RU2451641C2 - Solar plant for water purification and desalination - Google Patents

Solar plant for water purification and desalination Download PDF

Info

Publication number
RU2451641C2
RU2451641C2 RU2010127099/05A RU2010127099A RU2451641C2 RU 2451641 C2 RU2451641 C2 RU 2451641C2 RU 2010127099/05 A RU2010127099/05 A RU 2010127099/05A RU 2010127099 A RU2010127099 A RU 2010127099A RU 2451641 C2 RU2451641 C2 RU 2451641C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
air
installation
compressor
desalination
Prior art date
Application number
RU2010127099/05A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010127099A (en
Inventor
Захар Борисович Махлин (RU)
Захар Борисович Махлин
Original Assignee
Захар Борисович Махлин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Захар Борисович Махлин filed Critical Захар Борисович Махлин
Priority to RU2010127099/05A priority Critical patent/RU2451641C2/en
Publication of RU2010127099A publication Critical patent/RU2010127099A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2451641C2 publication Critical patent/RU2451641C2/en

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124Water desalination
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124Water desalination
    • Y02A20/138Water desalination using renewable energy
    • Y02A20/142Solar thermal; Photovoltaics
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/20Controlling water pollution; Waste water treatment
    • Y02A20/208Off-grid powered water treatment
    • Y02A20/212Solar-powered wastewater sewage treatment, e.g. spray evaporation

Landscapes

  • Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to solar power engineering. Water flows into tight case of plant 1 via bottom branch pipe 3. Plant case inside is heated by solar radiation. Compressed air is fed via aerator 14 from receiver 8 of compressor 9. Air from plant case central part is bled via branch pipe 10 to inlet of compressor 9. Top surface of translucent baffle 4 is cooled by water fed by air lift 11 into distribution trough 15. Cooling water runs free over cooled surface of baffle 4 into water source. Water from formed steam-air mix is condensed on inner surface of said translucent baffle 4 to flow into condensate collection trough 6. Cleaned water is bled from trough 6 via branch pipe 7.
EFFECT: higher efficiency.
1 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к солнечной энергетике и может быть использовано для очистки загрязненных вод водных объектов, а также для опреснения морской воды с использованием источников возобновляемой энергии.The invention relates to solar energy and can be used to purify polluted water from water bodies, as well as to desalinate sea water using renewable energy sources.

Уровень техникиState of the art

Солнечные опреснители воды бассейнового типа общеизвестны, и простейшие из них используются с 1872 года (источник информации: www. businesspartner.ru/solnechnyie-opresniteli-vodyi.html).Basin-type solar water desalination plants are well known, and the simplest of them have been used since 1872 (source of information: www. Businesspartner.ru/solnechnyie-opresniteli-vodyi.html).

Основным достоинством таких установок является их низкая стоимость и быстрая окупаемость. К недостаткам следует отнести их сравнительно малую производительность и ограниченную территориальную область применения, что связано с необходимостью обеспечения достижения на поверхности конденсатора температуры точки росы. С целью устранения указанных недостатков солнечные опреснители подвергались доработкам и модификации. Близки к рассматриваемым установкам и устройства для получения пресной воды из воздуха.The main advantage of such plants is their low cost and quick payback. The disadvantages include their relatively low productivity and limited territorial scope, which is associated with the need to ensure that the dew point temperature is reached on the surface of the capacitor. In order to eliminate these shortcomings, solar desalination plants were modified and modified. Close to the installations under consideration and devices for producing fresh water from the air.

Аналогом предлагаемого изобретения является устройство для получения пресной воды из воздуха без затрат энергии от внешнего источника и без экологического загрязнения окружающей среды с использованием в качестве хладагента воды водоема.An analogue of the present invention is a device for producing fresh water from air without the cost of energy from an external source and without environmental pollution using a reservoir as a refrigerant.

