RU2048444C1 - Hygroscopic solar water-desalting plant - Google Patents
Hygroscopic solar water-desalting plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2048444C1 RU2048444C1 SU914941913A SU4941913A RU2048444C1 RU 2048444 C1 RU2048444 C1 RU 2048444C1 SU 914941913 A SU914941913 A SU 914941913A SU 4941913 A SU4941913 A SU 4941913A RU 2048444 C1 RU2048444 C1 RU 2048444C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- trays
- air
- hygroscopic
- water
- solar
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/124—Water desalination
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/124—Water desalination
- Y02A20/138—Water desalination using renewable energy
- Y02A20/141—Wind power
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/124—Water desalination
- Y02A20/138—Water desalination using renewable energy
- Y02A20/142—Solar thermal; Photovoltaics
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/20—Controlling water pollution; Waste water treatment
- Y02A20/208—Off-grid powered water treatment
- Y02A20/212—Solar-powered wastewater sewage treatment, e.g. spray evaporation
Landscapes
- Greenhouses (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к опреснению морской воды, гелиотехнике, ветроэнергетике и вентиляции. The invention relates to desalination of sea water, solar engineering, wind energy and ventilation.
Гигроскопический метод опреснения заключается в конденсации паров влаги, извлекаемой непосредственно из воздуха или искусственно увлажняемого воздуха. The hygroscopic desalination method consists in the condensation of moisture vapor extracted directly from air or artificially moistened air.
Известен опреснитель, использующий солнечную энергию, электроэнергию для принудительной циркуляции воздуха вентилятором, а также приводы насосов форсуночного (орошающего насадку) и дистиллятного. Known desalination plant using solar energy, electricity for forced circulation of air by a fan, as well as the pumps of the nozzle (irrigating nozzle) and distillate pumps.
Однако эти весьма перспективные опреснители пока практического применения не нашли. Это связано с их значительной энергоемкостью. При увеличении единичной производительности опреснителя существенно возросла бы затрата традиционных источников электроэнергии на приводы вентилятора, а также форсуночного (орошения насадки) и дистиллятного насосов. Например, при площади нагрева оранжереи (камеры) около 0,4 га потребуется затратить до 500 кВт электроэнергии. However, these very promising desalination plants have not yet found practical application. This is due to their significant energy intensity. With an increase in the unit capacity of the desalination plant, the cost of traditional sources of electricity for fan drives, as well as nozzle (nozzle irrigation) and distillate pumps would increase significantly. For example, with a heating area of the greenhouse (chamber) of about 0.4 hectares, it will be necessary to spend up to 500 kW of electricity.
Цель изобретения создание экологически чистой автономной, гигроскопической гелиоопреснительной установки, работающей на возобновляемых источниках энергии (солнечной и ветровой) с достаточно большой единичной производительностью (мощностью); увеличение удельной производительности данной гигроскопической гелиоопреснительной установки по сравнению с известными и весьма широко распространенными в мире гелиоопреснителями парникового типа, а также обеспечение промышленного использования солнечной энергии. The purpose of the invention is the creation of an environmentally friendly autonomous, hygroscopic solar desalination plant operating on renewable energy sources (solar and wind) with a sufficiently large unit capacity (power); an increase in the specific productivity of this hygroscopic solar desalination plant in comparison with the well-known and very widespread greenhouse type desalination plants in the world, as well as ensuring the industrial use of solar energy.
На фиг. 1 изображена установка с верхним (надземным) расположением вытяжного воздухопровода в пределах оранжереи, общий вид; на фиг.2 узел I на фиг. 1; на фиг.3 сечение А-А на фиг.1; на фиг.4 спиралеобразные лотки (при снятой крыше оранжереи), вид в плане; на фиг.5 сечение Б-Б на фиг.4; на фиг. 6 основание опорной фермы для воздушной турбины и трубокомпрессора, вид в плане; на фиг.7 узел II на фиг.5; на фиг.8 сечение В-В на фиг.4; на фиг.9 то же, вариант расположения осевого насоса побудителя циркуляции воды и его пневмопривода, связанных между собой валопроводом, опирающимся на подшипник (вместо эжектора); на фиг.10 вариант использования дефлектора в данной установке, различные типы которых широко применяются в промышленной вентиляции; на фиг.11 показан общий вид и сечение дефлектора типа Звезда-Шанар. In FIG. 1 shows the installation with the upper (above ground) location of the exhaust air duct within the greenhouse, general view; in Fig.2 node I in Fig. 1; figure 3 section aa in figure 1; Fig. 4 spiral trays (with the roof of the greenhouse removed), plan view; figure 5 section BB in figure 4; in FIG. 6 the base of the support truss for the air turbine and pipe compressor, a plan view; in Fig.7 node II in Fig.5; in Fig.8 section bb in Fig.4; Fig.9 is the same, a variant of the location of the axial pump of the stimulator of water circulation and its pneumatic drive, interconnected by a shaft line supported by a bearing (instead of an ejector); figure 10 option of using a deflector in this installation, various types of which are widely used in industrial ventilation; figure 11 shows a General view and section of a deflector type Star-Shanar.
