JP2022517700A - 解凍システムを有する大気水生成器 - Google Patents

Abstract

大気水生成器（ＡＷＧ）は、ＡＷＧの冷凍サイクル上に埋め込まれた解凍弁または反転弁を含む。解凍弁または反転弁は、作動すると、高温圧縮冷媒ガスが凝縮器から冷凍サイクルの蒸発器に流れ、蒸発器に蓄積された霜を溶融することができる。一実施形態では、解凍弁が、圧縮器を凝縮器に接続する冷媒ラインと、（ｉ）膨張手段を蒸発器に接続する冷媒ラインまたは（ｉｉ）蒸発器を凝縮器に接続する冷媒ラインのうちの１つとに接続される。【選択図】図４Ａ

Description

本発明は、大気水生成器の分野に関する。より詳細には、本発明は、貯蔵水を冷却するためのシステム、および大気水生成器内の蒸発器を解凍するためのシステムに関する。

大気水生成器による空気からの水の抽出はよく知られており、通常、液体蒸気を含むガスの温度を露点温度より低くして、強制的に凝縮条件に置き、蒸気を凝縮させ、それによって液体を運搬ガスから分離する。

凝縮水は、必要なときに分配するために、貯蔵タンクに貯蔵されるべきである。多くの場合、貯蔵タンク内の貯蔵水を低温で保存することには、２つの大きな利点がある。それは、貯蔵タンク内の微生物の増殖を減らすことと、低温で水を分配することは、いくつかの培養において好ましく、場合によっては、水の味を改善することである。

本発明まで、貯蔵タンク内の貯蔵水を冷却するために使用された一般的な方法は、少なかった。

第一は、貯蔵水貯蔵タンクの内部に冷却コイルを沈めることである。

この構造では、コイルが飲料水に適した材料で作られる必要があった。さらに、基準によっては、漏出時に冷媒が貯蔵水に浸入しないように、コイルを二重壁にすることが定められている。どちらの要件も、冷却コイルを高価にする。場合によっては、貯蔵水貯蔵タンクの水位が変化し、コイルが完全に水中に沈んでいないことがある。このため、熱伝達率が低下し、高価な解決策を必要とすることもある。

別のアプローチは、貯蔵水貯蔵タンクを冷却コイルで囲むことである。この構造にするために、コイルとタンクの外側との間の共通表面積が小さいので、長いコイルが使用される。さらに、貯蔵水貯蔵タンク内の水位が低く、熱伝達が低い可能性があるため、非常に高価な専用圧縮器を使用して、冷却能力を変更する必要もある。

第三のアプローチは、別個の冷凍サイクルを有する小さなコイルを使用することである。この解決策では、小さい冷却能力は、低い水位でも貯蔵水貯蔵タンク内の水を冷却するための熱伝達率を満たしている。この解決策では、２つの圧縮器、時には２つの凝縮器、追加のファンなどが必要なため、高価になる。

環境の露点が下がって、氷点下の蒸発器温度で水の凝縮がより効率的に起こるレベルになると、蒸発器のフィンに霜が形成されることがある。

蒸発器をときどき解凍しない場合、霜が筋になって流れ、蒸発器のフィン間の空気通路を遮断する。また、凝縮水が貯蔵水タンクに向かって収集されることはない。解凍手順は、圧縮器を閉じ、蒸発器を介して周囲空気を吹き付け、霜が溶けるまで待つことで行うことができる。この従来技術の手順に共通することは、時間を要し、毎日の水の製造速度を低下させることである。

本発明の目的は、上述の大気水生成器の課題および欠点に対する解決策を提供することである。

第一の態様では、本発明は、大気水生成器（ＡＷＧ）を提供し、このＡＷＧは、大気からの水を凝縮して、貯蔵水にするための冷凍サイクルと、貯蔵水を貯蔵するために壁によって画定された貯蔵タンクと、壁によって画定され、冷却媒体を備えるように設計され、冷媒コイルを備える冷却区画と、を備える。貯蔵タンクおよび冷却区画は、貯蔵タンクと冷却区画から貯蔵タンクを分離する共通壁の少なくとも一部分を共有し、冷却区画は貯蔵タンクに対向する壁の一方の表面および冷却区画に対向する壁の他方の表面を有する。冷媒コイルは、冷凍サイクルと流体連通し、少なくとも部分的に冷却媒体に沈むように設計されている。

第二の態様では、本発明は、大気水生成器（ＡＷＧ）を提供し、このＡＷＧは、大気からの水を凝縮して貯蔵水にするための冷凍サイクルと、貯蔵水を貯蔵するための貯蔵タンクと、循環ループと、を備え、循環ループは、貯蔵タンクからの出口と、貯蔵タンクへの入口と、出口を入口に接続するための配管ラインと、循環ループ内で貯蔵水を循環させるための循環ポンプと、水冷媒熱交換器であって、水生成冷凍サイクルと流体連通している冷媒を備え、循環している間に冷凍サイクルと貯蔵された凝縮水との間で熱交換をするように設計された水冷媒熱交換器と、を備える。循環ポンプが動作しているときに、貯蔵水が貯蔵タンクから出口を介して、配管、水冷媒熱交換器、循環ポンプを循環し、入口（または代わりにディスペンサ出口）を介して貯蔵タンクに戻ることができ、循環する貯蔵水は冷媒と熱交換するので、水冷媒熱交換器を出て循環する貯蔵水が水冷媒熱交換器に入って循環する貯蔵水よりも、比較的低温である。

本発明の第三の態様では、大気水生成器（ＡＷＧ）は、大気からの水を凝縮して、貯蔵水にするために、蒸発器を備える冷凍サイクルであって、蒸発器がその蒸発器の上に水を滴下するように設計された水入口を備える、冷凍サイクルと、蒸発器を出る水を収集するための水収集手段と、貯蔵水を貯蔵するために、貯蔵水入口と貯蔵水出口とを備える貯蔵タンクと、を備える。貯蔵タンクの貯蔵水出口および蒸発器の水入口は、貯蔵タンクから蒸発器に貯蔵水を運び、蒸発器の上を流れて冷却するように流体連通しており、蒸発器を出た冷却水を、前記水収集手段の中に収集する。

第四の態様では、本発明は、冷凍サイクルを備えるＡＷＧを提供し、冷凍サイクルは、圧縮器と、凝縮器と、蒸発器と、膨張手段と、蒸発器と、圧縮器を凝縮器に、凝縮器を膨張手段に、膨張手段を蒸発器に、蒸発器を圧縮器に接続する冷凍ラインと、解凍弁と、を備える。解凍弁は、任意選択で、冷媒ラインと接続され、圧縮器を凝縮器に接続する冷媒ラインと、（ｉ）膨張手段を蒸発器に接続する冷媒ラインまたは（ｉｉ）蒸発器を圧縮器に接続する冷媒ラインの一方とに接続されている。解凍弁は、作動すると、圧縮された冷媒ガスが、膨張弁を通過することによって、凝縮器から蒸発器に流れることを可能にする。その場合、高温ガスが蒸発器に向かって流れ、それを加熱し、そのフィン上に蓄積された霜を溶かすことを可能にする。

さらなる態様では、本発明は、冷凍サイクルを備えるＡＷＧを提供し、冷凍サイクルが、圧縮器と、凝縮器と、蒸発器と、膨張手段と、蒸発器と、圧縮器を凝縮器に、凝縮器を膨張手段に、膨張手段を蒸発器に、蒸発器を圧縮器に接続する冷凍ラインと、圧縮器を凝縮器に接続する第一の冷媒ラインと、圧縮器を蒸発器に接続する第二の冷媒ラインとに設置された反転弁とを備える。圧縮器が作動し、反転弁が第一の状態にあるとき、反転弁は、圧縮された高温ガスが圧縮器から凝縮器に向かって出ていくことを可能にし、低温低圧冷媒が蒸発器から圧縮器に戻ることを可能にし、圧縮器が作動し、反転弁がその第二の状態にあるとき、反転弁は、流れ方向を反転し、圧縮された高温ガスが凝縮器から蒸発器に向かって出て行くことを可能にし、低温低圧冷媒が圧縮器から凝縮器に戻ることを可能にする。

さらなる態様では、本発明は、上述のシステムを動作させるための方法を提供する。

本発明と見なされる主題は、本明細書の最後の部分において特に指摘され、明確に特許請求がなされる。しかしながら、本発明は、その目的、特徴、および利点とともに、構成および動作方法の両方に関して、以下の詳細な説明を参照して、添付の図面と一緒に読まれるときに、最も良く理解され得る。

