Вакуумная опреснительная установка с генерацией электроэнергии



Вакуумная опреснительная установка с генерацией электроэнергии
Вакуумная опреснительная установка с генерацией электроэнергии
F24J2/00 - Использование солнечного тепла, например солнечные тепловые коллекторы (дистилляция или выпаривание воды с использованием солнечной энергии C02F 1/14; кровельные покрытия с устройствами для сбора энергии E04D 13/18; устройства для использования солнечной энергии с целью получения механической энергии F03G 6/00; полупроводниковые устройства, предназначенные для преобразования солнечной энергии в электрическую, H01L 25/00;H01L 31/00; полупроводниковые приборы, содержащие средства для использования тепловой энергии H01L 31/058; генераторы, в которых световое излучение непосредственно преобразуется в электрическую энергию, H02N 6/00)
B01D1/00 - Разделение (разделение твердых частиц мокрыми способами B03B,B03D; с помощью пневматических отсадочных машин или концентрационных столов B03B, другими сухими способами B07; магнитное или электростатическое отделение твердых материалов от твердых материалов или от текучей среды, разделение с помощью электрического поля, образованного высоким напряжением B03C; центрифуги, циклоны B04; прессы как таковые для выжимания жидкостей из веществ B30B 9/02; обработка воды C02F, например умягчение ионообменом C02F 1/42; расположение или установка фильтров в устройствах для кондиционирования, увлажнения воздуха, вентиляции F24F 13/28)

Владельцы патента RU 2648057:

Малафеев Илья Игоревич (RU)

Изобретение относится к опреснению жидкости. Вакуумная опреснительная установка для воды с генерацией электроэнергии содержит герметичную камеру с водяной ванной (1), внутри которой ниже уровня жидкости размещен испаритель (2), подключенный к солнечному коллектору (3) через насос (13), систему насосов, содержащую, по меньшей мере, три вакуумных насоса (5), соединенных системой трубопроводов с установленными на них трехходовыми клапанами (6), (7), теплообменный аппарат (4), соединенный посредством трехходового клапана (8) с трубопроводом подачи исходной жидкости и со сборником дистиллята (9), который через обратный клапан (15) соединен с одним из вакуумных насосов, рекуперативный теплообменник (10), преобразователь тока (11) и электроаккумулятор (2), соединенные с системой насосов (5), насос (14) для подачи исходной воды. Изобретение обеспечивает снижение энергопотребления на опреснение воды за счет эффективности использования энергии Солнца, а также универсальность опреснительных установок. 1 ил.

 

Изобретение относится к технологии опреснения воды и может быть использовано для локального водоснабжения пресной водой и электроснабжения населенных пунктов, жилищных, общественных и промышленных зданий.

Известна гелиоопреснительная установка, содержащая как минимум один вакуумный солнечный коллектор, как минимум один распылитель, многосекционный вакуумный испаритель с вертикальным расположением секций, соединенных между собой при помощи трубопроводов с естественной циркуляцией, испарительные теплообменники, выполненные в виде спиральных трубок, накопительную емкость и емкость для конденсации, отличающаяся тем, что в нижней секции вакуумного испарителя установлены индукционные нагреватели, а в верхней секции установлен вакуумный насос, между секциями испарителя установлены вентиляторы (RU 127063 U1, 20.04.2013).

Известен солнечный коллектор-опреснитель, содержащий в термоизолированном корпусе стеклянное ограждение, светопоглощающее покрытие из гигроскопичной темной ткани, размещенной на металлическом листе, гибкую трубу для подвода соленой или холодной воды, гибкую трубу для отвода горячей воды в теплоаккумулятор, при этом ткань армирована металлическими нитями, металлический лист выполнен перфорированным и снабжен упорами, поджимающими ткань к стеклянному ограждению для образования паровой зоны между листом и дном корпуса, гибкие трубы подвода и отвода воды подсоединены к теплоаккумулятору и в них, также и в самом теплоаккумуляторе размещена аналогичная ткань, армированная металлическими нитями, соединенная с тканью на перфорированном листе, дополнительно введены в теплоаккумулятор два теплообменника, один из них подключен к теплоснабжению потребителя, выход второго теплообменника подключен через вентили к дополнительному баку дистиллированной воды, причем паровая зона соединена через дополнительную термоизолированную гибкую пустотелую трубу со входом второго теплообменника (RU 115451 U1, 27.04.2012).

