Получение пресной воды из мокроватого воздуха
УСТАНОВКА С РАДИАЦИОННЫМ Остыванием ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПРЕСНОЙ ВОДЫ
ИЗ Мокроватого ВОЗДУХА
Имя изобретателя: Алексеев Вячеслав Викторович; Дворянинов Александр Владимирович
Имя патентообладателя: Алексеев Вячеслав Викторович; Дворянинов Александр Владимирович
Адресок для переписки: 125212, Москва, ул. Выборгская, 10, кв.70, А.В.Дворянинову
Дата начала деяния патента: 2000.01.24
Изобретение относится к установкам для получения пресной воды из воздуха с естественным источником холода и принудительной прокачкой холода. Технический итог заключается в понижении энергозатрат и повышении надежности установки. Установка содержит солнечные батареи, воздуховод с расположенными в нем вентилятором и теплообменником и водосборник. Теплообменник состоит из термосифонов с зонами конденсации и испарения, имеющими оребрение, при этом зона конденсации наклонена к горизонту на 30-40o. Ребро зоны конденсации выполнено излучающим, смотрящая в сторону земли сторона этого ребра и внешняя стена воздуховода теплоизолированы, а излучающая в сторону неба сторона этого ребра имеет селективное покрытие, прозрачное для инфракрасного излучения. Зона испарения встроена в воздуховод, выполненный в виде трубки Фильда.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к установкам для получения пресной воды из мокроватого воздуха, а именно к установкам с естественным источником холода и принудительной прокачкой воздуха.
При помощи данных установок можно получать воду в районах с мокроватым воздухом, в каких отсутствует начальное сырье для получения пресной воды классическими способами /морская вода, подземные минерализованные воды/.
Известна установка для получения пресной воды из воздуха, содержащего воду в виде тумана [1]. Установка выполнена в виде двухслойного сетчатого экрана с треугольной ячейкой размером около 1 см. Мелкие капли воды, образующие туман, ударяясь о препятствие, соединяются с другими каплями и стекают в водосборник. Таким макаром, при помощи данной установки осуществляется пассивный сбор конденсата. Применение схожих установок ограничено районами с насыщенными туманами и ветром, имеющим определенную скорость (нормально 6 м/с). Эти установки обычно имеют огромные габариты (сотки квадратных метров сетки, висячей на мачтах).
Размеры и зависимость от погодных критерий уменьшаются в установках, в каких употребляются искусственный либо естественный источник холода, также принудительная продувка мокроватого воздуха.
Более близкой к изобретению является установка для получения пресной воды из мокроватого воздуха, содержащая солнечные батареи, воздуховод с расположенными в нем вентилятором и теплообменником и водосборник [2].
Установка работает последующим образом. В дневное время суток за счет электроэнергии, получаемой от солнечных батарей, холодильный агрегат производит холод. При помощи циркуляционного насоса хладоагент прокачивается через термоизолированную емкость — аккумулятор холода, в итоге чего в емкости скапливается холод. В период времени суток, когда влажность воздуха максимальна, охлажденная жидкость из аккума холода подается в теплообменник-конденсатор. Мокроватый воздух, прокачиваемый вентилятором по воздуховоду, омывает прохладный теплообменник-конденсатор, и водяной пар, находящийся в воздухе, конденсируется на его поверхности. Дальше капли конденсата стекают в водосборник.
Недочетом данной установки являются значимые энергозатраты на остывание воздуха, также на привод насоса и вентилятора. Наличие энергопотребляющих механических агрегатов и разветвленного циркуляционного контура понижает надежность и ограничивает область внедрения установки. В данной установке значительны энерго утраты за счет температурных напоров в теплообменных аппаратах.
Задачей изобретения является понижение энергозатрат и увеличение надежности установки для получения пресной воды из мокроватого воздуха.
