RU2631466C1 - Installation for receiving clean fresh water while forced condensation of moisture from air - Google Patents
Installation for receiving clean fresh water while forced condensation of moisture from air Download PDFInfo
- Publication number
- RU2631466C1 RU2631466C1 RU2016113005A RU2016113005A RU2631466C1 RU 2631466 C1 RU2631466 C1 RU 2631466C1 RU 2016113005 A RU2016113005 A RU 2016113005A RU 2016113005 A RU2016113005 A RU 2016113005A RU 2631466 C1 RU2631466 C1 RU 2631466C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- box
- diameter
- tap
- condenser
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
- E03B—INSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
- E03B3/00—Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water
- E03B3/28—Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water from humid air
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Public Health (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к установкам для получения пресной воды из воздуха, в частности к установкам, использующим возобновляемые источники энергии.The invention relates to installations for producing fresh water from air, in particular to installations using renewable energy sources.
Известна установка, в которой осуществляется аккумуляция холода для его использования в ночное время (Патент RU №2131000, дата опубликования 27.05.1999 г.). Данная установка 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.A known installation in which the accumulation of cold is carried out for its use at night (Patent RU No. 2131000, publication date 05/27/1999). This installation contains solar electric batteries, a refrigeration unit, a cold accumulator, made in the form of a thermally insulated tank filled with water, connected through a hydraulic pump and valve to a refrigeration unit and a heat exchanger-condenser located in the duct, which also contains a droplet eliminator and a fan. Under the hole in the duct there is a water collector.
Недостатками установки являются большие затраты энергии на холодильную установку и вентиляционную систему, также сложность проведения очистки поверхности конденсатора от микроскопической пыли, которая, собираясь в углах стыков оребрения трубок конденсатора, образует влажный субстрат, где развивается вредная микрофлора.The disadvantages of the installation are the large energy costs for the refrigeration unit and the ventilation system, as well as the difficulty of cleaning the surface of the condenser from microscopic dust, which, when collected in the corners of the joints of the fins of the condenser tubes, forms a wet substrate where harmful microflora develop.
Наиболее близким аналогом является установка для получения биологически чистой пресной воды при конденсации влаги из атмосферного воздуха, содержащая солнечные батареи, холодильную систему, водосборник, воздуховод, вентиляционную систему и конденсатор. В ее работе используется солнечная энергия. В воздуховоде размещены испаритель холодильного агрегата и вентилятор. Установка также содержит систему для озонирования воды, получаемой в результате работы установки.The closest analogue is the installation for producing biologically pure fresh water by condensation of moisture from atmospheric air, containing solar panels, a refrigeration system, a water collector, an air duct, a ventilation system and a condenser. Her work uses solar energy. In the duct placed the evaporator of the refrigeration unit and the fan. The installation also contains a system for ozonation of water resulting from the operation of the installation.
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, откуда вода поступает в специальную емкость, где происходит обеззараживание воды путем озонирования. Патент RU 2185482, дата публикации 25.07.2000 г.Installation works as follows. Due to the electricity received from solar panels, the refrigeration unit produces cold, which is released on the heat exchanger-evaporator. Humid air is blown through a fan through the duct in which the evaporator is located. As a result of contact with the surface of the heat exchanger-evaporator, the air cools, the steam contained in it becomes saturated, partially condenses on the surface of the heat exchanger and flows into the water collector, from where water enters a special tank where water is disinfected by ozonation. Patent RU 2185482, publication date July 25, 2000
Недостатком данной установки являются большие энергозатраты и низкая производительность.The disadvantage of this installation is the high energy consumption and low productivity.
