Солнечная станция для дистилляции воды

Авторы патента:

Тимербаев Наиль Фарилович (RU)

Шакурова Розалина Зуфаровна (RU)

Альмохаммед Омар Абдулхади Мустафа (RU)

Y02A20/142 -

Y02A20/124 -

F24S21/00 - Отопление; вентиляция; печи и плиты (тепловая защита растений в садах или лесах A01G 13/06; хлебопекарные печи и устройства A21B; устройства для варки вообще, за исключением кухонных плит A47J; ковка B21J, B21K; отопительные и вентиляционные устройства для транспортных средств, см. соответствующие подклассы классов B60-B64; устройства для зажигания топлива вообще F23; сушка F26B; промышленные печи вообще F27; электронагревательные элементы и устройства H05B)

C02F1/14 - Обработка воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод (разделение вообще B01D; специальные устройства на судах для обработки воды, промышленных и бытовых сточных вод, например для получения питьевой воды B63J; добавление к воде веществ для предотвращения коррозии C23F; обработка жидкостей, загрязненных радиоактивными веществами G21F 9/04)

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 2767322:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" (RU)

Изобретение относится к области очистки морской воды и грунтовых вод путем дистилляции для обеспечения питьевой водой сельского, коммунального хозяйства и может применяться для получения дистиллированной воды для технологического использования. Солнечная станция для дистилляции воды содержит вакуумную колонну, вакуумный насос, водяной насос для подачи воды в вакуумную колонну из емкости для исходной воды, теплообменник, соединенный с емкостью для дистиллированной воды, отверстие для выравнивания давления, электрический клапан, регулирующий подачу воды в колонну, контроллер нижней отметки воды в колонне, клапан регулирования давления. Станция содержит нижний клапан для выпуска воды из вакуумной колонны, клапан линии всасывания водяного насоса, а также клапан возврата неконденсирующегося водяного пара из емкости для дистиллированной воды в линию всасывания вакуумного насоса через клапан регулирования давления. В верхней части вакуумной колонны установлен сферический стеклянный контейнер с двухслойным стеклом, соединенный со входом вакуумного насоса. Станция содержит зеркала, отражающие и концентрирующие солнечное излучение на сферическом стеклянном контейнере вакуумной колонны, с возможностью передачи тепла, необходимого для испарения воды. Технический результат: повышение производительности опреснительной установки за счет кипения и конденсации воды при низком давлении и температуре с использованием отражающих концентрических зеркал и вакуумного насоса. 1 ил.

Изобретение относится к области очистки морской воды и грунтовых вод путем дистилляции с использованием солнечной энергии для обеспечения питьевой водой сельского и на коммунального хозяйства, в которых наблюдается дефицит пресной питьевой воды.

Известно устройство для опреснения морской воды (патент на изобретение РФ №2309125, МПК C02F 1/04, B01D 3/10, 31.10.2005), содержащее два герметичных бака, соединенных паропроводом. Герметичные баки соединены устройством для нагрева воды и конденсации ее паров, представляющим собой холодильник, трубопровод в первом баке, с нагретым хладагентом которого находится ниже уровня воды, а трубопровод с охлажденным хладагентом находится во втором баке.

Недостатком данного изобретения является невысокая производительность устройства и сложность его конструкции.

Известно устройство для получения дистиллированной воды (патент на изобретение РФ №2543879, МПК C02F 1/04, 09.09.2013). Устройство содержит теплоизолированный бак-испаритель с исходной жидкостью, сосуд для сбора конденсата, насос для подачи исходной жидкости в соединенный с баком-испарителем бак-накопитель, пароотводящую трубу, изготовленную из материала с высокой теплопроводностью, расположенную внутри двух водонепроницаемых, теплоизолированных, последовательно соединенных кожухов, через которые в направлении, противоположном движению пара и конденсата в бак-накопитель поступает исходная жидкость, проходя через автоматический воздухоотводчик и регулятор уровня в баке-накопителе.

Недостатком данного изобретения является невысокая производительность устройства и слабая возможность регулирования параметров процесса получения дистиллированной воды.

