CN106677261A - 一种从空气中收集水的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种从空气中收集水的方法和装置。本发明特别在环境温度、气压、蒸气压、相对湿度等参数较低时，采集冷凝器的高温气体进行冷凝处理。由于气体的温度与冷凝面的温差较大，气体的热量可以快速、大量地释放，使空气中的水蒸气有足够的热力学动力进行液化，最终有效提高冷凝水的效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种收集水的方法和装置，具体涉及一种从空气中收集水的方法和装置。
背景技术
空气取水主要针对室外自然空气，并将空气中的水蒸气尽可能地转化为更多的液态水。从空气中取水是解决水资源不足的重要途径。
从空气中制取淡水，主要有两种方法 ( 详见论文“空气取水技术的研究进展”，《化工进展》，2011 年第 30 卷第 8 期 P1664 ～ 1669) ：
1、冷却取水 ：冷却湿空气，使其达到露点温度以下，凝结出水。该方法一般采用压缩机对冷媒进行加压，并通过冷凝器将冷媒释放的热量转移到环境中；冷媒经蒸发器急速降压而降温，经换热管道降低冷凝面的温度，进而在冷凝面上冷却湿空气。该方法受空气的温度、湿度、气压等因素影响较大，例如在空气含湿量大的情况下效率高，取水量大，但当空气含湿量小时，随着空气露点温度降低，取水效率急剧下降，甚至无法取水。又例如由于冷凝器其冷凝面的温度必须在水的凝固点之上（冷凝面温度低于凝固点，冷凝在冷凝面上的水将凝结），当环境空气温度较低，空气与冷凝面的温差较小，空气中的水汽无法快速释放出潜热（相变焓）而液化，导致现有的冷却取水方法同样无法再低温环境下使用。
2、吸附取水 ：利用吸湿性强的固体或液体干燥剂吸收空气中的水分，再加热解吸，凝结水蒸气得到淡水。这类方法可以从含湿量很小的空气中将水分吸取出来，然而，其加热解吸过程耗能大，过程不连续，且在空气含湿量小时，效率也不高。
因此，亟需一种能够在干燥、低温环境中高效集水的空气集水方法和装置。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种能够在干燥、低温环境中高效集水的空气集水方法和装置。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种从空气中收集水的方法,包括如下步骤：
S1.预设一临界环境参数；
S2.采集实时环境参数，并将其与所述临界环境参数进行对比；
S3.提供一用于冷凝空气的冷凝面；当实时环境参数高于所述临界环境参数，直接从环境中采集空气，使空气与冷凝面接触并降温至露点，收集冷凝面上的液态水；当实时环境参数低于所述临界环境参数，从压缩机的用于冷凝冷媒的冷凝器处收集流经冷凝器的空气或/和采用加热装置加热后的空气，再使空气与冷凝面接触并降温至露点，收集冷凝面上的液态水。
临界环境参数可以是环境空气的温度、湿度、蒸气压、大气压或相对湿度等对水的冷凝效率有影响的环境因素的数值或由这些数值可以计算出的系数（可采用现有技术计算），其数值具体的大小可以根据各因素与冷凝水效率的关系由用户自行调整。当温度、气压、蒸气压、相对湿度较高时，水较容易液化，冷凝面可以直接从环境中采集空气冷凝出液态水。本发明特别在环境温度、气压、蒸气压、相对湿度等参数较低时，使冷凝面采集加热后的空气进行冷凝处理，由于气体的温度与冷凝器冷凝面的温差较大，气体的热量可以快速、大量地释放，使空气中的水蒸气有足够的热力学动力进行液化，最终有效提高冷凝水的效率。同时，冷空气其饱和蒸气压较大，周围冷空气的水分更容易被富集到热空气中，进而提高热空气中的绝对湿度（含水量），进一步提高水液化的效率。本发明中，热空气可以从与压缩机连接的冷凝器处采集，也可以单独设置一加热机加热冷凝器进气口处的空气。