KR20210110608A

KR20210110608A - 제상 시스템을 갖는 대기 물 생성기

Info

Publication number: KR20210110608A
Application number: KR1020217021289A
Authority: KR
Inventors: 샤론 둘버그; 모쉐 골드버그
Original assignee: 워터젠 리미티드
Priority date: 2019-01-08
Filing date: 2020-01-08
Publication date: 2021-09-08
Also published as: BR112021013448A2; JP2022517701A; ZA202104753B; KR20210107712A; US20220064914A1; AU2020207659A1; EP3908792A4; BR112021013448B1; EP3908705A4; MX2021008279A; WO2020144681A1; WO2020144682A1; US20220082312A1; JP2022517700A; EP3908705A1; BR112021013449A2; AU2020205845A1; EP3908792A1; CN113966426A; CN113614471A

Abstract

대기 물 생성기(AWG: atmospheric water generator)는 AWG의 냉동 사이클에 내장된 제상 또는 리버싱 밸브를 포함한다. 제상 또는 리버싱 밸브는 활성화되면, 증발기 상의 서리 축적을 용융시키기 위해서 고온의 압축된 냉매 가스가 냉동 사이클의 응축기로부터 증발기로 유동될 수 있게 한다. 일 실시형태에서, 제상 밸브는 압축기를 응축기에 연결하는 냉매 라인에, 그리고 (i) 팽창 수단을 증발기에 연결하는 냉매 라인 또는 (ii) 증발기를 압축기에 연결하는 냉매 라인 중 하나에 연결된다.

Description

제상 시스템을 갖는 대기 물 생성기

본 발명은 대기 물 생성기의 분야에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본 발명은 대기 물 생성기에서 저장수를 냉각하기 위한 시스템 및 증발기를 제상하기 위한 시스템에 관한 것이다.

대기 물 생성기에 의한 공기로부터 물의 추출은 잘 알려져 있고, 일반적으로 액체 증기를 포함하는 가스의 온도를 이슬점 온도 미만으로 낮춤에 의한 가스의 응축 조건의 실시를 관여시킨다.

응축수는 필요할 때마다 분배될 수 있도록 저장 탱크에 저장되어야 한다. 많은 경우에, 저장 탱크에 저장수를 저온으로 보존하면 두 가지 큰 장점이 있다: 이것은 저장 탱크 내에서 미생물 성장을 감소시키며, 일부 문화에서는 저온에서 물을 분배하는 것이 선호되며 경우에 따라 물 맛을 개선한다.

본 발명까지, 저장 탱크에 저장수를 냉각하기 위해 몇 가지 일반적인 방법이 사용되었다.

첫 번째는 저장수 저장 탱크 내부에 냉각 코일을 담그는 것에 의해서이다.

이러한 구조는 코일이 음용수에 적합한 재료로 만들질 것을 요구했다. 또한, 일부 표준에 따라, 누출의 경우 냉매의 저장수로의 침투를 회피하기 위해서 코일은 이중벽이어야 한다. 두 가지 요구 사항 모두 냉각 코일을 비싸게 만든다. 일부 경우에, 저장수 저장 탱크 내의 수위가 변경되고, 코일이 물 내에 완전히 잠기지 않을 수 있다. 이것은 열 전달 속도를 감소시키고, 또한 값 비싼 솔루션을 요구할 수 있다.

또 다른 접근법은 저장수 저장 탱크를 냉각 코일로 둘러싸는 것이다. 이러한 구조의 경우, 코일과 탱크 외측 측부 사이의 공통 표면적이 적기 때문에 긴 코일이 사용된다. 또한, 저장수 저장 탱크 내의 수위가 낮아, 낮은 열전달을 유발하고, 고가의 전용 압축기를 사용하여 냉각 능력이 수정되어야 한다.

제3 접근법은 별도의 냉동 사이클이 있는 소형 코일을 사용하는 것이다. 이 솔루션에서, 작은 냉각 용량은 저수위에서도 저장수 저장 탱크 내의 물을 냉각하기 위한 열전달율을 충족한다. 이러한 솔루션은 두 개의 압축기 및 때때로 두 개의 응축기, 추가 팬 등을 요구하고, 따라서 비싸다.

물 응축이 0 미만의 증발기 온도에서 발생하는 것이 더 효율적인 수준으로 환경의 이슬점이 낮아지면, 증발기 핀 상에 서리가 발생될 수 있다.

만약 증발기가 때때로 제상되지 않으면, 서리가 증발기 핀들 사이의 공기 통로를 좁아지게 하고 차단할 것이다. 또한, 응축수는 저장수 탱크를 향해서 수집되지 않을 것이다. 제상 절차는 압축기를 폐쇄하고 증발기를 통해 주변 공기를 취입하고, 서리가 용융될 때까지 기다림으로써 수행될 수 있다. 기술 절차에 공통인 이것은 시간 소모적이고, 일일 물 생산율을 감소시킨다.

본 발명의 목적은 상술된 대기 물 생성기의 문제점과 단점에 대한 해결책을 제공하는 것이다.

제1 양태에서, 본 발명은 대기로부터 저장수로 물을 응축하기 위한 냉동 사이클, 저장수를 저장하기 위해 벽에 의해서 획정된 저장 탱크, 냉각 매체를 포함하도록 구성된 벽에 의해서 획정되고 냉각 코일을 포함하는 냉각 구획부를 포함하는 생성기(AWG)를 제공한다. 저장 탱크 및 냉각 구획부는 저장 탱크를 향하는 벽의 일 표면 및 냉각 구획부를 향하는 벽의 다른 표면을 갖는 냉각 구획부로부터 저장 탱크를 분리하는 공통 벽의 적어도 일 부분을 공유한다. 냉매 코일은 냉동 사이클과 유체 연통되며, 냉각 매체에 적어도 부분적으로 잠기도록 구성된다.

제2 양태에서, 본 발명은 다음을 포함하는 대기 물 생성기(AWG)를 제공한다: 대기로부터 물을 저장수로 응축시키기 위한 냉동 사이클, 저장수를 저장하기 위한 저장 탱크, 및 저장 탱크로부터의 출구, 저장 탱크로의 입구, 및 출구를 입구에 연결하기 위한 튜빙 라인, 순환 루프에 저장수를 순환시키기 위한 순환 펌프, 및 순환 중에 냉동 사이클과 저장된 응축수 사이에서 열을 교환하도록 구성된, 물 생성 냉동 사이클과 유체 연통되는 냉매를 포함하는 물-냉매 열교환기를 포함하는 순환 루프. 순환 펌프가 작동 중일 때, 저장수는 저장 탱크로부터 배출구, 튜브, 물-냉매 열교환기, 순환 펌프를 통해 순환하고 입구를 통해 다시 저장 탱크(또는 대신 디스펜서 출구)로 순환될 수 있다 - 순환된 저장수는 냉매와 열을 교환하여, 물-냉매 열교환기를 빠져나가는 순환되는 저장수가 물-냉매 열교환기로 들어가는 순환되는 저장수보다 상대적으로 더 저온이다.

본 발명의 제3 양태에서, 대기 물 생성기(AWG)는 대기로부터 물을 저장수로 응축시키기 위한 냉동 사이클을 포함하며, 이는 증발기 위에 물을 떨어뜨리도록 구성된 물 입구를 포함하는 증발기, 증발기에서 빠져나가는 물을 모으기 위한 물 수집 수단, 저장수 입구 및 저장수 출구를 포함하는 저장수를 저장하기 위한 저장 탱크를 포함한다. 저장 탱크의 저장수 출구 및 증발기의 물 입구는 저장 탱크로부터 증발기로 저장수를 전달하도록 구성된 유체 연통 상태이며, 저장수가 증발기 위로 유동되고 냉각되는 것을 허용하며, 증발기를 빠져나가는 냉각된 물은 상기 물 수집 수단 내에 수집된다.

제4 양태에서, 본 발명은 AWG를 제공하며, 이는 압축기, 응축기, 증발기, 팽창 수단, 증발기, 압축기를 응축기에 연결하고, 응축기를 팽창 수단에 연결하고, 팽창 수단을 증발기에 연결하고, 증발기를 압축기에 연결하는 냉동 라인, 및 제상 밸브를 포함하는 냉동 사이클을 포함한다. 제상 밸브는 선택적으로 냉매 라인으로, 압축기를 응축기에 연결하는 냉매 라인에, 그리고 (i) 팽창 수단을 증발기에 연결하는 냉매 라인 또는 (ii) 증발기를 압축기에 연결하는 냉매 라인 중 하나에 연결된다. 제상 밸브는 활성화되면 압축된 냉매 가스가 팽창 밸브를 통과하여 응축기로부터 증발기로 유동될 수 있게 한다. 이 경우, 고온 가스가 증발기를 향해서 유동되고, 이를 가열하여 핀 상에 축적된 서리가 용융될 수 있게 한다.

추가 양태에서, 본 발명은 냉동 사이클을 포함하는 AWG를 제공하며, 냉동 사이클은 압축기, 응축기, 증발기, 팽창 수단, 증발기, 압축기를 응축기에 연결하고, 응축기를 팽창 수단에 연결하고, 팽창 수단을 증발기에 연결하고, 증발기를 압축기에 연결하는 냉동 라인, 및 압축기와 응축기를 연결하는 제1 냉매 라인 상에, 그리고 압축기와 증발기를 연결하는 제2 냉매 라인 상에 설치된 리버싱 밸브를 포함한다. 압축기가 활성화되고 리버싱 밸브가 제1 상태에 있을 때, 밸브는 압축된 고온 가스가 응축기를 향해 압축기를 빠져나가고, 저온 저압 냉매가 증발기로부터 압축기로 복귀되는 것을 허용하며, 압축기가 활성화되고 리버싱 밸브가 제2 상태에 있을 때, 리버싱 밸브는 유동 방향을 반전시키고, 압축된 고온 가스가 상기 증발기를 향해 압축기를 빠져나가고, 저온 저압 냉매가 응축기로부터 압축기로 복귀되는 것을 허용한다.