Наиболее близким по конструкции является опреснитель воды, использующий технологию распыления жидкости за счет создания водовоздушной эмульсии в испарительной камере (патент на изобретение РФ №2617489, МПК C02F 1/04, C02F 1/14, 15.06.2016), содержащее емкости для исходной воды и опресненной воды, испарительную камеру, снабженную солнечным коллектором и водоэмульсионным спринклером, конденсатор в виде змеевика, теплообменник, запорный клапан, вакуумный насос, два комбинированных датчика уровня/солености жидкости, датчик давления и температуры, подключенный к контроллеру.

Недостатком данного изобретения является сложность конструкции, зависимость эффективной работы установки от погодных условий, низкая удельная производительность и высокая стоимость системы.

Техническая результат предлагаемого изобретения заключается в том, что повышается производительность опреснительной установки за счет кипения и конденсации воды при низком давлении и температуре с использованием отражающего концентрического зеркала и вакуумного насоса.

Поставленная задача достигается тем, что солнечная станция для дистилляции воды, содержащая вакуумную колонну, вакуумный насос, водяной насос для подачи воды в вакуумную колонну из емкости для исходной воды, теплообменник, соединенный с емкостью для дистиллированной воды, отверстие для выравнивания давления, электрический клапан, регулирующий подачу воды в колонну, контроллер нижней отметки воды в колонне, клапан регулирования давления, согласно предлагаемому изобретению, содержит установленный в верхней части вакуумной колонны сферический стеклянный контейнер с двухслойным стеклом, соединенный со входом вакуумного насоса, зеркала, отражающие и концентрирующие солнечное излучение на сферическом стеклянном контейнере вакуумной колонны, с возможностью передачи тепла, необходимого для испарения воды, нижний клапан для выпуска воды из вакуумной колонны, клапан линии всасывания водяного насоса, а также клапан возврата неконденсирующегося водяного пара из емкости для дистиллированной воды в линию всасывания вакуумного насоса через клапан регулирования давления.

На фиг. 1 представлена схема солнечной станции для дистилляции воды.

Солнечная станция для дистилляции воды содержит сферический стеклянный контейнер с двухслойным стеклом 1, вакуумную колонну 2, зеркала, отражающие солнечное излучение 3, вакуумный насос 4, водяной насос 5, теплообменник 6, емкость для дистиллированной воды 7, емкость для исходной воды 8, отверстие для выравнивания давления 9, нижний клапан, управляемый электрическим сигналом 10, электрический клапан, регулирующий подачу воды в колонну 11, клапан линии всасывания 12, клапан возврата неконденсирующегося водяного пара 13, клапан отвода дистиллированной воды 14, контроллер, нижнего предела воды в колонне 15, контроллер, верхнего предела воды в колонне 16, клапан регулирования давления 17.

Солнечная станция для дистилляции воды работает следующим образом.

Работа станции начинается, когда водяной насос (5) перекачивает воду в колонну. Нижний клапан, управляемый электрическим сигналом (10), закрывается во время процесса откачки воды до тех пор, пока уровень воды не достигнет верхнего предела. Когда вода достигает верхнего предела, водяной насос отключается по сигналу от контроллера верхнего предела воды в колонне (16). Клапаны (11) и (12) закрываются, как только водяной насос выключается. Нижний клапан (10) открывается при остановке водяного насоса, чтобы выпустить воду из колонны в емкость для исходной воды (8). Вакуумный насос (4) включается одновременно с открытием клапана (10). Давление воды внутри колонны будет уменьшаться из-за силы тяжести, следовательно, температура кипения также снижается. Зеркала (3) будут отражать солнечное излучение на сферический стеклянный контейнер с двухслойным стеклом, где вода кипит и производит водяной пар, который всасывается вакуумным насосом. Чтобы поддерживать постоянную интенсивность теплового потока на сферический стеклянный контейнер с двухслойным стеклом, количество зеркал, отражающих солнечную энергию на колонне перегонки воды, не будет постоянным и будет контролироваться и изменяться с помощью измерителя солнечного излучения, где количество отражающих зеркал, направленных на сферический стеклянный контейнер с двухслойным стеклом, будет увеличиваться или уменьшаться в зависимости от солнечного излучения. Передача тепла от дистиллированной воды к неочищенной воде происходит через теплообменник (6). Емкость для дистиллированной воды (7) предназначена для сбора конденсированной воды. Клапан возврата неконденсирующегося водяного пара (13) позволяет неконденсирующемуся водяному пару возвращаться в линию всасывания вакуумного насоса через клапан регулирования давления (17), а клапан (14) позволяет отводить дистиллированную воду. Когда вода достигнет нижнего предела, контроллер нижнего предела воды в колонне (15) отключит вакуумный насос, закроет клапан (10), включит водяной насос, откроет электрический клапан, регулирующий подачу воды в колонну (11) и клапан линии всасывания (12). Когда же вода достигнет верхнего предела, процесс повторится.