从冷凝器处采集空气，可充分利用压缩机的余热，降低制水过程的能耗。但对于气温较低的环境，仅靠压冷凝器无法充分提高空气的温度，此时可利用一加热装置单独或辅助加热空气。加热装置可选用任意一种现有技术实现，如设置在进气口处的电热丝、电热陶瓷片等。相对于提高压力、采用吸水剂富集水分等手段，本发明回收压缩机高温空气进行冷凝的方式其能耗更低、效果更佳，尤其适用于在干燥、低温的环境下从空气中集水。实时环境参数可以采用相关的传感器实现。所述冷凝器和压缩机可选用任意一种现有技术实现，如申请号为201010226267.4的中国实用新型专利所记载的压缩机和冷凝器。冷凝面则可选用任意一种利用冷媒冷凝湿空气的现有技术实现，如申请号为201510100620.7的中国发明专利中的“冷凝区”或公知常识中的冷凝管。还包括必要的蒸发器、风机等结构，不在赘述。
进一步的，所述临界环境参数为空气温度数值、气压值、水蒸气压值、空气相对湿度值或空气绝对湿度值中的至少一种；所述实时环境参数为与所述临界环境参数种类相同的实时环境参数。
优选的，所述临界环境参数为空气温度值；所述实时环境参数为环境的空气温度。
经过测试，空气的温度对水汽冷凝的效率影响最高，因此本发明的临界环境参数可以只选定空气温度值；s2具体可以为采集环境的空气温度，与预设的临界环境参数进行对比。
更进一步的，所述临界环境参数为根据空气温度数值、气压值、水蒸气压值、空气相对湿度值或空气绝对湿度值中的至少一种数值所获得的系数；所述实时环境参数为环境中与所述临界环境参数同类的系数。
除了对直接的空气温度数值、气压值、水蒸气压值、空气相对湿度值或空气绝对湿度值等因素的数值进行对比之外，本发明还可以对由上述因素数值间接获得的数值（系数）进行对比。
更进一步的，所述临界环境参数为空气温度数值、气压值、水蒸气压值、空气相对湿度值或空气绝对湿度值中的多种；还包括根据实时环境参数与冷凝水量的相关性大小，赋予其相应的、呈正相关的权重系数；所述步骤S3中，还包括将高于临界环境参数的实时环境参数其权重系数相加获得第一权重系数和、将低于临界环境参数的实时环境参数其权重系数相加获得第二权重系数和；当第一权重系数和高于第二权重系数和，直接从环境中采集空气，使空气与冷凝面接触并降温至露点，收集冷凝面上的液态水；当第一权重系数和低于第二权重系数和，从冷凝器处收集流经冷凝器的空气，使空气与冷凝面接触并降温至露点，收集冷凝面上的液态水。
由于各种环境因素对水的冷凝效率影响强度并不一致，本发明在判断是否应该从冷凝器中回收空气进入冷凝面时，如果同时参考多种环境因素，还必须给每种环境因素分配不同的权重系数（对水冷凝效率越大的环境因素其权重系数越大），通过对比各个数值权重系数的大小，最终决定是否应当从冷凝器中回收高温空气进行冷凝。权重系数的具体数值，可以根据各环境因素对水的冷凝量、冷凝效率的相关系数的比例进行设定（以各因素的相关系数的比直接作为权重系数）。这样便可有效提高判断结果的准确率，确保设备可以正常运行。
作为可选的方案，所述临界环境参数为空气温度数值、气压值、水蒸气压值、空气相对湿度值或空气绝对湿度值中的多种；还包括根据实时环境参数与冷凝水量的相关性大小，赋予其相应的、呈正相关的权重系数；所述步骤S3中，还包括预设一第二权重系数和以及将高于临界环境参数的实时环境参数其权重系数相加获得第一权重系数和；当第一权重系数和高于第二权重系数和，直接从环境中采集空气，使空气与冷凝面接触并降温至露点，收集冷凝面上的液态水；当第一权重系数和低于第二权重系数和，冷凝器从冷凝器处收集流经冷凝器的空气，使空气与冷凝面接触并降温至露点，收集冷凝面上的液态水。
除了将处于临界环境参数上下两侧的权重系数和进行对比，本发明还可以预设一第二权重系数和，直接将第一权重系数和与预设的数值进行对比，判断是否应当从冷凝器处回收加热的空气进行冷凝。