추가 양태에서, 본 발명은 위에서 설명된 시스템을 작동시키기 위한 방법을 제공한다.

본 발명으로 간주되는 주제는 명세서의 결론 부분에서 특히 주목되고 명확하게 청구된다. 그러나, 본 발명은, 목적, 특징부 및 장점과 함께 작동의 방법 및 구성에 관해서는, 다음의 상세한 설명을 참조하여 동반된 도면과 함께 읽힐 때 가장 잘 이해될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 냉각 시스템을 포함하는 대기 물 생성기(AWG)의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 다른 냉각 시스템을 포함하는 AWG의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 다른 냉각 시스템을 포함하는 AWG의 블록도이다.
도 4a 및 도 4b는 각각 본 발명의 일 실시형태에 따른 냉각 시스템에 대한 상이한 추가 부분을 포함하는 AWG의 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 냉동 시스템을 작동하기 위한 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른 냉동 시스템을 작동하기 위한 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시형태에 따른 냉동 시스템 및 유압 시스템을 작동하기 위한 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 실시형태에 따른 냉동에 그리고 유압 시스템에 대한 추가 부분을 작동하기 위한 방법을 도시한 흐름도이다.
예시의 단순성과 명료성을 위해, 도면에 도시된 요소가 반드시 축척에 따라 그려진 것은 아니라는 점이 이해될 것이다. 예를 들어, 일부 요소의 치수는 명확성을 위해 다른 요소에 비해 과장될 수 있다. 또한, 적절하다고 간주되는 경우, 대응되거나 유사한 요소를 나타내기 위해서 도면 간에 참조 번호가 반복될 수 있다.

다음의 상세한 설명에서, 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 수많은 특정 세부 사항이 설명된다. 그러나, 본 발명은 이러한 특정 세부 사항 없이도 실시될 수 있다는 점을 당업자는 이해할 것이다. 다른 예에서, 잘 알려진 방법, 절차 및 구성요소는 본 발명을 모호하게 하지 않기 위해 상세히 설명되지 않는다.

본 발명은 일반적으로 대기 물 생성기에서 이루어진 개선에 관한 것이다. 본 명세서에서 "대기 물 생성기"(이하 "AWG")라는 용어는 공기 중의 수증기(습기)를 추출하고 일부 습기를 물로 응축하여 저장수로 변환할 수 있는 모든 장치를 의미한다. 응축수는 상대적으로 습한 공기 유동의 온도를 이의 이슬점 아래로 낮춤으로써 달성된다. 따라서 대기 물 생성기는 냉매 라인, 팽창 디바이스(예컨대, 팽창 밸브), 증발기(냉열 교환기), 응축기(고온 열 교환기) 및 압축기를 포함하여 당 업계에서 일반적으로 사용되는 냉동 사이클을 포함한다. 일반적으로 대기 물 생성기는 증발기를 통과하는 체적 기류를 증가시키는 송풍기를 포함한다. 종종, 수집조와 같은 수집 수단은 증발기 상에 형성된 물방울을 수집한다. 수집된 물은 대부분의 경우 펌프를 사용하거나 중력을 통해 응축된 물을 저장하기 위해 집수조로부터 물 탱크로 전달된다. 물 여과(침강 필터, 탄소 필터, 역삼투 필터 등), 미네랄 첨가, 살균(예컨대, UV 복사)을 위한, 그리고 유입 공기를 여과하여 입자 및 유해한 화학물질로부터 오염된 공기를 정화하기 위한 다양한 필터가 또한 설치될 수 있다. AWG는 또한, 분배 라인 및 적어도 하나의 수도꼭지를 포함하는, 필요에 따라 저장수를 제공하기 위한 분배 수단을 포함하고, 수위, 작동 버튼 및 오류 표시를 보여주는 HMI 유닛을 또한 포함할 수 있다.

제1 양태에서, 본 발명은 사용자에 의한 냉수에 대한 수요를 충족시키기 위해 저장수를 냉각하기 위한 에너지 효율적인 냉각 특징부에 관한 것이다. 본 발명은 단독으로 또는 임의의 조합으로 구현될 수 있는 3개의 선택적 특징부를 제공한다: (i) 저장 탱크와 공유된 벽을 갖고 냉각 매체에 잠긴 냉각 코일을 포함하는 냉각 구획부. 저장수는, 저장 탱크로부터 물을 끌어와, 예를 들어, 저장 탱크의 냉각된 벽 상에 순환된 물을 뿌리기 위한 스프링클러를 사용하여 탱크로 다시 넣는 저장수 순환 사이클; (ii) 저장 탱크에서 물을 끌어와, 물이 저장수 저장소로 다시 들어가기 전에 냉각되는 물-냉매 열교환기를 통과하는 저장수 순환 사이클; (iii) 저장 탱크로부터 저장수를 끌어와 물 생성 냉동 사이클의 증발기 상에 저장수를 적하하고 냉각된 방울을 다시 수집하여 저장 탱크로 복귀시키는 시스템에 선택적으로 연결될 수 있다. 일부 실시형태에서, 저장수(또는 특징 (i)의 냉각 매체)와 열 전달하기 위해 사용되는 냉매는 공기 습기로부터 물을 생성하기 위해 사용되는 메인 냉동 사이클로부터 도착한다.

냉각 구획부 시스템

생성된 저장수를 냉각시키기 위한 본 발명에 의해 제공되는 제1 특징부는 장치에 의해 생성된 응축수를 저장하기 위한 저장 탱크, 및 냉각 구획부(액체 또는 겔 냉각 매체를 담을 수 있는 벽에 의해서 획정된 체적부를 갖는 용기, 공간, 탱크 또는 컨테이너, 이하 "냉각 구획부")를 갖는 AWG를 지칭하며, 적어도 하나의 벽의 적어도 일 부분은 저장 탱크와 냉각 구획부에 공통이며, (일부) 벽의 일 면이 저장 탱크를 향하고 반대 표면이 냉각 구획부를 향하도록 둘을 분리한다(이하 "공통 벽"). 다시 말해서, 저장 탱크와 냉각 구획부는 벽(공통 벽)의 적어도 일 부분을 공유한다. 벽이라는 용어는 일 공간과 다른 공간 사이의 경계를 형성하는 임의의 표면을 가리킨다. 표면은 열가소성 폴리머 시트와 같이 유연할 수 있거나, 또는 스테인리스 스틸 표면과 같이 비유연할 수 있다. 벽은 다층으로 될 수 있거나, 또는 코팅될 수 있다.

냉각 구획부는 냉각 매체를 수용하도록 구성되며, 냉동 사이클과 유체 연통되는 냉매 코일을 포함한다. 냉각 매체는 장기간 동안 저온을 유지함으로써 열 버퍼로서 작용할 수 있는 액체 또는 겔일 수 있다. 일부 실시형태에서, 냉각 매체는 0℃ 미만의 융점 온도를 갖는 재료로 제조된다. 일부 실시형태에서, 냉각 매체는 물과 프로필렌 글리콜의 혼합물이다.

냉각 구획부가 냉각 매체로 채워지면, 냉각 매체는 구획부 면으로부터 공통 부분 벽과 접촉되고, 열이 공통 벽을 통해 저장 탱크를 향하는 다른 벽 표면에 위치된 저장수로부터 냉각 매체 쪽으로 전달될 수 있다. 일부 실시형태에서, 저장 탱크의 모든 외측 측방향 측벽 및 바닥 단부는 냉각 매체에 의해 둘러싸여 있다. 측벽이라는 용어는 용기가 입방체 벽을 가질 때 대향하는 전후뿐만 아니라 용기의 두 개의 대향하는 측부를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 일부 실시형태에서, 저장 탱크의 측벽의 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80% 또는 90% 초과는 냉각 구획부와 공통적이며 냉각 매체와 열을 교환할 수 있다. 일부 실시형태에서, 저장 탱크는 냉각 구획부에 의해 덮이고, 즉 냉각 구획부에 의해 밀접하게 커버된다.

일부 실시형태에서, 냉각 구획부는 저장 탱크에서 격리된다. 일부 실시형태에서, 냉각 구획부는 저장 탱크 내부에 돌출부를 형성한다. 일부 실시형태에서, 냉각 구획부는 저장 탱크 안으로 다수의 돌출부를 형성한다. 일부 실시형태에서, 구획부는 물 저장 탱크에 의해 부분적으로 둘러싸인다. 일부 실시형태에서, 구획부의 모든 외측 측방향 측벽 및 바닥 단부는 저장 탱크로 둘러싸인다. 일부 실시형태에서, 구획부의 측벽의 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80% 또는 90%를 넘는 부분이 저장 탱크로 둘러싸인다.

일부 실시형태에서, 공통 벽은 매끄러운 표면으로 만들어지며, 일부 실시형태에서, 표면적을 증가시키고 저장 탱크에 저장된 냉각 매체와 저장수 사이의 열 전달을 개선하기 위해 물결 모양 표면으로 만들어진다.

일부 실시형태에서, 저장 탱크의 상부 단부의 부분도 냉각 매체로 둘러싸여 있다. 저장 탱크의 상부 단부를 냉각 매체에 잠기게 하는 옵션은 냉각 매체가 저장수로 누출될 수 있다는 우려 때문에 덜 선호된다.

일부 실시형태에서, 저장 탱크는 열가소성 재료로 만들어진다. 일부 실시형태에서, 저장 탱크는 스테인리스 스틸과 같은 금속 재료로 만들어진다. 일부 실시형태에서, 저장 탱크와 냉각 구획부의 공통 벽만 스테인리스 스틸과 같은 금속 재질로 만들어진다.

일부 실시형태에서, 저장 탱크 및 냉각 구획부 중 적어도 하나는 저장 탱크 및 구획부 모두에 공통인 벽 부분을 제외하고 벽의 적어도 제2 부분을 포함하며, 벽의 적어도 제2 부분은 단열 층으로 덮인다.

