CN201094548Y - 一种制造饮用水装置 - Google Patents

Abstract

一种制造饮用水装置，包括一带冷凝管(9)的蒸发器(25)与冷凝器(26)的制冷装置；该蒸发器一端连接一空气滤清器(21)，该蒸发器的另一端连接一蓄水箱(22)，所述空气滤清器的另一端与带空气进气口(7)的抽气机(8)相连接；所述蓄水箱连接一低压泵(23)，该低压泵连接有带过滤装置(10)与消毒装置(11)的饮用水桶(20)，该过滤装置采用纳滤和反渗透装置，所述饮用水桶的另一端分别连接一带加热装置(14)的热水出口(15)与一冷水出口(13)，该热水出口与饮用水桶之间连接一传热管(16)；本实用新型采用空气中的水蒸气成分通过水净化消毒制作饮用水，所以不需要水源和供水管路，大大增强空间移动性，特别适合在户外场合；又可以大大降低水质安全对当地地理土壤环境的依赖性。

Description

一种制造饮用水装置

技术领域

本实用新型涉及一种饮用水的制造装置领域，特别是涉及一种采用空气中的水蒸气成分通过水净化消毒的制造饮用水装置。它广泛适用于机场、车站、商场、医院、会议室等人群密度大的公众场合，也可以用于家居室内以及汽车、火车、飞机、轮船交通运输载体的室内空间。

背景技术

目前，通过热交换原理收集空气中水分用以制造饮用水的方法繁多，如中国专利公开号CN2662783Y公开一种《空气冷凝制水饮水机》，包含了制冷系统、消毒系统、管路控制系统等，但其缺点是作为饮用水系统内不能保证除菌除病毒，虽然其带有紫外线消毒系统，但通常情况下是不够的，第一是紫外线消毒时间非常有限，效果也有限，第二紫外线消毒只是使得细菌、病毒等生物体失去活性，但其有机质体依然存在水中，长期饮用对人体的影响不可预知，未能从物理上排除。

又如中国专利公开号CN1385587A公开了一种《虹吸式温差冷凝制水装置》，其利用的是江、河、湖、海、井水的低温水来冷凝空气中的水蒸气，不需要单独的制冷装置，但其缺点非常明显，首先温差有限，冷凝效果有限，而且当大气温度很低时，特别在冬天，就为明显影响温差冷凝制水的效果；此外，所述中国专利公开号CN1385587A的《虹吸式温差冷凝制水装置》依赖于现有的江河湖海井水域，对于地域有很大的制约。

又如中国专利公开号CN1386937A公开了一种《冷热温差的冷凝制水装置》，其冷源是来源于液氮，需要配套专门的液氮机；又如中国专利号ZL93203007.6公开了利用半导体制冷装置的冷、热端分别去冷却和加热饮用水，达到有效充分利用能源的效果，但该装置的饮用水来源于外接水源；中国专利公开号CN2516604Y公开了一种空气纯水机，结构与CN2662783Y类似；CN2654004Y报道了空气纯水机，是CN2516604Y的改进版，一个最大的区别是应用了“安全无毒”的防腐涂层的冷凝器。

综上所述，在现有技术中利用热交换原理收集空气中水分用以制造饮用水的装置中没有充分考虑到去除该饮用水中可能存在的细菌与病毒，而收集该水分的空气，可能是众人呼吸出来的空气，也可能夹杂带污染的空气，所以为保证能饮用合格、安全的水，必须采用非常可靠的过滤消毒装置。