Устройство для получения пресной воды содержит трубопровод, опущенный в глубинные слои водоема (моря), и сообщающуюся с ним емкость, размещенную в поверхностном слое теплой воды и связанную с этим слоем воды через донное отверстие. Над поверхностью воды в емкости размещен воздуховод со свободно открытыми входным и выходным отверстиями, первое из которых размещено выше второго. Нижняя наклонная в сторону трубопровода стенка воздуховода является перегородкой между зоной охлаждения, размещенной ниже перегородки и заполненной проточной холодной водой, и зоной конденсации над перегородкой в пределах воздуховода. В системе трубопровод-емкость и в воздуховоде дополнительно установлены соответственно осевой лопастный насос и осевой вентилятор. Движение воды из глубинных слоев осуществляется по трубопроводу и емкости за счет оттока холодной и более плотной воды из емкости в пределы более теплой и менее плотной воды в ее поверхностном слое, при этом система трубопровода и емкости работает как сообщающийся сосуд за счет гидростатических сил со стороны окружающей воды. Движение воздуха в воздуховоде осуществляется за счет его охлаждения и увеличения плотности при контакте с охлаждающей перегородкой. Конденсат водяного пара, осаждаемого на верхнюю не смачиваемую водой поверхность перегородки, собирают в сосуде для пресной воды.A device for producing fresh water contains a pipeline lowered into the deep layers of the reservoir (sea), and a container in communication with it, located in the surface layer of warm water and connected with this layer of water through the bottom hole. Above the surface of the water in the tank is an air duct with freely open inlet and outlet openings, the first of which is placed above the second. The lower wall of the duct, inclined towards the pipeline, is a partition between the cooling zone, located below the partition and filled with running cold water, and the condensation zone above the partition within the duct. In the pipeline-capacity system and in the duct, an axial vane pump and an axial fan are additionally installed. The movement of water from the deeper layers is carried out through the pipeline and tank due to the outflow of cold and denser water from the tank to the limits of warmer and less dense water in its surface layer, while the piping and tank system works as a communicating vessel due to hydrostatic forces from the surrounding water. The movement of air in the duct is due to its cooling and increase in density upon contact with the cooling partition. The condensate of water vapor deposited on the upper non-wettable surface of the partition is collected in a fresh water vessel.

Данная установка проста, однако существенными недостатками ее являются сильная зависимость производительности от величины относительной влажности воздуха и, как следствие, невысокая производительность установки (источник информации: патент Российской Федерации RU (11) 2117734 (13) C1).This installation is simple, but its significant drawbacks are the strong dependence of productivity on the value of relative humidity and, as a result, the low productivity of the installation (source of information: Russian Federation patent RU (11) 2117734 (13) C1).

Также в качестве аналога может быть рассмотрена солнечная опреснительная установка непрерывного действия. Рассматриваемая установка содержит теплоизолирующий кожух с нижней зачерненной панелью и рядом наклонных промежуточных панелей со сборниками конденсата. Панели выполнены с отбортовками в виде противней и снабжены установленными между смежными панелями дренирующими трубками, причем их верхние обрезы расположены в горизонтальных плоскостях, лежащих выше поверхности панелей и ниже края их отбортовок, а нижние концы лежат ниже указанных плоскостей нижележащих панелей. Патрубок подачи соленой воды, подведенный к поверхности верхней промежуточной панели, и нижние концы трубок выполнены с боковыми выходными отверстиями. Трубки панели подключены к коллектору для отвода избытка рассола. Верхняя панель и промежуточные панели выполнены прозрачными для солнечной радиации, при этом последние выполнены из теплопроводного стекла или из стекла, армированного элементами. Конструкция установки обеспечивает оптимальный уровень заполнения панелей установки соленой водой и слив избытка рассола, исключая засоление панелей и максимальное использование энергии солнечной радиации, что позволяет повысить эффективность и надежность работы установки.Also, an analogue can be considered a continuous desalination solar plant. The installation under consideration contains a heat-insulating casing with a lower blackened panel and a series of inclined intermediate panels with condensate collectors. The panels are made with flanges in the form of baking sheets and are equipped with drainage tubes installed between adjacent panels, their upper edges being located in horizontal planes lying above the surface of the panels and below the edges of their flanges, and the lower ends lie below the indicated planes of the underlying panels. The salt water supply pipe, brought to the surface of the upper intermediate panel, and the lower ends of the tubes are made with lateral outlet openings. Panel tubes are connected to a manifold to drain excess brine. The upper panel and the intermediate panels are transparent for solar radiation, while the latter are made of heat-conducting glass or glass reinforced with elements. The design of the installation provides an optimal level of filling the installation panels with salt water and draining excess brine, excluding salinization of the panels and the maximum use of solar radiation energy, which improves the efficiency and reliability of the installation.