本発明の一実施形態による冷却システムを備える大気水生成器（ＡＷＧ）のブロック図である。 本発明の一実施形態による別の冷却システムを備えるＡＷＧのブロック図である。 本発明の一実施形態による別の冷却システムを備えるＡＷＧのブロック図である。 それぞれが本発明の一実施形態による冷却システムへの異なる追加物を含むＡＷＧのブロック図である。 それぞれが本発明の一実施形態による冷却システムへの異なる追加物を含むＡＷＧのブロック図である。 本発明の一実施形態による冷凍システムを動作させる方法を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態による冷凍システムを動作させる方法を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態による冷凍システムおよび油圧システムを動作させる方法を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態による冷凍システムおよび油圧システムへの追加物を動作させる方法を示すフローチャートである。

説明を簡略で明確にするために、図に示される要素は、必ずしも一定の縮尺で描かれていないことが理解されるであろう。例えば、いくつかの要素の寸法は、明確にするために、他の要素に対して誇張されていることがある。さらに、適切であると考えられる場合、参照番号は、対応または類似する要素を示すために、図面の間で繰り返されることもある。

以下の詳細な説明では、本発明の完全な理解を提供するために多くの具体的な詳細について述べる。しかしながら、当業者には、本発明がこれらの特定の詳細がなくても実施され得ることが理解されるであろう。他の例では、周知の方法、手順、および構成要素は、本発明を曖昧にしないようにするために、詳細には説明されていない。

本発明は、一般に、大気水生成器においてなされる改良に関する。用語「大気水生成器」（以下、「ＡＷＧ」）は、本明細書では、空気中の水蒸気（湿度）を抽出し、湿気の一部を水に凝縮させることによって水蒸気を貯蔵水に変換することができる任意のデバイスを指す。凝縮水は、比較的湿度の高い空気流の温度をその露点未満に下げることによって達成される。このように大気水生成器は、当該技術分野で一般的に使用されているような冷凍サイクルを備え、冷凍サイクルは、冷媒ラインと、膨張デバイス（膨張弁など）と、蒸発器（低温熱交換器）と、凝縮器（高温熱交換器）と、圧縮器と、を含む。通常、大気水生成器は、蒸発器を通過する体積空気流を増加させるために送風機を含む。しばしば、水サンプ（ｗａｔｅｒ ｓｕｍｐ）のような収集手段が、蒸発器の上に形成された水滴を収集する。収集した水は、ほとんどの場合、ポンプを使用して、あるいは重力によって、凝縮された水を貯蔵するために、水サンプから水タンクに移される。様々なフィルタも設置され得る。それは、水を濾過し（沈殿フィルタ、カーボンフィルタ、逆浸透フィルタなど）、ミネラルを添加し、消毒する（例えば、ＵＶ放射線で）ためでもあり、また入ってくる空気を濾過して、粒子および有害な化学物質から汚染空気を浄化するためでもある、また、ＡＷＧは、要求に応じて貯蔵水を供給するための分配手段を含み、分配手段は、分配ラインおよび少なくとも１つの蛇口を含み、水位、作動ボタンおよび故障表示を示すＨＭＩユニットを含むことができる。

第一の態様では、本発明は、ユーザによる冷水の需要を満たすように、貯蔵水を冷却するためのエネルギー効率の良い冷却機能に関する。本発明は、以下の３つの任意選択の特徴を提供し、これらの特徴は、単独でも、あるいは任意の組合せでも実施することができる。（ｉ）貯蔵タンクとの共有壁を有し、冷却媒体中に沈められる冷却コイルを備える冷却区画。貯蔵水は、任意選択で、貯蔵タンクから水を汲み上げ、再び貯蔵タンクに入る貯蔵水循環サイクルに接続することができる。これは、例えば、貯蔵タンクの冷却された壁に循環水を撒布するためのスプリンクラを用いて行われる。（ｉｉ）貯蔵タンクから水を汲み上げ、水を冷却する水冷媒熱交換器を通過してから、貯蔵水貯蔵タンクに再び入る貯蔵水循環サイクル。（ｉｉｉ）貯蔵タンクから貯蔵水を汲み上げ、貯蔵水を水生成冷凍サイクルの蒸発器に滴下させ、冷却された水滴を再び収集して貯蔵タンクに戻すシステム。いくつかの実施形態では、貯蔵水とともに（または特徴（ｉ）において冷却媒体とともに）熱を伝達するために使用される冷媒は、空気水分から水を生成するために使用される主冷凍サイクルから到着する。

（冷却区画システム）
生成された貯蔵水を冷却するための本発明によって提供される第一の特徴は、装置によって生成される凝縮水を貯蔵するための貯蔵タンクと、冷却区画（液体またはゲル冷却媒体を保持することができる壁によって画定される容積を有する容器、空間、タンク、またはコンテナ、以下「冷却区画」）とを有するＡＷＧに関し、少なくとも１つの壁の少なくとも一部分は、貯蔵タンクおよび冷却区画に共通であり、（部分的である）壁の一方の表面が貯蔵タンクに面し、反対側の表面が冷却区画（以下「共通壁」）に面するように、２つを分離する。言い換えれば、貯蔵タンクと冷却区画とは、壁（共通壁）の少なくとも一部分を共有している。壁という用語とは、１つの空間と別の空間との間の境界を形成する任意の表面を指す。表面は、熱可塑性ポリマーシートのように可撓性であっても、あるいはステンレス鋼表面のように非可撓性であってもよい。壁は、多層であっても、あるいはコーティングされていてもよい。

冷却区画は、冷却媒体を保持するように設計され、冷凍サイクルと流体連通している冷媒コイルを備える。冷却媒体は、低温を長期間維持することによって熱緩衝剤として作用することができる液体であっても、あるいはゲルであってもよい。いくつかの実施形態では、冷却媒体は、融点が０℃未満の材料からなる。いくつかの実施形態では、冷却媒体は、水とプロピレングリコールとの混合物である。

冷却区画が冷却媒体で満たされると、冷却媒体が区画面から共通部分壁に接触し、熱を、共通壁を介して貯蔵タンクに面する他方の壁表面にある貯蔵水から冷却媒体に向かって、伝達させることができる。いくつかの実施形態において、貯蔵タンクの外側側壁および底端部はすべて、冷却媒体によって囲まれる。側壁という用語は、容器が立方体壁を有する場合、容器の２つの対向する側面も、対向する前面および背面も含むものと解釈されるべきである。いくつかの実施形態では、貯蔵タンクの側壁の３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％または９０％超が、冷却区画と共通であり、冷却媒体と熱交換することができる。いくつかの実施形態では、貯蔵タンクは、冷却区画によってジャケットで覆われている。すなわち、冷却区画によって密接に覆われている。

いくつかの実施形態において、冷却区画は、貯蔵タンクに収容される。いくつかの実施形態において、冷却区画は、貯蔵タンクの内部に１つの突出部を形成する。いくつかの実施形態において、冷却区画は、貯蔵タンクに向かう複数の突出部を形成する。いくつかの実施形態では、区画は、水貯蔵タンクによって部分的に囲まれる。いくつかの実施形態において、区画の全ての外側側壁および底端部は、貯蔵タンクによって囲まれる。いくつかの実施形態では、区画の側壁の３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％または９０％超が貯蔵タンクによって囲まれる。

いくつかの実施形態において、共通壁は、平滑な表面からなり、いくつかの実施形態において、表面積を増やして、冷却媒体と貯蔵タンクに貯蔵された貯蔵水との間の熱伝達を改善するために、波形表面からなる。

いくつかの実施形態において、貯蔵タンクの上端部の部分でさえ、冷却媒体によって囲まれる。貯蔵タンクの上端部を冷却媒体に沈めるという選択肢は、貯蔵水への冷却媒体の漏出の可能性が懸念されるため、あまり好ましくない。

いくつかの実施形態では、貯蔵タンクは、熱可塑性材料からなる。いくつかの実施形態において、貯蔵タンクは、ステンレス鋼などの金属材料からなる。いくつかの実施形態において、貯蔵タンクおよび冷却区画への共通壁のみが、ステンレス鋼などの金属材料からなる。