Известна солнечно-ветровая опреснительная установка, содержащая трубопроводы для подвода опресняемой воды, патрубок с краном для слива рассола, циркуляционный насос, теплоэлектронагреватель, дополнительно содержит круговой конусообразный солнечный коллектор, включающий трубчатый спиральный теплоприемник, конусообразную опору, прозрачную теплоизоляцию и прозрачную конусообразную крышку, внешний полусферический купол, фотоэлектрические модули, внутренний полусферический купол, конфузор-диффузор, ветроэлектрическую установку, внешний вращающийся ротор, внутренний неподвижный ротор, полость, расположенную между внешним полусферическим куполом и внутренним полусферическим куполом, круговой лоток, датчик температуры, датчик давления (разрежения), вакуумный насос, электроклапан, коллектор теплонагревателя, параболический круговой отражатель солнечной радиации, бак теплообменника, предназначенного для опресненной воды, окна для забора воздуха, круговой завихритель, цилиндрический испарительный бассейн, решетку коллектора теплонагревателя, сферическое дно, инвертор, электронный пульт управления, контроллер заряда-разряда, нижнюю кольцевую крышку, теплоизоляцию, круглый лоток для сбора рассола; теплоаккумулирующее средство выполнено в виде алюминиевой стружки, теплообменник предназначен для опресненной воды (RU 2567324 С1, 10.11.2015).

Наиболее близким аналогом является гелиоопреснительная установка, содержащая, как минимум, одну трубку вакуумного солнечного коллектора, опреснитель, устройство слежения за солнцем, три дискретных датчика наличия воды, датчик температуры и систему трубопроводов, при этом опреснитель выполнен многосекционным и содержит секции опреснения, конденсации и дистиллята, трубки вакуумного коллектора установлены в секции опреснения, дискретные датчики установлены в секции конденсации и в секции опреснения и через электромагнитные реле связаны с электромагнитными клапанами системы трубопроводов (RU 144634 U1, 27.08.2014).

Существенным недостатком известных устройств является сложность предлагаемых конструкций и как следствие их ненадежность в процессе работы.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является создание эффективной автономной опреснительной энергоустановки малой производительности.

Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, заключается в снижении энергопотребления на опреснение воды, за счет эффективности использования энергии Солнца и повышении универсальности опреснительных установок.

Для достижения указанного технического результата предложена вакуумная опреснительная установка для воды с генерацией электроэнергии, характеризующаяся тем, что содержит герметичную камеру с водяной ванной (1), внутри которой ниже уровня воды размещен испаритель (2), подключенный к солнечному коллектору (3) через насос (13), предназначенный для циркуляции теплоносителя; систему насосов, содержащую, по меньшей мере, три вакуумных насоса (5), соединенные системой трубопроводов с установленными на них трехходовыми клапанами (6), (7), (8); теплообменный аппарат (4) для конденсации паров дистиллята, соединенный посредством трехходового клапана (8) с трубопроводом подачи исходной воды и со сборником дистиллята (9), который через обратный клапан (15) соединен с одним из вакуумных насосов, который входит в систему вакуумных насосов (5), рекуперативный теплообменник (10) для передачи теплоты от удаляемого из установки рассола к подаваемой в установку исходной воды, преобразователь тока (11) и электроаккумулятор (12), соединенные с системой насосов (5), насос (14) для подачи исходной воды.

На фиг. 1 представлена схема устройства.

Вакуумная опреснительная установка с генерацией электроэнергии содержит:

1 - герметичная камера с водяной ванной;

2 - испаритель;

3 - солнечный коллектор;

4 - теплообменный аппарат для конденсации паров дистиллята проточной исходной жидкостью;

5 - вакуумный насос;

6, 7, 8 - трехходовые клапаны;

9 - сборник дистиллята;

10 - рекуперативный теплообменник для передачи теплоты от удаляемого из установки рассола к подаваемой в установку исходной воде;

11 - преобразователь тока;

12 - электроаккумулятор;

13, 14 - насос;

15 - обратный клапан.