Подключение полости установки к вакуум-насосу позволяет повысить скорость испарения воды и конденсации ее паров.Connecting the installation cavity to the vacuum pump allows you to increase the rate of water evaporation and condensation of its vapor.

Установка датчика электромагнитного расходомера на сливной трубке коллектора обеспечивает возможность реализовать надежное регулирование подачи соленой воды в опреснителях большой производительности, состоящих из ряда модулей.The installation of an electromagnetic flowmeter sensor on the drain pipe of the collector makes it possible to realize reliable regulation of the supply of salt water in high-capacity desalination plants consisting of a number of modules.

Существенными недостатками рассматриваемого аналога являются его сравнительная сложность и дороговизна изготовления, необходимость принятия специальных мер для утилизации рассола, необходимость применения для подачи морской воды специального насосного оборудования.Significant disadvantages of the analogue under consideration are its comparative complexity and high cost of manufacture, the need for special measures for the disposal of brine, the need to use special pumping equipment for supplying sea water.

Источником информации по данной установке является патент Российской Федерации RU 2081840.The source of information on this installation is the patent of the Russian Federation RU 2081840.

В качестве прототипа выбран Солнечный опреснитель как наиболее близкий к заявленному решению по совокупности признаков.As a prototype, the Solar Desalination Plant was selected as the closest to the claimed solution in terms of a set of features.

Солнечный опреснитель содержит корпус с поглощающим днищем, прозрачным верхним ограждением и укрепленным под ним желобом для сбора дистиллята, установленный в корпусе газонагреватель с поглощающим солнечное излучение покрытием и сообщенную с газонагревателем погруженную в соленую воду перфорированную трубу, отличающийся тем, что с целью повышения тепловой эффективности, ограждение выполнено полым, его полость сообщена с атмосферой и газонагревателем, поглощающий участок которого выполнен на боковой стенке корпуса и снабжен вентилятором. Нагнетательный патрубок вентилятора оборудован гидрозатвором, что предотвращает попадание воды в вентилятор. Перфорированная труба для улучшения условий аэрации выполнена с переменной площадью отверстий, увеличивающейся по ходу отверстий. Так как установка выполнена гидравлически связанной с внешней средой через желоб для отвода дистиллята, некоторое дополнительное нагнетание воздуха в корпус приводит к интенсификации вывода дистиллята за счет перепада давления между полостью корпуса и внешней средой.The solar desalination plant comprises a housing with an absorbing bottom, a transparent upper guard and a gutter for collecting distillate fixed under it, a gas heater installed in the housing with a coating absorbing solar radiation and a perforated pipe immersed in salt water connected to the gas heater, characterized in that in order to increase thermal efficiency, the fence is hollow, its cavity is in communication with the atmosphere and a gas heater, the absorbing portion of which is made on the side wall of the housing and is equipped with a valve torus. The discharge pipe of the fan is equipped with a water lock, which prevents water from entering the fan. The perforated pipe for improving aeration conditions is made with a variable area of the holes, increasing along the holes. Since the installation is made hydraulically connected to the external environment through a chute for removal of distillate, some additional injection of air into the housing leads to intensification of the output of the distillate due to the pressure differential between the cavity of the housing and the external environment.

