专利名称：空气制水机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种利用潮湿空气制取饮用水的装置。
背景技术：
联合国一项研究报告指出全球现有12亿人面临中度到高度缺水的压力，80个国家水源不足，20亿人的饮水得不到保证。预计到2025年，形势将会进一步恶化，缺水人口将达到28亿 33亿。世界银行的官员预测，在未来的5年内“水将像石油一样在全世界运转，，。我国属于缺水国之列，人均淡水资源仅为世界人均量的1/4，居世界第109位。中国已被列入全世界人均水资源13个贫水国家之一。而且分布不均，大量淡水资源集中在南方，北方淡水资源只有南方水资源的1/4。据统计，全国600多个城市中有一半以上城市不同程度缺水，沿海城市也不例外，甚至更为严重。世界银行警告说，水资源减少将导致中国的贫富矛盾和城乡矛盾。如果不大幅改变水资源的使用方式，今后10年内数千万中国人将成为环境难民。中国缺水已达危险程度。我国人口众多，资源相对不足。满足人民生活需求，不破坏环境，保持资源可持续利用是我们的发展方向。空气制水机以先进技术为支撑、满足大众最基本的安全饮水需求， 完全适应了资源与环境领域的循环化要求。实现了人类“哪里有空气，哪里就有水”的梦想。 在自然灾害和社会环境应急处理中，无论是缺乏水源、或者是供水被切断、再或者是水质无法得到保障的情况下，空气制水机从人们呼吸的空气中汲取水分，生成安全的饮用水，保障了人民的饮水权利。中国实用新型专利200420042013. 7公开了一种利用空气制取饮用水的装置，该装置包括箱体及设在箱体内的空气制水装置和水处理装置；其中空气制水装置依次由空气过滤栅、空气冷却装置、热交换装置、冷风机及集水器组成，设置在箱体的上部；水处理装置依次由过滤装置、除菌装置及储水器组成，设置在箱体的下部。该装置将空气中的水分提取并收集起来，再进行过滤、杀菌处理后变成可以直接饮用的水源。但是该装置的空气冷却装置为常规的金属表面，在制水过程中表面水膜残留明显，水流动不够畅通，导致表面温度上升和冷表面积减小，最终体现为表面凝水率低、产水量较少。中国发明专利申请200510011885. 6公开了一种具有高凝水率表面的集水器，该集水器表面由疏水基底和在疏水基底上排布的亲水小突起及冷凝水收集器组成。亲水小突起分圆柱形和四棱柱形。与常规表面相比，该集水器利用亲水突起可快速凝集空气中的水分，而疏水基底可使凝集到的水分更快的流入冷凝水收集器中。但是，在空气流动的情况下，亲水突起由于较高的表面能使得水滴离开突起的难度也较大，从而制约了生成水的释放，降低了冷表面的利用率。另一方面，该集水器表面由于同时存在疏水基底和亲水突起， 给加工制造也带来了困难，制造成本较高
实用新型内容
[0007]本实用新型要解决的技术问题是提供一种制造成本低、制水效率高的空气制水机。为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案一种空气制水机，包括一个具有凝水表面的空气冷却装置、一个冷凝水收集装置和一个水处理装置，所述凝水表面上设有凝水突起，所述凝水表面和凝水突起上均覆盖有疏水材料层。优选地，所述凝水突起为正棱柱形或圆柱形。进一步地，所述凝水突起为正方体形或圆柱形。进一步地，所述凝水突起的边长或直径为0. 3-5mm。进一步地，相邻两个凝水突起的边缘之间的距离为0. 3_5mm。优选地，所述空气冷却装置由蒸发器构成，所述蒸发器分别与冷凝器、压缩机相连接。优选地，还包括一箱体，所述空气冷却装置、冷凝水收集装置和水处理装置均位于所述箱体内，所述箱体上设有进风口和出风口，所述进风口设有空气滤网并与所述空气冷却装置相对，所述出风口设有风扇。优选地，所述水处理装置包括依次相连接的电控泵、超滤过滤系统、紫外线杀菌器和出水控制系统，所述电控泵与冷凝水收集装置相连接。