Солнечный опреснитель
СОЛНЕЧНЫЙ ОПРЕСНИТЕЛЬ
Имя изобретателя: Ефремов Г.А.; Кушнер Б.И.; Кочнев И.А.; Смирнов А.С.
Имя патентообладателя: Научно-производственное объединение машиностроения
Адресок для переписки: 143952, Столичная обл., Реутов, ул.Гагарина, 33 Научнопроизводственное объединение машиностроения
Дата начала деяния патента: 1997.08.08
Изобретение относится к гелиотехнике, а именно к гелиоустановкам, модифицирующим солнечную энергию в термическую для опреснения минерализованной (морской, соленой) воды.
Солнечный опреснитель содержит корпус со светопропускающей поверхностью, емкость с минерализованной водой и емкость для сбора конденсата. Теплоизолированная емкость с минерализованной водой установлена с зазором к боковым стенам и днищу корпуса опреснителя. На внешнюю поверхность корпуса опреснителя нанесено селективное покрытие с малым коэффициентом поглощения солнечного излучения и большой степенью черноты. На внутреннюю обращенную к солнечному излучению поверхность емкости с минерализованной водой нанесено селективное покрытие с огромным коэффициентом поглощения солнечного излучения и малой степенью черноты. На внутреннюю поверхность корпуса, расположенную выше уровня емкости с минерализованной водой, нанесено зеркальное покрытие. Изобретение обеспечивает увеличение производительности и интенсивности происходящих в опреснителе процессов тепломассопереноса.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к гелиотехнике, а именно к гелиоустановкам, модифицирующим солнечную энергию в термическую для опреснения минерализованной (морской, соленой) воды.
Известен солнечный опреснитель, содержащий корпус с установленной прозрачной изоляцией (стекло либо пленка), емкость с соленой водой и устройство для сбора конденсата. Теплоизолированная емкость с минерализованной водой установлена с зазором к боковым стенам и днищу корпуса (1554290, 1993 г.).
Недочетом данного устройства является низкая интенсивность происходящих в опреснителе процессов тепломассопереноса и низкая производительность, определяющаяся последующими факторами:
· малой эффективностью использования солнечного излучения для нагрева минерализованной воды;
· непродуктивными потерями тепла через стены и днище опреснителя;
· малой площадью конденсации (только внутренней поверхностью стекла);
· малозначительным градиентом температур меж минерализованной (соленой) водой и поверхностью стекла (в особенности в дневные часы).
Целью предложенного технического решения является устранение обозначенных недочетов.
Поставленная цель достигается тем, что в известном солнечном опреснителе, содержащем корпус со стеклом, емкость с соленой водой, устройство для сбора конденсата, устройство для слива соленой воды и слива рассола, теплоизолированную емкость с минерализованной водой, установленную с зазором к боковым стенам и днищу корпуса опреснителя, на внешнюю поверхность корпуса опреснителя нанесено селективное покрытие с малым коэффициентом поглощения солнечного излучения и большой степенью черноты.
Увеличение градиента температур меж минерализованной водой и поверхностями, на которых происходит конденсация, достигнуто тем, что на внутреннюю, обращенную к солнечному излучению поверхность емкости с минерализованной водой, нанесено селективное покрытие с огромным коэффициентом поглощения солнечного излучения и малой степенью черноты.
Увеличение производительности предложенного опреснителя осуществлено также методом нанесения на внутреннюю поверхность корпуса, расположенную выше уровня емкости с минерализованной водой, зеркального покрытия.
В предложенной конструкции солнечного опреснителя тепломассообменные процессы совершаются лучше благодаря наличию на наружной поверхности корпуса опреснителя так именуемого «прохладного» покрытия, имеющего малозначительный коэффициент поглощения солнечного излучения и высшую степень черноты .
При всем этом температура корпуса становится ниже температуры стекла (в дневное время) и образующаяся паровоздушная смесь конденсируется не только лишь на светопропускающей поверхности, да и на внутренних боковых стенах корпуса опреснителя.
В качестве обозначенного селективного покрытия наружной поверхности опреснителя может быть применена лакокрасочная эмаль типа АС-599 либо гальваническое покрытие, получаемое после процесса химполировки и анодирования. Эти покрытия имеют As = 0,2 -0,3 и .
Благодаря наличию зазора меж емкостью с минерализованной водой и корпусом опреснителя образующийся на стекле и боковых поверхностях конденсат беспрепятственно стекает в днище корпуса и оттуда в емкость для сбора конденсата.
Величина обозначенного зазора находится в границах 0,01 — 0,02 м, что полностью довольно для беспрепятственного движения капель конденсата.
Таким макаром, зазор меж емкостью с минерализованной водой и корпусом и селективное покрытие наружной поверхности корпуса обеспечивают более действенное внедрение поверхности опреснителя по сопоставлению с макетом.