일부 실시형태에서, 냉각 구획부의 구조체는 시일링되어 냉각 구획부로부터 탱크로의 누출이 방지된다. 일부 실시형태에서, 탱크의 구조체는 밀봉되어 있어 물이 냉각 구획부 안으로 흘러 들어가거나 적하되지 않는다.

냉각 코일은 냉각 구획부가 냉각 매체를 보유할 때 냉각 코일이 냉각 매체에 적어도 부분적으로 잠기고 냉각 매체의 열을 AWG의 냉각 매체의 메인 냉동 사이클로 전달하는 방식으로 냉각 구획부에 수용된다. 일부 실시형태에서, 냉각 코일은 저장 탱크의 측벽에 밀착되거나 부착되어 있으므로 동시에 냉각 매체와 저장 탱크를 냉각시키고 그 내용물을 간접적으로 냉각시킨다.

저장수에 직접 냉각 코일을 담그는 기존 솔루션에 비해 이 솔루션의 몇 가지 장점이 있다. 첫 번째는 탱크에 저장수의 수준이 낮을 때에도 냉각 매체가 히트 싱크 커패시터 역할을 한다는 것이다. 새로운 물이 저장 탱크에 유입되면, 새로 추가된 물은 이전에 냉각된 냉각 매체에 열을 전달하여 냉각된다. 두 번째는 냉각 코일을 물 생성 냉동 사이클의 메인 냉동 사이클에 연결하고 동일한 냉동 사이클 구성요소를 사용하여 물 탱크에 저장수를 냉각시킬 수 있다는 것이다. 이는, 특히 저장수를 냉각하기 위해 메인 냉동 루프를 작동할 필요가 있으면서 지정된 냉장 루프를 갖는 것, 또는 임시로 물을 냉각하기 위한 TEC 열교환기를 설치하는 것 중 어느 하나 대신에 온다. 또 다른 장점은 냉매 코일이 저장수와 직접 접촉될 필요(이는 이중벽 코일의 사용을 요구하거나 식품 등급 재료로 만들어져야 함)가 없다는 점이다.

냉각 매체는 적어도 물의 어는점에 가까운 온도 또는 그 미만의 온도로 냉각될 수 있다. 일부 실시형태에서, 냉각 매체는 물, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜 또는 이들의 조합으로부터 선택될 수 있다.

저장 탱크는 물을 저장하기 위해 당 업계에서 이용 가능한 임의의 형태의 물 탱크일 수 있다. 저장 탱크의 체적은 AWG의 특정 적용에 따라 조정된다. 일반적으로, 이것은, 장치에 의한 담수의 생산 속도를 초과하는 단기간에 가장 높은 합리적인 수요를 충족시키기 위한 물의 공급을 제공하기에 충분한 체적을 가져야 한다. 예를 들어, 가정용 정수기로서 사용되도록 의도된 AWG는 일반적으로 약 10 리터의 체적을 갖는 저장 탱크를 포함한다.

일부 실시형태에서, 저장수의 일 부분만 냉각수를 분배하기 위한 것이다. 이러한 실시형태에서, AWG는 냉수를 위한 별도의 탱크(이하 "냉수 탱크")를 포함할 수 있으며, 냉각 시스템은 메인 저장수 저장 탱크 대신 냉수 탱크를 냉각시킨다.

냉각 구획부의 체적은 필요 냉각 용량의 코일의 체적에 비례해야 한다. 냉각 코일로부터 매체로의 열 전달 속도를 향상시키기 위해, 구획부 구성은 열 사이펀 효과를 허용하는 것이 더 좋으므로, 냉각 프로세스 동안 매체가 순환된다. 중간 및 공통 벽 표면의 체적은 필요한 냉각 기간을 충족하도록 구성되어야 한다. 당업자는 생성된 물의 초기 온도를 원하는 목표 온도 및 필요한 냉각 속도로 감소시키기 위해 필요한 체적, 표면적, 유량 등을 계산하는 것을 알 것이다.

어떤 실시형태에서, 단열재는 주변 또는 고온 공기에 노출되는 저장 탱크의 벽을 단열하고 /하거나 주변 또는 고온 공기에 노출되는 냉각 구획부의 벽을 단열하기 위해서 사용되고, 탱크 내의 저장수뿐만 아니라 냉각 매체의 가열을 줄이며, 이로써 이것은 에너지를 절약한다.

일부 실시형태에서, 저장 탱크는 저장 탱크로부터 저장수의 누출을 감소시키도록 구성된 캡으로 덮여 있다. 일부 실시형태에서, 냉각 구획부는 냉각 구획부로부터 냉각 매체의 누출을 감소시키도록 구성된 캡으로 덮여 있다. 일부 실시형태에서, 두 용기 모두 단일 캡으로 덮여 있다.

냉각 및 유압 시스템을 작동하기 위해, 시스템은 다음 중 적어도 하나에 연결된 제어 유닛을 더 포함할 수 있다:

저장수 온도를 측정하도록 구성된 온도 센서(예컨대, 온도계 또는 열전대).

냉각 매체 온도를 측정하도록 구성된 온도 센서.

증발기 온도를 측정하도록 구성된 온도 센서.

탱크 내에 있는 물의 양을 측정하도록 구성된 부양(float) 센서의 체적.

수집조 내에 있는 물의 양을 측정하도록 구성된 부양 센서의 체적.

제어 유닛은 또한, 이러한 센서들을 연결하고 /하거나, 냉동 사이클 구성요소들 중 일부와 유압 구성요소들 중 일부, 예를 들어, 압축기, 냉매 밸브, 펌프(들), 유압식 밸브, UV 램프 등을 작동시킬 수 있다.

일부 실시형태에서, 제어 유닛은 분배 명령(주입 버튼)을 수락하도록, 또는 수위를 표시하기 위해서 사용자 인터페이스에 연결될 수 있다.

제어 유닛은, 예를 들어, 알고리즘(500, 700, 710 & 720 또는 600, 700, 710 & 720)에 의해 설명된 로직에 따라 시스템의 로직을 수행하도록 프로그래밍된다. 일부 실시형태에서, 제어 유닛은 또한 알고리즘(800)에서 설명된 로직을 수행하도록 프로그래밍된다.

열교환기 냉각기 시스템

본 발명이 제공하는 또 다른 저장수 냉각 특징부는 저장 탱크의 물을 열교환기를 통해 순환시켜 저장수를 냉각시키는 저장수 순환 루프를 포함하는 AWG이며, 열교환기는 AWG의 물을 생성하기 위해 냉동 사이클과 유체 연통된다.

이를 위해, AWG는 대기의 물을 저장수로 응축시키는 냉동 사이클, 저장수를 저장하기 위한 저장 탱크, 및 저장수 순환 루프를 포함한다. 일부 실시형태에서, AWG는 별도의 냉수 저장 탱크를 포함하고, 이러한 실시형태에서 순환 사이클은 냉수 탱크에 연결되고 냉수 탱크에 저장수는 냉각 시스템에 의해 순환되고 냉각된다. 대기로부터 저장수로 물을 응축하여 물을 생성하기 위한 냉동 사이클은 냉매 라인, 팽창 디바이스(예컨대, 팽창 밸브), 증발기, 응축기 및 압축기를 포함한다. 생성된 물은 먼저 집수조에 저장된 다음 저장수의 저장 탱크로 이동되거나 저장 탱크 안으로 직접적으로 수집될 수 있다.

저장 탱크는 저장 탱크로부터의 출구, 저장 탱크로의 입구, 및 출구를 입구에 연결하기 위한 튜브 라인을 포함하는 순환 루프에 연결된다. 순환 루프는 순환 루프에서 저장수를 순환시키기 위한 메인 펌프, 및 순환 동안 냉동 사이클과 저장된 응축수 사이에서 열을 교환하도록 구성된 열교환기를 더 포함한다.

펌프 및 물-냉매 열교환기의 설정 순서는 거의 중요하지 않다. 즉, 물 펌프가 물-냉매 열교환기의 상류에 있을 수 있고, 이와 반대일 수 있다.

순환 루프는 단방향 밸브, 예를 들어 순환 펌프로의 물의 역류를 방지하기 위해 순환 펌프의 상류에 배치된 단방향 밸브, 다양한 물 필터, 물을 분배 라인과 같은 다른 라인으로 지향시키기 위한 3방향 밸브를 더 포함할 수 있다.

일부 실시형태에서, 순환 루프는 양방향 입구 밸브를 통해 수집 집수조로부터 저장 탱크로 물을 안내하는 수집 라인과 연결될 수 있다.

일부 실시형태에서, 양방향 밸브는 응축기를 빠져나가는 냉매 흐름을 물-냉매 열교환기로 방향을 전환한다. 일부 실시형태에서, 물-냉매 열교환기는 증발기에 직렬로 연결되므로, 양방향 밸브가 필요하지 않다. 응축기 출구와 물-냉매 열교환기를 연결하는 냉매 라인 사이에 팽창 수단이 위치되어야 한다.

물-냉매 열교환기는 저장수 순환 루프에서 순환되는 저장수가 열교환기로 들어가고, 냉매와 열을 교환하고, 열교환기에서 다시 저장수로 빠져나가는 것을 허용하는 입구를 갖는다. 기존의 플레이트 열교환기 또는 튜브형 열교환기 또는 임의의 다른 적절한 열교환기는 이러한 목적을 위해서 사용될 수 있다. 당업자는, 생성된 물의 초기 온도를 필요한 속도로 원하는 목표 온도로 낮추기 위해 필요한 표면적, 체적, 유속 등을 계산하는 것을 알 것이다.

이중 기능 증발기 시스템

AWG 장치에서 저장수를 냉각하기 위한 세 번째 특징부는 저장 탱크로부터 물을 끌어와, 끌어온 물을 물 생성 냉동 사이클의 증발기와 접촉시키는 시스템에 관한 것이다. 저장수는 증발기의 냉매와 열을 전달하고, 낮은 온도로 증발기로부터 나오는 물은 생성수 수집조(또는 수로에 연결된 깔때기와 같은 임의의 다른 수집 수단)에 의해 수집되고, 저장 탱크로 다시 복귀된다. 따라서 저장 탱크로부터 도착된 저장수는 증발기를 통해 냉각되고 더 낮은 온도에서 증발기를 빠져나간다.