进一步地，所述水处理装置内还设有水质调节系统和水温调节系统。本实用新型的有益效果是1、凝水表面制水效率高，比常规凝水表面制水效率高出1倍，比疏水基底加亲水突起的冷凝表面高20%。2、只要有空气的地方就能制水，解决了无水源、无饮用水和无安全饮用水的问题。3、可提供符合要求的饮用水和定制各种规格或需求的水。4、空气冷却装置的凝水表面和凝水突起上均覆盖相同的疏水材料层，更便于制造，可以大大降低制造成本。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细说明。
图1是本实用新型一种空气制水机的系统组成示意图。图2是本实用新型中设有正方体凝水突起的凝水表面的示意图。图3是本实用新型中设有圆柱形凝水突起的凝水表面的示意图。
具体实施方式
如
图1所示，本实用新型一种空气制水机，包括空气冷却装置3、冷凝水收集装置8 和一个水处理装置9。进一步地，本实施例还包括一箱体1，上述空气冷却装置3、冷凝水收集装置8和水处理装置9均位于箱体1内，箱体1上设有进风口和出风口，在进风口处设有空气滤网2并与所述空气冷却装置3相对，在出风口设有风扇6，以达到强制空气流通的目的。在空气制水机中，空气冷却装置3的作用是降低空气的温度并使其中的水分凝结，因此空气冷却装置3可以采用已知的多种致冷方式来工作，比如压缩机致冷、半导体致冷、磁致冷等。本实施例采用最常用的压缩机致冷系统来实现，该系统由蒸发器、压缩机7、 冷凝器5构成循环回路，冷凝器5与蒸发器之间通过毛细管4相连接，其中的蒸发器就构成本实用新型中的一种空气冷却装置3。继续参照
图1，一种优选的水处理装置9包括依次相连接的电控泵91、超滤过滤系统92、紫外线杀菌器93和出水控制系统94，其中电控泵91与冷凝水收集装置8相连接。根据需求，在水处理装置9内还可以设置水质调节系统(如矿化装置)和水温调节系统(加热或制冷)。从空气冷却装置3冷凝下来的水进入冷凝水收集装置8，冷凝水收集装置8底部设有排污口 81，可将污水排出。且冷凝水收集装置8可从箱体1中抽出，以方便对其进行清洁。冷凝水收集装置8内装有液位传感器82，液位传感器82与制水机的控制系统相连接， 当冷凝水收集装置8内缺水时，控制系统会关闭电控泵91的抽水功能；当冷凝水收集装置 8内满水时，控制系统会关闭压缩机7，停止制水。空气冷却装置3具有凝水表面31，如图2、图3所示，在凝水表面31上设有凝水突起32，凝水表面31和凝水突起32上均覆盖有疏水材料层，所述疏水材料层为有机硅或有机氟或由有机硅和有机氟构成的复合材料层。其中，所述凝水突起32为正棱柱形或圆柱形。进一步地，所述凝水突起32为正方体形(如图2所示)或圆柱形(如图3所示)。凝水突起32的边长或直径优选为0. 3-5mm，相邻两个凝水突起32的边缘之间的距离优选为 0. 3-5mm，凝水突起的间距与边长或直径相一致。凝水表面31并不一定是平面，它也可以是圆柱面或其它曲面。下面对本实用新型的工作原理进行说明。开机后风扇6运转，潮湿的空气从箱体1背面的进风口被吸入，在空气滤网2处过滤掉尘埃。然后经过低温的蒸发器3，蒸发器3将空气中的水分凝结下来，吸附在凝水表面 31上。凝水表面31上的疏水材料层大大提升了凝结水量(此点将在后面详述)。空气降温变成干燥空气后，再经过冷凝器5进行热交换，提高温度，最后从侧面出风口吹出。冷凝水收集装置8内的水由电控泵91抽入超滤过滤系统92，超滤过滤系统92由活性炭、陶瓷、超滤膜等过滤器组成，其中超滤膜孔径可达0. Olum。经过过滤器的水再进入紫外线杀菌器93被杀菌消毒。此时的水经过过滤和消毒杀菌，可供直接饮用，如需增加矿化功能，可增加矿化装置；如需热水或冰水，可增加冰热胆。净化后的水最终由出水控制系统94放出供饮用。本实用新型采用疏水性的凝水表面31和凝水突起32，可以提高制水效率，原理如下。湿空气中的水分在表面冷凝析出时，受吸附和降温两种因素共同影响。