在国外，利用空气淡水资源制造饮用水方法如美国专利号USP 5669221介绍了一种直接从空气获取液态水的便携式饮水机技术，但系统装置中没有考虑到节能和效率的问题；又如美国专利号USP 4351651实用新型了一种将制冷装置散热管埋于水下或地下的技术，但是其可移动性非常差，并且没有任何杀菌过滤装置；还有如Reidy在美国专利号USP5106502、USP5149446两个专利中也用类似的原理收集空气中的水分，但均不是专门针对制作饮用水的装置；以上的国外专利技术其实用性尚有不足之处，特别在水的安全和消毒处理方面或节能装置上，没有足够的考量。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题就是针对上述现有技术的现状而提供一种采集空气中水蒸气使之变成符合标准的并具有可靠的过滤消毒装置的制造饮用水装置。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种制造饮用水装置，包括一带冷凝管的蒸发器与冷凝器的制冷装置；该蒸发器一端连接一空气滤清器，该蒸发器的另一端连接一蓄水箱，所述空气滤清器的另一端与带空气进气口的抽气机相连接，所述蓄水箱连接一低压泵，其特征在于：所述低压泵连接有带过滤装置与消毒装置的饮用水桶，该过滤装置采用纳滤和反渗透装置；可以降低水质安全对当地地理土壤环境的依赖性。

所述饮用水桶的另一端可以连接一带加热装置的热水出口与一冷水出口，所述热水出口与所述饮用水桶之间可以连接一传热管，该传热管用以加热冷水，以节约能源。

所述制冷装置可以采用制冷压缩机；也可以采用半导体制冷、或分体式空调、或中央空调系统、或冰箱制冷设备；对制冷装置多元化选择，可以扩大其应用范围与场合。

所述制冷装置的冷媒可以采用氟利昂，也可以采用液氨、或冷却水。对冷媒多元化选择，也可以扩大其应用范围与场合。

所述消毒装置可以采用紫外线消毒，也可以采用超声波消毒、或氧化锌、或载银媒质消毒、或臭氧消毒；或紫外线消毒、超声波消毒、氧化锌、载银媒质消毒、臭氧消毒之间的组合，以适应不同场合与资源条件的应用。

所述过滤装置还可以采用KDF过滤、活性炭过滤、砂滤、微滤、超滤技术及其它们之间的组合过滤方式；以适应不同场合与资源条件的配套使用。

所述蒸发器可以采用空调器中的蒸发器，还可以采用冰箱中的蒸发器、或除湿器制冷设备中的蒸发器；以扩大于不同场合与资源条件的应用。

由于本实用新型采用空气中的水蒸气成分通过水净化消毒制作饮用水，所以不需要水源和供水管路，大大增强空间移动性，特别适合在户外场合；节约了淡水资源，尤其适宜于在温湿气候的地区和温湿季节使用；针对当前我国国情的自来水质受当地地理环境、土壤、工业污染影响非常大，特别是重金属离子，我国很多地区的水源是高砷、高汞、高铅，这些重金属离子来自于土壤地质，在现有的自来水生产工艺中很难被彻底去除，而重金属离子对于人体安全威胁巨大，采用本实用新型的制水技术可以大大降低水质安全对当地地理土壤环境的依赖性。

附图说明

图1为本实用新型的系统示意图；

图2为本实用新型第一个实施方式结构示意图；

图3为本实用新型第二个实施方式结构示意图；

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

图1至图3示出了本实用新型一种制造饮用水装置的实施方式；具体实施方式是本实用新型的优选方式，本实用新型并不限于此。

本实用新型公开了一种通过热交换原理，在局部区域的温差造成水蒸气蒸气压差异，来收集空气中的水蒸气成分，并通过纳滤、反渗透分离装置等设施，从物理上去除该水蒸气中细菌与病毒成分，以制作安全合格的饮用水装置。该饮用水装置的特征是直接收集环境空气中水分将其凝结为液态水，经过净化、消毒处理达到饮用水的标准。

细菌与病毒是人类和其他生物患上许多传染性疾病的根源，细菌的个体尺寸在0.2～100微米不等，在光学显微镜下可以被观察到；而病毒方面，不同病毒间大小差异很大，不同病毒的大小变动于20～450纳米之间，最小的如植物联体病毒(Geminiviruses)直径仅18-20nm。现有的过滤系统根据过滤微粒的大小尺寸可以包括砂滤、微滤、超滤、纳滤、反渗透等，而其中纳滤和反渗透是特别适合过滤病毒和病毒个体尺寸的过滤过程，所以在本专利中特别应用了纳滤和反渗透装置。