Вакуумная опреснительная установка с генерацией электроэнергии работает следующим образом:

Герметичная камера 1 предварительно наполняется водой насосом 14. Система, состоящая из трех вакуумных насосов 5, откачивает из установки воздух, при этом трехходовые клапаны 6 и 7 находятся в таком положении, что всасывание насоса 5 сообщено со сборником дистиллята 9, а нагнетание с атмосферой. При достижении необходимого для работы разряжения трехходовые клапаны 6 и 7 переключаются таким образом, что соединяют вакуумный насос 5 с контуром паров дистиллята. При этом, в дальнейшем в процессе работы установки при повышении давления в устройстве, по причине накопления растворенного в подпиточной воде воздуха, один из насосов 5 посредством переключения клапанов 6 и 7 выполняет функцию вспомогательного вакуумного насоса.

Теплоноситель, предварительно нагретый в солнечном коллекторе 3, подается насосом 13 в испаритель 2, в результате чего вода в термокамере 1 нагревается и при достижении температуры насыщения, соответствующей уровню вакуума, начинает кипеть. Конденсация паров дистиллята в теплообменнике 4 за счет отвода тепла проточной исходной воде, подаваемой насосом 14, вызывает движение потока пара от герметичной камеры 1 к сборнику дистиллята 9 через вакуумный насос 5. Проходящий через насос 5 поток пара приводит во вращение роторы, момент движения которых позволяет вырабатывать электрический ток и посредством преобразователя 11 запасать энергию в электроаккумуляторе 12.

В герметичной камере 1 поддерживается постоянный уровень воды путем непрерывной подачи исходной воды с расходом, равным сумме расхода потоков дистиллята и рассола, отводимых в процессе работы установки. Заборная вода подается в термокамеру 1, проходя через рекуперативный теплообменник 10, в котором нагревается за счет теплообмена с отходящим из герметичной камеры 1 потоком рассола. Рассол удаляется из установки в количестве, необходимом для поддержания заданной степени концентрации или доли выпариваемого дистиллята.

Реализация заявленного изобретения позволяет снизить энергопотребление на опреснение воды за счет эффективности использования энергии Солнца и повысить универсальность использования опреснительных установок.

Вакуумная опреснительная установка для воды с генерацией электроэнергии, характеризующаяся тем, что содержит герметичную камеру с водяной ванной (1), внутри которой ниже уровня воды размещен испаритель (2), подключенный к солнечному коллектору (3) через насос (13), предназначенный для циркуляции теплоносителя, систему насосов, содержащую, по меньшей мере, три вакуумных насоса (5), соединенные системой трубопроводов с установленными на них трехходовыми клапанами (6), (7), теплообменный аппарат (4) для конденсации паров дистиллята, соединенный посредством трехходового клапана (8) с трубопроводом подачи исходной воды и со сборником дистиллята (9), который через обратный клапан (15) соединен с одним из вакуумных насосов, который входит в систему вакуумных насосов (5), рекуперативный теплообменник (10) для передачи теплоты от удаляемого из установки рассола к подаваемой в установку исходной воды, преобразователь тока (11) и электроаккумулятор (12), соединенные с системой насосов (5), насос (14) для подачи исходной воды.



 

Похожие патенты:

Использование: в области электротехники и энергетики. Технический результат – обеспечение графика выработки электроэнергии, соответствующего графику нагрузки без слежения за перемещением солнца по небосклону.

Изобретение относится к способам совместного использования солнечной энергии для системы горячего водоснабжения, солнечной и петротермальной энергии с помощью абсорбционного теплового насоса и инверторного парокомпрессорного теплового насоса для систем кондиционирования воздуха в теплый период и отопления в холодный период.

Изобретение относится к непосредственному использованию энергии лучей солнечной радиации для приготовления и подогрева пищи в полевых и стационарных условиях. Технический результат - повышение эффективности теплового нагрева варочной посуды.