Установка проста, дешева в изготовлении, однако реализация прототипа весьма затрудняется необходимостью принятия специальных мер по удалению рассола, закачиванию дополнительной порции опресняемой воды специальным насосом. Установка будет работоспособна в относительно небольшом диапазоне температур окружающего воздуха. Кроме того, для обеспечения эксплуатации газонагревателя, представляется необходимым оборудовать его воздушными фильтрами и сменной загрузкой или обслуживаемыми теплообменниками, что может существенно усложнить установку.The installation is simple, cheap to manufacture, but the implementation of the prototype is very difficult due to the need for special measures to remove the brine, pumping an additional portion of desalinated water with a special pump. The installation will be operational in a relatively small range of ambient temperatures. In addition, to ensure the operation of the gas heater, it seems necessary to equip it with air filters and replaceable loading or serviced heat exchangers, which can significantly complicate the installation.

Источником информации по данной установке является патент СССР SU 1191425 А.The source of information for this installation is the USSR patent SU 1191425 A.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Технической задачей изобретения является очистка и (или) опреснение воды с повышенной производительностью и использованием возобновляемых источников энергии, в частности солнечной энергии, с возможностью эксплуатации в автономном режиме и с минимальным техническим обслуживанием.An object of the invention is the purification and (or) desalination of water with increased productivity and the use of renewable energy sources, in particular solar energy, with the possibility of operating offline and with minimal maintenance.

Техническая задача решается тем, что в предлагаемой «Солнечной установке для очистки и опреснения воды» (см. чертеж) используется простая в изготовлении и эксплуатации конструкция, состоящая из:The technical problem is solved by the fact that in the proposed "Solar installation for the purification and desalination of water" (see drawing), a construction simple in manufacture and operation is used, consisting of:

- теплоизолирующего корпуса (1) с разновысокими бортами, с зачерненной внутренней поверхностью (2), соединенного с приповерхностным слоем воды водоема через нижний патрубок (3);- a heat-insulating body (1) with uneven sides, with a blackened inner surface (2), connected to the surface water layer of the reservoir through the lower pipe (3);

- сверху корпус герметично перекрывается наклонным светопроницаемым материалом (далее - перекрытие) (4), имеющим продольное рифление (5);- the housing is sealed from above by an inclined translucent material (hereinafter referred to as overlapping) (4) having longitudinal corrugation (5);

- внутри, вдоль низкого борта корпуса, располагается лоток с козырьком для сбора конденсата очищенной (опресненной) воды (6), которая отводится из лотка через верхний патрубок (7);- inside, along the low side of the hull, there is a tray with a visor for collecting condensate of purified (desalinated) water (6), which is discharged from the tray through the upper pipe (7);

- в нижней, донной части корпуса размещается аэратор (14), выполняемый из труб с калиброванными отверстиями;- an aerator (14) is placed in the lower, bottom part of the body, made of pipes with calibrated holes;

- воздуховод аэратора (13) подсоединен к ресиверу (8) компрессора (9),- the aerator duct (13) is connected to the receiver (8) of the compressor (9),

- к тому же ресиверу подсоединен воздуховод (12) эрлифта (11);- to the same receiver, an airlift duct (12) is connected (11);

- всасывающий патрубок (10) от компрессора выведен в воздушную часть корпуса установки на ее высоком борту;- the suction pipe (10) from the compressor is brought out into the air of the installation housing on its high board;

- эрлифт (11) состоит из трубы с пропущенным внутри воздуховодом (12), соединенной с расположенным на высоком борту корпуса распределительным лотком охлаждающей воды (15).- the airlift (11) consists of a pipe with an inside air duct (12) connected to a distribution tray of cooling water (15) located on the high side of the housing.

Установка горизонтально размещается на поверхности водного объекта (или на берегу) таким образом, чтобы уровень воды в корпусе был ниже уровня водосборного лотка на 25-30 см, и ориентируется из условия максимальной инсоляции.The installation is horizontally placed on the surface of the water body (or on the shore) in such a way that the water level in the body is 25-30 cm lower than the level of the catchment, and is oriented based on the conditions of maximum insolation.