Солнечная станция для дистилляции воды, содержащая вакуумную колонну, вакуумный насос, водяной насос для подачи воды в вакуумную колонну из емкости для исходной воды, теплообменник, соединенный с емкостью для дистиллированной воды, отверстие для выравнивания давления, электрический клапан, регулирующий подачу воды в колонну, контроллер нижней отметки воды в колонне, клапан регулирования давления, отличающаяся тем, что содержит установленный в верхней части вакуумной колонны сферический стеклянный контейнер с двухслойным стеклом, соединенный со входом вакуумного насоса, зеркала, отражающие и концентрирующие солнечное излучение на сферическом стеклянном контейнере вакуумной колонны, с возможностью передачи тепла, необходимого для испарения воды, нижний клапан для выпуска воды из вакуумной колонны, клапан линии всасывания водяного насоса, а также клапан возврата неконденсирующегося водяного пара из емкости для дистиллированной воды в линию всасывания вакуумного насоса через клапан регулирования давления.

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - повышение эффективности преобразования солнечного излучения фотопанелью при снижении ее температуры теплоносителем.

Система утилизации тепла и теплогенерирующее устройство // 2766684

Предложены новые системы утилизации тепла и теплогенерирующее устройство, которые используют недорогой, чистый и безопасный источник тепловой энергии. Система 10 утилизации тепла включает теплогенерирующий элемент 14, выполненный с возможностью генерировать тепло за счет окклюдирования и выпуска водорода, герметичный контейнер 15, имеющий первую камеру 21 и вторую камеру 22, разделенные теплогенерирующим элементом 14, и блок 16 регулирования температуры, выполненный с возможностью регулировать температуру теплогенерирующего элемента 14.

Способ компоновки фотоэлектрических модулей солнечной станции без слежения за солнцем // 2766384

Изобретение относится к солнечной энергетике, в частности к солнечным электростанциям, создаваемым на базе стационарно установленных фотоэлектрических модулей, без слежения за перемещением Солнца по небосклону и может найти применение при проектировании или модернизации солнечных электростанций в том числе для электроснабжения сельскохозяйственных потребителей.

Гидродинамический реактор для парогенератора // 2766375

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к устройствам получения пара для промышленного применения в нефтедобывающей и газодобывающих отраслях: мойка и очистка от трудноудаляемых загрязнений на скважинах, очистка отложений в трубах нефтепроводов и газопроводов, размораживание и отогрев трубопроводов.

Способ подогрева газового потока аэродинамическим торможением струй // 2765107

Предложенный способ подогрева газового потока аэродинамическим торможением струй относится к газодинамике и теплотехнике, а точнее – к методам и способам подогрева газа повышенного давления за счет собственной потенциальной энергии газа, которая преобразовывается в тепловую энергию газа при реализации аэродинамических эффектов торможения, происходящих при пересечении и столкновении газовых струй, и так называемого аэродинамического нагрева газа.

Устройство для нагревания жидкости солнечной энергией // 2761139

Устройство для нагревания жидкости солнечной энергией относится к гелиоэнергетике и может найти применение для выработки электрической энергии или для теплоснабжения жилищ. Устройство для нагревания жидкости солнечной энергией включает станину, теплопоглощающий элемент, трубопроводы, сообщающиеся с системой подачи и удаления жидкости.

