[發明專利]飲用水生成系統和方法

無效

• 申請號: 201210063974.5
• 申請日: 2012-03-12
• 公開（公告）號: CN102733451A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 韋恩·費雷拉;亨利-詹姆士·泰勒曼
• 申請（專利權）人: 藍色生態有限公司
• 主分類號: E03B3/28
• 分類號: E03B3/28
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理事務所(普通合伙) 11270
• 代理人: 武晨燕;張穎玲

技術領域

本發明領域涉及水的產生和凈化，尤其涉及從大氣濕氣中產生飲用水。

背景技術

水的需求是普遍的，在許多地方，可靠的干凈水源不足以滿足人類的需求。缺乏干凈的水可歸因于基礎設施損壞，比如地震或洪水造成的供水系統的損壞。缺乏干凈的水還可歸因于遷移，比如戰爭期間人口遷徙到難民營。

難以快速有效地提供干凈的水。水很重，將水運輸到需要水的地區可能會很昂貴。掘井和建立水處理設施需要時間、精力、和設備。

當露點(dew?point)低時，難以從濕氣中獲取液態水。

需要能夠可靠快速地提供干凈的水的系統。

現有技術公開了在受控的室內環境下從大氣濕氣中少量收集水的方法和系統，在該室內環境中溫度暖和并且濕度水平中等或濕度水平高。

發明內容

本申請公開了在不受控的室外環境下從大氣水分中大量收集水的系統和方法，在不受控的室外環境中溫度可較低且濕度水平可較低。

技術問題

存在一些涉及從大氣水分或地表水源產生和凈化飲用水的挑戰。難以提供可移動、容易安裝、模塊化、無需基礎設施供水或供電就能夠運轉、衛生、在控制接口中設計多元化應用、利用日常維護所需要的最少技術就可維護、針對室外應用當溫度起伏時足夠堅固耐用、并且當露點低時能夠從濕氣中產生水的系統。

結合了系統、裝置和方法來描述和闡述以下實施例及其各個方面，這些實施例和及其各個方面是示意性和闡述性的，并非在范圍上進行限制。在各種實施例中，已經減少或消除一個或多個上述問題，而其他實施例涉及其他改進。

技術方案

公開了一些技術方案，以便解決與環境耐受性、能量效率、易于操作、考慮到了運輸、以及在低溫和低濕度水平下進行操作有關的挑戰。

在室外區域中通常需要為人類和牲畜產生飲用水。因為系統可安裝在沒有進行環境控制的室外或設施內，所以環境耐受性是重要的。該系統的實施例設計成承受凍結溫度且在接近凍結的低溫中運轉。一種技術方案包括使用金屬過濾外殼，該外殼在水凍結或升溫時在水膨脹施加的壓力下抗裂。

所述系統的實施例可在有一般的溫度起伏的室外運轉。當露點低時，為了從空氣中獲取水，蒸發器冷卻到水蒸氣在該蒸發器表面沉積成冰的點。然后蒸發器循環通過加熱階段，以融化冰并且生成液態水。霜的聚集是有利的，當露點低時霜聚集能夠收集水。通常，當相對濕度水平低時露點低。相對濕度為實際濕度量相對于相同的溫度和壓力下可能的最大濕度量。因為較冷的空氣不保持同樣多的水分，所以通常當空氣溫度低時，露點也低。通過結霜和融化來進行的循環，允許系統在其他不利于通過除濕產生水的條件下，相當有效率地從周圍空氣中收集水。

微生物、重金屬、農業的化學副產品以及其他污染物可污染地表水。通過過濾和輻照，可中和或去除這些污染物。一些公開的實施例使用反滲透、碳過濾器、沸石過濾器、臭氧以及紫外光產生供消耗的飲用水。

所述系統的實施例設計成抵抗有害生物和昆蟲。濾網覆蓋通氣孔，導管和面板覆蓋電線。內部空間易于人工檢查。

因為所述系統需要電力來運轉，所以能量效率很重要。可限制電力供應。在一個實施例中，包括了柴油發電機。在另一個實施例中，包括了太陽能電池板。在另一個實施例中，系統使用風力渦輪機提供能量。在另一個實施例中，由常規電力公用基礎設施提供電力。為了保存能量，使用可變壓縮機。為了進一步提高效率，將風扇設置為優化通過系統的氣流。利用臭氧、紫外光、化學添加劑、熱量、微過濾、或其組合可實現衛生處理。重力可協助液態水流過過濾器。可編程邏輯控制器(PLC)可控制泵的運作。可編程邏輯控制器可對需要電力的處理進行調節。可對可編程邏輯控制器進行編程，以便優化能量消耗或從一天中與能量消耗高峰相關時間中的能量使用轉變成非高峰時間中的能量使用。可預編程能量優化設置或生產優化設置。

所述系統可包括多種特征(feature)以方便使用。人機界面可提供多種語言，允許用戶選擇語言，還可包括象形圖標和觸摸屏控制。為多輸入和多輸出來設計可編程邏輯控制器。可編程邏輯控制器有較廣溫度范圍的耐受性、不受電氣噪聲的影響、并且抗振動和沖擊。需要定期更換或手動調整的部分系統設置在可接觸的位置。

為了便于運輸，水系統的實施例設置為適合標準船運集裝箱或標準車箱。在一個實施例中，公開了集成灌裝系統(integrated?bottling?system)，便于分配所產生的水。