Отметим, что концентрация паров воды в атмосфере тех областей Земли, где эффективны такие системы получения пресной воды, изменяется от 10 г/л до 25 г/л. При этом извлекается не вся влага. Если предположить, что будет извлекаться 1 г из кубометра воздуха, то для получения 1 литра воды потребуется прокачать 10003 м воздуха. При скорости прокачки 10 м/с и площади конденсатора, перпендикулярной потоку воздуха, равной 0,252, потребуется около 7 минут. Время контакта воздуха с охлаждающей поверхностью достаточно короткое, а эффективность работы конденсаторов влаги определяется интенсивностью теплообмена между хладоагентом, находящимся внутри металлических трубок конденсаторов, и потоком обтекающего его влажного воздуха. Повышение эффективности теплообмена достигается за счет оребрения трубок конденсатора. Однако при этом значительно увеличивается расход энергии вентилятора на турбулизацию потока, а на ребрах и местах их соединения с трубками конденсатора помимо влаги оседает микроскопическая пыль, в результате чего образуется субстрат, на котором развивается микрофлора и который может содержать токсичные вещества, поступающие вместе с пылью.Note that the concentration of water vapor in the atmosphere of those regions of the Earth where such systems for producing fresh water are effective varies from 10 g / l to 25 g / l. In this case, not all moisture is extracted. If we assume that 1 g will be extracted from a cubic meter of air, then to get 1 liter of water you will need to pump 1000 3 m of air. With a pumping speed of 10 m / s and a condenser area perpendicular to the air flow of 0.252, it will take about 7 minutes. The contact time of air with the cooling surface is quite short, and the efficiency of the moisture condensers is determined by the heat exchange between the refrigerant inside the metal tubes of the condensers and the stream of moist air flowing around it. Improving the heat transfer efficiency is achieved due to the finning of the condenser tubes. However, this significantly increases the fan energy consumption for turbulence of the flow, and microscopic dust settles in addition to moisture on the ribs and places of their connection with the condenser tubes, resulting in the formation of a substrate on which microflora develops and which may contain toxic substances that come with dust.
Последнее обстоятельство требует проведения регламентных работ по очистке конденсирующей поверхности конденсатора, чему препятствует сильная развитость сребренной поверхности и наличие множества мест на стыках ребер и трубок, где скапливается субстрат. Использование озонатора не может решить проблему полной очистки воды, получаемой в системе, от токсичных веществ (в частности, тяжелых металлов) и микроорганизмов, которые могут содержаться в кусочках микровзвеси, срываемой с конденсатора влаги. Нанесение антибактерицидных покрытий недопустимо, так как вода далее используется в качестве питьевой.The latter circumstance requires routine cleaning of the condensing surface of the condenser, which is hampered by the strong development of the silver surface and the presence of many places at the joints of the ribs and tubes where the substrate accumulates. The use of an ozonizer cannot solve the problem of complete purification of the water received in the system from toxic substances (in particular, heavy metals) and microorganisms that may be contained in pieces of micro suspension suspended from the moisture condenser. The application of antibacterial coatings is unacceptable, since water is then used as drinking water.
Задачей изобретения является увеличение эффективности работы установки за счет уменьшения затрат энергии на холодильную установку и улучшение качества получаемой пресной воды за счет создания условий, неблагоприятных для роста микрофлоры на стенках теплообменника, без снижения эффективности работы установки.The objective of the invention is to increase the efficiency of the installation by reducing energy costs for the refrigeration unit and improving the quality of the fresh water obtained by creating conditions unfavorable for the growth of microflora on the walls of the heat exchanger, without reducing the efficiency of the installation.
Технический результат достигается тем, что в установку для получения биологически чистой пресной воды при конденсации влаги из атмосферного воздуха, содержащую солнечные батареи, водосборник, воздуховод, вентиляционную систему и конденсатор, введен в качестве конденсатора автомобильный радиатор из нержавеющей стали.The technical result is achieved by the fact that an automobile radiator made of stainless steel is introduced as a condenser in a plant for producing biologically pure fresh water by condensation of moisture from atmospheric air, containing solar panels, a water collector, an air duct, a ventilation system and a condenser.