いくつかの実施形態では、貯蔵タンクおよび冷却区画のうちの少なくとも一方は、貯蔵タンクおよび冷却区画の両方に共通する壁の一部分以外の壁の少なくとも第二の一部分を備え、壁の少なくとも第二の一部分は断熱層によって覆われる。

いくつかの実施形態では、冷却区画の構造は密閉されているため、冷却区画からタンクに向かっての漏出を防止できる。いくつかの実施形態では、タンクの構造は密閉されているため、水は冷却区画に流入または滴下することができない。

冷却コイルは、冷却区画が冷却媒体を保持するときに、冷却コイルが少なくとも部分的に冷却媒体に沈められ、冷却媒体からの熱をＡＷＧの主冷凍サイクルに伝達するように、冷却区画内に収容される。いくつかの実施形態では、冷却コイルは、貯蔵タンクの側壁に密着または装着されているので、冷却媒体と貯蔵タンクとを同時に冷却し、その内容物を間接的に冷却する。

この解決策は、貯蔵水の中に冷却コイルを直接沈める従来の解決策に勝るいくつかの利点がある。第一は、タンク内の貯蔵水の水位が低い場合でも、冷却媒体がヒートシンクキャパシタとして機能することである。貯蔵タンクに新たに水を導入した場合、新たに追加した水は、以前に冷却された冷却媒体に熱を伝達することによって冷やされる。第二は、冷却コイルを水生成冷凍サイクルの主冷凍サイクルに結合し、同一の冷凍サイクル構成要素を使用することで、水タンク内の貯蔵水を冷却できることである。これは、指定された冷凍ループを使用すること、特に貯蔵水を冷却するために主冷凍ループを操作する必要があること、あるいはアドホックに水を冷却するためのＴＥＣ熱交換器を設置することの代わりに行われる。別の利点は、冷媒コイルが、貯蔵水と直接接触する必要がないことである。貯蔵水と直接接触するときは、二重壁コイルを使用すること、および／または食品グレードの材料から作成されることを必要とする。

冷却媒体は、少なくとも、水の凝固点近傍または凝固点未満の温度まで冷却することができる。いくつかの実施形態では、冷却媒体は、水、エチレングリコール、プロピレングリコール、またはそれらの組合せから選択することができる。

貯蔵タンクは、水を貯蔵するために当該技術分野で利用可能な任意の形態の水タンクとすることができる。貯蔵タンクの容積は、ＡＷＧの特定の用途に応じて適応される。一般に、貯蔵タンクは、装置による新鮮な水の製造速度を超える、短期間に最高の合理的な需要を満たすための水の供給を提供するのに十分である容積を有するべきである。例えば、家庭用水ディスペンサとして使用されることが意図されるＡＷＧは、通常、約１０リットルの容積を有する貯蔵タンクを含む。

いくつかの実施形態では、貯蔵水の一部のみが、冷水を分配することを意図される。これらの実施形態では、ＡＷＧは、冷水用の別個のタンク（以下「冷水タンク」）を備えることができ、冷却システムは、主貯蔵水貯蔵タンクの代わりに冷水タンクを冷却する。

冷却区画の容積は、必要な冷却能力のコイルの体積に比例する必要がある。冷却コイルから媒体への熱伝達率を向上させるためには、区画の設計は、媒体が冷却プロセス中に循環するように、熱サイフォン効果を可能にする方が良い。媒体の容積および共通壁表面は、必要な冷却期間を満たすように設計する必要がある。当業者は、生成された水の初期温度を所望の目標温度に下げるために必要な容積、表面積、流量など、必要な冷却速度を計算することを知るであろう。

いくつかの実施形態では、断熱材を使用して、周囲空気または高温空気に曝される貯蔵タンクの壁、および／または周囲空気または高温空気に曝される冷却区画の壁を断熱し、冷却媒体およびタンク内の貯蔵水の加熱を減らし、こうして、エネルギーを節約する。

いくつかの実施形態では、貯蔵タンクは、貯蔵タンクからの貯蔵水の漏出を低減するように構成されたキャップで覆われる。いくつかの実施形態では、冷却区画は、冷却区画からの冷却媒体の漏出を低減するように構成されたキャップで覆われる。いくつかの実施形態において、両方の容器は、単一のキャップで覆われる。

冷却および油圧システムを作動させるために、システムは、以下のうちの少なくとも１つに接続されている制御ユニットをさらに備えてもよい。

貯蔵水の温度を測定するために適合された温度センサ（例えば、温度計または熱電対）。

冷却媒体の温度を測定するように適合された温度センサ。

蒸発器の温度を測定するように適合された温度センサ。

タンク内の水量を測定するように適合されたフロートセンサの体積。

サンプ内の水量を測定するように適合されたフロートセンサの体積。

制御ユニットは、また、これらのセンサを接続し、および／または冷凍サイクル構成要素のいくつか、および圧縮器、冷媒弁、ポンプ、油圧弁、ＵＶランプなどの油圧構成要素のいくつかを動作させることができる。

いくつかの実施形態では、制御ユニットは、分配コマンド（注ぎボタン）を受け入れるために、または水位を表示するために、ユーザインタフェースに接続されてもよい。

制御ユニットは、例えば、アルゴリズム５００、７００、７１０および７２０、または６００、７００、７１０および７２０で説明する論理に従って、システムの論理を実行するようにプログラムされる。いくつかの実施形態では、制御ユニットは、アルゴリズム８００でも説明する論理を実行するようにプログラムされる。

（熱交換器チラーシステム）
別の貯蔵水冷却の特徴として、本発明は、貯蔵タンクから、貯蔵水を冷却する熱交換器を介して水を循環させる貯蔵水循環ループを備えるＡＷＧを提供し、この熱交換器は、ＡＷＧの水を生成するために、冷凍サイクルと流体連通している。

このために、ＡＷＧは、大気からの水を凝縮して貯蔵水にするための冷凍サイクルと、貯蔵水を貯蔵するための貯蔵タンクと、貯蔵水循環ループとを備える。いくつかの実施形態では、ＡＷＧは、別個の冷水貯蔵タンクを備え、これらの実施形態では、循環サイクルは、冷水タンクに接続され、冷水タンクの貯蔵水は、冷却システムによって循環され、冷却される。大気からの水を凝縮して、水を生成して、貯蔵水にする冷凍サイクルは、冷媒ラインと、膨張デバイス（膨張弁など）と、蒸発器と、凝縮器と、圧縮器とを備える。生成した水は、まず、サンプに貯蔵し、次いで、貯蔵水の貯蔵タンクに移すことができ、あるいは直接貯蔵タンクに収集することができる。

貯蔵タンクは、貯蔵タンクからの出口と、それへの入口と、出口を入口に接続するための配管ラインとを含む循環ループに接続される。循環ループは、循環ループ内に貯蔵水を循環させるための主ポンプと、循環している間に、冷凍サイクルと貯蔵された凝縮水との間で熱交換をするように設計された熱交換器と、をさらに備える。

ポンプと水冷媒熱交換器のセットアップ順序は、ほとんど重要ではない。すなわち、水ポンプは水冷媒熱交換器の上流にすることも、あるいはその逆にすることもできる。

循環ループは、一方向弁、例えば、循環ポンプの上流に配置され、循環ポンプへの水の逆流を防止する一方向弁、種々の水フィルタ、分配ラインのような他のラインに水を導くための三方向弁をさらに備えることができる。

いくつかの実施形態では、循環ループは、収集サンプから二方向入口弁を介して、貯蔵タンクに水を導く収集ラインと合流することができる。

いくつかの実施形態では、二方向弁は、凝縮器を出る冷媒流を水冷媒熱交換器の方へ分流させる。いくつかの実施形態では、水冷媒熱交換器が蒸発器に直列に接続されているため、二方向弁は不要である。膨張手段は、凝縮器出口と水冷媒熱交換器とを接続する冷媒ラインの間に配置されるべきである。

水冷媒熱交換器は、貯蔵水循環ループで循環する貯蔵水が熱交換器に入り、冷媒と熱交換し、熱交換器を出て、貯蔵水に戻ることを可能にする入口を有する。従来のプレート熱交換器または管状熱交換器、あるいは他の任意の適切な熱交換器をこの目的のために使用することができる。当業者は、生成された水の初期温度を必要な速度で所望の目標温度に下げるために、必要な表面積、体積、流量などを計算することを知っているであろう。

