇速度设 定成低速或中速。所述周遭空气接着可被控制而利用所述通风机124诱导至所述系统100 内。进入的空气首先通过所述空气过滤器122，接着通过所述电离器118产生的一电离场 (ionising field)。所述电离空气接着通过所述冷凝器部120，并围绕在所述冷凝器部120 的表面，在此处发生水蒸气的凝结。在凝结后获得的水滴则滴到所述集水盘126上，并被导 引至所述集水槽144内。所述水位测量装置150测量所述集水槽144内的水位，以侦测预 设高水位(WLChi)及低水位(WLCl。)。在所述正常模式期间及当所述水位测量装置150测量到的水位达到一预设水位 的低水位(WLCl。)时，所述集水槽144内的净水器152将被所述控制器158依一连续性或定 期的基准来进行激活，使得所述净水器152周期性的被激活了一第一段持续时间WPUm，及 停止激活一第二段持续时间WPU^^。当所述水位测量装置150测量到的水位侦测到为一预 设高水位(WLChi)时，及若具有所述外部储水槽且所述外部储水槽未显示“满水”状态时，所 述控制器158激活所述驱动组146，以便将来自所述集水槽144的水传送至通过所述集水单 元112的净水机148。所述控制器158可依一连续性或定期的基准来激活所述净水机148(a)当所述温度测量装置154测量到的所述周遭温度介于所述第一预设阀值TUV 及一第二预设阀值TLAm之间时；(b)当所述相对湿度测量装置156测量到的所述周遭相对 湿度等于或大于所述预设水平RHLm时；(c)当所述温度测量装置142测量到的所述冷却部
9132的液体的温度等于或低于所述预设阀值TLCm时；(d)当所述水位测量装置150侦测到 的所述集水槽144内的水位未达到所述预设水位WLChi时；及(e)若具有所述外部储水槽 (结合于所述系统100)且所述外部储水槽未显示“满水”状态(未绘示)时，所述控制器 158选择一第二操作模式，其标示为一“冰冷”模式。若符合上述条件，所述控制器158将通过如所述“正常”模式所执行的相同控制及 决策步骤来操作所述系统100。唯一例外是当所述周遭空气的温度较低时，所述通风机124 的风扇速度被设定成高速，以增加所述冷凝器部120的邻近区域内的空气循环，以造成较 高的水蒸气凝结效率。(a)当所述温度测量装置154测量到的所述周遭温度低于所述第二预设阀值TLAm 时；或(b)当所述相对湿度测量装置156测量到的所述周遭相对湿度低于一第二预设水平 RHL02时；或(c)当所述温度测量装置142测量到的所述冷却部132的液体的温度高于一预 设阀值TLChi时；或(d)当所述水位测量装置150侦测到的所述集水槽144内的水位等于或 超过所述预设水位WLChi时；或(e)若具有所述外部储水槽(结合于所述系统100)且所述 外部储水槽显示“满水”状态(未绘示)时，所述控制器158选择一第三操作模式，其标示 为一“暂停”模式。若符合上述条件的任一个，所述控制器158将停止所有提取水蒸气所需的步骤。 然而，所述电离器118及通风机124可继续通过所述控制器158的控制来运作。有需要的 话，所述控制器158亦可继续监控所有测量装置。再者，所述集水槽144内的水位应在WLCm 之上，所述控制器158可继续依一连续性或定期的基准来激活所述集水槽144的净水器 152。所述系统100内优选用来提取大气水分的实例参数如下1)TLA01 = 25°C及TLAm = 15°C，其做为用以区分所述操作模式的温度阀值；2)RHL01 = 50%及RHI^ = 25%，其做为用以区分所述操作模式的相对湿度阀值；3)TLClo = 5°C及TLChi = 15°C，其做为受所述冷却部132冷却的液体的温度阀值， 用以激活及停止激活所述起动器阀门138及驱动组146 ；及4)WPU0N1 = 30秒及WPUQFF1 = 45秒，用以周期性激活及中断所述集水槽144的净 水器152的运作时间。所述由周遭空气提取水蒸气以获得饮用水的系统100提供一解决方案，以收获水 分而不需广大的用水配送网。因此，所述系统100适合用于室内、室外、固定式及移动式设 备。再者，由于所述系统100可使用外部冷却来源(例如现有冷冻及中央空调系统)以提 取所述液体的热能而冷却所述液体，因此所述系统100提供一个具成本效益的制水系统， 并仅需较少的设备、运作以及维修的成本。另外，所述系统100在一周遭空气温度低到15°C下时亦可运作，因此使所述系统 100适合用于许多室内及室外、固定式及移动式的应用，不止可使用在热带地区，亦可用于 周遭空气温度已低于现有系统设计所能运转的温度之下的温带地区。如上所述，一大气水分提取系统及一提取大气水分的方法已根据本发明的一实施 例进行说明，以解决上述缺点之至少一个。虽然仅揭露本发明的一个实施例，但本发明并不 限于上述元件的特定形式或配置，熟悉本领域的技术人员鉴于上述揭露应可理解可在不违 反本发明的范围及精神下进行各种改变及/或修改。
权利要求
一种大气水分提取系统，其特征在于所述大气水分提取系统包含一通道，具有一冷凝器部及一冷却部相互配置以便液体循环通过；一冷却单元，热性连通于所述冷却部，用以由通过所述冷却部的液体中提取热能，以便冷却所述液体，所述液体在通过所述冷却部之后被运送至所述冷凝器部；及一电离器，用以电离周围空气成为电离空气，所述电离空气变成带电，以促使水蒸气附着其上；其中所述电离空气被运送，以热性交互作用于所述通道的冷凝器部，以将所述水蒸气凝结成水滴，并且在所述电离空气与所述冷凝器部的热性交互作用期间，通过所述冷凝器部的所述液体接收来自所述电离空气的热能，所述液体接着在通过所述冷凝器部之后被运送至所述通道的冷却部，以便进行再冷却。