Указанный технический результат достигается посредством установки для получения чистой пресной воды при принудительной конденсации влаги из воздуха, состоящая из воздуховода, вентиляционной системы и конденсатора, при этом установка содержит два герметичных короба (верхний и нижний), в которых находится испаритель; верхний короб закрыт стеклом, имеет три пластмассовых трубы: две диаметром 100 мм, одна из которых соединена с центробежным воздушным насосом, и третью для водопроводной воды диаметром 15 мм; в нижний короб входят две пластмассовые трубы диаметром 100 мм из верхнего короба, а также две водопроводные трубы диметром 15 мм одна из верхнего короба, а другая диаметром 15 мм от водопроводной линии; внутри нижнего короба установлен радиатор, в который входит одна водопроводная труба и выходит другая; одна труба соединена с водопроводной линией краном, а другая соединена с коробом и вентилем; внутри верхнего короба эта труба имеет множество мелких отверстий для распыления водопроводной воды по дну верхнего короба, при этом в качестве радиатора использован автомобильный водяной радиатор с заглушками, в рабочем состоянии верхний короб установлен с наклонном в сторону солнечной стороны на некоторой высоте (примерно 1-2 метра), под ним в углублении (примерно 0,5 м) установлен нижний короб, который должен быть в тени. В качестве пластмассовых труб (воздуховодов) использованы полипропиленовые канализационные трубы с угловыми соединениями; в качестве центробежного воздушного насоса может быть использован насос для поддержания давления в надувных аттракционах. Причем использован иной принцип работы, а именно принудительный принцип испарения влаги под действием солнечного тепла и ее конденсация. В качестве исходного сырья применяется водопроводная вода, имеющая меньшую температуру, чем окружающий воздух и в качестве конденсатора применяется автомобильный радиатор.The specified technical result is achieved by means of an installation for producing clean fresh water during forced condensation of moisture from air, consisting of an air duct, a ventilation system and a condenser, the installation comprising two pressurized boxes (upper and lower) in which the evaporator is located; the upper box is closed by glass, has three plastic pipes: two with a diameter of 100 mm, one of which is connected to a centrifugal air pump, and the third for tap water with a diameter of 15 mm; the lower box includes two plastic pipes with a diameter of 100 mm from the upper box, as well as two water pipes with a diameter of 15 mm, one of the upper box and the other with a diameter of 15 mm from the water line; a radiator is installed inside the lower duct, into which one water pipe enters and another exits; one pipe is connected to the water line by a tap, and the other is connected to the duct and valve; inside the upper duct, this pipe has many small holes for spraying tap water along the bottom of the upper duct, while an automobile water radiator with plugs is used as a radiator, in operation, the upper duct is installed with a slope towards the sunny side at a certain height (about 1-2 meter), under it in the recess (about 0.5 m) is the lower box, which should be in the shade. Polypropylene sewer pipes with corner joints are used as plastic pipes (ducts); as a centrifugal air pump, a pump can be used to maintain pressure in inflatable attractions. Moreover, a different principle of operation was used, namely, the forced principle of moisture evaporation under the action of solar heat and its condensation. As the feedstock, tap water is used, which has a lower temperature than ambient air and a car radiator is used as a condenser.
Положительный эффект достигается за счет того, что герметичная, остеклованная испарительная камера нагревается солнечной энергией повышающей испарение воды, что совместно с автомобильным радиатором, значительно увеличивает эффективность установки.A positive effect is achieved due to the fact that the sealed, vitrified evaporation chamber is heated by solar energy, which increases the evaporation of water, which, together with a car radiator, significantly increases the efficiency of the installation.
На рис. 1 представлена схема установки, поясняющая сущность изобретения.In fig. 1 is an installation diagram illustrating the essence of the invention.
Устройство содержит: 1 - резервуар для чистой воды; 2 - кран подачи водопроводной воды; 3 - конденсатор (автомобильный радиатор); 4 - прямой воздуховод; 5 - дно верхнего короба; 6 - стеклянная крышка верхнего короба; 7 - центробежный воздушный насос; 8 - труба с множеством отверстий; 9 - кран подачи воды в испаритель; 10 - обратный воздуховод; 11 - труба подачи воды; 12 - кран выпуска чистой воды; 13 - верхний короб.The device contains: 1 - a reservoir for clean water; 2 - tap water supply; 3 - capacitor (car radiator); 4 - direct duct; 5 - bottom of the upper box; 6 - glass cover of the upper box; 7 - centrifugal air pump; 8 - pipe with many holes; 9 - tap to supply water to the evaporator; 10 - return duct; 11 - water supply pipe; 12 - tap release clean water; 13 - the upper box.