이 시스템은 저장수를 물 생성 냉동 사이클의 증발기로 가져오는 물 라인에 연결된 저장수 출구를 포함한다. 물 탱크가 증발기 위에 위치되면, 저장 탱크로부터 증발기로의 물의 이동은 중력적일 수 있다. 일부 실시형태에서, 물 라인은 탱크로부터 저장수를 끌어당기는 물 펌프를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 물 라인은 온-오프 밸브를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 온-오프 밸브는 저장 탱크에 위치된 온도계에 연결되고 이로부터 온도 판독 값을 수신하는 제어 유닛에 의해 작동되며, 제어 유닛은 온도가 제조업체에 의해서 설정되거나 사용자에 의해서 설정된 미리 결정된 임계 값 이상일 때마다, 온-오프 밸브(또는 상기 펌프)를 활성화시키고, 그리고 수온이 미리 정의된 낮은 값에 도달될 때마다 냉각이 중단된다. 어떤 실시형태에서, 온-오프 밸브는 서모스탯에 의해서 작동된다.

일부 실시형태에서, 물 라인은 또한, 증발기 근처로 통과하여 이 위에 물을 적하시킨다. 일부 실시형태에서, 물 라인은 냉각된 핀을 따라 물방울을 적하하는 구멍 또는 슬릿을 포함하며, 냉각된 핀으로부터 물방울은 습한 공기에서 도출된 응축된 물방울처럼, 수집조로 적하된다. 일부 실시형태에서, 수냉(water cooling) 프로세스 동안, 증발기에 통하도록, 일부 실시형태에서, 증발기와 응축기 사이에 위치된 AWG의 인클로저의 신선한 공기 셔터 윈도우는 개방되어, 증발기로의 기류를 감소시키고, 응축기가 AWG 주변 환경의 신선한 공기에 의해 냉각되는 것을 허용한다. 이 시스템은 물을 응축시키지 않으면서 물을 냉각시키는 것을 허용하고, 특히 탱크가 가득 차서 새로운 응축수를 추가하면 물이 넘칠 때 유용하다. 이것은 또한, 증발기 위로 유동되는 기류로 인해 증발기 위로 적하된 물이 쓸려나갈 위험을 감소시킨다. 덥고 습한 조건에서, 매우 적은 공기가 증발기에 의해 물 생성을 위해 요구되나, 반면에 응축기는 평소보다 더 많이 가열되고, 냉각하기 위해 더 많은 공기를 요구한다. 증발기와 응축기 사이에 위치된 신선한 공기 윈도우는 제2 공기 스트림 유입이 응축기를 통해 유동되는 기류(증발기를 통과하는 공기의 양을 늘리지 않고 응축기의 온도를 낮추고 경우에 따라 증발기의 온도를 낮춤)에 합류되는 것을 허용하게끔 (전체적으로 또는 부분적으로) 개방됨으로써 이 문제를 해결할 수 있다.

이제 본 발명의 일 실시형태에 따른 AWG 장치(100)를 도시하는 도 1을 참조한다. 이 장치는, 유틸리티 라인, 제어기, 온도 센서(들), 푸시 버튼(들) 및 몇몇 기타 제어 수단과 같은, 도 1 또는 앞으로 나올 도면에 도시되지 않은 많은 구성요소를 포함해야 한다. 당업자는 본원에 제공된 세부 사항을 완전히 작동적인 AWG로 추정하는 방법을 알 것이다. 장치(100)는, 공기 입구(104)(공기 필터(34)가 설치됨) 및 공기 출구(106)를 갖는 인클로저(102)를 포함한다. 인클로저(102)는 물 생성 냉동 사이클, 물 냉각 냉동 사이클 및 생성된 물 시스템을 수용한다. 물 생성 냉동 사이클은 압축기(2), 응축기(4), 팽창 수단(6), 증발기(8) 및 일 세트의 냉매 튜브(10, 12, 14, 15, 16 및 17)를 포함한다. 냉매 가스는 압축기(4)에서 압축된다. 압축된 냉매 가스는 냉매 라인(10)에서 응축기(4)로 이동되며, 여기서 액체로 응축된다. 응축된 액체는 냉매 라인(12)을 통해 응축기(4) 밖으로 이동된다. 양방향 밸브(18)는 냉매 튜브(12) 상에 설치되고, 두 가지 상태를 갖는다. 제1 상태에서, 이것은 응축된 냉매 액체를 냉매 튜브(14)로 지향시키고, 여기서 이것은 물 생성 냉매 사이클에서 유동되고, 습기의 물로의 응축을 위한 증발기(8)에 도달된다. 제2 상태에서, 양방향 밸브(18)는 응축된 냉매 액체를 후술될 물 냉각 냉동 사이클의 냉매 라인(20)으로 지향시킨다. 응축된 액체는 냉매 튜브(14)로 전달된 후, 팽창 수단(6)(예컨대, 모세관, 팽창 밸브)에 도달되며, 여기서 이것은 액체-가스 저온 혼합물로 바뀌고 증발기(8)로 들어가며, 여기서 이것은 증발된다. 증발기(8)에서 나온 후, 기체 상태의 냉매는 사이클을 완료하도록 흡입 라인(16, 17)을 통해 압축기(2)로 다시 전달된다.

송풍기(30)는 공기 출구(106) 근처에 위치되고, 공기 유동(32)을 구동하여(활성화될 때) 공기 입구(104)를 통해 인클로저에 들어가도록 한다. 다음으로, 공기는, 입자를 제거하고 화학적 오염 물질을 흡수할 수 있는 공기 필터(34)를 통과하고, 다음으로, 증발기(8)를 통과하며, 여기서 공기 유동의 온도가 이슬점 아래로 감소되어, 물방울로 응축되는 일부 수분이 제거된다. 상대적으로 냉각되고 건조한 기류는 응축기(4)를 통해 더 유동되고, 여기에서 이것은 가열되고, 다음으로 공기 출구(106)를 통해 인클로저(102) 밖으로 유동된다. 일부 실시형태에서, 송풍기(4)는 유동 라인(32)을 따라 임의의 적절한 위치에 위치될 수 있다.

증발기(8)에 의해 생성된 물방울은 집수조(42) 내에 중력적으로 수집된다. 후자는 유압식 물 시스템의 일부이며, 이제 자세히 설명될 것이다. 집수조(42) 내의 물은 저장수(63)를 저장하기 위한 저장 탱크(62)로 물을 지향시키기 위해 물 수집 라인(44) 상에 위치된 수집 펌프(46)에 의해 펌핑된다. 수집 펌프(46)의 상류에 위치된 단방향 밸브(48)는 물 스트림을 복귀됨 없이 수집 필터(50)로 지향시킨다. 수집 필터는 미세 덕트와 같은 퇴적물을 감소시키기 위한 퇴적물 필터, 화학 물질을 흡수하는 활성탄 필터, 둘의 조합 또는 임의의 다른 적합한 여과 매체일 수 있다. 수집 필터(50)로부터, 물 라인(44)은 유압식 메인 흡입 라인(52)을 스프링클(sprinkle) 라인(54)으로 연결한다. 유압식 메인 흡입 라인(52)에는 메인 펌프(52.1)가 장착되고, 이어서 단방향 밸브(52.2) 및 제2 필터(52.3), 예를 들어 활성탄 필터 또는 방해석(Calcite) 필터가 장착된다. 라인(44 및 52)의 접합부의 상류에는 스프링클 라인(54) 상에 배치된 제2 필터(56)가 있다. 제3 필터(56)는 수집 라인(44)으로부터 도착되는 물과 유압식 메인 흡입 라인(52)으로부터 도착되는 물을 모두 처리한다. 필터(52)는 예를 들어, UV 필터 또는 나노메트릭(nanometric) 필터일 수 있다. 제2 필터(56)의 상류에는 양방향 유압식 밸브(58)가 있다. 제1 상태(디폴트)에서, 밸브는 물이 스프링클러 라인(54)에 남아 있도록 지향시키고, 제2 상태에서는, 물을 스프링클러 라인(54)으로부터 분배 라인 및 배출구(60)로 분기시킨다. 양방향 유압식 밸브(58)는, 사용자가 이용할 수 있고, 예를 들어 장치의 제어 패널 인터페이스에 배치될 수 있는 제어 버튼(미도시)과 통신되거나, 또는 이것은, 예를 들어 장치의 수도꼭지에 가까운 기계식 푸시 버튼일 수 있다. 물의 분배는, 당 업계에 일반적으로 알려진 바와 같이, 미리 설정된 기간(예를 들어, 표준 유리 잔 또는 유리병을 채우기에 충분한 기간) 동안, 또는 사용자가 제어 버튼을 누르는 한 계속될 수 있다.

양방향 워터 밸브의 상류에서, 스프링클러 라인(54)은 저장 탱크(62)의 상부 단부로 들어가고, 스프링클러(64)로 종료된다. 스프링클러(64)는 순환 수를 공급받아, 이를 저장 탱크(62) 및 냉각 구획부(70)의 공통 벽의 내측 측부(66) 상에 뿌린다. 그 결과, 뿌려진 물은 저장 탱크(62)의 측벽과 열을 교환하고, 이는 이어서 냉각 구획부(70)에 담긴 냉각 매체(68)(예를 들어, 액체 또는 겔)와 열을 교환한다. 냉각 구획부(70)는 하부를 포함하고 상부 단부를 제외한 모든 측부 둘레에서 저장 탱크(62)를 덮는다.

일부 실시형태에서, 단방향 밸브(48, 52.2) 중 적어도 하나는 펌프(이에 상응되게 46, 52.1) 내부에 포함된다. 일부 실시형태에서, 증발기(8) 하부는 저장 탱크(62) 위에 위치되고 물은 직접적으로 증발기로부터 저장 탱크를 향해 유동될 수 있다. 이것은 펌프(46), 단방향 밸브(48) 및 심지어 집수조(42)에 대한 필요성을 제거한다. 일부 실시형태에서, 라인(54) 상에 또 다른 중간(주위 온도) 탱크가 있을 수 있다. 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 스프링클러, 필터들 중 하나, 단방향 밸브들 중 하나가 필요하지 않을 수 있다.