Изобретение относится к опреснительным установкам и возобновляемым источникам энергии. Солнечно-ветровая опреснительная установка содержит трубопроводы для подвода опресняемой воды 35, патрубок с краном для слива рассола, циркуляционный насос 26, теплоэлектронагреватель (ТЭН) 30, круговой конусообразный солнечный коллектор 42, внешний полусферический купол 1, фотоэлектрические модули (ФЭМ) 2, внутренний полусферический купол 3, конфузор-диффузор 4, ветроэлектрическую установку 5, внешний вращающийся ротор 9, внутренний неподвижный ротор 6, полость 11, расположенную между внешним полусферическим куполом 1 и внутренним полусферическим куполом 3, круговой лоток 12, датчик температуры (ДТ) 13, датчик давления (разрежения) (ДЦ) 10, вакуумный насос 16, электроклапан 15, коллектор теплонагревателя 31, параболический круговой отражатель солнечной радиации 17, бак 19 теплообменника 18, предназначенного для опресненной воды, окна для забора воздуха 43, круговой завихритель 48, цилиндрический испарительный бассейн 27, решетку 34 коллектора теплонагревателя 31, сферическое дно 32, инвертор 36, электронный пульт управления (ЭПУ) 37, контроллер заряда-разряда (КРЗ) 38, теплоизоляцию, круглый лоток 29 для сбора рассола.

Наплавная микрогидросолнечная электростанция относится к возобновляемым источникам энергии и предназначена для снабжения электроэнергией малой мощности жилых и нежилых помещений, электрических и электронных приборов, устройств уличного освещения, а также объектов социально-бытового назначения и полевого базирования, расположенных вблизи равнинных текущих рек, ручьев, протоков, водосбросов.

Изобретение относится к способу извлечения углеводородов, содержащихся в нефтеносных песках. Способ включает подачу нефтеносных песков в устройство для нагревания и нагревание нефтеносных песков в устройстве для нагревания, где устройство для нагревания представляет собой экстракционную колонну, где нагревание обеспечивают посредством соответствующей текучей среды-переносчика, нагретой от солнечной энергии, собранной посредством оптических концентрирующих систем, образуя нагретую текучую среду-переносчик, которая действует как горячая экстрагирующая текучая среда.
Изобретение относится к строительной индустрии и может быть использовано для строительства зданий и сооружений промышленного и гражданского строительства в зонах, опасных по землетрясениям, ураганам, военным действиям.
Изобретение относится к строительной индустрии и может быть использовано для строительства зданий и сооружений. Способ состоит в том, что изготавливают мини-батареи наружных плиток, для чего из стеклобоя, получаемого при механической рассортировке бытовых отходов, выплавляют наружные плитки в виде коробов с двумя отверстиями для вывода упруго-растяжимых плюсового и минусового проводов солнечной мини-батареи плитки, на стенде собирают и электрически соединяют по габаритам наружной плитки фотоэлементы для создания солнечной мини-батареи наружной плитки, сборку фотоэлементов помещают в короб плитки наружного покрытия лицевой частью фотоэлементов наверх, герметизируют солнечную мини-батарею наружной плитки затвердевающим веществом, становящимся после затвердевания прозрачным, упруго-растяжимые электросоединители, после сборки каждого ряда, перед пенобетоном ряд за рядом соединяют между собой с образованием в конце концов солнечной батареи всего здания или сооружения, которую присоединяют к контроллеру и к аккумуляторной батарее всего здания или сооружения, при необходимости питания электроприемников напряжением 220 вольт систему электроснабжения присоединяют через инвертор.

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Способ производства энергии, заключающийся в том, что выработку энергии производят за счет вращения рабочих лопаток ветром, ускоренным сооружением, выполненным в виде сопла Лаваля в верхней части, а в нижней - представляющей из себя плоскость, и за счет солнечных батарей, а также за счет солнечных лучей, которые попадают на батарею, за счет их отражения от внутренней плоскости сопла Лаваля.

Изобретение относится к получению спирта. Система аккумулирования возобновляемой энергии представляет собой блок источников возобновляемой энергии, подключенный к технологической схеме получения спирта.

Изобретение предназначено для обработки жидкостей. Система для обработки сырьевого потока, содержащего углеводороды и жидкость на водной основе, включает сосуд, содержащий впуск для подачи сырьевого потока, соединенный по текучей среде с сырьевым потоком, и выпуск обработанного потока, соединенный по текучей среде с обработанным потоком, и фильтрационный слой, расположенный внутри сосуда, содержащий первый слой фильтрационного материала, расположенный на втором слое фильтрационного материала.

Изобретение относится к области охраны подземных и поверхностных вод от загрязняющего потока стоков животноводческих комплексов, полигонов ТБО, нефтепродуктов, прудов - накопителей и др.

