Установка для получения пресной воды из атмосферного воздуха

 

Изобретение относится к установкам для получения пресной воды из атмосферного воздуха, в частности к установкам, использующим возобновляемые источники энергии. Технический результат заключается в исключении энергозатрат и обеспечении автономности при работе установки для получения воды из атмосферного воздуха. В установку, содержащую аккумулятор холода, воздуховод и водосборник, введены тепловые трубы, солнечный коллектор и соединенный с ним нагреватель воздуха. Аккумулятор холода выполнен из твердого материала, расположенного на водосборнике и образующего объем с большой внутренней конденсационной поверхностью и хорошей проницаемостью для воздушных потоков. Воздуховод выполнен в виде вытяжной трубы, расположенной над аккумулятором холода, внутри которой находится нагреватель воздуха, и воздушных каналов, расположенных в нижней части аккумулятора холода, в котором также находятся обребренные концы тепловых труб, при этом другие обребренные концы расположены в воздуха. 1 ил.

Изобретение относится к установкам для получения пресной воды из атмосферного воздуха, в частности к установкам, использующим возобновляемые источники энергии.

Известна установка для получения пресной воды из влажного воздуха, в работе которой используется солнечная энергия /1/. Она содержит солнечные батареи, холодильный агрегат, водосборник и воздуховод, в котором размещены испаритель холодильного агрегата и вентилятор.

Установка работает следующим образом. За счет электроэнергии, получаемой от солнечных батарей, холодильный агрегат производит холод, который выделяется на теплообменнике-испарителе. Влажный воздух с помощью вентилятора продувается через воздуховод, в котором расположен испаритель. В результате контакта с поверхностью теплообменника-испарителя воздух охлаждается, содержащийся в нем пар становится насыщенным, частично конденсируется на поверхности теплообменника и стекает в водосборник.

Недостатком данной установки являются большие энергозатраты и низкая производительность.

Наиболее близкой к изобретению является установка, в которой осуществляется аккумуляция холода для его использования в ночное время. /2/. Она содержит солнечные электрические батареи, холодильный агрегат, аккумулятор холода, выполненный в виде наполненной водой термоизолированной емкости, соединенной через гидронасос и вентиль с холодильным агрегатом и теплообменником - конденсатором, расположенным в воздуховоде, в котором также находится каплеуловитель и вентилятор. Под отверстием в воздуховоде находится водосборник.

Установка работает следующим образом. В светлое время суток электроэнергия от солнечных батарей поступает на холодильный агрегат, который вырабатывает холод. С помощью вентиля холодильный агрегат подключается к термоизолированной емкости. Находящаяся в ней жидкость с помощью гидронасоса прокачивается через холодильный агрегат и охлаждается, в результате в термоизолированной емкости аккумулируется холод. Затем термоизолированная емкость с помощью вентиля отключается от холодильного агрегата и подключается к теплообменнику-конденсатору.

Когда влажность воздуха достигает величины, близкой к 100%, включается гидронасос и вентилятор. С их помощью холодная жидкость и влажный воздух пропускаются через конденсатор. Содержащийся в воздухе водяной пар конденсируется на его поверхности, а находящиеся в нем капли улавливаются каплеуловителем и захваченная влага стекает в водосборник.

Недостатком данной установки является необходимость расходования энергии и отсутствие автономности при работе установки.

Задачей изобретения является исключение энергозатрат и обеспечение автономности при работе установки для получения воды из атмосферного воздуха.

Технический результат достигается тем, что установка для получения пресной воды из атмосферного воздуха, содержащая аккумулятор холода, воздуховод и водосборник, снабжена тепловыми трубами, солнечным коллектором и соединенным с ним нагревателем воздуха, а аккумулятор холода выполнен из твердого материала, расположенного на водосборнике и образующего объем с большой внутренней конденсационной поверхностью и хорошей проницаемостью для воздушных потоков, воздуховод выполнен в виде вытяжной трубы, расположенной над аккумулятором холода, внутри которой находится нагреватель воздуха, и воздушных каналов, расположенных в нижней части аккумулятора, в котором находятся обребренные концы тепловых труб, при этом другие обребренные концы расположены в воздухе.

Положительный эффект достигается за счет того, чтоб в работе установки охлаждение аккумулятора холода осуществляется за счет радиационного излучения в ночное время, а для организации движения воздуха через аккумулятор холода используется солнечное излучение.