다시 냉동 사이클로 돌아가서, 냉매 매체(68)를 냉각하기 위한 냉각 코일(72)이 냉매 매체(68) 내에 잠긴다. 냉각 코일(72)은 양방향 밸브(18)로부터 물 생성 냉동 사이클로부터 연장되는 냉매 라인(21)에 하류에서 연결된다. 밸브(18)가 냉매를 냉각 코일로 지향시킬 때, 액체 상태의 냉매는 라인(20)을 통해 제2 팽창 수단(24)을 향해 흐른다. 일부 실시형태에서, 팽창 수단(6, 24)은 양방향 밸브(18) 바로 앞에 위치된 하나의 팽창 수단으로 통합될 수 있다. 냉매는 액체-가스 저온 혼합물이 되고, 라인(21)을 통해 냉각 코일(72)을 향해 유동된다. 코일(72) 내부에서, 냉매는 저온에서 끓고, 냉각 매체(68)로부터 열 에너지를 흡수한다. 코일(72)로부터 냉매는, 증발기(8)를 빠져나가는 냉매 흡입 라인(16)에 연결된 냉매 라인(22)을 향해 유동되고, 폐쇄 사이클을 종료하도록 흡입 라인(17)을 통해 압축기(2)로 복귀된다.

냉각 코일(72)은 표면적 비율을 증가시켜 냉매(68)와의 열전달 효율을 높이기 위해 나선형 형태 또는 직사각형 나선형 형태를 갖고, 주어진 예시적인 실시형태에서, 이것은 냉매(68)의 냉각뿐만 아니라 공통 벽(66)의 직접 냉각에 의해 내용물 저장 탱크(62)를 보다 효율적으로 냉각시키기 위해 저장 탱크(62) 및 냉각 구획부(70)의 공통 벽(66)에 근접하게 위치된다.

냉각 구획부(70)는 냉각 구획부(70)의 외측 벽을 덮는 단열 층(74)으로 단열된다. 단열 층은 발포 폴리우레탄과 같은 단열 발포체, 미네랄 울 또는 기타 적절한 재료로 만들어질 수 있다.

브리더(breather)(76)는 저장 탱크에 부착되어, 탱크(62)의 공기 압력을 주변과 균등하게 하고, 분배 프로세스 동안 탱크로 들어가는 공기를 여과하고, 충전 프로세스 동안 탱크로부터 공기를 배기할 수 있도록 한다.

이제 본 발명의 일 실시형태에 따른 AWG 장치의 다른 수냉 특징부를 나타내는 도 2를 참조한다. AWG 장치(200)는 도 1에 도시된 AWG 장치(100)와 동일한 배열을 가지며, 대부분의 구성요소를 공유한다. 유사한 구성요소는 동일하게 주석이 달려 있고, 두 실시형태 간의 차이점만 여기에서 논의된다.

AWG(200)의 수냉 냉매 사이클은 냉매 라인(21) 상에 위치된 물-냉매 열교환기(80)를 포함한다. 따라서, 장치(100)에서와 같이 냉각 구획부(70)의 냉각 매체를 냉각하는 대신, 수냉 냉매 사이클의 냉매는 수-냉매 열교환기(80)를 통해 순환 라인에서 순환되는(일반적으로 저장된) 저장수와 열교환을 한다.

디폴트 상태에서, 양방향 밸브(58)는 결합된 순환 및 수집 라인을 3 방향 밸브(58)의 유압적으로 상류에 위치된 물-냉각 열교환기(80)로 지향시킨다. 냉매는 물-냉매 열교환기(80)를 통과하고, 물-냉매 열교환기(80)를 통과하는 순환하는 물과 열을 교환한다. 결과적으로, 라인(84)을 통해 물-냉매 열교환기를 빠져나가는 물은 물-냉매 열교환기로 들어가는 물보다 더 저온이다.

밸브(18)가 냉매를 열교환기(80)로 지향시킬 때, 액체 상태의 냉매는 제2 팽창 수단(24)을 통해 유동된다. 냉매는 액체-기체 저온 혼합물이 되고, 라인(21)을 통해 열교환기(80)를 향해 유동된다. 열교환기(80) 내부에서 냉매는 저온에서 끓고, 라인(84)을 향해 유동되는 물로부터 열 에너지를 흡수한다. 열교환기(80)로부터 냉매는, 증발기(8)를 빠져나가는 냉매 라인(16)에 연결된 냉매 라인(22)을 향해 유동되고, 폐쇄 사이클을 종료하도록 흡입 라인(16)을 통해 압축기로 복귀된다.

AWG 장치(200)는 라인(60)을 따른 분배 필터(86), 예를 들어 나노메트릭 필터를 더 포함한다.

단열 층(74)은 저장 탱크를 단열시킨다.

AWG 장치(200)는 도 1의 AWG 장치의 특징인 냉각 구획부(70)가 없다는 점에 유의한다. 그럼에도 불구하고, 본 발명의 일부 실시형태에서 AWG 장치는 저장수를 냉각하기 위한 두 수단을 모두 포함할 수 있다.

이제 본 발명에 따른 저장소에 저장수를 냉각하기 위한 또 다른 특징부를 포함하는 AWG 장치를 도시하는 도 3을 참조한다. AWG 장치(300)는 각각 도 1 및 도 2에 도시된 AWG 장치(100 및 200)와 동일한 배열을 가지며, 대부분의 구성요소를 공유한다. 유사한 구성요소는 동일하게 주석이 달려 있고, 두 실시형태 간의 차이점만 아래에서 논의된다.

수냉 출구(92)는 온-오프 밸브(94)를 통해 탱크(62)의 출구(52)에 연결된다. 일부 실시형태에서, 양방향 밸브는 온-오프 밸브(94) 대신에 출구(52)와 수냉 출구(92)의 접합부에 위치된다. 수냉 출구(92)의 단부는 물 생성 냉동 사이클의 증발기(8)에 근접하거나 매립된다. 온-오프 밸브(94)가 온이 되면, 유압식 메인 흡입 라인으로부터 저장수는 중력에 의해 증발기(8)로 유동되며, 여기서 물 생성 냉매와 열을 교환하고, 집수조(42) 안으로 흘러가고, 공기의 스트림(32)의 습기로부터 응축된 새로 생성된 물과 혼합될 수 있다. 다음으로, 냉각된 물은 집수조(42)로부터 저장 탱크(62)로의 생성된 물 트랙에 대해 이전에 상세히 설명된 바와 같이 저장 탱크(62)로 복귀된다.

이러한 냉각 메커니즘은 냉각 구획부(70) 또는 냉각수 열교환기(80)에 필요했던 냉각 메커니즘으로 냉각 라인 연장부를 재현한다. 따라서, 장치(300)에서는, 장치(100 및 200)에서 사용되는 냉매 라인(21 및 22) 및 밸브(18)와 같은 양방향 밸브가 필요하지 않다. 따라서, 증발기를 빠져나가는 냉매 라인은 수냉 냉동 사이클을 빠져나가는 냉매 라인(22)과 연결되지 않기 때문에 압축기까지 완전히 연장된다.

일부 실시형태에서, 인클로저(102)의 셔터(96)는 수냉 프로세스 동안 인클로저에 개구를 획정하기 위해 개방된다. 개구는 공기(98)가 증발기(8)를 통과하지 않고 응축기(4)로 들어가는 것을 허용하여, 증발기(8)를 통하는 기류를 감소시키고 떨어지는 물이 부유될 위험을 감소시킨다. 또한 증발기의 냉각 용량의 대부분이 공기에서 더 많은 물을 응축하도록 탱크가 아닌 물을 냉각하도록 지향되기 때문에 냉각 프로세스를 가속화할 수 있다.

일부 실시형태에서, 특히 저장 탱크가 증발기 아래에 위치되는 경우, 밸브(94)는 그 기능을 위해 펌프로 대체될 수 있다.

제상 사이클

또 다른 양태에서, 본 발명은 AWG 기계의 증발기에 대한 제상 사이클(즉, 제상 시스템)을 제공한다. 물 응축이 0 미만의 증발기 온도에서 발생하는 것이 더 효율적인 수준으로 환경의 이슬점이 감소되면, 증발기 핀 상에 서리가 발생될 수 있다. 증발기가 핀 및 튜브 열교환기인 실시형태에서, 증발기가 때때로 제상되지 않으면, 서리가 증발기 핀들 사이의 공기 통로를 좁아지게 하고 차단할 것이다. 또한, 응축수는 저장수 탱크를 향해서 수집되지 않을 것이다. 아래에 설명된 제상 시스템은 당 업계에서 이용 가능한 방법의 제상 기간을 상당히 감소시킨다.

본 발명에 따르면, 압축기, 응축기, 증발기, 팽창 수단, 증발기, 압축기를 응축기에 연결하고, 응축기를 팽창 수단에 연결하고, 팽창 수단을 증발기에 연결하고, 증발기를 압축기에 연결하는 냉동 라인을 포함하는 냉동 사이클은 제상 시스템을 더 포함한다.

제상 시스템의 일 옵션은 선택적으로 냉매 라인으로, 압축기를 응축기에 연결하는 냉매 라인에, 그리고 (i) 팽창 수단을 증발기에 연결하는 냉매 라인 또는 (ii) 증발기를 압축기에 연결하는 냉매 라인 중 하나에 연결되는 온-오프 밸브로 구성된다. 온-오프 밸브가 활성 모드에 있을 때, 이것은 압축된 냉매 가스가 압축기로부터 증발기로 유동되게 하고, 결과적으로 증발기를 가열하고 서리/얼음을 용융시킨다.