Изобретение относится к области очистки отходящих газов (выхлопных, дымовых), в том числе содержащих органические компоненты типа фенола, формальдегида, дурно пахнущие вещества и т.п., и может найти применение в металлургической, химической, пищевой, нефтеперерабатывающей промышленности, а также при нанесении и сушке лакокрасочных материалов, литейном производстве, при переработке продукции сельского хозяйства.

Группа изобретений может быть использована в горной, пищевой промышленности, на водоканалах, предприятиях агропромышленного комплекса. Способ включает сбор пенного концентрата и нанесение его на подвижный носитель с последующим обезвоживанием и удалением сухого концентрата.

Изобретение относится к технологии получения дистиллированной воды и иных жидкостей. Предложен мобильный аппарат для дистилляции жидкости, содержащий компактный разборный парогенератор для испарения исходной жидкости с установленным каплеотбойником в верхней части, конденсатор паров дистиллята, рекуперативный теплообменник для передачи теплоты от удаляемого из аппарата концентрированного рассола к подаваемой в аппарат исходной жидкости, рекуперативный теплообменник для передачи теплоты от удаляемого из аппарата дистиллята к подаваемой в аппарат исходной жидкости, рекуперативный теплообменник для подогрева исходной жидкости теплом компрессора, насос, электронагреватель, замкнутый герметичный контур теплового насоса, который состоит из компрессора, нагревателя, дроссельного устройства, холодильника, соединенных системой трубопроводов.

Изобретение относится к способу получения водорода с помощью термической диссоциации воды или низкотемпературных диссоциирующих веществ, содержащих в составе водород.
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ приготовления концентрата питательного раствора для растений на базе комплекса удобрений включает растворение минеральных удобрений в воде, причем после подкисления воды азотной и/или серной кислотами до pH 1-2 в раствор вводят смесь химических удобрений, содержащую макроэлементы в количестве, характерном для их содержания в 1 л питательного раствора, мг-экв: азот 10-15, фосфор 3-4, кальций 6-8, калий 4-5, магний 2-3, сера 2-3, после длительного перемешивания, последующего отстаивания, слива надосадочной жидкости и фильтрации в нее добавляют водный раствор основных микроэлементов.

Изобретение относится к очистке и обеззараживанию воды с помощью ультрафиолетового излучения. Устройство фотохимической обработки для установок очистки и обеззараживания воды содержит каскад непрерывного облучения в виде фотохимического реактора 2 на основе одной или нескольких ультрафиолетовых ламп на парах ртути и блока управления, подключенного к лампам через коммутатор 5.

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к разделению жидкостей по плотности, например, при повышении или понижении концентрации ценных пищевых веществ, содержащихся в промывных водах при переработке растительного или животного сырья.
Изобретение относится к способу удаления урана из содержащего уран водного раствора. Способ включает пропускание водного раствора, содержащего уран и имеющего степень минерализации, равную по меньшей мере 0,5 ppt, через слой анионообменной смолы, пропитанной полифенолом.

Изобретение относится к области очистки отходящих газов (выхлопных, дымовых), в том числе содержащих органические компоненты типа фенола, формальдегида, дурно пахнущие вещества и т.п., и может найти применение в металлургической, химической, пищевой, нефтеперерабатывающей промышленности, а также при нанесении и сушке лакокрасочных материалов, литейном производстве, при переработке продукции сельского хозяйства.

Изобретение относится к опреснению жидкости. Вакуумная опреснительная установка для воды с генерацией электроэнергии содержит герметичную камеру с водяной ванной, внутри которой ниже уровня жидкости размещен испаритель, подключенный к солнечному коллектору через насос, систему насосов, содержащую, по меньшей мере, три вакуумных насоса, соединенных системой трубопроводов с установленными на них трехходовыми клапанами,, теплообменный аппарат, соединенный посредством трехходового клапана с трубопроводом подачи исходной жидкости и со сборником дистиллята, который через обратный клапан соединен с одним из вакуумных насосов, рекуперативный теплообменник, преобразователь тока и электроаккумулятор, соединенные с системой насосов, насос для подачи исходной воды. Изобретение обеспечивает снижение энергопотребления на опреснение воды за счет эффективности использования энергии Солнца, а также универсальность опреснительных установок. 1 ил.

Наверх