Предлагаемая «Солнечная установка для очистки и опреснения воды», отличающаяся от аналогов и прототипа тем, что для интенсификации процесса испарения воды используется система аэрации очищаемой (опресняемой) воды с применением принудительной циркуляции паровоздушной смеси (корпус установки - компрессор - ресивер - корпус установки), а также тем, что с целью увеличения разности температуры поверхности конденсатора (нижней поверхности светопроницаемого перекрытия) и температуры паровоздушной смеси в корпусе установки использовано охлаждение поверхности перекрытия водой водного объекта, позволяет значительно повысить производительность, а также расширяет географический диапазон применения.The proposed "Solar installation for purification and desalination of water", which differs from analogues and prototype in that for the intensification of the process of water evaporation, an aeration system of purified (desalinated) water is used using forced circulation of the steam-air mixture (unit body - compressor - receiver - unit body), as well as the fact that in order to increase the difference in the temperature of the surface of the condenser (the lower surface of the translucent ceiling) and the temperature of the vapor-air mixture in the installation casing denie overlap water surface of a water body, can significantly improve the performance and extend the geographical range of applications.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

Очищаемая (опресняемая) вода поступает в герметичный корпус установки (1) через нижний патрубок (3), диаметр которого (суммарный диаметр которых) выбирается из величины заполняемого объема и обеспечения притока свежей воды в количестве 6-7 литров в сутки на м2 поверхности нагреваемой воды.The purified (desalinated) water enters the sealed enclosure of the installation (1) through the lower nozzle (3), the diameter of which (the total diameter of which) is selected from the volume to be filled and to ensure the influx of fresh water in the amount of 6-7 liters per day on m 2 of the surface water.

Внутренний объем корпуса установки с очерненной поверхностью (2) нагревается солнечной радиацией, в результате чего начинается интенсивное испарение воды, повышается влажность воздуха в воздушном пространстве корпуса. Для увеличения интенсивности испарения воды, а также с целью создания конвективного потока воздуха, в средний слой очищаемой воды через аэратор (14) подается сжатый воздух из ресивера (8) компрессора (9), что резко увеличивает скорость испарения. В отличие от рассмотренных выше аналогов и прототипа, для улучшения конвекции паровоздушной смеси, воздух из средней части воздушного пространства корпуса установки отбирается на вход компрессора по патрубку (10), что позволяет уменьшить давление внутри корпуса и, таким образом, улучшить условия парообразования, а также организовать циркуляцию паровоздушной смеси и тем самым способствует доставке нагретой части паровоздушной смеси к поверхности конденсатора. Вода из образовавшейся паровоздушной смеси конденсируется на внутренней (нижней) несмачиваемой поверхности светопроницаемого перекрытия (4) и далее стекает в лоток для сбора конденсата (6), откуда забирается через патрубок (7) любым удобным в конкретной конструкции и условиях размещения установки образом. В отличие от аналогов и прототипа, с целью улучшения условий конденсации воды, для увеличения разности температур паровоздушной смеси и поверхности конденсации, предусматривается охлаждение верхней поверхности светопроницаемого перекрытия водой водного объекта, которая подается эрлифтом (11) в распределительный лоток (15). Для обеспечения равномерного охлаждения поверхности перекрытия, на нем предусматривается выполнение рифления (5) (сверху вниз). Глубина забора охлаждающей воды выбирается из условий распределения температуры слоев воды водного объекта (наилучшим для целей охлаждения является применение слоя термоклина с наиболее низкой температурой воды). Охлаждающая вода свободно сбрасывается по охлаждаемой поверхности перекрытия в водный объект.The internal volume of the installation casing with a blackened surface (2) is heated by solar radiation, as a result of which intense evaporation of water begins, and air humidity in the airspace of the casing increases. To increase the evaporation rate of water, as well as to create a convective air flow, compressed air is supplied through the aerator (14) to the middle layer of the purified water from the receiver (8) of the compressor (9), which sharply increases the evaporation rate. In contrast to the analogues and prototype discussed above, to improve the convection of the vapor-air mixture, air from the middle part of the air space of the installation casing is taken to the compressor inlet through the pipe (10), which allows reducing the pressure inside the casing and, thus, improving the conditions of vaporization, as well as organize the circulation of the vapor-air mixture and thereby contributes to the delivery of the heated portion of the vapor-air mixture to the surface of the condenser. Water from the resulting vapor-air mixture condenses on the inner (lower) non-wettable surface of the light-permeable ceiling (4) and then flows into the condensate collection tray (6), from where it is taken through the pipe (7) in any way convenient for the particular design and installation conditions. Unlike analogs and prototypes, in order to improve the conditions of water condensation, to increase the temperature difference between the air-vapor mixture and the condensation surface, it is provided that the upper surface of the light-permeable ceiling of the water body is cooled, which is supplied by the air-lift (11) to the distribution tray (15). To ensure uniform cooling of the surface of the floor, it is envisaged to perform corrugation (5) (from top to bottom). The depth of intake of cooling water is selected from the distribution conditions of the temperature of the layers of water of a water body (the best for cooling purposes is the use of a thermocline layer with the lowest water temperature). Cooling water is freely discharged along the cooled surface of the ceiling into a water body.