2.如权利要求1所述的大气水分提取系统，其特征在于通过所述通道的所述液体基 本上是等压的。
3.如权利要求1所述的大气水分提取系统，其特征在于另包含一通风机，以将所述 周遭空气移动至所述大气水分提取系统内，所述通风机被操作，以控制所述周遭空气的流 速。
4.如权利要求1所述的大气水分提取系统，其特征在于另包含一空气过滤器，以过 滤被所述电离器接收的所述周遭空气。
5.如权利要求1所述的大气水分提取系统，其特征在于所述冷却单元包含一驱动组， 以将所述液体由所述冷却单元移动至所述通道的冷凝器部。
6.如权利要求5所述的大气水分提取系统，其特征在于所述驱动组包含一起动器阀 门以及包含一液体泵浦、一排量式泵浦及一离心泵浦中的一种。
7.如权利要求5所述的大气水分提取系统，其特征在于所述冷却单元另包含一温度 测量装置，以测量所述液体的温度。
8.如权利要求4所述的大气水分提取系统，其特征在于所述冷却单元结合一外部冷 却来源，所述外部冷却来源用以提取所述液体的热能。
9.如权利要求1所述的大气水分提取系统，其特征在于另包含一集水盘，用以接收来 自所述冷凝器部的水滴。
10.如权利要求9所述的大气水分提取系统，其特征在于另包含一集水槽，用以接收 来自所述集水盘的水滴。
11.如权利要求10所述的大气水分提取系统，其特征在于所述集水槽包含一水位测 量装置以及一净水器。
12.如权利要求1所述的大气水分提取系统，其特征在于另包含一温度测量装置，以 测量周遭空气的温度；以及，一相对湿度测量装置，以测量所述周遭空气的相对湿度。
13.一种大气水分提取方法，其特征在于所述大气水分提取方法包含提供一通道， 其具有一冷凝器部及一冷却部相互配置以便液体循环通过；提取通过一冷却部的液体的热 能，因而使用一冷却单元来冷却所述液体，所述冷却单元热性连通于所述冷却部，所述液体 在通过所述冷却部之后被运送至所述冷凝器部；及使用一电离器以电离周围空气成为电离空气，所述电离空气变成带电，以促使水蒸气 附着其上；其中所述电离空气被运送，以热性交互作用于所述通道的冷凝器部，以将所述水蒸气 凝结成水滴，并且在所述电离空气与所述冷凝器部的热性交互作用期间，通过所述冷凝器 部的所述液体接收来自所述电离空气的热能，所述液体接着在通过所述冷凝器部之后被运 送至所述通道的冷却部，以便进行再冷却。
14.如权利要求13所述的大气水分提取方法，其特征在于通过所述通道的所述液体 基本上是等压的。
15.如权利要求13所述的大气水分提取方法，其特征在于另包含使用一通风机以移 动所述周遭空气，所述通风机可被操作，以控制所述被移动的周遭空气的流速。
16.如权利要求13所述的大气水分提取方法，其特征在于另包含使用一空气过滤器 以过滤被所述电离器接收的所述周遭空气。
17.如权利要求13所述的大气水分提取方法，其特征在于所述冷却单元包含一驱动 组，以将所述液体由所述冷却单元移动至所述通道的冷凝器部。
18.如权利要求17所述的大气水分提取方法，其特征在于所述驱动组包含一起动器 阀门以及包含一液体泵浦、一排量式泵浦及一离心泵浦中的一种。
19.如权利要求17所述的大气水分提取方法，其特征在于所述冷却单元另包含一温 度测量装置，以测量所述液体的温度。
20.如权利要求16所述的大气水分提取方法，其特征在于所述冷却单元结合一外部 冷却来源，所述外部冷却来源用以提取所述液体的热能。
21.如权利要求13所述的大气水分提取方法，其特征在于另包含使用一集水盘以接 收来自所述冷凝器部的水滴。
22.如权利要求21所述的大气水分提取方法，其特征在于另包含使用一集水槽以接 收来自所述集水盘的水滴。
23.如权利要求22所述的大气水分提取方法，其特征在于所述集水槽包含一水位测 量装置以及一净水器。
24.如权利要求13所述的大气水分提取方法，其特征在于另包含提供一温度测量装 置，以测量周遭空气的温度；以及，提供一相对湿度测量装置，以测量所述周遭空气的相对 湿度。
25.一种大气水分提取系统，其特征在于所述大气水分提取系统包含一电离器，用 以电离周围空气，以由此获得电离空气，所述电离空气变成带电，以促使水蒸气附着其上； 及一冷凝器部，位于所述电离器旁，以将在所述电离空气内的水蒸气凝结成水滴。
全文摘要
地球主要由水体，及存在地表上的水分、在土壤内的含水层内的地下水，以及在大气中的水气所组成。然而，所有地上的水分，只有小于3％是淡水。由于许多因素，例如气候改变、环境污染以及人口成长，淡水来源的可获取量正快速的减少。再者，关于使用现有技术来提供饮用水仍存在许多的问题。克服上述问题的一种方法是由大气提取水分。然而，现有商业系统的硬件成本相对较高，且其在性能方面并无效率。本发明的一实施例提供一种通过提取大气水分来获得饮用水的系统及方法。
文档编号B01D53/26GK101932374SQ200880119269
公开日2010年12月29日 申请日期2008年7月18日 优先权日2007年10月1日
发明者胡志强 申请人:胡志强;张欣慧