Вытяжной воздухопровод в пределах оранжереи может быть выполнен в двух вариантах: в верхнем (надземном) расположении (см. фиг.1), а также в нижнем (подземном) исполнении. The exhaust air duct within the greenhouse can be made in two versions: in the upper (above ground) location (see figure 1), as well as in the lower (underground) design.
В качестве пневмофорсунок могут быть использованы различные конструкции распыливающих или других промышленных пневмофорсунок (в качестве иллюстрации применены пневмофорсунки эжекционного типа). As pneumatic nozzles, various designs of spraying or other industrial pneumatic nozzles can be used (ejection type pneumatic nozzles are used as an illustration).
Учитывая высокую влажность и значительную температуру рабочего воздуха (до 100оС), воздушная турбина и турбокомпрессор выполняются в тропическом исполнении из антикоррозионных материалов (например, нержавеющая сталь, фторопласт, керамика и др.).Given the high humidity and a substantial working temperature (100 ° C), the air turbine and the turbocharger performed tropicalized from corrosion-resistant materials (e.g., stainless steel, Teflon, ceramics, etc.).
Установка включает следующие элементы (см. фиг.1 и 2): окна для входа наружного сухого воздуха 1 (оборудованные жалюзями); прозрачную оранжерею 2 в виде полуцилиндра (с солнцепоглощающим покрытием, например, селективным), закрепленную на прочном каркасе; воздушную турбину 3; турбокомпрессор 4; сепаратор пара 5; опорную ферму 6 для крепления воздушной турбины и турбокомпрессора; верхнее расположение воздуховода 7 в пределах оранжереи; вытяжной воздухопровод 8; влагоотделитель 9; теплоизоляцию 10; защитную сетку 11; воздухопровод, удаляющий сухой охлажденный воздух 12; солнцезащитный козырек 13 (например, из гофрированного дюралюминия); тепловые трубы конденсатора 14 (обращены на север в северном полушарии); гидравлические затворы 15, 16; сборный бак дистиллята 17 (оборудован воздушным гуськом); трубу товарного дистиллята 18; опорную ферму воздухопровода 19. The installation includes the following elements (see figures 1 and 2): windows for the entrance of external dry air 1 (equipped with blinds); a
Вытяжной воздухопровод 8 (включая поз.7) покрыт теплоизоляцией 10 на всем своем протяжении для предотвращения его отпотевания. Поскольку максимальная температура теплоносителя не превышает 100оС, то теплоизоляция может состоять всего лишь из двух слоев асботкани 2х3,5 мм, например, типа АТ-4. The exhaust air duct 8 (including pos. 7) is covered with
Установка также содержит отливной патрубок (кожух) избыточной морской воды 20 (снабженный сеткой); регенеративный (утилизационный) теплообменник 21, скомпонованный, например, из тепловых труб; приемный патрубок (кожух) исходной питательной морской воды 22 (снабженный сеткой); поворотную заслонку универсального регулятора температуры или солености отливаемой воды 23; импульсные трубы 24 (капилляры); датчик 25 регулятора по температуре воды; датчик 26 регулятора по солености воды; эжектор-побудитель циркуляции воды 27; трубопровод сжатого воздуха 28; приемный воздухопровод 29 (оборудован защитной сеткой); плоские спиралеобразные лотки 30, пневмофорсунки 31 (например, эжекционного типа); ограничительные шайбы 32; насадку из теплопроводного матово-черного кускообразного материала 33. The installation also contains a casting nozzle (casing) of excess sea water 20 (equipped with a net); regenerative (utilization)
Прозрачная оранжерея 2 покрыта селективным покрытием для уменьшения радиационных потерь. Разработанные в свое время селективные покрытия, например, в виде двуокиси олова или окиси индия применялись вначале как электропроводящие (полупроводниковые) слои. За последние годы были произведены успешные попытки увеличения КПД до 30% гигроскопических опреснителей парникового типа путем уменьшения тепловых потерь, вызванных длинноволновым излучением нагретой воды в лотках. Селективное покрытие несколько хуже пропускает солнечную радиацию, однако этот слой почти полностью отражает длинноволновое излучение.