제상 시스템을 위한 다른 옵션은 리버싱 밸브(reversing valve)이다. 리버싱 밸브는 압축기를 응축기에 연결하는 냉매 라인 상에 그리고 압축기를 증발기에 연결하는 냉매 라인 상에 설치된 4방향 리버싱 밸브이다. 리버싱 밸브는 두 개의 상태 사이에서 작동될 수 있다. 압축기가 활성화되어 있는 동안 리버싱 밸브가 활성화되지 않는 제1 상태에서, 리버싱 밸브는 압축된 고온 가스가 압축기로부터 응축기를 향해 빠져나가는 것을 허용하고, 저온 저압 냉매가 증발기로부터 압축기로 복귀되는 것을 허용한다. 리버싱 밸브는 압축기가 활성화된 동안 활성화되면, 유동 방향을 반전시키고, 압축된 고온 가스가 압축기로부터 증발기를 향해 빠져나가는 것을 허용하고, 저온 저압 냉매가 응축기로부터 압축기로 복귀되는 것을 허용한다. 이러한 역방향 유동은 실제로 증발기와 응축기 사이의 역할을 반전시키고, 증발기는 이제 고온 열교환기이고, 결과적으로 증발기를 가열하고 서리/얼음을 용융시킨다.

이제 본 발명에 따른 제상 시스템의 특정 실시형태를 도시하는 도 4a 및 도 4b를 참조한다.

AWG 장치(400)는 각각 도 1, 도 2 및 도 3에 도시된 AWG 장치(100, 200 및 300)와 동일한 배열을 가지며, 대부분의 구성요소를 공유한다. 유사한 구성요소는 동일하게 주석이 추가된다.

도 4a는 제상 밸브인 냉매 라인(10)과 라인(15) 사이에 연결된 추가 온-오프 밸브를 설명한다. 온-오프 밸브(404)는 활성화될 때, 냉매 라인(10)으로부터 라인(404)을 통해, 다음으로 라인(406)을 통해, 그리고 다음으로 증발기 입구 라인(15)을 향해 고온의 압축된 가스의 흐름을 허용하도록 구성된다.

온-오프 밸브(402)의 작동은 AWG의 제어 수단(도면에 도시되지 않음)에 의해 제어된다.

제상 절차가 시작되면, 압축기(2)는 셧다운되고, 밸브는 응축기(4)로부터의 고압의 고온 가스 냉매가 증발기(8)를 향해 유동되는 것을 허용하도록 개방된다. 고온 가스는 증발기의 구성요소(예컨대, 핀)의 온도를 높이고, 서리를 물로 용융시킨다. 추가 제상은 증발기(8)를 통해 주변 공기를 취입함으로써 수행될 수 있고, 서리가 충분한 수준으로 녹거나 완전히 용융될 때까지 기다릴 수 있다.

일부 실시형태에서, 온-오프 밸브(402)는 거의 동일한 기능을 수행하면서 도 4a의 라인(15) 대신에 라인(10)과 라인(17) 사이에 연결된다.

이제 본 발명에 따른 증발기 상에 축적된 서리를 제상하기 위한 또 다른 특징부를 포함하는 AWG 장치를 도시하는 도 4b를 참조한다. AWG 장치(450)는 각각 도 1, 도 2 및 도 3에 도시된 AWG 장치(100, 200 및 300)와 동일한 배열을 가지며, 대부분의 구성요소를 공유한다. 유사한 구성요소는 동일하게 있다.

도 4b는 냉매 라인들(10, 16, 454 및 456) 사이에 연결된 리버싱 밸브(452)의 다른 실시형태를 설명한다.

리버싱 밸브(452)가 활성화되지 않은 경우, 냉매는 장치(100, 200 및 300)에서 설명된 바와 같이 유동될 수 있다. 라인(454)은 냉매가 라인(10)으로부터 응축기(4)를 향해 유동되는 것을 허용하고, 라인(456)은 냉매가 증발기로부터 라인(16)을 향해 유동되는 것을 허용한다.

리버싱 밸브가 활성화되면, 응축기(4)로부터의 냉매가 라인(454)을 통해 라인(16)을 향해, 그리고 라인(16)으로부터 압축기 흡입 라인(17)으로 전환된다. 또한, 압축된 고온 냉매 가스는 압축기를 빠져나가고 라인(10)으로 유입된 후 라인(456)을 통해 증발기(8)쪽으로 전환된다. 이러한 리버싱 동작은 실제로 증발기와 응축기의 역할을 반전시킨다. 설명의 단순화를 위해, 리버싱 밸브(452)가 활성화되고 증발기(8)가 응축기로서 작동된 후에도 그리고 이 반대의 경우에도, 요소(4 및 8)의 이름은 이에 상응되게 "응축기" 및 "증발기"로 유지될 것이다. 냉매는 또한, 라인(12, 14 및 15)의 그리고 요소(6 및 18)의 나머지 냉동 시스템에서 반대 방향으로 유동된다. 증발기(8)가 가열되고, 응축기(4)가 냉각되며, 이는 증발기(8) 상의 서리가 핀으로부터 빠르게 용융되는 것을 허용한다. 제상 절차가 완료되면, 제어 유닛은 리버싱 밸브(452)의 작동을 해제하고, 증발기 및 응축기의 역할은 작동 전과 동일하게 복귀될 수 있다.

도 4b는 단방향 밸브(460)를 더 포함한다. 라인(16)의 압력이 라인(10)의 압력보다 더 클 때, 단방향 밸브(460)는 개방되고, 압력을 균등화하도록 이를 통해 냉매가 라인(16)으로부터 라인(10)으로 유동되는 것을 허용한다. 반대로, 라인(10)의 압력이 라인(16)의 압력보다 더 크면, 단방향 밸브는 폐쇄되고, 이를 통해 냉매가 유동되는 것을 차단하여 압력을 균등화하는 것을 허용하지 않는다. 요약하면, 단방향 밸브(460)는 압축기(2)의 흡입 압력을 압축기(2)의 토출 압력보다 항상 더 낮게 유지한다. 예를 들어, 과도 기간에, 리버싱 밸브(452)가 활성화된 후, 높은 응축기 압력이 증발기(8)를 향해 배출될 수 있으며, 이는 냉매가 압축기(2)와 평행하게 유동되게 하여 냉매 유량을 증가시킨다. 과도 기간 후, 압축기(2) 토출 압력이 흡입 압력보다 더 높으면, 단방향 밸브가 자동으로 폐쇄된다. 단방향 밸브(460)의 작용은 리버싱 밸브가 활성화되지 않도록 전환된 직후의 과도 기간에도 반복된다.

단방향 밸브(470)는 설명된 바와 같이 리버싱 밸브를 포함하는 장치(100 또는 200)에 추가될 수 있다. 이것은 라인(16)(특히 리버싱 밸브의 과도 상태에서)의 고압 냉매가 라인(22)을 향해 유동되는 것을 방지한다. 라인(22)의 압력이 라인(17)의 압력보다 더 클 때, 단방향 밸브(470)는 개방되고, 압력을 균등화하도록 이를 통해 냉매가 유동되는 것을 허용한다. 반대로, 라인(17)의 압력이 라인(22)의 압력보다 더 크면, 단방향 밸브(470)는 폐쇄되고, 이를 통해 냉매가 유동되는 것을 차단하여 압력을 균등화하는 것을 허용하지 않는다.

일부 실시형태에서, 단방향 밸브(460, 470) 중 하나만 사용된다. 일부 실시형태에서, 리버싱 밸브(452) 및/또는 단방향 밸브(460 및 470)의 위치 및 연결 지점은 상술된 것과 다르지만 유사한 작동을 수행한다.

수냉 시스템 및/또는 제상 시스템을 갖는 AWG를 작동하는 방법

다른 양태에서, 본 발명은 본 발명에 따른 저장수 냉각 시스템 및/또는 제상 시스템을 작동시키는 방법을 제공한다.

도 5 내지 도 8은 장치 작동 로직을 설명한다. 로직 설명의 단순성과 명확성을 위해 도면에 도시된 단계 및 조건 단계는 시스템을 작동하는 기본 로직만 설명한다는 점이 이해될 것이다. 예를 들어, 다른 추가 단계 및 조건 단계는 사용자 인터페이스, 환경 온도가 너무 낮은 경우 시스템 셧다운 등을 참조할 수 있다.

로직은 제어기 유닛에 프로그래밍될 수 있으며, 둘 이상의 제어기 유닛은 전기 보드를 사용하여, 유압 수단 또는 임의의 적절한 방식으로 구현될 수 있다. 당업자는 이제 설명된 로직을 변경하고 이러한 추가 및 변경을 수행하는 방법을 알고, 제어 유닛 또는 균등한 하드웨어에서 로직을 수행하는 방법을 알게 될 것이다.

또한, 적절하다고 간주되는 경우, 대응되거나 유사한 요소를 나타내기 위해서 도면 간에 참조 번호가 반복될 수 있다.

로직은 5 가지 작동 모드를 설명하며, 일부 실시형태(도 5에 도시된 것과 같은)에서 이들 중 하나만 동시에 발생될 수 있다.

셧다운 모드

a. 이 때는 압축기가 폐쇄되고, 송풍기가 오프되고 물 응축이나 수냉이 발생되지 않는다.

수냉 모드

a. 이 때는 물 응축이 중단되고(또는 수냉 모드로 전환되기 전에 물을 응축하는 AWG의 물 구성요소가 작동하지 않는 경우 계속 아이들(idle) 상태로 유지됨) 탱크 내의 물이 AWG의 수냉 시스템을 작동함으로써 냉각된다. 예를 들어, 장치(100 및 200)에서, 이것은 압축기(2)가 작동되고, 송풍기(30)가 작동되고, 양방향 밸브(18)가 냉매를 라인(12)으로부터 라인(20)으로 전환하는 점을 의미한다.

b. 예를 들어, 장치(300)에서는, 압축기(2)가 작동되고, 송풍기(30)가 작동되고(증발기와 응축기 사이에 셔터가 있는 경우, 이것이 또한 개방됨), 온-오프 밸브(94)는 탱크로부터의 물이 라인(92)을 통해 증발기 위로 쏟아지는 것을 허용한다. 제상 시스템(400)이 장치에 존재하는 경우, 밸브(402)는 닫힌 상태로 유지되어야 한다. 제상 시스템(450)이 장치에 존재하는 경우, 밸브(452)는 디폴트 위치(비리버싱(non-reversing))에 유지되어야 한다.