（デュアル機能蒸発器システム）
ＡＷＧ装置内に貯蔵水を冷却するための第三の特徴は、貯蔵タンクから水を引き出し、引き出された水を水生成冷凍サイクルの蒸発器に接触させるシステムに関する。貯蔵水は、蒸発器内の冷媒とともに熱を伝達し、より低温で蒸発器を出る水は、生成された水サンプ（または水ラインに接続された漏斗などの任意の他の収水手段）によって収集され、貯蔵タンクに戻される。したがって、貯蔵タンクから到達した貯蔵水は、蒸発器上で冷却され、より低い温度で蒸発器から出る。

このシステムは、貯蔵水出口を含み、この貯蔵水出口は、貯蔵水を水生成冷凍サイクルの蒸発器にもたらす水配管に接続されている。貯蔵タンクから蒸発器への水の通路は、水タンクが蒸発器の上方に配置されている場合、重力がかかる可能性がある。いくつかの実施形態では、水ラインは、貯蔵水をタンクから引き出すための水ポンプを含むことができる。いくつかの実施形態では、水ラインは、開閉弁を含むことができる。いくつかの実施形態では、開閉弁は、貯蔵タンク内に配置された温度計に接続され、そこから温度読み取り値を受け取る制御ユニットによって作動され、温度が製造業者によって設定された所定の閾値以上であるときはいつでも、またはユーザによって設定されたときはいつでも、および水温が低い所定の値に達するときはいつでも、開閉弁（または前記ポンプ）を作動させ、冷却が停止される。ある実施形態では、開閉弁は、サーモスタットによって作動される。

いくつかの実施形態では、水ラインは、蒸発器の隣を通り、そこで水を滴下してもよい。いくつかの実施形態では、水ラインは、冷却されたフィンに沿って水滴を滴下する穴またはスリットを備え、そこから、水滴は、湿った空気に由来する凝縮した液滴として水サンプに滴下する。いくつかの実施形態において、水冷却プロセス中に、蒸発器と凝縮器との間に配置されたＡＷＧの筐体内の清浄空気シャッタ窓が開放され、蒸発器上の空気流が減少し、凝縮器がＡＷＧを取り囲む環境からの新鮮な空気によって冷却されることを可能にする。このシステムは、凝縮水を伴わずに水を冷却することができ、特に、タンクが満杯であり、新たな凝縮水を加えると、それが溢れることになる場合に有用である。蒸発器の上を流れる空気流のため、蒸発器の上に滴下した水が吹き飛ばされる危険性がさらに軽減される。高温多湿の条件下では、蒸発器による水の生成に必要な空気は非常に少ないが、一方で、凝縮器は通常よりも加熱され、冷却に多くの空気を必要とする。蒸発器と凝縮器の間に位置する新鮮な空気窓は、第二の空気流の流入を（完全または部分的に）開いて、蒸発器を通過する空気の量を増加させずに凝縮器の温度を冷却する凝縮器を流れる空気流を接合させ、場合によってはそれを減少させてもよいようにすることによって、この課題を解決することができる。

ここで、本発明の一実施形態によるＡＷＧ装置１００を示す図１を参照する。装置は、図１または後に続く図面には示されていない多くの構成要素、例えば、ユーティリティライン、コントローラ、温度センサ、押しボタン、および他の何らかの制御手段なども含むはずである。当業者は、本明細書で提供される詳細を完全に動作可能なＡＷＧに外挿する方法を知っているであろう。装置１００は、空気入口１０４（エアフィルタ３４を備える）と空気出口１０６とを有する筐体１０２を備える。筐体１０２は、水生成冷凍サイクルと、水冷却冷凍サイクルと、生成水システムと、を収容する。水生成冷凍サイクルは、圧縮器２と、凝縮器４と、膨張手段６と、蒸発器８と、一組の冷媒チューブ１０、１２、１４、１５、１６および１７とを備える。冷媒ガスは、圧縮機４で圧縮される。圧縮された冷媒ガスは、冷媒ライン１０を通って凝縮器４に移動し、そこで凝縮して液体になる。凝縮された液体は、冷媒ライン１２を通って、凝縮器４から出て行く。二方向弁１８は、冷媒チューブ１２上に設置され、２つの状態を有する。第一の状態では、二方向弁は、凝縮された冷媒液を冷媒チューブ１４に導き、そこで、水生成冷媒サイクルの中を流れるようにし、湿気を凝縮して水にするために蒸発器８に到達する。第二の状態では、二方向弁１８は、凝縮された冷媒液を、以下で説明する水冷却冷凍サイクルの冷媒ライン２０に導く。凝縮された冷媒液は、冷媒チューブ１４に移された後、膨張手段６（例えば、毛細管、膨張弁）に到達し、そこで、液体ガス低温混合物に変わり、蒸発器８に入り、そこで蒸発する。蒸発器８を出た後、気相の冷媒は吸引ライン１６、１７を介して圧縮器２に戻り、サイクルを完了する。

送風機３０は、空気出口１０６の近くに配置され、空気流３２が、空気入口１０４を通って筐体に入るように誘導する（作動時）。次いで、空気は、粒子を除去し、化学汚染物質を吸収することができるエアフィルタ３４を通過し、次いで、蒸発器８を通過し、そこで、空気流の温度がその露点より低くなり、水分を放出して水滴に凝縮する。比較的冷却され、乾燥した空気流は、凝縮器４をさらに流れ、そこで加熱され、次いで、空気出口１０６を通って筐体１０２から流出する。いくつかの実施形態では、送風機４は、フローライン３２に沿った任意の適切な位置に配置することができる。

蒸発器８によって生成された水滴を、重力によって水サンプ４２に収集する。水サンプ４２は油圧水系の一部であり、これについてはこれから詳述する。サンプ４２内の水は、貯蔵水６３を貯蔵するための貯蔵タンク６２に水を導くために、水収集ライン４４上に配置された収集ポンプ４６によって汲み上げられる。収集ポンプ４６の上流に配置された一方向弁４８は、収集フィルタ５０に戻ることなく水流を導く。収集フィルタは、微細ダクトなどの沈殿物を低減するための沈殿物フィルタ、化学物質を吸収するための活性炭フィルタ、２つの組合せ、または任意の他の適切な濾過媒体とすることができる。収集フィルタ５０から、水ライン４４は、油圧主吸引ライン５２をスプリンクラライン５４に結合する。油圧主吸引ライン５２は、主ポンプ５２．１を備え、次いで、一方向弁５２．２および第二のフィルタ５２．３、例えば、活性炭フィルタまたはカルサイトフィルタを備える。ライン４４および５２の接合部の上流には、スプリンクラライン５４上に配置された第二のフィルタ５６がある。第三のフィルタ５６は、収集ライン４４から到達する水と、油圧主吸引ライン５２から到達する水との両方を処理する。フィルタ５２は、例えば、ＵＶフィルタまたはナノメートルフィルタとすることができる。第二のフィルタ５６の上流には、二方向油圧弁５８がある。第一の状態（デフォルト）では、弁は、水がスプリンクラライン５４上に留まるように向け、また第二の状態では、水がスプリンクラライン５４から分配ラインおよび出口６０に発散するように向ける。二方向油圧弁５８は、ユーザが利用可能な制御ボタン（図示せず）と連通しており、この制御ボタンは、例えば、装置の制御パネルインタフェース上に配置することも、あるいは、例えば、装置の蛇口の近くの機械的押しボタンとすることもできる。水の分配は、当技術分野で一般に知られているように、予め設定された持続時間（例えば、標準的なコップ一杯の水またはカラフを満たすのに十分な持続時間）にわたって、またはユーザが制御ボタンを押す限り、継続することができる。

二方向水弁の上流では、スプリンクラライン５４は、貯蔵タンク６２の上端部に入り、スプリンクラ６４で終わる。スプリンクラ６４は循環水を受け取り、貯蔵タンク６２の共通壁の内側６６と冷却区画７０に散水する。その結果、散布された水は貯蔵タンク６２の側壁と熱交換し、次いで、この側壁は冷却区画７０に収容された冷却媒体６８（例えば、液体またはゲル）と熱交換する。冷却区画７０は、貯蔵タンク６２を、底部を含み、上端部を除くその側面の全周で覆っている。