可选择的，所述步骤s3还包括当实时环境参数低于所述临界环境参数，增加冷凝面与空气的接触面积和/或提高空气流进冷凝面的速度。
增加冷凝面与空气的接触面积或提高空气流经冷凝面的速度，也可以有效提高水的冷凝速度。具体而言，可选用可变面积的冷凝面，如折叠式、滑动式的冷凝面，或者在冷凝面表面假装一可滑动的挡板（任意一种用于遮挡空气的现有技术的滑动挡板即可）。
本发明还提供一种从空气中收集水的装置，包括依次通过冷媒管道连接的压缩机、冷凝器、蒸发器以及冷凝组件；所述冷凝组件包括冷凝室，冷凝室内设有至少一个用于与空气接触的冷凝面；冷凝室还设有用于吸入或排出空气的第一空气交换口以及第二空气交换口；所述冷凝器设置在第二空气交换口外侧；所述压缩机、冷凝器、蒸发器、冷凝面通过冷媒管道依次连接构成闭合的冷媒循环管路；冷凝组件还包括设置在第一空气交换口或第二空气交换口处的、可正反转的风机。
所述冷凝器、蒸发器和压缩机均可选用现有技术实现。所述压缩机、冷凝器、蒸发器、冷凝面通过冷媒管道依次连接构成闭合的冷媒循环管路，冷媒循环管路内流动有冷媒（如水）。冷媒在压缩机中被压缩，进入冷凝器（冷凝器选用现有技术实现，包括必要的固定结构、散热结构等）内对空气散热、降温，再进入蒸发器内汽化降温，进入冷凝面，使冷凝面降温，完成一次循环。空气首先在冷凝面冷凝、降温，再经过第二空气交换口进入冷凝器，与第二空气交换口接触完成换热，最终排出。由于空气先经冷凝再进入压缩机，其温度更低而有利于提高压缩机的制冷效果、降低压缩机的能耗。本发明特别选择可正反转的风机，通过风机反转可以使空气从第二空气交换口进入，经与冷凝器热交换升温后接触冷凝面，利用增加空气与冷凝面的温度差（△t）来促进空气中水汽潜热的释放，最终提高冷凝效率、增加冷凝水的产量。直接回收压缩机的废气，也有利于降低设备能耗，同时减少设备运行时对环境的影响。所述可正反转风机结构及控制方法可选用任意一种现有技术实现，例如申请号为201210270226.4、201020214350.5、201020687015.7所公开的技术。冷媒管道的安装方式也可采用任意一种现有技术实现。
作为可选的实施方式，本发明还包括控制单元、传感器；所述控制单元与传感器通信连接，接收传感器所采集的信号；所述控制单元与风机的电机连接，对电机输出电流以控制电机的转向；所述传感器为温度传感器、压力传感器、湿度传感器中的至少一种。
所述控制单元、传感器均可选用现有技术实现。温度传感器如申请号为200780028147.X所公开的温度传感器。压力传感器如申请号200780035468.2所公开的压力传感器。湿度传感器如200880119247.8所公开的湿度传感器。
作为可选的实施方式，所述风机为可调转速风机和/或所述冷凝面为可变面积的冷凝面。通过改变风机转速便可改变流经冷凝面的空气流速和流量，以控制制水的速度。改变冷凝面的面积也可达到上述效果。本发明中，可变面积的冷凝面选用现有技术实现，如可折叠的冷凝面或在冷凝面上加装挡板。其动作可以通过控制单元控制电机驱动，也可人工移动调节。均可选用现有技术实现。风机采用变频电机驱动，可便于调节风机转速。所述可变面积的冷凝面其包括冷凝面本体以及可滑动安装在第一空气交换口或第二空气交换口外侧的挡板。所述冷凝面包括冷凝面本体，所述冷凝面本体由至少一个或多个首尾相接的蛇形管组成，所述蛇形管的一端通过所述冷媒管道与蒸发器连通，另一端通过所述冷媒管道与所述压缩机连通。所述冷凝面的下方设有集水组件。
本发明还提供一种从空气中收集水的装置，包括依次通过冷媒管道连接的压缩机、冷凝器、蒸发器以及冷凝组件；所述冷凝组件包括冷凝室，冷凝室内设有至少一个用于与空气接触的冷凝面；冷凝室还设有用于吸入空气的第一空气交换口以及用于排出空气的第二空气交换口；所述压缩机、冷凝器、蒸发器、冷凝面通过冷媒管道依次连接构成闭合的冷媒循环管路；冷凝组件还包括设置在第一空气交换口或第二空气交换口处的风机；还包括设置在第一空气交换口处的加热器。