물 생산 모드

이 때는 수냉이 중단되고, 물 응축 과정은 물의 응축과 관련된 AWG의 구성요소를 작동시킴으로써 시작된다. 예를 들어, 장치(100 및 200)에서, 이것은 압축기가 작동되고, 송풍기가 작동되고, 양방향 밸브(18)가 냉매를 라인(12)으로부터 라인(14)으로 전환하는 점을 의미한다.

a. 예를 들어, 장치(300)에서는, 압축기가 작동되고, 송풍기가 작동되고(증발기와 응축기 사이에 셔터가 있는 경우, 이것이 폐쇄됨), 온-오프 밸브(94)는 탱크로부터의 물이 증발기 위로 쏟아지는 것을 허용하지 않는다.

b. 400과 같은 제상 메커니즘이 장치에 존재하는 경우, 밸브(402)는 닫힌 상태로 유지되어야 한다. 450과 같은 제상 메커니즘은 장치에 존재하는 경우, 밸브(452)는 디폴트 위치(비리버싱)에 유지되어야 한다.

얼음 생산 모드

이 때는 수냉이 아이들되고 물 응축 과정이 발생되지만 물 생산 모드에서 달리, 증발기의 영하 온도로 인해 응축수가 증발기에서 동결된다. 요소의 작동은 위의 물 생산 모드에서 설명된 것과 유사하지만, 이 때 적어도 하나의 타이머에 의해서 그리고/또는 증발기 온도를 측정함으로써 얼음 축적이 모니터링된다.

제상 모드

a. 이 때에 얼음 생산이 중단되고, 제상 시스템을 작동하여 증발기 상의 서리가 용융된다. 메커니즘(450)을 포함하지 않는 100-300과 같은 장치에서, 얼음을 용융시키는 것은, 압축기를 중지하고 셔터(장치(300)에서와 같이 존재하는 경우)를 폐쇄하고, 신선한 공기를 취입하여 서리를 용융시키기 위해 송풍기를 작동함으로써 수행될 수 있다. 장치가 400과 같은 제상 메커니즘을 포함하는 경우, 밸브(402)는 적어도 프로세스의 시작 시에 개방되어야 한다.

b. 메커니즘(450)을 포함하는 100-300과 같은 장치에서, 이것은 압축기가 작동되는 것을 허용하고, 바람직하게는 셔터(장치(300)에 존재하는 경우)를 개방하고, 리버싱 밸브(452)를 작동시키고, 응축기를 가열하기 위해 송풍기를 작동시킴으로써 수행될 수 있다(실제로 증발기로서 기능함).

이제 적절한 경우 첨가물(400 또는 450)을 포함하거나 포함하지 않는 장치(100, 200 또는 300)와 같은 저장수를 냉각하기 위한 특징부를 포함하는 AWG 장치에서 로직을 설명하는 도 5를 참조한다. 로직은 알고리즘(500)으로 설명된다.

초기 단계 502에서, 장치는 작동을 시작한다. 이 단계에서, 모드는 셧다운 모드로 설정되고, 장치 구성요소는 위의 셧다운 모드에서 설명된 바와 같이 작동된다.

조건 단계 504는 물 탱크가 냉각되어야 하는지 여부를 결정하기 위한 체크 아웃을 설명한다. 결정은 주로 센서에 의해서 수온을 감지하여 이루어지지만, 탱크 내의 물을 냉각할지 여부를 결정하기 위해서, 이것은 충분한 양의 물을 포함해야 한다. 양 레벨은 레벨 센서, 차압 센서, 체적 센서 또는 제어 유닛과 통신되는 기타 적합한 센서에 의해서 측정될 수 있다. 탱크 내에 물이 있고 제어 유닛과 통신되는 온도계로 측정된 온도가 너무 높은 경우(예컨대, 공장에 의해서 또는 사용자에 의해서 정의될 수 있는 미리 결정된 값 초과), 탱크 내의 물은 냉각되어야 하고 조건의 결과는 '예'이며, 그렇지 않은 경우, 결과는 '아니오'이다.

단계 506에서, 모드는 수냉 모드로 설정되고, 장치 구성요소는 위의 수냉 모드에서 설명된 바와 같이 작동된다.

조건 단계 508은 탱크 내의 물의 냉각이 멈춰야 하는지 여부를 결정하기 위한 체크 아웃을 설명한다. 결정은 주로 임시로(ad-hoc) 감지된 수온에 따라 결정되지만, 이것은 또한, 임시로 감지된 수위로부터 도출된다. 탱크 내의 수온이 "저온"으로 간주되는 미리 정의된 온도 이하(즉, 공장에서 결정된 미리 결정된 임계 값 이하)이거나, 또는 탱크 내 수위가 너무 낮은 경우(즉, 공장에서 결정된 미리 결정된 임계 값 이하), 수냉이 중지되어야 하고 조건의 결과는 '예'이며, 그렇지 않은 경우, 결과는 '아니오'이다.

조건 단계 510은 물 탱크가 가득한지 여부를 결정하기 위한 체크 아웃을 설명한다. 양 레벨은 레벨 센서, 차압 센서, 체적 센서 또는 제어 유닛과 통신되는 기타 적합한 센서에 의해서 측정될 수 있다. 물 탱크가 최대량에 도달되면(여기에 가득한 것으로 설명됨), 조건의 결과는 '예'이고, 그렇지 않은 경우, 결과는 '아니오'이다.

단계 514에서, 모드는 물 생산 모드로 설정되고, 장치 구성요소는 위의 물 생산 모드에서 설명된 바와 같이 작동된다.

조건 단계 516은 물 생산 모드가 얼음 생산 모드로 대체되어야 하는지 여부를 결정하기 위한 체크 아웃을 설명한다. 이를 위해, 제어기는 증발기 주변의 온도 센서를 사용하여 증발기 온도를 측정한다. 특정 기간(예컨대, 1분) 동안 온도가 제1 설정 지점(예컨대, -2℃ 또는 물의 어는점)보다 낮은 경우, 조건의 결과는 '예'이고, 그렇지 않은 경우, 결과는 '아니오'이다.

단계 518에서, 모드는 얼음 생산 모드로 설정되고, 장치 구성요소는 위의 얼음 생산 모드에서 설명된 바와 같이 작동된다.

조건 단계 520은 얼음 생산 모드가 종료되어야 하는지 여부를 결정하기 위한 체크 아웃을 설명한다. 이를 위해, 제어기는 증발기 상에 축적된 서리(얼음)의 양을 추정한다. 예를 들어, 환경 이슬점과 증발기 온도의 차이를 통합하고 이를 기류 속도와 그리고 계수와 곱하는 것이다. 다른 실시예는 증발기 위로 유동되는 기류의 차압을 측정하는 것이다. 당 업계에서 이용 가능한 얼음 추적 정도를 추정하는 다른 방법이 또한 구현될 수 있다. 추정된 얼음의 양이 미리 정의된 수준보다 더 높은 경우, 또는 얼음 생산 기간이 일정 수준에 도달된 경우, 조건의 결과는 '예'이며, 그렇지 않은 경우, 결과는 '아니오'이다.

단계 522에서, 모드는 제상 모드로 설정되고, 장치 구성요소는 위의 제상 모드에서 설명된 바와 같이 작동된다.

조건 단계 524는 증발기 내 얼음이 제상되었는지 여부를 결정하기 위한 체크 아웃을 설명한다. 이를 결정하기 위해, 제어부는 증발기 온도를 측정하고, 증발기 위의 기류 차압을 측정하고, 집수조에 추가된 용융된 물의 속도 또는 증발기로부터 떨어지는 물의 속도의 저하를 (예컨대, 마이크로 카메라로) 측정할 수 있거나, 또는 얼음의 존재를 나타내는 다른 잉용 가능한 기술을 활용할 수 있다. 온도 또는 차압이 미리 결정된 값에 도달되는 경우, 조건의 결과는 '예'이며, 그렇지 않은 경우, 결과는 '아니오'이다.

이제, 500에서 설명된 로직에 대한 일부 추가를 포함하는 작동 로직(600)을 도시하는 도 6을 참조한다. 도 5에 설명된 것과 동일한 번호가 매겨진 단계 및 조건 단계는 동일한 기능을 수행한다. 로직(500)과 달리, 로직(600)은 얼음 생산이 결정되지 않은 경우에도, 장치가 얼음 생산을 중단하고, 물을 냉각할 수 있게 한다.

조건 단계 602는 조건 단계 504로서 수행된다. 조건 단계 606은 조건 포맷(508)으로서 수행되고, 단계 610는 506으로서 수행된다. 단계 504, 508, 506은 위에 설명된다.

알고리즘(700)

도 7은 장치에서 수집 펌프(46)의 작동 로직을 설명한다.

초기 단계 702에서, 로직은 시작된다. 이 단계에서, 수집 펌프(46)는 오프된다.

조건 단계 704는 수집 펌프(46)가 작동되어야 하는지 여부를 결정하기 위한 체크 아웃을 설명한다. 수집 펌프(46)가 작동되지 않는 경우, 이의 작동 조건은 집수조(42)의 수위이어야 한다. 집수조의 수위가 미리 결정된 수위보다 높은 경우, 결정은 '예'이며, 그렇지 않은 경우, 결정은 '아니오'이다. 펌프가 작동되는 경우, 이의 정지 조건은 집수조 내의 낮은 수위 또는 시간 중 하나이어야 한다. 집수조 레벨(들)은 레벨 센서, 차압 센서, 체적 센서 또는 기타 적합한 센서에 의해서 측정될 수 있다. 펌프가 작동될 필요가 있는 경우, 결정은 '예'이며, 그렇지 않은 경우, 결정은 '아니오'이다.