いくつかの実施形態では、一方向弁４８、５２．２のうちの少なくとも１つがポンプ（それに応じて４６、５２．１）の内側に含まれる。いくつかの実施形態では、蒸発器８の底部は貯蔵タンク６２の上方に位置し、水は蒸発器から貯蔵タンクに向かって直接流れることができる。これにより、ポンプ４６、一方向弁４８、さらにはサンプ４２が不要になる。いくつかの実施形態では、ライン５４上に別の中間（周囲温度）タンクがあってもよい。いくつかの実施形態では、スプリンクラのうちの少なくとも１つ、フィルタのうちの１つ、一方向弁のうちの１つが、必要とされない場合がある。

冷凍サイクルに戻ると、冷却媒体６８を冷却するための冷却コイル７２が冷却媒体６８に沈められる。冷却コイル７２は、二方向弁１８から水生成冷凍サイクルの外に延びる冷媒ライン２１に下流側に接続される。弁１８が冷媒を冷却コイルに向けると、液体状態の冷媒は、ライン２０を介して第二の膨張手段２４に向かって流れる。いくつかの実施形態では、膨張手段６、２４は、二方向弁１８の直前に位置する１つの膨張手段に一体化することができる。冷媒は、液体ガス低温混合物となり、ライン２１を介して冷却コイル７２に向かって流れる。コイル７２の内側では、冷媒は低温で沸騰し、冷却媒体６８から熱エネルギーを吸収する。冷媒は、コイル７２から、蒸発器８を出る冷媒吸引ライン１６に接続する冷媒ライン２２に向かって流れ、吸引ライン１７を介して圧縮器２に戻り、閉サイクルを終了する。

冷却コイル７２は、表面積比を増加させて、冷凍媒体６８との熱伝達効率を向上させるために、螺旋形または矩形螺旋形の形態を有し、与えられた例示的な実施形態では、冷凍媒体６８の冷却に加えて、共通壁６６の直接冷却によって内容物貯蔵タンク６２をより効率的に冷却するために、貯蔵タンク６２および冷却区画７０の共通壁６６に近接して配置される。

冷却区画７０は、冷却区画７０の外壁を覆う断熱層７４で断熱されている。断熱層は、発泡ポリウレタン、ミネラルウール、または他の適切な材料などの断熱発泡体で作ることができる。

ブリーザ７６が貯蔵タンクに装着され、タンク６２の空気圧を周囲と均等にし、分配プロセス中にタンクに入る空気を濾過し、その充填プロセス中にタンクから空気を排出することができるようにする。

ここで、本発明の一実施形態によるＡＷＧ装置の別の水冷却特徴を示す図２を参照する。ＡＷＧ装置２００は、図１に示すＡＷＧ装置１００と同一の配置を有するほとんどの構成要素を共有している。同様の構成要素には、同一の参照番号が付され、２つの実施形態の間の差のみが本明細書で論じられる。

ＡＷＧ２００の水冷却媒サイクルは、冷媒ライン２１上に位置する水冷媒熱交換器８０を備える。これにより、装置１００のように冷却区画７０内の冷却媒体を冷却する代わりに、水冷媒サイクルの冷媒は、水冷媒熱交換器８０を介して循環ライン内で循環する（通常は貯蔵された）貯蔵水と熱交換する。

そのデフォルト状態では、二方向弁５８は、組み合わせられた循環・収集ラインを、一方向弁５８の上流に油圧的に配置された水冷媒熱交換器８０に向けて導く。冷媒は、水冷媒熱交換器８０を通過して、水冷媒熱交換器８０を通過する循環水と熱交換する。その結果、ライン８４を介して水冷媒熱交換器を出る水は、水冷媒熱交換器に入る水よりも低温になる。

弁１８が冷媒を熱交換器８０に向けると、液体状態の冷媒は第二の膨張手段２４を流れる。冷媒は、液体ガス低温混合物となり、ライン２１を介して熱交換器８０に向かって流れる。熱交換器８０の内側では、冷媒は低温で沸騰し、ライン８４に向かって流れる水から熱エネルギーを吸収する。冷媒は、熱交換器８０から、蒸発器８を出る冷媒ライン１６に接続する冷媒ライン２２に向かって流れ、吸引ライン１６を介して圧縮器に戻り、閉サイクルを終了する。

ＡＷＧ装置２００は、さらに、ライン６０に沿った分配フィルタ８６、例えば、ナノメートルフィルタを備える。

断熱層７４は、貯蔵タンクを断熱する。

ＡＷＧ装置２００には、図１のＡＷＧ装置を特徴付ける冷却区画７０がないことに留意されたい。それにもかかわらず、本発明のいくつかの実施形態では、ＡＷＧ装置は、貯蔵水を冷却するための両方の手段を備えることができる。

ここで図３を参照すると、本発明による貯蔵器内の貯蔵水を冷却するためのさらに別の特徴を備えるＡＷＧ装置が示されている。ＡＷＧ装置３００は、それぞれ図１、図２に示すＡＷＧ装置１００、２００と同一の配置を有する構成要素の大部分を共有している。同様の構成要素には同一の参照番号が付され、２つの実施形態の間の差のみが本明細書で論じられる。

水冷却出口９２は、開閉弁９４を介して、タンク６２の出口５２に接続されている。いくつかの実施形態では、二方向弁が、開閉弁９４の代わりに、出口５２と水冷却出口９２との接合部に配置される。水冷却出口９２の端部は、水生成冷凍サイクルの蒸発器８に近接して配置されるか、または埋め込まれる。開閉弁９４がオンになると、油圧主吸引ラインからの貯蔵水が重力によって蒸発器８に流れ、そこで、水生成冷媒と熱交換し、水サンプ４２に流入し、空気３２の流れの水分から凝縮して新しく生成された水と混合することができる。次いで、冷却された水は、貯蔵タンク６２に戻されるが、これは、生成された水が水サンプ４２から貯蔵タンク６２に導かれることについて、詳述したのと同様である。

この冷却機構によって、冷却区画７０または冷却水熱交換器８０に必要とされた冷却機構への冷凍ラインの延長部は不要になる。したがって、装置３００では、装置１００および２００で使用されている弁１８のような二方向弁も、冷媒ライン２１および２２も必要がない。それゆえ、蒸発器を出た冷媒ラインは、圧縮器まで完全に延びており、水冷却冷凍サイクルを出た冷媒ライン２２に接合しないようになっている。

いくつかの実施形態では、筐体１０２内のシャッタ９６は、水冷却プロセスの間、筐体内のアパーチャを画定するために開いている。このアパーチャによって、空気９８が蒸発器８を通過することなく凝縮器４に入ることが可能になり、蒸発器８の上の空気流が減少し、滴下する水が流出するリスクが少なくなる。また、蒸発器の冷却能力の大部分は、タンクではなく水を冷却して、空気からより多くの水を凝縮するように導かれるので、冷却プロセスを加速させることが可能になる。

いくつかの実施形態では、特に、貯蔵タンクが蒸発器の下に位置する場合、弁９４は、その機能のためのポンプで置き換えることができる。

（解凍サイクル）
別の態様では、本発明は、ＡＷＧマシンの蒸発器のための解凍サイクル（すなわち、解凍システム）を提供する。環境の露点が下がって、氷点下の蒸発器温度で水の凝縮がより効率的に起こるレベルになると、蒸発器のフィンに霜が形成されることがある。蒸発器がフィンおよび管状熱交換器である実施形態において、蒸発器をときどき解凍しない場合、霜が筋になって流れ、蒸発器のフィン間の空気通路を遮断する。また、凝縮水が貯蔵水タンクに向かって収集されることはない。以下に詳述する解凍システムは、当技術分野で利用可能な方法の解凍持続時間を大幅に短縮する。

本発明によれば、冷凍サイクルは、圧縮器と、凝縮器と、蒸発器と、膨張手段と、蒸発器と、圧縮器を凝縮器に、凝縮器を膨張手段に、膨張手段を蒸発器に、蒸発器を圧縮器に接続する冷凍ラインを備え、さらに、解凍システムも備える。

解凍システムの１つの選択肢は、開閉弁を備え、開閉弁は、任意選択で冷媒ラインと接続されており、圧縮器を凝縮器に接続する冷媒ラインと、（ｉ）膨張手段を蒸発器に接続する冷媒ラインまたは（ｉｉ）蒸発器を圧縮器に接続する冷媒ラインの一方とに接続されている。開閉弁が動作モードになると、圧縮された冷媒ガスが圧縮器から蒸発器に流れることが可能になり、その結果、蒸発器が加温され、霜／氷が溶ける。