本发明还提供一种直接对进气口处空气加热的装置。所述加热器可以选用任意一种现有技术实现，如电热丝。
进一步的，还包括控制单元、传感器；所述控制单元与传感器通信连接，接收传感器所采集的信号；所述控制单元与风机的电机连接，对电机输出电流以控制电机的转向；所述传感器为温度传感器、压力传感器、湿度传感器中的至少一种。
进一步的，所述风机为可调转速风机和/或所述冷凝面为可变面积的冷凝面。
附图说明
图1是实施例1的流程框图。
图2是实施例2的流程框图。
图3是实施例7的结构示意图。
图4是实施例7的另一结构框图。
图5是实施例7挡板位置调节状态示意图。
图6是实施例8的结构示意图。
图7是实施例9的结构示意图。
图8是可变面积冷凝面的另一实施例断面结构示意图。
图9是可变面积冷凝面的另一实施例状态变化示意图。
图10是实施例10的结构示意图。
图11是可变面积冷凝面的另一实施例断面结构示意图。
图12是可变面积冷凝面的另一实施例状态变化示意图。
图13是可变面积冷凝面的另一实施例断面结构示意图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解，下面将结合附图以及实施例对本发明作进一步详细描述：
实施例1
本实施例提供一种从空气中收集水的方法,如图1，包括如下步骤：
S1.预设一空气温度数值；
S2.采集实时空气温度数值，并将其与预设的空气温度数值进行对比；
S3.提供一用于冷凝空气的冷凝面；当实时空气温度数值高于预设值，直接从环境中采集空气，使空气与冷凝面接触并降温至露点，收集冷凝面上的液态水；当实时空气温度数值低于预设值，从压缩机的用于冷凝冷媒的冷凝器处收集流经冷凝器的空气或/和采用加热装置加热后的空气，再使空气与冷凝面接触并降温至露点，收集冷凝面上的液态水。
本实施例中，环境空气温度数值采用温度传感器实时采集。
所述步骤s3还包括当环境空气温度数值低于所述预设空气温度数值，增加冷凝面与空气的接触面积和提高空气流进冷凝面的速度。
实施例2
本实施例提供一种从空气中收集水的方法,如图2，包括如下步骤：
S1.预设一空气相对湿度数值；
S2.采集环境空气相对湿度数值，并将其与预设空气相对湿度数值进行对比；
S3. 提供一用于冷凝空气的冷凝面；当实时空气相对湿度数值高于预设值，直接从环境中采集空气，使空气与冷凝面接触并降温至露点，收集冷凝面上的液态水；当实时空气相对湿度数值低于预设值，从压缩机的用于冷凝冷媒的冷凝器处收集流经冷凝器的空气或/和采用加热装置加热后的空气，再使空气与冷凝面接触并降温至露点，收集冷凝面上的液态水。
本实施例中，环境空气相对湿度数值采用湿度传感器实时采集空气的绝对湿度后根据相对湿度公式计算而得。
所述步骤s3还包括当环境空气相对湿度数值低于所述预设空气相对湿度数值，增加冷凝面与空气的接触面积。
实施例3
本实施例提供一种从空气中收集水的方法,包括如下步骤：
S1.预设一临界环境温度；
S2.采集实时环境温度，并将其与所述临界环境温度进行对比；
S3. 提供一用于冷凝空气的冷凝面；当实时空气温度数值高于预设值，直接从环境中采集空气，使空气与冷凝面接触并降温至露点，收集冷凝面上的液态水；当实时空气温度数值低于预设值，从压缩机的用于冷凝冷媒的冷凝器处收集流经冷凝器的空气或/和采用加热装置加热后的空气，再使空气与冷凝面接触并降温至露点，收集冷凝面上的液态水。
实施例4
本实施例提供一种从空气中收集水的方法,包括如下步骤：
S1.预设一临界环境温度；
S2.采集实时环境温度，并将其与所述临界环境温度进行对比；