На чертеже приведена схема установки для получения пресной воды из атмосферного воздуха. Она содержит водосборник 1, на котором находится аккумулятор холода 2, в нижней части которого расположены воздушные трубы 3. Тепловые трубы 4 также находятся одним обребренным концом в аккумуляторе холода 2, при этом другие обребренные концы находятся в воздухе. Над аккумулятором холода 2 расположена вытяжная труба 5, внутри которой расположен нагреватель воздуха 6, соединенный трубами с солнечным коллектором 7.

Аккумулятор холода 2 выполнен из твердого материала, образующего объем с большой конденсационной поверхностью и хорошей проницаемостью для воздушных потоков. Для уменьшения стоимости установки в качестве такого материала можно использовать щебень, крупную гальку и другие материалы, создающие воздухопроницаемую структуру с развитой поверхностью.

Если использовать для создания аккумулятора холода 2 такие материалы, как щебень, то воздушные каналы 3 могут быть выполнены в виде полых труб с боковыми отверстиями в их стенках.

Тепловая труба 4 представляет собой устройство, способное передавать большие тепловые потоки при малых перепадах температур. Она состоит из герметической трубы, заполненной жидким теплоносителем, который, испаряясь у одного конца трубы, поглощает теплоту, а конденсируясь у другого конца, отдает ее. Таким образом, перенос тепла осуществляется в одном направлении. В нашем случае теплоносителем может быть вода.

Вытяжная труба 5 может быть выполнена в виде легкой конструкции, например каркаса, обтянутого пленкой.

Нагреватель воздуха 6 выполнен в виде емкости из материала с хорошей теплопроводимостью и заполнен водой.

Солнечный коллектор 7 - это устройство для нагревания воды с помощью солнечного излучения.

Установка работает следующим образом. Ночью температура поверхности земли и воздуха начинает уменьшаться за счет радиационного излучения. Когда температура воздуха становится ниже температуры в месте заложения тепловой трубы, последний начинает охлаждать аккумулятор холода изнутри. Для того, чтобы процесс переноса тепла шел интенсивнее, части тепловой трубы, находящиеся в тепловом аккумуляторе и в воздухе, снабжены ребрами.

Поскольку в нагревателе воздуха 6 находится теплая вода, нагретая за день с помощью солнечного коллектора 7, в вытяжной трубе 5 создается поток теплого воздуха. В результате создается разность давлений и атмосферный воздух по воздушным каналам 3 поступает в нижнюю часть аккумулятора холода, поднимается вверх и выходит в вытяжную трубу 5. Если влажность воздуха составляет 100%, то находящийся в нем водяной пар конденсируется на внутренней поверхности аккумулятора холода. Если влажность воздуха меньше 100%, то предварительно воздух охлаждается до температуры, когда пар становится насыщенным.

Процесс конденсации водяного пара продолжается также и днем, только вначале теплый атмосферный воздух охлаждается аккумулятором холода до температуры, когда находящийся в нем пар не станет насыщенным. В таком режиме установка работает в дневное время. Днем образованию воздушных потоков через аккумулятор холода способствует также его нагрев солнечными лучами, что создает внутри него градиент температур.

Таким образом, для работы установки не требуется энергии, функционирует она автоматически и является экологически чистой.

Литература: 1. Заявка ФРГ N 3313711, кл. E 03 B 3/28 2. Патент России N 2056479 кл. C1 /прототип/п

Формула изобретения

Установка для получения пресной воды из атмосферного воздуха, содержащая аккумулятор холода, воздуховод и водосборник, отличающаяся тем, что в нее введены тепловые трубы, солнечный коллектор и соединенный с ним нагреватель воздуха, а аккумулятор холода выполнен из твердого материала, расположенного на водосборнике и образующего объем с большой внутренней конденсационной поверхностью и хорошей проницаемостью для воздушных потоков, воздуховод выполнен в виде вытяжной трубы, расположенной над аккумулятором холода, внутри которой находится нагреватель воздуха, и воздушных каналов, расположенных в нижней части аккумулятора холода, в котором также находятся обребренные концы тепловых труб, при этом другие обребренные концы расположены в воздухе.

РИСУНКИ

Рисунок 1