解凍システムの別の選択肢は、反転弁を備える。反転弁は、圧縮器を凝縮器に接続する冷媒ラインと、圧縮器を蒸発器に接続する冷媒ラインとに設置された四方反転弁である。反転弁は、２つの状態の間で作動させることができる。第一の状態では、圧縮器が作動している間、反転弁は作動せず、反転弁は、圧縮された高温ガスが圧縮器から凝縮器に向かって出ることを可能にし、低温低圧冷媒が蒸発器から圧縮器に戻ることを可能にする。反転弁は、圧縮器が作動している間に作動すると、流れ方向を逆にし、圧縮された高温ガスが圧縮器から蒸発器に向かって出ることを可能にし、低温低圧冷媒が凝縮器から圧縮器に戻ることを可能にする。この逆流は、実際には、蒸発器と凝縮器との間の役割を逆転させ、蒸発器は、今や高温熱交換器であり、その結果、蒸発器を加温し、霜／氷を溶かす。

ここで、本発明による解凍システムの具体的な実施形態を示す図４Ａおよび図４Ｂを参照する。

ＡＷＧ装置４００は、図１、図２および図３にそれぞれ示されたＡＷＧ装置１００、２００および３００と同一の配置を有する構成要素の大部分を共有している。同様の構成要素には、同様の参照番号が付けられている。

図４Ａは、解凍弁である冷媒ライン１０とライン１５との間に接続された追加の開閉弁を説明する。開閉弁４０４が作動すると、高温圧縮ガスが、冷媒ライン１０からライン４０４を介して、次いで、ライン４０６を介して、次いで、蒸発器入口ライン１５に向かって、流れることができるように構成される。

開閉弁４０２の動作は、ＡＷＧの制御手段（図示せず）によって制御される。

解凍手順が開始されると、圧縮器２が停止し、弁が開き、高圧高温ガスの冷媒が凝縮器４から蒸発器８に向かって流れることが可能になる。高温ガスは、蒸発器の構成要素（例えば、フィン）の温度を上昇させ、霜を溶かして、水にする。さらに、解凍は、蒸発器８を介して周囲空気を吹き付け、霜が十分なレベルまで溶けるまで、あるいは完全に溶けるまで待つことで行うことができる。

いくつかの実施形態では、開閉弁４０２は、ほぼ同じ機能を実行する図４Ａのライン１５に代えて、ライン１０とライン１７との間に接続される。

ここで図４Ｂを参照すると、本発明による蒸発器上に蓄積された霜を除去するためのさらに別の特徴を備えるＡＷＧ装置が示されている。ＡＷＧ装置４５０は、図１、図２および図３にそれぞれ示すＡＷＧ装置１００、２００および３００と同一の配置を有する構成要素の大部分を共有している。同様の構成要素は、同一である。

図４Ｂは、冷媒ライン１０、１６、４５４および４５６の間に接続された反転弁４５２の別の実施形態を説明する。

反転弁４５２が作動していないとき、冷媒は、装置１００、２００、および３００に記載されるように流れることができる。ライン４５４は、冷媒がライン１０から凝縮器４に向かって流れることを可能にし、ライン４５６は、冷媒が蒸発器からライン１６に向かって流れることを可能にする。

反転弁が作動すると、凝縮器４からの冷媒は、ライン４５４を介してライン１６に転向され（ｄｉｖｅｒｔｅｄ）、またライン１６から圧縮器吸引ライン１７に転向される。さらに、圧縮された高温冷媒ガスは、圧縮器を出て、ライン１０に流れた後、ライン４５６を介して蒸発器８に転向される。この逆転作用は、実際に、蒸発器と凝縮器との役割を逆転させる。説明を簡単にするために、要素４および８の名称は、「凝縮器」および「蒸発器」のままであり、したがって、反転弁４５２が作動し、蒸発器８が凝縮器として機能し、またその逆に機能した後であっても、名称は、そのままである。また、冷媒は、冷凍システムの残りの部分において、ライン１２、１４および１５でも、要素６および１８でも、逆方向に流れる。蒸発器８は加熱し、凝縮器４は冷却する。これにより、蒸発器８上の霜がそのフィンから急速に溶けることができる。解凍手順が完了すると、制御ユニットは、反転弁４５２の動作を解除することができ、蒸発器および凝縮器の役割は、反転弁が動作する前と、同じ状態に戻る。

図４Ｂは、一方向弁４６０をさらに含む。ライン１６内の圧力がライン１０内の圧力よりも大きい場合、一方向弁４６０が開くので、冷媒がライン１６からライン１０へそれ自体を通って流れ、圧力を均等化することができる。逆に、ライン１０内の圧力がライン１６内の圧力よりも大きい場合、一方向弁が閉じるので、冷媒がそれ自体を流れるのを遮断し、したがって、圧力を均等化できない。要約すれば、一方向弁４６０は、圧縮器２の吸入圧力を常に圧縮器２の吐出圧力より低く保つ。例えば、過渡期間に、反転弁４５２が作動するようになった後、高い凝縮器圧力を蒸発器８に向けて吐出することができ、冷媒が圧縮器２と平行に流れるようになり、こうして、冷媒流量が増加する。過渡期間の後、圧縮器２の吐出圧力が吸入圧力より高い場合、一方向弁は自動的に閉じる。一方向弁４６０は、反転弁が作動しないようになった直後の過渡期間においても、繰り返し、作動する。

一方向弁４７０は、記載されるように、反転弁を収容する装置１００または２００に追加され得る。特に、（反転弁の過渡状態で）ライン１６の高圧冷媒からライン２２に向かって流れるのを抑制する。ライン２２内の圧力がライン１７内の圧力よりも大きい場合、一方向弁４７０が開き、冷媒がそれ自体を流れて圧力を均等化することができる。逆に、ライン１７内の圧力がライン２２内の圧力よりも大きい場合、一方向弁４７０は閉じるので、冷媒がそれ自体を流れるのを遮断し、したがって、圧力を均等化できない。

いくつかの実施形態では、一方向弁４６０、４７０のうちの１つだけが使用される。いくつかの実施形態では、反転弁４５２、および／または一方向弁４６０および４７０の位置および接続点は、上述とは異なるが、同様の作用を実行する。

（水冷却システムおよび／または解凍システムを有するＡＷＧの動作方法）
別の態様では、本発明は、本発明による貯蔵水冷却システムおよび／または解凍システムを動作させるための方法を提供する。

図５～図８は、動作の装置論理を説明する。論理の説明を単純化し、明確化するために、図に示すステップおよび状況判別ステップは、システムを動作させるための基本的な論理のみを説明することが理解されるであろう。例えば、他の追加のステップおよび状況判別ステップは、ユーザインタフェース、環境温度が低すぎる場合のシステムのシャットダウンなどを指すことができる。

論理は、コントローラユニット上にプログラムされてもよく、２つ以上のコントローラユニットが、電気ボードを使用して、油圧手段または任意の適切な方法で実装されてもよい。当業者は、説明された論理を変更し、これらの追加および変更を実行する方法を知っており、制御ユニットまたは同等のハードウェアで論理を実行する方法を知っているであろう。

さらに、適切であると考えられる場合、参照番号は、対応または類似する要素を示すために、図面の間で繰り返されることもある。論理は、いくつかの実施形態（図５に示すものなど）では、それらのうちの１つのみが同時に発生することができる以下の５つの動作モードを説明している。

シャットダウンモード
ａ．このモードでは、圧縮器が閉じており、送風機はオフになっており、水の凝縮も水の冷却も発生しない。

水冷却モード
ａ．このモードでは、水の凝縮が停止し（あるいは、水冷却モードに切り替える前に、水を凝縮するＡＷＧの水構成要素が動作していなかった場合、アイドル状態を継続し）、タンク内の水は、ＡＷＧの水冷却システムを動作させることによって冷却される。装置１００および２００では、例えば、これは、圧縮器２を動作させ、送風機３０を動作させ、二方向弁１８が冷媒をライン１２からライン２０に向けて転向させることを意味する。
ｂ．装置３００では、例えば、圧縮器２を動作させ、送風機３０を動作させ（蒸発器と凝縮器との間にシャッタが存在する場合は、これも開き）、開閉弁９４によって、タンクからの水がライン９２を介して蒸発器の上にこぼれることが可能になる。解凍システム４００が装置内に存在する場合、弁４０２は、閉じたままであるべきである。解凍システム４５０が装置内に存在する場合、弁４５２は、そのデフォルト位置（非反転）に留まるべきである。