Предлагаемая установка конструктивно состоит из: 2-х коробов, в которых находятся испаритель (13) и конденсатор (1). Короба изготовлены из оцинкованной жести толщиной 0,5 мм. Верхний короб (13) закрыт стеклом (6) и имеет размеры 1000×1200×40 мм. Короб имеет три отверстия, в которые входят две пластмассовые трубы (4, 10) диаметром 100 мм (для прокачки воздушно-капельной смеси) и одна труба для подачи водопроводной воды диаметром 15 мм, короб полностью герметичен. Труба (7) соединена с центробежным воздушным насосом. Нижний короб (1) полностью изготовлен из оцинкованной жести толщиной 0,5 мм, имеет размеры 900×900×40 мм, герметичен. В короб входят две пластмассовые трубы (10, 4) диаметром 100 мм из верхнего короба (13), также в короб входят две водопроводные трубы диметром 15 мм одна (11) из верхнего короба, а другая диаметром 15 мм от водопроводной линии (2). С одной стороны нижний короб (1) имеет сливное отверстие с краном (12). Внутри короба (1) установлен радиатор (3), в который входит водопроводная труба (2) и выходит другая водопроводная труба (11). Труба (2) соединена с водопроводной линией краном. Труба (11) соединена с коробом (6) вентилем (9), далее внутри верхнего короба (13) эта труба (8) имеет множество мелких отверстий для распыления водопроводной воды по дну (5) верхнего короба (13). В качестве радиатора (3) используется автомобильный водяной радиатор с заглушками. В рабочем состоянии верхний короб (13) устанавливается с наклоном в сторону солнечной стороны на некоторой высоте (примерно 1-2 м), под ним в углублении (примерно 0,5 м) устанавливается короб (1), который должен быть в тени. В качестве пластмассовых труб (воздуховодов) используются полипропиленовые канализационные трубы с угловыми соединениями, это позволяет тщательно герметизировать все соединения. В качестве центробежного воздушного насоса 7 можно использовать насос для поддержания давления в надувных аттракционах.The proposed installation structurally consists of: 2 boxes, in which there are an evaporator (13) and a condenser (1). The boxes are made of galvanized sheet with a thickness of 0.5 mm. The upper box (13) is closed by glass (6) and has dimensions of 1000 × 1200 × 40 mm. The box has three holes, which include two plastic pipes (4, 10) with a diameter of 100 mm (for pumping air-drop mixture) and one pipe for supplying tap water with a diameter of 15 mm, the box is completely tight. The pipe (7) is connected to a centrifugal air pump. The lower box (1) is completely made of galvanized sheet with a thickness of 0.5 mm, has dimensions of 900 × 900 × 40 mm, and is sealed. Two plastic pipes (10, 4) with a diameter of 100 mm from the upper box (13) enter the box, two water pipes with a diameter of 15 mm one (11) from the upper box and the other 15 mm in diameter from the water supply line (2) also enter the box . On the one hand, the lower box (1) has a drain hole with a tap (12). Inside the box (1), a radiator (3) is installed, into which the water pipe (2) enters and another water pipe (11) comes out. The pipe (2) is connected to the water line by a tap. The pipe (11) is connected to the box (6) by a valve (9), then inside the upper box (13) this pipe (8) has many small holes for spraying tap water along the bottom (5) of the upper box (13). An automobile water radiator with plugs is used as a radiator (3). In working condition, the upper box (13) is installed with an inclination towards the sunny side at a certain height (about 1-2 m), under it in the recess (about 0.5 m), the box (1) is installed, which should be in the shade. Polypropylene sewer pipes with corner joints are used as plastic pipes (ducts), this allows you to carefully seal all joints. As a
Установка работает следующим образом: водопроводная вода через кран 2 и автомобильный радиатор 3 поступает через кран 9 в верхний короб 13, который нагревается солнечными лучами. Верхний короб 13 накрыт стеклом 6 и при солнечной погоде вода на дне 5 короба 13 нагревается до 80°С. Далее, эта насыщенная влагой воздушная смесь отсасывается насосом 7 в нижний короб 1, который расположен в тени или утоплен в земле для теплоизоляции. Насыщенная воздушная смесь проходит через автомобильный радиатор, внутри которого холодная водопроводная вода и влага конденсируется на стенках радиатора. Так как внутри радиатора находится проточная водопроводная вода температурой примерно 20°С, то температура в нижнем коробе 1 не будет сильно повышаться. Собранная чистая вода периодически выпускается через кран 12. Центробежный вентилятор 7 мощностью 200 Вт питается от солнечной батареи (на рис. 1 не показан). По теории, при 80°С в одном куб. м влажного воздуха содержится 80 г воды. Если будет конденсироваться 10% этой воды, то при производительности насоса в 200 куб. м в час получим 1600 мл в час, а за световой день, 16 л чистой воды.The installation works as follows: tap water through the