本实用新型由空气循环即进气与排气装置1、冷凝水收集装置2、水净化与消毒装置3、制冷装置4、换热装置5及饮用水加热与电气控制系统6组成，如图1所示。

其中净化与消毒处理装置是本实用新型的一个发明点，通过纳滤和反渗透装置能够保证杜绝细菌、病毒及其死亡的生物体混入水中。其中冷源可以来源于装置的制冷，包括压缩机制冷和半导体制冷，也可以来源于现有的制冷设备，包括分体式空调、中央空调系统、冰箱；冷媒也可以包括冷却水、氟利昂、液氨，该技术的特点是直接收集环境空气中水分将其凝结为液态水，经过净化、消毒处理达到饮用水的标准；其中净化处理技术包括纳滤或反渗透装置，以及KDF过滤、活性炭过滤、砂滤、微滤、超滤装置中的一种或其它们之间的组合。

本实用新型第一个实施方式如图2所示。制冷装置为压缩机制冷方式，采用氟利昂为冷媒。空气从进气口7经抽气机8，流经空气滤清器21后，在由冷凝管9组成的氟利昂蒸发器25处被冷却，冷凝管9连接一氟利昂压缩机17。由于蒸发器25的温度低于空气中水蒸汽的露点，空气中的水蒸气在冷凝管处发生凝结成为液态水，剩余空气由出气口18排放到空气中；搜集起来的凝结水流入蓄水箱22；当达到设定水位时，低压泵23启动，注入过滤装置10，消毒装置11，其中过滤装置10包括一级KDF过滤和超滤，消毒装置11采用紫外和臭氧联合消毒，然后该消毒装置的出水进入压力桶20；出水可经冷水端13直接放出饮用；也可经加热装置14，再从热水端15放出饮用。本实用新型第一个实施方式的特点是采用了冷凝器26与传热管16组成的节能装置5。传热管16与加热装置14相连通；气态氟利昂经压缩机17增压后在冷凝器26液化，液化过程释放的能量通过传热管16用以加热出水，提高能量使用效率，同时压缩后的氟利昂流经减压装置24进入蒸发器25进行循环。

本实用新型第二个实施方式如图3所示。制冷装置为压缩机制冷方式，采用氟利昂为冷媒。空气从进气口7经抽气机8，流经空气滤清器21后，在氟利昂蒸发器25处被冷却，由于冷凝管处的温度低于空气中水蒸汽的露点，空气中的水蒸气在冷凝管处发生凝结为液态水，除湿后的空气被排放到氟利昂冷凝器26充当冷却气体；搜集起来的凝结水流入蓄水箱22，当达到设定水位时，低压泵23启动，注入过滤装置10进行过滤，再经高压泵27注入消毒装置11，其中消毒装置11采用紫外和臭氧联合消毒，过滤装置10采用一级反渗透过滤装装置；该过滤装置的出水进入压力桶20；出水可经冷水端13直接放出饮用，也可经加热装置14，再从热水端15放出饮用。本实施方式的结构与第一个实施方式类似，只是节能装置部分的加热装置14与压力桶20之间不设置传热管。

本实用新型第三个实施方式是过滤装置改为载银活性炭和反渗透过滤。

本实用新型第四个实施方式的消毒装置10和过滤装置11有所改动，消毒装置采用氧化锌固体和臭氧消毒，过滤装置改为中空超滤纤维过滤和纳滤。

所述KDF是一种高纯度的铜锌合金，色泽为金黄色，不规则颗粒状；它能去除水中的氧化剂，例如余氯。该作用是通过铜和锌在水中的氧化还原反应，或者说是一种电化学反应来完成的。这是由于KDF由铜和锌二种不同的金属组成，与水接触时，合金中电位正的铜成为阴极，而电位负的锌成为阳极。在阴极发生的是还原反应，阳极发生的是氧化反应。KDF除氯的反应中，锌阳极失去电子，一定数量的锌离子进入溶液，铜阴极上发生游离氯的还原反应，而不会发生金属铜的溶解，水和余氯成为最后的电子接受者，同时成为氢离子、氢氧根离子和氯离子，总反应式如下：Zn+HOCl+H2O+2e-Zn2++Cl-+H++2OH-水中的游离氯离子，对人体是无害，甚至有一定的益处。