水製造モード

このモードでは、水の凝縮に関与するＡＷＧの構成要素を動作することによって、水冷却が停止し、水の凝縮プロセスが開始する、装置１００および２００では、例えば、これは、圧縮器を動作させ、送風機を動作させ、二方向弁１８が冷媒をライン１２からライン１４に向けて転向させることを意味する。
ａ．装置３００では、例えば、圧縮器を動作させ、送風機を動作させ（蒸発器と凝縮器との間にシャッタが存在する場合は、それを閉じ）、開閉弁９４によって、タンクからの水が蒸発器の上にこぼれないようにする。
ｂ．４００のような解凍機構が装置内に存在する場合、弁４０２は、閉じたままであるべきである。４５０のような解凍機構が装置内に存在する場合、弁４５２は、そのデフォルト位置（非反転）に留まるべきである。

氷製造モード

このモードでは、水冷却がアイドル状態で、水凝縮プロセスが発生するが、水製造モードとは異なり、凝縮水は、蒸発器が氷点下の温度であるために、蒸発器上で凍結する。要素の動作は、上述の水製造モードで説明したのと同様であるが、今度は、氷の蓄積は、少なくとも１つのタイマーおよび／または蒸発器温度の測定によって監視される。

解凍モード
ａ．このモードでは、氷の製造を停止し、解凍システムを動作させて、蒸発器上の霜を溶かす。機構４５０を備えていない１００～３００のような装置では、氷を溶かすには、圧縮器を停止し、シャッタを閉じ（装置３００のように存在する場合）、新鮮な空気を吹き付けて、霜を溶かすために、送風機を動作させることでできる。装置が、４００などの解凍機構を備える場合、弁４０２は、少なくとも、プロセスの開始時に開いているべきである。
ｂ．機構４５０を備えている１００～３００のような装置では、圧縮器を動作させることによって、好ましくは、シャッタを開くことによって（装置３００内に存在する場合）、凝縮器を加熱するために、反転弁４５２を動作させ、送風機（実際には、蒸発器として機能する）を動作させることによって行うことができる。

ここで、ＡＷＧ装置における論理を示す図５を参照すると、貯蔵水を冷却するための特徴を備えるＡＷＧ装置は、装置１００、２００または３００のように、必要に応じて追加物４００または４５０備えることも、備えないこともある。論理は、アルゴリズム５００に記載されている。

最初のステップ５０２において、装置は、動作を開始する。このステップでは、モードは、シャットダウンモードに設定され、装置構成要素は、上記のシャットダウンモードで説明したように動作する。

状況判別ステップ５０４は、水タンクを冷却するべきか否かを結論付けるためのチェックアウトを説明している。決定は、主にセンサによって水温を検出することで行われるが、タンク内の水を冷却するかどうかを決定するためには、十分な量の水が含まれている必要がある。量レベルは、レベルセンサ、差圧センサ、容積センサによって、あるいは制御ユニットと通信している他の適切なセンサによって測定することができる。タンク内に水が存在し、制御ユニットと通信している温度計で測定したタンクの温度が高すぎる場合（すなわち、工場またはユーザが定義できる所定の値を超える場合）、タンク内の水を冷却する必要があり、状況判別の結果はＹＥＳになり、高すぎない場合、ＮＯになる。

ステップ５０６において、モードは水冷却モードに設定され、装置構成要素は、上述の水冷却モードで説明したように作用する。

状況判別ステップ５０８は、タンク内の水の冷却を停止すべきか否かを結論付けるチェックアウトを説明している。決定は、主にアドホックに検出された水温に従って行われるが、アドホックに検出された水位からも導出される。タンク内の水温が「低温」であると考えられる所定の温度以下（すなわち、工場によって決定された所定の閾値以下）であるか、あるいはタンク内の水位が低すぎる（すなわち、工場によって決定された所定の閾値以下）場合、水冷却は停止すべきであり、状況判別の結果はＹＥＳであり、そうでない場合、ＮＯである。

状況判別ステップ５１０は、水タンクが満杯であるか否かを結論付けるためのチェックアウトを説明している。量レベルは、レベルセンサ、差圧センサ、容積センサによって、あるいは制御ユニットと通信している他の適切なセンサによって測定することができる。水タンクが最大量（ここでは満杯と記載されている）に達した場合、状況判別の結果はＹＥＳであり、達していない場合、ＮＯである。

ステップ５１４において、モードは、水製造モードに設定され、装置構成要素は、上述の水製造モードで説明したように作用する。

状況判別ステップ５１６は、水製造モードを氷製造モードに置き換えるべきかどうかを決定するためのチェックアウトを説明している。そのために、コントローラは、蒸発器の近傍にある温度センサを使用して蒸発器の温度を測定する。ある期間（例えば、１分間）にわたって、温度が第一の設定点（例えば、－２℃または水の凝固点）未満である場合、状況判別の結果はＹＥＳであり、第一の設定点以上である場合、ＮＯである。

ステップ５１８において、モードは氷製造モードに設定され、装置構成要素は、上述の氷製造モードで説明したように作用する。

状況判別ステップ５２０は、氷製造モードを終了すべきか否かを結論付けるためのチェックアウトを説明している。そのために、コントローラは、蒸発器に蓄積された霜（氷）の量を推定する。例えば、環境露点と蒸発器温度との差を積分し、それに空気流量と係数を乗じる。別の例は、蒸発器の上を流れる空気流の差圧を測定することである。当技術分野で利用可能な氷の蓄積の程度を推定するための他の方法も実施することができる。氷の推定量が所定のレベルよりも高い場合、あるいは氷製造持続時間があるレベルに達した場合、状況判別の結果はＹＥＳであり、そうでない場合、ＮＯである。

ステップ５２２において、モードは、解凍モードに設定され、装置構成要素は、上述の解凍モードで説明したように作用する。

状況判別ステップ５２４は、蒸発器内の氷を解凍したか否かを決定するチェックアウトを説明している。これを決定するために、制御装置は、蒸発器温度を測定することができ、蒸発器上の空気流の差圧を測定することができ、水サンプに加えられる溶融水の変化率の低下、または蒸発器から落下する水の変化率を測定することができ（例えば、マイクロカメラによって）、または氷の存在を示す任意の他の利用可能な技法を利用することができる。温度または差圧が所定の値に達した場合、状況判別の結果はＹＥＳであり、そうでない場合、ＮＯである。

ここで、図６を参照すると、５００に記載された論理へのいくつかの追加を含む動作論理６００が示されている。図５に記載されたものと同じ番号が付けられたステップおよび状況判別ステップは、同じ機能を実行する。論理５００とは異なり、論理６００は、氷製造が終了しない場合であっても、装置が氷製造を停止し、水を冷却することを可能にする。

状況判別ステップ６０２は、状況判別ステップ５０４のように実行する。状況判別ステップ６０６は、状況判別フォーマット５０８のように実行し、ステップ６１０は、ステップ５０６のように実行する。ステップ５０４、５０８、５０６は上述されている。

アルゴリズム７００

図７は、装置内の収集ポンプ４６の動作論理を説明する。

最初のステップ７０２で、論理を開始する。このステップでは、収集ポンプ４６はオフである。

状況判別ステップ７０４は、収集ポンプ４６を動作するべきか否かを結論付けるためのチェックアウトを説明している。収集ポンプ４６が動作していない場合、その動作状態は、サンプ４２内の水位であるべきである。サンプ内の水位が所定の水位を超えている場合、決定はＹＥＳであり、超えていない場合、決定はＮＯである。ポンプが動作している場合、その停止条件は、時間またはサンプ内の水位が低いことのいずれかであるべきである。サンプの水位は、レベルセンサ、差圧センサ、容積センサ、または任意の他の適切なセンサによって測定することができる。ポンプを動作させる必要がある場合、決定はＹＥＳであり、必要がない場合、ＮＯである。

ステップ７０６では、収集ポンプは、制御によって動作される。

ステップ７０８では、収集ポンプは動作しない。

アルゴリズム７１０

図７は、装置内の主ポンプ５２．１の動作の論理も説明する。

最初のステップ７１２で、論理を開始する。このステップでは、主ポンプ５２．１はオフである。

状況判別ステップ７１４は、主ポンプ５２．１を動作するべきか否かを結論付けるためのチェックアウトを説明している。ポンプ５２．１は、以下の状況の少なくとも１つで動作すべきである。