S3.当实时环境温度高于所述临界环境温度，冷凝面直接从环境中采集空气，使空气与冷凝面接触并降温至露点，收集冷凝面上的液态水；当实时环境温度低于所述临界环境温度，采用加热装置加热后的空气，使空气与冷凝面接触并降温至露点，收集冷凝面上的液态水。
实施例5
本实施例提供一种从空气中收集水的方法,包括如下步骤：
S1.预设一临界环境参数；
S2.采集实时环境参数，并将其与所述临界环境参数进行对比；
S3.当实时环境参数高于所述临界环境参数，直接从环境中采集空气，使空气与冷凝面接触并降温至露点，收集冷凝面上的液态水；当实时环境参数低于所述临界环境参数，从冷凝器处收集流经冷凝器的空气或/和采用加热装置加热后的空气，使空气与冷凝面接触并降温至露点，收集冷凝面上的液态水。所述临界环境参数为空气温度数值、气压值、绝对湿度值中的三种；还包括根据实时环境参数与冷凝水量的相关性大小，赋予其相应的、呈正相关的权重系数；所述步骤S3中，还包括将高于临界环境参数的实时环境参数其权重系数相加获得第一权重系数和、将低于临界环境参数的实时环境参数其权重系数相加获得第二权重系数和；当第一权重系数和高于第二权重系数和，直接从环境中采集空气，使空气与冷凝面接触并降温至露点，收集冷凝面上的液态水；当第一权重系数和低于第二权重系数和，从压缩机处收集压缩机排出的空气，使空气与冷凝面接触并降温至露点，收集冷凝面上的液态水。
本实施例中，在A地区进行冷凝实验，测试不同温度下绝对湿度和大气压对冷凝效率的影响、测试不同绝对湿度下温度和大气压对冷凝效率的影响、测试不同大气压下绝对湿度和温度对冷凝效率的影响，记录数据并获得三个环境因素对冷凝效率的影响系数a1、a2、a3。假设测试得实时温度高于临界温度、实时气压小于临界气压、实时绝对湿度高于临界绝对湿度，若a1＞a2+a3，则冷凝器直接从大气中采集空气。反之，则冷凝器从压缩机的散热器中采集空气进行冷凝。
实施例6
本实施例提供一种从空气中收集水的方法,包括如下步骤：
S1.预设一临界环境参数；
S2.采集实时环境参数，并将其与所述临界环境参数进行对比；
S3.当实时环境参数高于所述临界环境参数，直接从环境中采集空气，使空气与冷凝面接触并降温至露点，收集冷凝面上的液态水；当实时环境参数低于所述临界环境参数，从冷凝器处收集被加热的空气或/和采用加热装置加热后的空气，使空气与冷凝面接触并降温至露点，收集冷凝面上的液态水。
所述临界环境参数为空气温度数值、气压值、水蒸气压值、空气相对湿度值或空气绝对湿度值中的多种；还包括根据实时环境参数与冷凝水量的相关性大小，赋予其相应的、呈正相关的权重系数；所述步骤S3中，还包括预设一第二权重系数和以及将高于临界环境参数的实时环境参数其权重系数相加获得第一权重系数和；当第一权重系数和高于第二权重系数和，直接从环境中采集空气，使空气与冷凝面接触并降温至露点，收集冷凝面上的液态水；当第一权重系数和低于第二权重系数和，从压缩机处收集压缩机排出的空气，使空气与冷凝面接触并降温至露点，收集冷凝面上的液态水。
实施例7
本实施例提供一种从空气中收集水的装置，如图3包括依次通过冷媒管道连接的压缩机1、冷凝器2、蒸发器3以及冷凝组件；所述冷凝组件包括冷凝室41，冷凝室内设有至少一个用于与空气接触的冷凝面42（本实施例中，选优现有技术用于冷凝的蛇形管，冷媒经蒸发器降压、降温后，进入蛇形管，铜管蛇形管壁与空气进行热交换，冷凝空气）；冷凝室还设有用于吸入或排出空气的第一空气交换口411以及第二空气交换口412；所述冷凝器设置在第二空气交换口412外侧；所述压缩机1、冷凝器2、蒸发器3、冷凝面42通过冷媒管道依次连接构成闭合的冷媒循环管路；冷凝组件还包括设置在第一空气交换口处的、可正反转的风机43。本实施例中，所述可正反转的风机选用申请号为201020214350.5的中国实用新型专利所公开的一种正反转风机实现，其机壳通过焊接固定在第一空气交换口外侧，其叶轮轴心与第一空气交换口轴心重叠。具体的安装方法可依据任意一种现有技术实现，其作为公知常识，是本领域普通技术人员所掌握，本实施例限于篇幅不再赘述。特别的，本实施例中电机可以替换为变频电机。