我们以边长和间隔均为Imm的正方体凝水突起为例进行说明。在没有风的情况下，从微观来看，在水珠形成初期，吸附起主要作用，由于亲水表面的表面能比疏水表面大，所以亲水表面的吸附水分能力会高于疏水表面。但随着水珠变大，温度影响渐趋主导。之后水在水珠上形成，与温度有关，与凝水突起是亲水或疏水几乎没有关系。在形成Imm左右的水珠后，凝水突起32上的水珠落到凝水表面31上，随着凝水表面31上形成的水滴或水膜一同流入冷凝水收集装置8。凝水表面31由于其具有疏水特性，使得水在其中有很好的流动性，疏导顺畅。这一点是很重要的。因为，首先，水膜的快速流出才能空出更多的冷表面与湿空气接触；其次，空出的冷表面能直接与湿空气接触，减少了经过水膜传递过程中的能量损失。我们的饮水或生活用水至少每天每人2升以上，所以在宏观制水情况下亲水性的凝水突起和疏水性的凝水突起效果差别不大，主要效果体现在疏水性凝水表面31的疏导作用上。 但是在有风的情况下，相对于现有技术的疏水基底加亲水突起而言，本实用新型所采用的疏水基底(凝水表面31)加疏水突起(凝水突起3 更具有明显的优势。原因是亲水表面的表面能较大，亲水表面上的水珠不易脱落。水珠占据时间较长也使得湿空气无法与空出的冷表面接触，表面温度较高，不利于凝水。空气制水机需要源源不断的空气进入箱体内，风扇是一直运转的，因此空气制水机实际上是工作在有风的情况下，所以疏水基底加疏水突起更适合于空气制水机。
权利要求1.一种空气制水机，包括一个具有凝水表面的空气冷却装置、一个冷凝水收集装置和一个水处理装置，所述凝水表面上设有凝水突起，其特征是，所述凝水表面和凝水突起上均覆盖有疏水材料层。
2.根据权利要求1所述空气制水机，其特征是，所述凝水突起为正棱柱形或圆柱形。
3.根据权利要求2所述空气制水机，其特征是，所述凝水突起为正方体形或圆柱形。
4.根据权利要求2所述空气制水机，其特征是，所述凝水突起的边长或直径为 0. 3_5mm0
5.根据权利要求2所述空气制水机，其特征是，相邻两个凝水突起的边缘之间的距离为 0. 3-5mm。
6.根据权利要求1所述空气制水机，其特征是，所述空气冷却装置由蒸发器构成，所述蒸发器分别与冷凝器、压缩机相连接。
7.根据权利要求1所述空气制水机，其特征是，还包括一箱体，所述空气冷却装置、冷凝水收集装置和水处理装置均位于所述箱体内，所述箱体上设有进风口和出风口，所述进风口设有空气滤网并与所述空气冷却装置相对，所述出风口设有风扇。
8.根据权利要求1所述空气制水机，其特征是，所述水处理装置包括依次相连接的电控泵(9)、超滤过滤系统(10)、紫外线杀菌器(11)和出水控制系统(12)，所述电控泵与冷凝水收集装置相连接。
9.根据权利要求8所述空气制水机，其特征是，所述水处理装置内还设有水质调节系统和水温调节系统。
10.根据权利要求1所述空气制水机，其特征是，所述疏水材料层为有机硅或有机氟。
专利摘要本实用新型公开了一种空气制水机，包括一个具有凝水表面的空气冷却装置、一个冷凝水收集装置和一个水处理装置，所述凝水表面上设有凝水突起，所述凝水表面和凝水突起上均覆盖有疏水材料层。进一步地，还包括一箱体，所述空气冷却装置、冷凝水收集装置和水处理装置均位于所述箱体内，所述箱体上设有进风口和出风口，所述进风口设有空气滤网并与所述空气冷却装置相对，所述出风口设有风扇。所述水处理装置包括依次相连接的电控泵、超滤过滤系统、紫外线杀菌器和出水控制系统，所述电控泵与冷凝水收集装置相连接。本实用新型的凝水表面制水效率高，凝水表面和凝水突起上均覆盖相同的疏水材料层，更便于制造，可以大大降低制造成本。
文档编号E03B3/28GK202298754SQ201120372539
公开日2012年7月4日 申请日期2011年9月30日 优先权日2011年9月30日
发明者杨玉珍 申请人:空之水环保科技(上海)有限公司