ユーザが、水を分配するように要求し（押しボタン）、また水タンク６２内に十分な水がある（例えば、タンク出口ラインの直上、またはセンサによって検知される所定のレベルに達したとき）。

所定の循環時間（例えば、３０分毎に、５分間循環）に従う。

装置２００、または１００であっても、その水冷却モード中（熱伝達係数を増加させるために）。

ポンプ５２．１を動作させる必要がある場合、決定はＹＥＳであり、必要がない場合、ＮＯである。

ステップ７１６では、主ポンプ５２．１は制御装置によって動作される。

ステップ７１８では、主ポンプ５２．１は動作しない。

アルゴリズム７２０

図７はまた、装置内の分配弁５８の動作の論理を説明する。

最初のステップ７２２で、論理を開始する。このステップでは、分配弁５８はオフである。

状況判別ステップ７２４は、分配ライン６０の端部で分配弁を動作するべきか否かを結論付けるためのチェックアウトを説明している。弁の動作は、ユーザが水の分配を要求するかどうか（押しボタン）、また水タンクに十分な水があるかどうか（例えば、タンク出口ラインの直上、またはセンサによって検知されるように所定のレベルに達したとき）に依存する。弁を動作する必要がある場合、決定はＹＥＳであり、必要がない場合、ＮＯである。

ステップ７２６では、分配弁５８は、制御によって動作する。

ステップ７２８では、分配弁は動作しない。

アルゴリズム８００

図８は、装置１００、２００および装置３００内の９４内の水冷却弁１８の動作論理を説明する。

最初のステップ８０２で、論理を開始する。このステップでは、水冷却弁はオフである。

状況判別ステップ８０４は、水タンク内の水を冷却する必要があるかどうかに応じて、水冷却弁を動作させるべきか否かを結論付けるためのチェックアウトを説明している。状況判別ステップ８０４は、状況判別ステップ５０４と同じ論理を有する。水冷却弁は、水冷却モード中に動作する必要がある。弁を動作する必要がある場合、決定はＹＥＳであり、必要がない場合、ＮＯである。

ステップ８０６では、水冷却弁が制御によって動作する。

ステップ８０８では、水冷却弁は動作しない。

Claims (6)

1. 冷凍サイクルを備える大気水生成器（ＡＷＧ）であって、前記冷凍サイクルが、
   圧縮器と、
   凝縮器と、
   蒸発器と、
   膨張手段と、
   蒸発器と、
   前記圧縮器を前記凝縮器に、前記凝縮器を前記膨張手段に、前記膨張手段を前記蒸発器に、前記蒸発器を前記圧縮器に接続する冷凍ラインと、
   解凍弁であって、前記解凍弁は、任意選択で、冷媒ラインと接続され、前記圧縮器を前記凝縮器に接続する前記冷媒ラインと、（ｉ）前記膨張手段を前記蒸発器に接続する前記冷媒ラインまたは（ｉｉ）前記蒸発器を前記圧縮器に接続する前記冷媒ラインの一方とに接続され、前記解凍弁は、作動すると、圧縮された冷媒ガスが前記凝縮器から前記蒸発器に流れることが可能になる、解凍弁と、
   を備える、大気水生成器（ＡＷＧ）。
2. 前記解凍弁は開閉弁であり、
   前記開閉弁は、前記圧縮器と前記凝縮器との間の前記冷媒ラインを、前記膨張手段を前記蒸発器に接続する前記冷媒ラインと接続する、請求項１に記載のＡＷＧ。
3. 冷凍サイクルを備えるＡＷＧであって、前記冷凍サイクルが、
   圧縮器と、
   凝縮器と、
   蒸発器と、
   膨張手段と、
   蒸発器と、
   前記圧縮器を前記凝縮器に、前記凝縮器を前記膨張手段に、前記膨張手段を前記蒸発器に、前記蒸発器を前記圧縮器に接続する冷凍ラインと、
   前記圧縮器を前記凝縮器に接続する前記冷媒ラインおよび前記圧縮器を前記蒸発器に接続する前記冷媒ラインに設置された反転弁であって、前記圧縮器が作動し、前記反転弁が第一の状態にあるとき、前記反転弁は、圧縮された高温ガスが前記圧縮器から前記凝縮器に向かって出ることを可能にし、低温低圧冷媒が前記蒸発器から前記圧縮器に戻ることを可能にし、前記圧縮器が作動し、前記反転弁がその第二の状態にあるとき、前記反転弁は、流れ方向を逆にし、圧縮された高温ガスが前記圧縮器から前記蒸発器に向かって出ることを可能にし、低温低圧冷媒が前記圧縮器から前記凝縮器に戻ることを可能にする、反転弁と、
   を備える、大気水生成器（ＡＷＧ）。
4. 前記反転手段が作動すると、前記凝縮器は蒸発器として機能し、前記蒸発器は凝縮器として機能する、請求項３に記載のＡＷＧ。
5. 前記反転弁と前記圧縮器との間の２つの前記冷媒ラインを、前記冷媒ラインに接続する一方向弁をさらに備え、前記圧縮器に入るライン内の冷媒の圧力が、前記圧縮器から出る前記ライン内の冷媒の圧力よりも高い場合、圧力が均等化するまで前記一方向弁を介して冷媒が流れるようになっている、請求項３に記載のＡＷＧ。
6. ＡＷＧの貯蔵水冷却システムおよび／または解凍システムを動作するための方法であって、
   （ａ）前記ＡＷＧの圧縮器および送風機がオフになり、水の凝縮も水の冷却も発生しないシャットダウンモードで、前記ＡＷＧの動作を開始するステップと、
   （ｂ）前記ＡＷＧの貯蔵水タンクの水温および水位を検出するステップと、
   （ｃ）ステップ（ｂ）で検出した前記水温および前記水位が、前記貯蔵タンク内に水があり、かつ前記水温が所定値を超えることを示す場合、前記ＡＷＧを水冷却モードに設定するステップと、
   （ｄ）前記ＡＷＧの貯蔵水タンクの水温および水位を検出するステップと、
   （ｅ）ステップ（ｂ）で検出した前記水温および前記水位が、（ｉ）前記貯蔵タンク内に水があり、かつ（ｉｉ）前記水温が所定値を超えることを示す場合、水の凝縮を停止し、前記貯蔵タンク内の前記水を冷却する水冷モードに前記ＡＷＧを設定するステップと、
   
   （ｆ）ステップ（ｂ）で検出した前記水温が、前記水温が所定値以下であることを示す場合、前記ＡＷＧの前記貯蔵水タンクの水温および水位を検出するステップと、
   （ｇ）ステップ（ｆ）で検出した前記貯蔵タンクの前記水温および前記水位が、水位および水温が所定の閾値以下であることを示す場合、水冷却を中止し、水凝縮プロセスを開始する水製造モードに前記ＡＷＧを設定するステップと、
   （ｈ）ステップ（ｆ）で検出した前記貯蔵タンクの前記水温および前記水位が、前記水が所定温度以下であり、かつ水タンクが満杯であることを示す場合、前記ＡＷＧをシャットダウンモードに設定するステップと、
   （ｉ）前記ＡＷＧの蒸発器の温度を測定するステップと、
   （ｊ）ステップ（ｉ）で測定された前記温度が水の凝固点未満である場合、水生成の凝縮に関与する前記ＡＷＧの構成要素が動作し、凝縮した前記水は前記蒸発器上で凍結して氷になり、氷の蓄積は少なくとも１つのタイマーによって、および／または前記蒸発器の温度を測定することによって監視される氷製造モードに前記ＡＷＧを設定するステップと、
   （ｋ）前記蒸発器の上の前記氷の蓄積を推定するステップと、
   （ｌ）前記氷の推定量および氷製造持続時間の一方が事前に定義された閾値よりも高い場合、解凍システムが前記氷を溶かすために動作する解凍モードに前記ＡＷＧを設定するステップと、
   （ｍ）前記蒸発器の上の前記氷を解凍したかどうかを決定するステップと、
   （ｎ）ステップ（ｍ）で前記氷を解凍したと決定された場合、ステップ（ｂ）からステップ（ｍ）が繰り返され、解凍していないと決定された場合、前記ＡＷＧは、解凍モードに留まるステップと、
   を含む、方法。

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