进一步的，如图4，还包括控制单元、传感器；所述控制单元与传感器通信连接，接收传感器所采集的信号；所述控制单元与风机的电机连接，对电机输出电流以控制电机的转向；所述传感器为温度传感器。
更进一步的，如图5，所述可变面积的冷凝面其包括冷凝面本体（本实施例中为蛇形管）以及可滑动安装在第一空气交换口411外侧的挡板。具体而言，第一空气交换口外侧设置有两个相对的滑槽4111，挡板4112嵌入两个滑槽内。移动挡板，可以控制第一空气交换口打开的大小。此外，冷凝器和压缩机以及蒸发器可选用申请号为201010226267.4的中国发明专利所记载的技术实现。蛇形管的入口如蒸发器通过冷媒管道与蒸发器的出口相连；蛇形管的出口通过冷媒管道与压缩机的入口相连。压缩机、冷凝器、蒸发器可以与冷凝组件分体设置，仅仅通过冷媒管道连接。压缩机、冷凝器、蒸发器不再赘述。还包括必要的循环泵、冷凝器内的热交换器21等结构，不是本申请所要解决的技术问题，可选用现有技术实现，不再赘述。。
本实施例的工作原理如下：
S1.预设一空气温度数值；
S2.采集环境空气温度数值，并将其与预设空气温度数值进行对比；
S3.当环境空气温度数值高于所述预设空气温度数值，风机促使环境空气进入冷凝室，使空气与冷凝面接触并降温至露点，收集冷凝面上的液态水；当环境空气温度数值低于所述预设空气温度数值，风机反转使冷凝器上的空气进入冷凝室，使空气与冷凝面接触并降温至露点，收集冷凝面上的液态水。
本实施例中，环境空气温度数值采用温度传感器实时采集。
所述步骤s3还包括当环境空气温度数值低于所述预设空气温度数值，增加冷凝面与空气的接触面积（滑动调节挡板的位置）和提高空气流进冷凝面的速度（提高风机转速）。
实施例8
本实施例提供一种从空气中收集水的装置，如图6包括依次通过冷媒管道连接的压缩机1、冷凝器2、蒸发器3以及冷凝组件；所述冷凝组件包括冷凝室41，冷凝室内设有至少一个用于与空气接触的冷凝面42（本实施例中，选优现有技术用于冷凝的蛇形管，冷媒经蒸发器降压、降温后，进入蛇形管，铜管蛇形管壁与空气进行热交换，冷凝空气）；冷凝室还设有用于吸入或排出空气的第一空气交换口411以及第二空气交换口412；所述冷凝器设置在第二空气交换口412外侧；所述压缩机1、冷凝器2、蒸发器3、冷凝面42通过冷媒管道依次连接构成闭合的冷媒循环管路；冷凝组件还包括设置在第二空气交换口处的、可正反转的风机43。
进一步的，还包括控制单元、传感器；所述控制单元与传感器通信连接，接收传感器所采集的信号；所述控制单元与风机的电机连接，对电机输出电流以控制电机的转向；所述传感器为湿度传感器、温度传感器及压力传感器。
本实施例中，所述控制单元为单片机。
更进一步的，所述风机为可调转速风机（本实施例选用变频风机）。
实施例9
本实施例提供一种从空气中收集水的装置，如图7，包括依次通过冷媒管道连接的压缩机1、冷凝器2、蒸发器3以及冷凝组件；所述冷凝组件包括冷凝室41，冷凝室内设有一个用于与空气接触的冷凝面42；冷凝室还设有用于吸入空气的第一空气交换口411以及用于排出空气的第二空气交换口412；所述压缩机1、冷凝器2、蒸发器3、冷凝面4通过冷媒管道依次连接构成闭合的冷媒循环管路；冷凝组件还包括设置在第二空气交换口处的风机43还包括设置在第一空气交换口处的加热器44（本实施例为现有技术的电热丝）。
还包括控制单元、传感器；所述控制单元与传感器通信连接，接收传感器所采集的信号；所述控制单元与风机的电机连接，对电机输出电流以控制电机的转向；所述传感器为温度传感器、压力传感器、湿度传感器。