Способ получения пара и устройство для его осуществления // 2759460

Изобретение относится к теплотехнике, а именно к способам нагрева жидкости и получения пара для промышленного применения в нефтедобывающей и газодобывающих отраслях. В способе получения пара, включающем подачу жидкости в рабочую полость парогенератора, формирование скоростного потока вращающейся жидкости, нагрев жидкости в рабочей полости парогенератора за счет механической кавитации, создание двухфазной пароводяной среды в рабочей полости парогенератора и отбор пара, согласно изобретению в рабочую полость кавитационного парогенератора подают предварительно нагретую омагниченную жидкость, причем жидкость подают непрерывно в автоматическом режиме через жиклеры системы адаптивной подачи намагниченной жидкости (САПНЖ), отслеживая разницу в перепаде давления «вход-выход» парогенератора, корректируя производительность пара по номинальному току электродвигателя, регулируя давление на входе парогенератора, снижая подачу жидкости при давлении в рабочей полости парогенератора, превышающем величину избыточного давления, и увеличивая подачу жидкости при снижении давления в рабочей полости парогенератора, поддерживая его на величине, большей чем заданный режим подачи пара на выходе.

Гибридный энергетический комплекс // 2759192

Изобретение относится к гибридным энергетическим комплексам и предназначено для бесперебойного электро-, тепло- и холодоснабжения локальных объектов. Гибридный энергетический комплекс (ГЭК) содержит фотоэлектрический преобразователь, приводной дизель, механически связанный с аксиальным многофазным бесконтактным синхронным генератором, аккумуляторную батарею, выполняющую роль аварийного источника питания и выполненную с возможностью соединения через выпрямитель с выходом аксиального многофазного бесконтактного синхронного генератора и имеющую возможность подключения к потребителям постоянного тока и через инвертор к потребителям переменного тока, тепловой преобразователь, трехвходовую аксиальную генераторную установку, механически связанную с приводным дизелем и имеющую механический, световой и тепловой входы.

Тепловой автономный генератор // 2758886

Тепловой автономный генератор содержит кожух с расположенным в нем тепловым источником, который состоит из корпуса с экзотермической смесью, в котором расположен баллон с раствором, закрепленный на крышке кожуха с насадкой. В днище баллона расположено затворное устройство с клапаном, сообщающимся с раствором и связанным с указателем положений, который расположен на крышке кожуха.

Автономный солнечный фототеплотрубный водонагреватель // 2758738

Изобретение относится к области использования солнечной энергии, в частности к устройствам преобразования энергии светового излучения в тепло и электричество, и предназначено для получения горячей воды и электричества для бытовых нужд с помощью солнечного излучения. Автономный солнечный фототеплотрубный водонагреватель содержит бак с тепловым коллектором, выполненным в виде наклонных граней призмы, теплоизоляцию, покрывающую наружные поверхности бака, причем бак выполнен в виде расположенной вдоль конька крыши тепловой трубы, изготовленной в форме продольного бака, выполненного из металла с высокой теплопроводностью, полость которого является адиабатной зоной переноса теплоты, наружная поверхность теплового коллектора покрыта фотоэлементами, соединенными между собой и снабженными на торцах выходными коллекторами одноименных зарядов, соединенными с преобразователем и аккумулятором, днище бака - зона конденсации выполнено в виде щелевого канала для подогрева воды, выполненного с уклоном i, обеспечивающим протекание воды самотеком, снабженного патрубками входа и выхода подогреваемой воды, верхняя поверхность щелевого канала и внутренняя поверхность теплового коллектора - зона испарения покрыты решеткой, выполненной из пористого материала, боковые поверхности бака покрыты слоем пористого материала, а выходной патрубок соединен с накопительной емкостью, внутри которой помещен электронагреватель, соединенный с аккумулятором.

Способ кондиционирования водопроводной воды в процессе аквавендинга питьевой воды // 2767311

Изобретения относятся к аквавендинговым аппаратам, т.е. к автоматам продажи питьевой воды, взятой из водопроводной сети, подвергшейся многоступенчатой очистке с использованием обратного осмоса, и выдачи очищенной воды в тару покупателя воды.