Вакуумная установка для получения очищенной пресной воды

 

Изобретение предназначено для использования в сельскохозяйственном, промышленном производстве и быту. Установка содержит теплообменник-конденсатор в виде вакуумной емкости, сообщенной с емкостью для воды. При распылении воды под действием глубокого вакуума она испаряется в емкости и охлаждает ее. Влажный воздух конденсируется на внешней поверхности конденсатора-теплообменника. Имеются каплеуловитель, сборная полость для воды и водосборник. Изобретение обеспечивает снижение энергозатрат и стоимости получаемой пресной воды. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к оборудованию для получения охлажденной пресной очищенной воды из влажного воздуха в сельскохозяйственном и промышленном производстве и в быту.

С помощью этих установок можно получать очищенную пресную воду в районах, где отсутствуют источники пресной воды, за счет ее холодного кипения и испарения, в том числе при получении экологически безопасной сельскохозяйственной продукции.

Из существующих установок наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является установка для получения пресной воды из влажного воздуха, содержащая водосборник, воздуховод с расположенным в нем вентилятором, теплообменник-конденсатор, каплеуловитель (RU 2056479 C1, 20.03.96, E 03 B 3/28).

Установка содержит холодильную установку и работает на принципе использования выработанного ей холода для конденсации находящегося во влажном воздухе водяного пара, подаваемого вентилятором.

Недостатками установки являются большие капитальные, эксплуатационные и энергозатраты при использовании парокомпрессионных холодильных установок, использующих в качестве хладоагента экологически вредный фреон и другие дорогие дефицитные материалы, например масло. Кроме того, постоянная работа вентилятора для подачи влажного воздуха существенно увеличивает энергозатраты и снижает эффективность всего процесса.

Данное изобретение направлено на решение технической задачи, заключающейся в снижении энергозатрат и стоимости получаемой охлажденной очищенной пресной воды, увеличении экологической безопасности технологического процесса, расширении географической зоны применения установок.

В результате использования изобретения снижаются энергозатраты и стоимость получаемой охлажденной и очищенной пресной воды, повышается экологическая безопасность технологического процесса, расширяется географическая зона использования установок.

Для достижения этого технического результата установка для получения охлажденной, очищенной пресной воды, содержащая водосборник, воздуховод с расположенным в нем вентилятором, темплообменник-конденсатор, каплеуловитель отличается тем, что теплообменник-конденсатор выполнен в виде вакуумной емкости, соединенной через терморегулирующий вентиль и вентиль с емкостью для воды и с другой стороны с вакуумным насосом высокого вакуума, конденсатором и насосом низкого вакуума, при этом конденсатор через вентиль соединен с емкостью для воды, причем в нижней части теплообменника-конденсатора размещена сборная полость, соединенная сливным патрубком с водосборником. Вентилятор может быть расположен над теплообменником-конденсатором и электрически связан с датчиком скорости воздуха. На внешней поверхности вакуумной емкости теплообменника-конденсатора могут быть радиально установлены по всей высоте конденсирующие штыри.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен общий вид вакуумной установки. На ней изображены теплообменник-конденсатор 1, состоящий из вакуумной емкости 2 с радиально установленными по всей высоте конденсирующими штырями 3. Над теплообменником-конденсатором 1 размещены вентилятор 4, расположенный в воздуховоде 5, экран 6 с солнечными батареями 7 и датчик 8 скорости воздуха. Вакуумная емкость 2 соединена трубопроводом 9 с насосом 10 высокого вакуума, конденсатором 11 и насосом 12 низкого вакуума. Конденсатор 11 через вентиль 13 и трубопровод 14 соединен с емкостью 15 для воды, которая через терморегулирующий вентиль 16 и вентиль 17 соединена трубой 18 с вакуумной емкостью 2. В емкости 2 расположен датчик 19 уровня, соединенный с блоком 20 управления. В нижней части теплообменника-конденсатора 1 размещена сборная полость 21, которая через патрубок 22 соединяется с водосборником 23. На теплообменнике-конденсаторе 1 установлен цилиндрический каплеуловитель 24.

Вакуумная установка для получения охлажденной очищенной пресной воды работает следующим образом.

В вакуумную емкость 2, находящуюся под вакуумом, из емкости 15 для воды через вентиль 17 и терморегулирующий вентиль 16 по трубе 18 дросселируется вода. Воздух из вакуумной емкости 2 откачивается по трубопроводу 9 насосом 10 высокого вакуума и насосом 12 низкого вакуума. Водяные пары конденсируются в конденсаторе 11. Движение воды происходит под действием разности давлений: атмосферного в емкости 15 для воды и вакуума в вакуумной емкости 2. Под действием глубокого вакуума вода начинает "кипеть" и интенсивно испаряться. Происходит интенсивное поглощение тепла, и температура понижается. Поэтому испарение воды в вакуумной емкости 2 в процессе дросселирования ее через терморегулирующий вентиль 16 понижает температуру в вакуумной емкости 2. При этом интенсивно охлаждают внешние поверхности этой емкости 2, и холод передается конденсирующим штырям 3. В свою очередь, с внешней стороны охлажденные поверхности теплообменника-конденсатора 1 обдуваются влажным воздухом за счет естественного движения воздушной массы (ветра). В случае, если ветер отсутствует, то по электрическому сигналу с датчика 8 скорости воздуха, поступающего в блок 20 управления, включается вентилятор 4, и холодные поверхности теплообменника-конденсатора 1 интенсивно обдуваются влажным воздухом принудительно. Влага конденсируется на поверхностях теплообменника-конденсатора 1 и, стекая по ним, скапливается в сборной полости 21. Откуда по патрубку 22 попадает в водосборник 23. Вода из конденсатора 11 через вентиль 13 по трубопроводу 14 попадает опять в емкость 15 для воды, откуда опять в процессе дросселирования попадает в вакуумную емкость 1. Цикл повторяется.

Требуемый уровень воды в вакуумной емкости 2 контролируется датчиком 19 уровня, по сигналу с которого поступление лишней воды в вакуумную емкость 2 прекращается срабатыванием вентиля 17.

Вакуумная установка для получения охлажденной очищенной пресной воды может работать как от электропитания, подводимого извне, так и от солнечных батарей 7, установленных на экране 6.

Вакуумная установка для получения охлажденной очищенной пресной воды может работать практически в любой географической зоне в районе водоемов, на морских и речных судах, в пустынях, заболоченной местности, потребляя минимальное количество энергии за счет использования энергосберегающей вакуумной установки.

Технический результат достигается за счет того, что конденсирующие поверхности установки охлаждаются энергосберегающей системой вакуумного действия.

Формула изобретения

1. Установка для получения очищенной пресной воды, содержащая водосборник, воздуховод с расположенным в нем вентилятором, теплообменник-конденсатор, каплеуловитель, отличающаяся тем, что теплообменник-конденсатор выполнен в виде вакуумной емкости, соединенной через терморегулирующий вентиль и вентиль с емкостью для воды и с другой стороны с вакуумным насосом высокого вакуума, конденсатором и насосом низкого вакуума, при этом конденсатор через вентиль соединен с емкостью для воды, причем в нижней части теплообменника-конденсатора размещена сборная полость, соединенная сливным патрубком с водосборником.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что вентилятор расположен над теплообменником-конденсатором и электрически связан с датчиком скорости воздуха.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что на внешней поверхности вакуумной емкости теплообменника-конденсатора радиально установлены по всей высоте конденсирующие штыри.

РИСУНКИ

Рисунок 1