Работа установки обеспечивается искусственным ветром в трубе-воздухопроводе 8. Благодаря естественной самотяге с помощью разогретого в оранжерее воздуха вращается воздушная турбина 3 с навешенным на нее турбокомпрессором 4. The operation of the installation is ensured by artificial wind in the
Утром после восхода солнца его лучи вначале проходят прозрачную оболочку 2, создавая в ней парниковый эффект, и одновременно разогревая находящийся там воздух. В результате этого возникает естественная самотяга в вытяжном воздухопроводе 8. Поток разогретого воздуха в воздухопроводе начинает вращать воздушную турбину 3 и соответственно навешенный на нее турбокомпрессор 4. Последний принимает сухой воздух по воздухопроводу 29 и подает его по трубопроводу сжатого воздуха 28 через ограничительные шайбы 32 в пневмофорсунки 31, а также на эжектор-побудитель циркуляции воды в лотках 27. In the morning after sunrise, its rays first pass through a
Вместо эжектора 27 (см. фиг. 4) для этой же цели может быть применен осевой насос 35 с пневмоприводом 36 (см. фиг.9). Instead of an ejector 27 (see FIG. 4), an axial pump 35 with pneumatic drive 36 (see FIG. 9) can be used for the same purpose.
Частично сконденсировавшаяся влага в вытяжном воздухопроводе 8 улавливается влагоотделителем 9 и далее через гидравлический затвор 16 отводится в сборный бак дистиллята 17. Partially condensed moisture in the
Одновременно новые порции сухого наружного воздуха поступают в оранжерею 2 через окна 1 (оборудованные жалюзийными решетками). При движении воздуха в прозрачной оранжерее через ряды фонтанирующих форсунок, а также вдоль слоя горячей и влажной насадки он нагревается и увлажняется. At the same time, new portions of dry outdoor air enter the
Горячий влажный воздух по воздухопроводу 8 через сепаратор пара 5 поступает в конденсатор (с тепловыми трубами 14), расположенный на башне или естественной возвышенности. Благодаря этому улучшается конденсация паров воды из рабочего влажного воздуха при более низкой температуре окружающего наружного воздуха на некоторой высоте, а также появляется возможность слива самотеком товарного дистиллята к потребителям. Кроме того, за счет увеличения температурного напора несколько сокращается поверхность охлаждения конденсатора. Hot moist air through the
Исходная питательная морская вода поступает из прибрежной акватории моря через сетку в приемный патрубок 22 и далее под воздействием эжектора 27 циркулирует (протекает) по длинным плоским спиралеобразным лоткам и затем направляется в отливной патрубок 20. The source of nutrient seawater enters from the coastal waters of the sea through the net into the
Приемный 22 и отливной 20 патрубки имеют общую смежную стенку, в которую вмонтирован регенеративный теплообменник 21, скомпанованный, например, из тепловых труб, сообщающихся теплом отливной воды к исходной питательной морской воде, поступающей на лотки. The receiving 22 and the
При повышении температуры или солености отливной морской воды свыше допустимых значений, например при температуре более 80оС, под воздействием температурного датчика 25 посредством импульсных труб 24 приводится в действие поворотная заслонка 23 регулятора отливной воды и таким образом часть воды устремляется в открытое море, минуя регенеративный теплообменник 21, смонтированный в отливной патрубок 20.With increasing temperature or salinity casting seawater above acceptable values, e.g. at a temperature above 80 ° C, under the influence of the
Аналогично срабатывает поворотная заслонка 23 регулятора при повышении солености отливной воды по импульсу, сообщаемому по трубе 24 от датчика 26 соленомера. Similarly, the
Поворотная заслонка 23, регулятор температуры и солености представляют собой поворотное устройство, действующее по принципу обыкновенной оконной форточки. При этом угол открытия заслонки ("форточки") прямо пропорционален величине температуры или солености отливаемой воды. The
Достаточно нагретую исходную морскую питательную воду температурой до 80оС (во избежание накипеобразования), циркулирующую в спиралеобразных лотках 30, захватывают пневмофорсунки 31 и поднимают (выбрасывают) ее в виде фонтанов, разбрызгивая таким образом воду в оранжерее 2.Sufficiently heated original marine feed water temperature to 80 ° C (to prevent scale formation), circulating in a spiral-
Разогретая за день оранжерея должна создавать воздушную тягу и ночью, а инфракрасное излучение, проходящее через облака, не дает остановиться воздушной турбине 3 и в пасмурный день. A greenhouse warmed up during the day should create air draft at night, and infrared radiation passing through the clouds prevents the
Дефлекторы 37 (см. фиг.10) представляют собой насадок, устанавливаемый на вентиляционных шахтах и воздухопроводах промышленных зданий, служат для усиления тяги в этих системах. В частности, обладают хорошими аэродинамическими показателями и простотой конструкции дефлекторы следующих типов: ЦАГИ, Цилиндрический и Звезда-Шанар или Шанар-Этуаль. Deflectors 37 (see figure 10) are nozzles installed on ventilation shafts and air ducts of industrial buildings, serve to enhance traction in these systems. In particular, the following types of deflectors possess good aerodynamic performance and simplicity of design: TsAGI, Cylindrical and Zvezda-Shanar or Shanar-Etual.