所述风机为可调转速风机和所述冷凝面为可变面积的冷凝面。
所述可变面积的冷凝面其包括冷凝面本体以及覆盖在冷凝面本体表面的、可滑动的挡板。
所述可调转速风机采用变频电机驱动。
所述冷凝面包括冷凝面本体，所述冷凝面本体由至少一个或多个首尾相接的蛇形管组成，所述蛇形管的一端通过所述冷媒管道与蒸发器连通，另一端通过所述冷媒管道与所述压缩机连通。本实施例中，如图7，蛇形管的表面焊接有两个相对的滑槽421，挡板422（选用透明的玻璃制成）嵌入滑槽内。移动挡板可以改变冷凝面暴露的面积（如图8和图9）。
实施例10
本实施例提供一种从空气中收集水的装置，如图10，包括依次通过冷媒管道连接的压缩机1、冷凝器2、蒸发器3以及冷凝组件；所述冷凝组件包括冷凝室41，冷凝室内设有一个用于与空气接触的冷凝面42；冷凝室还设有用于吸入空气的第一空气交换口411以及用于排出空气的第二空气交换口412；所述压缩机1、冷凝器2、蒸发器3、冷凝面4通过冷媒管道依次连接构成闭合的冷媒循环管路；冷凝组件还包括设置在第一空气交换口处的风机43还包括设置在第一空气交换口处的加热器44（本实施例为现有技术的电热丝）。
还包括控制单元、传感器；所述控制单元与传感器通信连接，接收传感器所采集的信号；所述控制单元与风机的电机连接，对电机输出电流以控制电机的转向；所述传感器为温度传感器、压力传感器、湿度传感器。
实施例11
本实施例提供一种从空气中收集水的装置，如图1包括依次通过冷媒管道连接的压缩机1、冷凝器2、蒸发器3以及冷凝组件；所述冷凝组件包括冷凝室41，冷凝室内设有至少一个用于与空气接触的冷凝面42；冷凝室还设有用于吸入或排出空气的第一空气交换口411以及第二空气交换口412；所述冷凝器设置在第二空气交换口412外侧；所述压缩机1、冷凝器2、蒸发器3、冷凝面42通过冷媒管道依次连接构成闭合的冷媒循环管路；冷凝组件还包括设置在第一空气交换口处的、可正反转的风机43。所述风机为可调转速风机和/或所述冷凝面为可变面积的冷凝面。所述冷凝面包括冷凝面本体，所述冷凝面本体由至少一个或多个首尾相接的蛇形管组成，所述蛇形管的一端通过所述冷媒管道与蒸发器连通，另一端通过所述冷媒管道与所述压缩机连通。本实施例中，如图7，蛇形管的表面焊接有两个相对的滑槽421，挡板422（选用透明的玻璃制成）嵌入滑槽内。移动挡板可以改变冷凝面暴露的面积（如图8）。
所述冷凝面的下方设有集水组件（本实施例选用水盆实现，蛇形管表面冷凝的水珠低落水盆，完成收集）。
可变面积的冷凝面还可选用如图11和图12的结构实现。包括至少两块良导热的冷凝面本体51，包埋在本体内的换热管52。相邻的本体51铰接，可以折叠。
可变面积的冷凝面还可选用如图13的结构实现。包括冷凝面本体以及在第一空气交换口411处的L形挡板4112，L形挡板与第一空气交换口的外壁铰接，通过气缸4113驱动L形挡板的一端，便可改变L形挡板另一端遮挡第一空气交换口的角度和面积。
以上为本发明的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，限于篇幅说明书仅对本发明用于克服技术问题的区别特征进行了详细的解释，对于冷凝器型号、压缩机型号、蒸发器型号、各个结构之间连接的具体实现方式、风机如何调速、如何正反转等非本发明创新点的特征的具体实现方式，可以采用本领域普通技术人员通过已经公告的现有技术或公知常识实现。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种从空气中收集水的方法,包括如下步骤：
S1.预设一临界环境参数；
S2.采集实时环境参数，并将其与所述临界环境参数进行对比；