Значимый вклад в увеличение интенсификации происходящих в испарителе тепломассообменных процессов заносит высокоэффективное селективное покрытие с огромным коэффициентом поглощения солнечного излучения и малой степенью черноты, нанесенное на внутреннюю, обращенную к солнечному излучению, поверхность емкости с минерализованной водой.
Обозначенное селективное покрытие относится к классу «жарких» покрытий, у каких коэффициент поглощения солнечного излучения , а степень черноты . В качестве такового покрытия может быть применена наносимая способом вакуумного напыления окись цинка, у которого As добивается 0,95, а .
Внедрение покрытия с обозначенными значениями оптических коэффициентов позволяет получить значительно больший нагрев поверхности в отличие от обширно всераспространенного «темного» покрытия, у которого , что приводит к увеличению температуры испаряемой воды и соответственно к повышению образования паровоздушной консистенции и в конечном итоге к большенному выходу опресненной воды.
Увеличение нагрева минерализованной воды достигается также нанесением на внутреннюю поверхность корпуса, расположенную выше уровня емкости с минерализованной водой, зеркального покрытия.
Обозначенное покрытие при боковом облучении отражает падающие солнечные лучи, которые в конечном итоге поглощаются минерализованной водой, дополнительно нагревая ее, что содействует завышенному выходу сконденсированной воды.
Предложенный солнечный опреснитель показан на чертеже.
Опреснитель состоит из включающего боковые стены и днище корпуса 1 со светопропускающей поверхностью 2. Снутри корпуса с зазором установлена теплоизолированная емкость с минерализованной водой. Для сбора конденсата служит емкость 4. Наружняя боковая поверхность A корпуса опреснителя покрашена белоснежной эмалью АС-599 с оптическими коэффициентами .
На обращенную к солнечному излучению внутреннюю поверхность емкости с минерализованной водой нанесено селективное покрытие B с коэффициентом поглощения солнечного излучения As = 0,85 и степенью черноты .
Внутренняя поверхность C корпуса, расположенная выше уровня емкости с минерализованной водой, выполнена зеркальной.
Заливка в емкость 3 минерализованной воды, также повторяющийся слив рассола обеспечивается сифоном 5 с гибким шлангом 6 и воронкой 7.
Корпус опреснителя выполнен быстроразборным, что обеспечивает удобство транспортировки, также повторяющуюся (1 — 2 раза в год) промывку емкости и внутренней поверхности корпуса.
Все соединения корпуса герметизированы резиновыми прокладками.
РАБОТА ОПРЕСНИТЕЛЯ ПРОИСХОДИТ Последующим ОБРАЗОМ
Солнечный термический поток, проходящий через внутреннюю перегородку, нагревает внутреннюю емкость и поглощается минерализованной водой. Образующийся при нагреве минерализованной воды пар конденсируется на внутренних поверхностях корпуса и светопрозрачной перегородки. Стекающие капли конденсата попадают в емкость с незапятанной опресненной водой.
Работа предложенного опреснителя с нанесенным на обращенную к солнечному излучению внутреннюю поверхность емкости с минерализованной водой «жарким» селективным покрытием происходит аналогично, но минерализованная вода имеет при всем этом более высшую температуру и, как следует, производительность опреснителя возрастает.
Также увеличивает температуру минерализованной воды дополнительный отраженный от зеркального покрытия на внутренней поверхности корпуса термический поток, что в конечном итоге при работе опреснителя наращивает выход сконцентрированной воды.
На предприятии сделан и испытан солнечный опреснитель со всеми обозначенными признаками.
Результаты проведенных испытаний демонстрируют, что полезный эффект предложенного опреснителя заключается в существенном увеличении количества получаемой опресненной воды по сопоставлению с макетом.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Солнечный опреснитель, содержащий корпус со светопропускающей поверхностью, установленную с зазором к боковым стенам и днищу корпуса теплоизолированную емкость с минерализованной водой, устройство для залива минерализованной воды и слива концентрированного рассола, емкость для сбора конденсата, отличающийся тем, что на внешнюю поверхность корпуса нанесено селективное покрытие с малым коэффициентом поглощения солнечного излучения и большой степенью черноты для выполнения всей поверхностью корпуса опреснителя вместе со светопропускающей поверхностью функции конденсатора.
2. Солнечный опреснитель по п.1, отличающийся тем, что на внутреннюю, обращенную к солнечному излучению поверхность емкости с минерализованной водой, нанесено селективное покрытие с огромным коэффициентом поглощения солнечного излучения и малой степенью черноты.
3. Солнечный опреснитель по п.1, отличающийся тем, что на внутреннюю поверхность боковых стен корпуса опреснителя, расположенную выше уровня емкости с минерализованной водой, нанесено зеркальное покрытие.
Дата публикации 04.11.2006гг
Источник
www.ntpo.com/patents_water/water_2/water_6.shtml