В данной установке дефлектор используется в качестве простейшего (элементарного) вытяжного ветродвигателя, создающего разряжение в шахте (воздухопровода), аналогично ветродвигателю типа Андро. In this installation, the deflector is used as a simple (elementary) exhaust wind turbine that creates a vacuum in the shaft (air duct), similar to an Andro type wind turbine.
Действие дефлектора основано на использовании скорости ветра. Последний создает перед дефлектором повышенное давление, а за дефлектором разрежение. Таким образом, в вентиляционной шахте или в вытяжном воздухопроводе создается разрежение, что одновременно увеличивает естественную самотягу разогретого в оpанжеpее воздуха. Следовательно, действие самотяги и разрежение в дефлекторе происходят в одном направлении (складываются). The action of the deflector is based on the use of wind speed. The latter creates increased pressure in front of the deflector, and a vacuum behind the deflector. Thus, a vacuum is created in the ventilation shaft or in the exhaust air duct, which at the same time increases the natural self-traction of the air heated in the gun. Consequently, the action of traction and vacuum in the deflector occur in one direction (add up).
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU914941913A RU2048444C1 (en) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | Hygroscopic solar water-desalting plant |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU914941913A RU2048444C1 (en) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | Hygroscopic solar water-desalting plant |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2048444C1 true RU2048444C1 (en) | 1995-11-20 |
Family
ID=21577484
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU914941913A RU2048444C1 (en) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | Hygroscopic solar water-desalting plant |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2048444C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102464365A (en) * | 2010-11-10 | 2012-05-23 | 王辉 | Method for efficiently evaporating bittern and recovering fresh water |
CN111189116A (en) * | 2020-03-04 | 2020-05-22 | 福州高新区玲富科技有限公司 | Wall-mounted central air conditioner auxiliary humidifier |
RU2743173C1 (en) * | 2020-06-02 | 2021-02-15 | Аркадий Генрихович Левшин | Autonomous distiller |
-
1991
- 1991-04-26 RU SU914941913A patent/RU2048444C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 1578082, кл. C 02F 1/14, 1990. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102464365A (en) * | 2010-11-10 | 2012-05-23 | 王辉 | Method for efficiently evaporating bittern and recovering fresh water |
CN111189116A (en) * | 2020-03-04 | 2020-05-22 | 福州高新区玲富科技有限公司 | Wall-mounted central air conditioner auxiliary humidifier |
RU2743173C1 (en) * | 2020-06-02 | 2021-02-15 | Аркадий Генрихович Левшин | Autonomous distiller |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20080131830A1 (en) | Use of renewable energy like solar, wind, geothermal, biomass, and hydropower for manufacturing combustion air for a fossil fuel burner and firebox | |
Chikaire et al. | Solar energy applications for agriculture | |
US8823197B2 (en) | Diagonal solar chimney | |
CN107409853A (en) | Dehumidify accumulation of heat cooling greenhouse | |
AU749858B2 (en) | Greenhouse | |
Sharon | A detailed review on sole and hybrid solar chimney based sustainable ventilation, power generation, and potable water production systems | |
RU2048444C1 (en) | Hygroscopic solar water-desalting plant | |
Rocamora et al. | Aspects of PV/T solar system application for ventilation needs in greenhouses | |
CN108915296A (en) | Agriculture residence south orientation additional multifunctional sunspace | |
Batty et al. | Natural-cooling techniques for residential buildings in hot climates | |
US20150308717A1 (en) | Improved Element for Processing Solar Radiation, and a Sun Tracker and a Solar Farm Equipped with Such an Element | |
AU2010224409A1 (en) | Humidified and cooled greenhouse | |
CN210746324U (en) | Integrated greenhouse | |
CN208095414U (en) | A kind of solar energy heating temperature-adjusting device of greenhouse gardening | |
KR101028640B1 (en) | Hot water and Steam Systems used on Solar heat Energy | |
Deepak et al. | Critical Review on Various Solar Drying Technologies: Direct and Indirect Solar Dryer Systems | |
Agrawal | Review of passive systems and passive strategies for natural heating and cooling of buildings in Libya | |
CN204781529U (en) | Building calotte structure | |
CN109699354A (en) | A kind of solar energy and air energy greenhouse heating system | |
El Ashmawy | Effect of Glazing Materials on Warming up Automated Commercial Greenhouses | |
CN215582742U (en) | Solar heat supply greenhouse | |
CN217905377U (en) | Distributed photovoltaic, water, waste heat and fertilizer integrated intelligent greenhouse | |
RU2076577C1 (en) | Autonomous system of heating of round building and of cleaning of its glasses | |
CN105152706A (en) | Organic fertilizer fermentation shed | |
Khater | Effect of pad thickness and air velocity on the performance of evaporative cooling system |