단계 706에서, 수집 펌프는 제어부에 의해서 작동된다.

단계 708에서, 수집 펌프는 작동되지 않는다.

알고리즘(710)

도 7은 또한, 장치에서 메인 펌프(52.1)의 작동 로직을 설명한다.

초기 단계 712에서, 로직은 시작된다. 이 단계에서, 메인 펌프(52.1)는 오프된다.

조건 단계 714는 메인 펌프(52.1)가 작동되어야 하는지 여부를 결정하기 위한 체크 아웃을 설명한다. 펌프(52.1)는 다음 상황 중 적어도 하나에서 작동되어야 한다.

사용자는 물이 분배되도록 요구하고(푸시 버튼), 물 탱크(62)에 충분한 물이 있다(예를 들어, 탱크 출구 라인 바로 위, 또는 센서에 의해 감지된 미리 결정된 수준에 도달될 때).

미리 정해진 순환 기간에 따라(예컨대, 30분마다, 5분 동안 순환)

장치(200 또는 심지어 100)에서 수냉 모드 동안(열전달 계수를 증가시키기 위해서)

펌프(52.1)가 작동될 필요가 있는 경우, 결정은 '예'이며, 그렇지 않은 경우, 결정은 '아니오'이다.

단계 716에서, 메인 펌프(52.1)는 제어부에 의해서 작동된다.

단계 718에서, 메인 펌프(52.1)는 작동되지 않는다.

알고리즘(720)

도 7은 또한, 장치에서 분배 밸브(58)의 작동 로직을 설명한다.

초기 단계 722에서, 로직은 시작된다. 이 단계에서, 분배 밸브(58)는 오프된다.

조건 단계 724는 분배 라인(60)의 단부에 있는 분배 밸브가 작동되어야 하는지 여부를 결정하기 위한 체크 아웃을 설명한다. 밸브의 작동은, 사용자가 물이 분배되도록 요구(푸시 버튼)하는지 여부, 및 물 탱크에 충분한 물이 있는지 여부(예를 들어, 탱크 출구 라인 바로 위, 또는 센서에 의해 감지된 미리 결정된 수준에 도달될 때)에 의존한다. 밸브가 작동될 필요가 있는 경우, 결정은 '예'이며, 그렇지 않은 경우, 결정은 '아니오'이다.

단계 726에서, 분배 밸브(58)는 제어부에 의해서 작동된다.

단계 728에서, 분배 밸브는 작동되지 않는다.

알고리즘(800)

도 8은 장치(100, 200)에서 수냉 밸브(18) 및 장치(300)에서 수냉 밸브(94)의 작동 로직을 설명한다.

초기 단계 802에서, 로직은 시작된다. 이 단계에서, 수냉 밸브는 오프된다.

조건 단계 804는 물 탱크 내의 물이 냉각되어야 하는지 여부에 따라 수냉 밸브가 작동되어야 하는지 여부를 결정하기 위한 체크 아웃을 설명한다. 조건 단계 804는 조건 단계 504와 동일한 로직을 갖는다. 수냉 밸브는 수냉 모드 동안 작동되어야 한다. 밸브가 작동될 필요가 있는 경우, 결정은 '예'이며, 그렇지 않은 경우, 결정은 '아니오'이다.

단계 806에서, 수냉 밸브는 제어부에 의해서 작동된다.

단계 808에서, 수냉 밸브는 작동되지 않는다.

Claims

냉동 사이클을 포함하는 대기 물 생성기(AWG: atmospheric water generator)에 있어서,
압축기;
응축기;
증발기;
팽창 수단;
증발기;
상기 압축기를 상기 응축기에, 상기 응축기를 상기 팽창 수단에, 상기 팽창 수단을 상기 증발기에, 그리고 상기 증발기를 상기 압축기에 연결하는 냉동 라인; 및
제상 밸브로서,
선택적으로 냉매 라인으로, 상기 압축기를 상기 응축기에 연결하는 상기 냉매 라인에, 그리고 (i) 상기 팽창 수단을 상기 증발기에 연결하는 상기 냉매 라인 또는 (ii) 상기 증발기를 상기 압축기에 연결하는 상기 냉매 라인 중 하나에 연결되는, 상기 제상 밸브를 포함하되,
상기 제상 밸브는 활성화되면, 압축된 냉매 가스가 상기 응축기로부터 상기 증발기로 유동될 수 있게 하는, 대기 물 생성기.
제1항에 있어서, 상기 제상 밸브는, 상기 압축기와 상기 응축기 사이의 상기 냉매 라인을 상기 팽창 수단과 상기 증발기를 연결하는 상기 냉매 라인과 연결하는 온-오프(on-off) 밸브인, 대기 물 생성기.
냉동 사이클을 포함하는 대기 물 생성기(AWG)에 있어서, 상기 냉동 사이클은
압축기;
응축기;
증발기;
팽창 수단;
증발기;
상기 압축기를 상기 응축기에, 상기 응축기를 상기 팽창 수단에, 상기 팽창 수단을 상기 증발기에, 그리고 상기 증발기를 상기 압축기에 연결하는 냉동 라인; 및
상기 압축기를 상기 응축기에 연결하는 냉매 라인 상에 그리고 상기 압축기를 상기 증발기에 연결하는 상기 냉매 라인 상에 설치된 리버싱(reversing) 밸브를 포함하며, 상기 압축기가 활성화되고 상기 리버싱 밸브가 제1 상태에 있을 때, 상기 밸브는 압축된 고온 가스가 상기 응축기를 향해 상기 압축기를 빠져나가고, 저온 저압 냉매가 상기 증발기로부터 상기 압축기로 복귀되는 것을 허용하며, 상기 압축기가 활성화되고 상기 리버싱 밸브가 제2 상태에 있을 때, 상기 리버싱 밸브는 유동 방향을 반전시키고, 압축된 고온 가스가 상기 증발기를 향해 상기 압축기를 빠져나가고, 저온 저압 냉매가 상기 응축기로부터 상기 압축기로 복귀되는 것을 허용하는, 대기 물 생성기.
제3항에 있어서, 상기 리버싱 수단이 활성화될 때, 상기 응축기는 증발기로서 기능하고, 상기 증발기는 응축기로서 기능하는, 대기 물 생성기.
제3항에 있어서, 상기 리버싱 밸브와 상기 압축기 사이의 상기 두 개의 냉매 라인을 상기 냉매 라인에 연결하여, 상기 압축기로 들어가는 라인의 냉매 압력이 상기 압축기를 빠져나가는 라인의 냉매 압력보다 더 높을 때, 압력이 균등해질 때까지 단방향 밸브를 통해 냉매가 유동되도록 하는 상기 단방향 밸브를 더 포함, 대기 물 생성기.
AWG의 저장된 수냉(water cooling) 시스템 및/또는 제상 시스템을 작동하는 방법에 있어서,
(a) 상기 AWG의 압축기 및 송풍기가 꺼지고 물 응축 및 수냉각이 발생되지 않는 셧다운 모드에서 상기 AWG의 작동을 시작하는 단계;
(b) 상기 AWG의 저장수 탱크에서 수온 및 수위를 검출하는 단계;
(c) 단계 (b)에서 검출된 상기 수온 및 수위가 상기 저장 탱크 내에 물이 존재하고 상기 수온이 미리 결정된 값을 넘는다는 점을 나타내는 경우 상기 AWG를 수냉 모드로 설정하는 단계;
(d) 상기 AWG의 저장수 탱크에서 수온 및 수위를 검출하는 단계;
(e) 단계 (b)에서 검출된 상기 수온 및 수위가 (i) 저장 탱크에 물이 존재하고 (ii) 상기 수온이 미리 결정된 값을 넘는다는 점을 나타내는 경우, 물 응축이 중단되고 상기 저장 탱크 내의 물이 냉각되는 수냉 모드로 상기 AWG를 설정하는 단계;
(f) 단계 (b)에서 검출된 상기 수온이, 상기 수온이 미리 결정된 값 이하임을 나타내는 경우, 상기 AWG의 저장수 탱크에서 수온 및 수위를 검출하는 단계;
(g) 단계 (f)에서 검출된 상기 저장 탱크의 상기 수온 및 수위가, 상기 수위 및 수온이 미리 정의된 임계 값 이하임을 나타내는 경우, 수냉이 중단되고 물 응축 프로세스가 시작되는 물 생산 모드로 상기 AWG를 설정하는 단계;
(h) 단계 (f)에서 검출된 상기 저장 탱크의 상기 수온 및 수위가, 상기 물이 미리 정의된 온도 이하이고 물 탱크가 가득 찼음을 나타내는 경우, 상기 AWG를 셧다운 모드로 설정하는 단계;
(i) 상기 AWG의 상기 증발기의 온도를 측정하는 단계;
(j) 단계 (i)에서 측정된 상기 온도가 물의 어는점 미만인 경우, 물 생성의 응축과 관련된 상기 AWG의 구성요소가 작동되고, 상기 응축된 물이 상기 증발기 상에서 얼음으로 얼고, 얼음 축적이 적어도 하나의 타이머에 의해서 그리고/또는 상기 증발기 온도를 측정함으로써 모니터링되는 얼음 생산 모드로 상기 AWG를 설정하는 단계;
(k) 상기 증발기 상의 상기 얼음 축적을 추정하는 단계;
(l) 추정된 얼음의 양과 얼음 생산 기간 중 하나가 미리 정의된 임계 값보다 더 높은 경우, 상기 얼음을 용융시키기 위해 제상 시스템이 작동되는 제상 모드로 상기 AWG를 설정하는 단계;
(m) 상기 증발기 상의 상기 얼음이 제상되었는지 여부를 결정하는 단계; 및
(n) 단계 (m)에서 상기 얼음이 제상된 것으로 결정된 경우, 단계 (b) 내지 단계 (m)이 반복되며, 그렇지 않은 경우, 상기 AWG는 제상 모드로 유지되는, 방법.