Технический итог достигается тем, что в установке для получения пресной воды из мокроватого воздуха, содержащей солнечные батареи, воздуховод с расположенными в нем вентилятором и теплообменником и водосборник, теплообменник состоит из термосифонов с зонами конденсации и испарения, имеющими оребрение, при этом зона конденсации наклонена к горизонту на 30-40o, ребро зоны конденсации выполнено излучающим, смотрящая в сторону земли сторона этого ребра и внешняя стена воздуховода теплоизолированы, излучающая в сторону неба сторона этого ребра имеет селективное покрытие, прозрачное для инфракрасного излучения, зона испарения встроена в воздуховод, выполненный в виде трубки Фильда.
Полезный эффект получается из-за прямого излучения тепла охлаждаемого воздуха оребренной поверхностью зоны конденсации термосифона в направлении небосклона, имеющего более низкую эффективную температуру. Применение термосифона с радиационным остыванием позволяет значительно уменьшить (в пару раз) потребляемую электронную мощность, также исключить холодильный агрегат, насос и теплообменник-конденсатор с системой подводящих и отводящих трубопроводов. Этим достигается понижение энергозатрат и увеличивается надежность установки. Радиационное остывание обеспечивается не только лишь в ночное время, да и деньком за счет экранирования излучающей поверхности прозрачной для инфракрасного излучения полимерной пленкой, препятствующей попаданию на поверхность излучателя дневной прямой и диффузной солнечной радиации.
На чертеже приведена конструктивная схема установки с радиационным остыванием для получения пресной воды из мокроватого воздуха.
Она содержит термоизолированный воздуховод 1, термосифоны 2 с зонами излучения (излучателями) 3, вентилятор с электроприводом 4, прозрачное селективное покрытие (прозрачный экран) 5, водосборник конденсата 6, термоизоляцию излучателя 7, солнечную батарею 11.
УСТАНОВКА РАБОТАЕТ Последующим ОБРАЗОМ
Мокроватый воздух из окружающего места засасывается вентилятором 4 в центральный канал 8 воздуховода 1, выполненного в виде трубки Фильда и содержащего оребренные нижние части 9 термосифонов (зоны испарения) и, опускаясь вниз, дает тепло хладоагенту, испаряющемуся в термосифонах. Пары хладоагента конденсируются в зоне конденсации, в высшей части термосифона благодаря радиационному остыванию, при этом для обеспечения стекания конденсата зона конденсации наклонена на 30-40o по отношению к горизонту. Излучающая поверхность экранирована селективным покрытием — прозрачной полимерной пленкой, пропускающей в большей степени инфракрасное излучение. В итоге воздух охлаждается до точки росы. Водяной пар, находящийся в воздухе, отчасти конденсируется на поверхности зоны испарения термосифонов, потом конденсат стекает в водосборник. Прохладный воздух проходит во наружный, подъемный канал кольцевого сечения 10 и, поднимаясь ввысь, дополнительно охлаждает мокроватый воздух, передвигающийся вниз по центральному опускному каналу воздуховода.
Установка обеспечивает непрерывное получение воды из мокроватого воздуха, обусловленное текущими значениями температуры и влажности воздуха. Устройство установки допускает ее изготовка в стремительно собираемом и разбираемом виде.
Применяемая ЛИТЕРАТУРА
1. LAMBIO vol. 20, п.7, NOV. 1991, Fog-water collection in arid coastal locations, pp. 303-308.
2. Патент Рф 2056479 С1, кл. Е 03 В 3/28, 20.03.1996 /макет/.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Установка для получения пресной воды из мокроватого воздуха, содержащая солнечные батареи, воздуховод с расположенными в нем вентилятором и теплообменником и водосборник, отличающаяся тем, что теплообменник состоит из термосифонов с зонами конденсации и испарения, имеющими оребрение, при этом зона конденсации наклонена к горизонту на 30-40o, ребро зоны конденсации выполнено излучающим, смотрящая в сторону земли сторона этого ребра и внешняя стена воздуховода теплоизолированы, излучающая в сторону неба сторона этого ребра имеет селективное покрытие, прозрачное для инфракрасного излучения, а зона испарения встроена в воздуховод, выполненный в виде трубки Фильда.
Дата публикации 24.02.2007гг
Источник
www.ntpo.com/patents_water/water_2/water_40.shtml