S3.提供一用于冷凝空气的冷凝面；当实时环境参数高于所述临界环境参数，直接从环境中采集空气，使空气与冷凝面接触并降温至露点，收集冷凝面上的液态水；当实时环境参数低于所述临界环境参数，从压缩机的用于冷凝冷媒的冷凝器处收集流经冷凝器的空气或/和采用加热装置加热后的空气，再使空气与冷凝面接触并降温至露点，收集冷凝面上的液态水。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述临界环境参数为空气温度数值、气压值、水蒸气压值、空气相对湿度值或空气绝对湿度值中的至少一种；所述实时环境参数为与所述临界环境参数种类相同的实时环境参数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述临界环境参数为空气温度值；所述实时环境参数为环境的空气温度。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述临界环境参数为根据空气温度数值、气压值、水蒸气压值、空气相对湿度值或空气绝对湿度值中的至少一种数值所获得的系数；所述实时环境参数为环境中与所述临界环境参数同类的系数。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述临界环境参数为空气温度数值、气压值、水蒸气压值、空气相对湿度值或空气绝对湿度值中的多种；还包括根据实时环境参数与冷凝水量的相关性大小，赋予其相应的、呈正相关的权重系数；所述步骤S3中，还包括将高于临界环境参数的实时环境参数其权重系数相加获得第一权重系数和、将低于临界环境参数的实时环境参数其权重系数相加获得第二权重系数和；当第一权重系数和高于第二权重系数和，直接从环境中采集空气，使空气与冷凝面接触并降温至露点，收集冷凝面上的液态水；当第一权重系数和低于第二权重系数和，从冷凝器处收集流经冷凝器的空气，使空气与冷凝面接触并降温至露点，收集冷凝面上的液态水。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于：所述步骤s3还包括当实时环境参数低于所述临界环境参数，增加冷凝面与空气的接触面积和/或提高空气流进冷凝面的速度。
7.一种从空气中收集水的装置，包括依次通过冷媒管道连接的压缩机、蒸发器、冷凝器以及冷凝组件；所述冷凝组件包括冷凝室，冷凝室内设有至少一个用于与空气接触的冷凝面；冷凝室还设有用于吸入或排出空气的第一空气交换口以及第二空气交换口；其特征在于：所述冷凝器设置在第二空气交换口外侧；所述压缩机、冷凝器、蒸发器、冷凝面通过冷媒管道依次连接构成闭合的冷媒循环管路；冷凝组件还包括设置在第一空气交换口或第二空气交换口处的、可正反转的风机。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：还包括控制单元、传感器；所述控制单元与传感器通信连接，接收传感器所采集的信号；所述控制单元与风机的电机连接，对电机输出电流以控制电机的转向；所述传感器为温度传感器、压力传感器、湿度传感器中的至少一种。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：所述风机为可调转速风机和/或所述冷凝面为可变面积的冷凝面。
10.一种从空气中收集水的装置，包括依次通过冷媒管道连接的压缩机、冷凝器、蒸发器以及冷凝组件；所述冷凝组件包括冷凝室，冷凝室内设有至少一个用于与空气接触的冷凝面；冷凝室还设有用于吸入空气的第一空气交换口以及用于排出空气的第二空气交换口；所述压缩机、冷凝器、蒸发器、冷凝面通过冷媒管道依次连接构成闭合的冷媒循环管路；冷凝组件还包括设置在第一空气交换口或第二空气交换口处的风机其特征在于：还包括设置在第一空气交换口处的加热器。
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