KDF的功效是主要去除水中95％以上的余氯(自来水中加氯消毒的残余氯及次氯酸产物等)、去处水中的90％以上的铅、汞、铜、镍、镉等重金属离子、去除水中的六价铬、砷等有害物质以及抑制细菌真菌滋生并有一定的阻垢功效。

本实用新型所涉及净化处理技术包括KDF过滤、活性炭过滤、砂滤、微滤、超滤、纳滤、反渗透技术及其它们之间的组合。

本实用新型的特征是提供了一种解决采集空气中水蒸气使之变成符合饮用标准的饮用水的技术，其原理是通过制冷设备提供低于室温的冷源，利用不同温度下水的饱和蒸汽压的差异，水蒸汽在冷源表面露点一下时冷凝成为液态水。将冷凝水收集起来经过过滤、消毒处理后达到国家饮用水标准，可以直接饮用。这种制作饮用水方法相比其他饮水方式，如自来水可能因为长时间管路污染大大降低水质，反渗透净化处理一般水的回收率不超过20％，造成大量淡水资源浪费，而且最大的问题是上述的方法都需要有一整套的外接管路和水源，在空间移动性、水源依赖性、管路可靠性等方面都受到很大的限制。

而本实用新型可以克服上述缺点，不需要水源和供水管路，大大增强空间移动性，特别适合在户外场合；其次是节约了淡水资源，尤其适宜于在温湿气候的地区和温湿季节使用；第三，针对当前我国国情的自来水质受当地地理环境、土壤、工业污染影响非常大，特别是重金属离子，我国很多地区的水源是高砷、高汞、高铅，这些重金属离子来自于土壤地质，在现有的自来水生产工艺中很难被彻底去除，而重金属离子对于人体安全威胁巨大，采用本实用新型可以大大降低水质安全对当地地理土壤环境的依赖性，因而具有实用化技术的优点，特别在水的安全和消毒处理方面或装置节能上，有足够的考量；因此它尤其适用于家庭、车站、机场、码头、交通运输载体、户外等无外接水管和水源的场合，通过所述的凝结技术与消毒杀菌来制备出符合国家相关饮用水标准的饮用水。

Claims (7)

1.一种制造饮用水装置，包括一带冷凝管(9)的蒸发器(25)与冷凝器(26)的制冷装置；该蒸发器(25)一端连接一空气滤清器(21)，该蒸发器的另一端连接一蓄水箱(22)，所述空气滤清器的另一端与带空气进气口(7)的抽气机(8)相连接；所述蓄水箱连接一低压泵(23)，其特征在于：所述低压泵(23)连接有带过滤装置(10)与消毒装置(11)的饮用水桶(20)，该过滤装置(10)采用纳滤和反渗透装置。

2.根据权利要求1所述的制造饮用水装置，其特征在于：所述饮用水桶(20)的另一端分别连接一带加热装置(14)的热水出口(15)与一冷水出口(13)，所述热水出口(15)与所述饮用水桶(20)之间连接一传热管(16)。

3.根据权利要求1所述的制造饮用水装置，其特征在于：所述制冷装置(4)采用制冷压缩机(17)、或半导体制冷设备、或分体式空调制冷设备、或中央空调系统制设备、或冰箱制冷设备。

4.根据权利要求3所述的制造饮用水装置，其特征在于：所述制冷装置的冷媒采用氟利昂、或液氨、或冷却水。

5.根据权利要求1所述的制造饮用水装置，其特征在于：所述消毒装置(11)采用紫外线消毒、或超声波消毒、或氧化锌消毒、或载银媒质消毒、或臭氧消毒、或紫外线消毒与超声波消毒与氧化锌与载银媒质消毒与臭氧消毒之间的组合。

6.根据权利要求1所述的制造饮用水装置，其特征在于：所述过滤装置(10)采用KDF过滤、或活性炭过滤、或砂滤、或微滤、或超滤技术过滤、或KDF与活性炭与砂滤与微滤与超滤技术之间的组合过滤。

7.根据权利要求1所述的饮用水制造方法，其特征在于：所述蒸发器(25)采用空调器中的蒸发器、或冰箱中的蒸发器、或除湿器制冷设备中的蒸发器。

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