CS222905B1 - Způsob ohřevu kapalin slunečním zářením - Google Patents

Abstract

Způsob obřevu kapalin slunečním zářením, založený na zvýšení absorbce kapali - ny přidáním rozpustného barviva, jehož podstatou je, že se jako účinné stálá přísady, přidávané do kapaliny v množství 0,1 až 500 ppm, použijí sloučeniny obecného vzorce (xo3a)2 ííiSF- DY kde X a Y značí vodík nebo kation, Y značí s výhodou kation železa, tvořící komplear-s nitrozoskupir.ou.

Description

Vynález se týká způsobu ohřevu kapalin prostřednictvím organických barviv rozptýlených v kapalině.

Ohřev kapalin slunečním zářením je atraktivním a technicky významným způsobem využívání sluneční energie. Ohřáté kapaliny se používají bučí přímo, jako např. voda, nebo předávají teplo - prostřednictvím tepelných výměníků - do spotřebních okruhů.

V rozsáhlé odborné a patentové literatuře je popisována řada postupů ohřevu vody i jiných kapalin prostřednictvím různých přísad usnadňujících absorpci sluneční energie; pro optimální účinnost je třeba, aby přísady byly stálé vůči slunečnímu záření, vykazovaly vhodné spektrální vlastnosti, nebyly toxické, byly technicky snadno dostupné a levné a nekorodovaly ohřívací zařízení.

Podle tohoto vynálezu se kapaliny ohřívají slunečním'zářením tak, že se jako účinné stálé přísady, přidávané do ohřívané kapaliny v množství 0,1 až 500 ppm, póužijí sloučeniny obecného vzorce I

kde X a Y značí vodík nebo katión, jsou stejné nebo různé, s vý hodou Y značí katión železa, tvořící komplex s nitrozoskupinou.

Z barviv obecného vzorce I jsou vhodné např. 1-nitrozo-2-naftol-3,6- a -3,7-disulfokyseliny, l-nitrozor2-naftol-4,6- a -4,7-disulfokyseliny, l-nitrozo-2-naftol-3,5- a -3,8-disulfokyseliny, 2-nitrozo-l-naftol-3,6- a -3,7-disulfokyseliny, 2-nitrozo-l-naftol-4,6-, -4,7- a -4,8-disulfokyseliny,

- 2 222 905 jejich soli, zvláště ty, jež obsahují kation železa v molekule, případně i další barviva s méně obvyklým rozložením substituentů.

Většina uvedených barvi-vjje technicky snadno dostupná a poměrně levná. Přítomnost sulfoskupin v molekule barviv z nich činí sloučeniny prakticky netoxické.

Sloučeniny definované obecným vzorcem I vykazují ve vodě překvapivě mohutný účinek při přeměně slunečního záření v teplo

Při porovnání konstitucí sloučenin vzorce I a azobarviv, dosud převážně používaných pro zvýšení absorpce slunečního záření ve vodě, vychází najevo, že přes poměrně jednoduchou struk turu - bez přítomnosti klasických chromoforů v molekule - posta čuje k ohřevu vody o cca 4 °C koncentrace látek vzorce I kolem 3 až 5 ppm· Za stejných podmínek musí být koncentrace dosud užívaných barevných přísad neporovnatelně vyšší, přičemž se převážná část těchto klasických barviv relativně rychle rozkládá a ztrácí tím na účinnosti. Přísady, definované obecným vzorcem I, vykazují ve vodě - i při zmíněných extrémně nízkých koncentracích - neočekávanou stabilitu vůči slunečnímu záření a lze je tedy přidávat jednorázově s trvalým účinkem.

Praktickým důsledkem použití tohoto vynálezu je značná úspora přísady pro ohřev, snížení pracnosti při použití přísady a v neposlední řadě je ekologicky významné i to, že uvedené pracovní koncentrace použitých přísad prakticky neovlivní prosakováním kvalitu spodních vod.

Nový způsob ohřívání vody nevyžaduje použití čistých barviv, takže se zde mohou uplatnit i reakční směsi vycházející ze syntéz, což je další značnou ekonomickou výhodou procesu.

Podle tohoto vynálezu lze ohřívat vodu v nejrůznějších typech nádrží v slabých vrstvách a filmech stékajících po podložkách. Ohřátou vodu lze použít přímo například při závlahách v zemědělství, nebo se z ní - například prostřednictvím výměníků - odnímá teplo. Postup lze využít i pro vyhřívání koupališť či chovných nádrží (pěstování ryb, řas apod·)· Při přihřívání vody v chovných nádržích a bazénech pro koupání by bylo

- 3 222 905 vhodné volit koncentrace přísad na spodní účinné hranici, tedy několika ppm až v desetinách ppm, čímž by se snížilo zabarvení vody i případná barvící afinita k buněčné tkáni·

-·»

Přihřívání vody pomocí barevných přísad lze využít i k zahušťování odpadů, jež odcházejí například z čisticích stanic i při zpracování odpadních vod z průmyslových výrob, kde se dosud využívalo volného odpařování v externích nádržích nebo na kalištích· Též při vysoušení bažin a močálů zvláště tam, kde se vyskytují souvislé mělké spodní vrstvy, lze počítat s výhodou při využití popisovaného efektu· Obdobně i při 'vysoušení mokrých ploch vozovek, letišť, závodních drah, sportovišť by bylo možné aplikovat nový způsob, přičemž - v tomto případě - přidané příměsi vytvoří - po odpaření - mikrovrstvu na pevném podkladu a mohly by se znovu uplatnit.

Nový způsob ohřevu vody lze využít i v oboru moderní skleníkové rostlinné produkce, kde lze vodu přihřívat v průtokových průhledných krytinách a mezistěnách, přičemž procházející vodná vrstva tvoří současně tepelný filtr, což umožní regulaci teploty v prostorách skleníků·

Příklad provedení

Do 20 1 vody se přidá 0,1 g komplexu železa l-nitrozo-2-naftol-3,6-disulfonanu dvojsodného, rozmíchá se do rozpuštění, nalije do mělké mísy rozměrů lOOkrát 100 cm a vystaví slunečnímu záření. Efektivní teplo získané navíc - v porovnání s ozařováním samotné vody za stejných podmínek - je o 30 % vyšší, neboť se pohltí asi 90 # záření z oblasti viditelného a blízkého infračerveného spektra, zatímco bez přísad se téměř žádná energie těchto vlnových délek neabsorbujé·

Obdobných účinků se dosáhne při použití izomerů definovaných obecným vzorcem I·

Claims (1)

1. Způsob ohřevu kapalin slunečním zářením, vyznačený, tím, že se jako účinné stálé přísady, přidávané do ohřívané kapaliny v množství 0,1 až 500 ppm, použijí sloučeniny obecného vzorce I kde X a Y značí vodík nebo katión, jsou stejné nebo různé, s vý hodou Y značí katión železa, tvořící komplex s nitrozoskupinou.

   >es.