Таким образом, установка позволит получать экологически чистую воду, используя энергию солнца и принудительную конденсацию из воздушно-капельной смеси.Thus, the installation will allow you to get environmentally friendly water using the energy of the sun and forced condensation from an air-drop mixture.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016113005A RU2631466C1 (en) | 2016-04-05 | 2016-04-05 | Installation for receiving clean fresh water while forced condensation of moisture from air |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016113005A RU2631466C1 (en) | 2016-04-05 | 2016-04-05 | Installation for receiving clean fresh water while forced condensation of moisture from air |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2631466C1 true RU2631466C1 (en) | 2017-09-22 |
Family
ID=59931203
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016113005A RU2631466C1 (en) | 2016-04-05 | 2016-04-05 | Installation for receiving clean fresh water while forced condensation of moisture from air |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2631466C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4219387A (en) * | 1977-12-19 | 1980-08-26 | Gruntman Leonard R | Solar still |
US4536257A (en) * | 1981-05-06 | 1985-08-20 | George Atwell | Desalination system |
US4861435A (en) * | 1988-01-25 | 1989-08-29 | Sweet Jr Herbert F | Water distillation apparatus for under-the-sink operation |
RU2128144C1 (en) * | 1997-08-08 | 1999-03-27 | Марков Василий Степанович | Potable water purification plant |
RU2146744C1 (en) * | 1999-08-05 | 2000-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Адекватные технологии" | Method for producing water from air |
RU2451641C2 (en) * | 2010-07-01 | 2012-05-27 | Захар Борисович Махлин | Solar plant for water purification and desalination |
-
2016
- 2016-04-05 RU RU2016113005A patent/RU2631466C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4219387A (en) * | 1977-12-19 | 1980-08-26 | Gruntman Leonard R | Solar still |
US4536257A (en) * | 1981-05-06 | 1985-08-20 | George Atwell | Desalination system |
US4861435A (en) * | 1988-01-25 | 1989-08-29 | Sweet Jr Herbert F | Water distillation apparatus for under-the-sink operation |
RU2128144C1 (en) * | 1997-08-08 | 1999-03-27 | Марков Василий Степанович | Potable water purification plant |
RU2146744C1 (en) * | 1999-08-05 | 2000-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Адекватные технологии" | Method for producing water from air |
RU2451641C2 (en) * | 2010-07-01 | 2012-05-27 | Захар Борисович Махлин | Solar plant for water purification and desalination |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6574979B2 (en) | Production of potable water and freshwater needs for human, animal and plants from hot and humid air | |
US6684648B2 (en) | Apparatus for the production of freshwater from extremely hot and humid air | |
US6116034A (en) | System for producing fresh water from atmospheric air | |
US20070175234A1 (en) | Method and apparatus for generating drinking water by condensing air humidity | |
US20100212348A1 (en) | System and method for extracting atmospheric water | |
US20100212335A1 (en) | Energy Saving and Environmentally Friendly Mobile Atmospheric Dehumidifier For Water Generator and Drinking Purposes | |
KR101324736B1 (en) | Mobile homes available for drinking water production using solar power | |
US20140231042A1 (en) | System for Reducing the Condensing Temperature of a Refrigeration or Air Conditioning System by Utilizing Harvested Rainwater | |
RU160016U1 (en) | INSTALLATION FOR WATER | |
RU2631466C1 (en) | Installation for receiving clean fresh water while forced condensation of moisture from air | |
CN103108834B (en) | A desalination unit for the production of potable water from sub-soil brine | |
US20210381720A1 (en) | Aparatus for water purifying and dehumidifying with air purifying system | |
RU2146744C1 (en) | Method for producing water from air | |
ES2395164B2 (en) | FORCED EVAPORATION SYSTEM OF LIQUID WASTE BY VIBRO-DYNAMIC NEBULIZATION AT LOW PRESSURE USING A STIRLING SOLAR MOTOR AS A SOURCE OF ENERGY. | |
US20120267231A1 (en) | System and method of passive liquid purification | |
JP7188795B2 (en) | Condensate system for recovering energy in nuclear power plants | |
US20080078190A1 (en) | Water conservation | |
CN202880945U (en) | Solar-powered seawater desalination device | |
RU2185482C2 (en) | Apparatus for receiving biologically pure fresh water at condensation of moisture out of atmospheric air | |
RU2256036C1 (en) | Autonomous device for condensation of fresh water from atmosphere | |
CN204079501U (en) | A kind of integral type evaporation and crystallization system | |
Bahobail | Evaporative cooler: self salt clean | |
KR102198716B1 (en) | Building type air cleaning system using solar energy | |
David et al. | Feasibility of working of evaporative condenser cum thermal desalination system | |
CN107651720A (en) | A kind of multistage humidification dehumidification type sea water desalinating unit with loop type gravity assisted heat pipe structure |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200406 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20210805 |