Давление внутри корпуса снижается за счет того, что часть паровоздушной смеси, которая откачивается компрессором, расходуется на работу эрлифта. Ресивер компрессора может быть оборудован камерой для сбора конденсата, который отводится в лоток для сбора очищенной (опресненной) воды (не показано). При снижении давления внутри корпуса установки ниже установленной величины, срабатывает переключающий клапан на всасывающем патрубке компрессора (не показан) для забора наружного воздуха.The pressure inside the housing is reduced due to the fact that part of the vapor-air mixture that is pumped out by the compressor is spent on the operation of the airlift. The compressor receiver can be equipped with a condensate collection chamber, which is discharged into a tray for collecting purified (desalinated) water (not shown). When the pressure inside the unit is lower than the set value, a switching valve is activated on the compressor suction pipe (not shown) to intake outside air.

В случае реализации предлагаемой установки с приводом компрессора от солнечной батареи без накопителя электроэнергии, установка будет работать и в ночное время (с меньшей производительностью) следующим образом:In the case of the implementation of the proposed installation with a compressor drive from a solar battery without an energy storage device, the installation will work at night (with lower productivity) as follows:

- когда интенсивность солнечной радиации падает ниже порогового уровня, останавливается привод компрессора, прекращается аэрация очищаемой воды и наружное охлаждение светопроницаемого перекрытия.- when the intensity of solar radiation falls below a threshold level, the compressor drive stops, the aeration of the purified water and the external cooling of the translucent ceiling cease.

Ввиду того что в дневное время очищаемая (опресняемая) вода внутри корпуса установки значительно нагревается, а теплоизолирующий корпус установки позволяет длительное время поддерживать повышенную внутреннюю температуру, процесс испарения с поверхности воды продолжается. В то же время, ввиду снижения температуры наружного воздуха, снижается и температура светопроницаемого перекрытия (поверхности конденсации) до значений ниже точки росы. Таким образом, конденсация воды будет продолжаться. Расчет показывает, что при температуре паровоздушной смеси выше 20°С, для достижения точки росы достаточно снижения температуры охлаждающей (конденсирующей) поверхности на 3°С ниже температуры паровоздушной смеси (насыщенного пара).Due to the fact that during the daytime, the purified (desalinated) water inside the unit is heated significantly, and the heat-insulating unit allows for a long time to maintain an increased internal temperature, the evaporation process from the water surface continues. At the same time, due to a decrease in the temperature of the outside air, the temperature of the translucent ceiling (condensation surface) decreases to values below the dew point. Thus, water condensation will continue. The calculation shows that when the temperature of the vapor-air mixture is higher than 20 ° C, to achieve the dew point it is enough to lower the temperature of the cooling (condensing) surface by 3 ° C below the temperature of the vapor-air mixture (saturated steam).

Ввиду того что нижняя часть корпуса установки имеет непосредственную гидравлическую связь с водным объектом, осуществляется постоянный приток внешней (очищаемой, опресняемой) воды, что обеспечивает усреднение концентрации солей (загрязняющих веществ) в опресняемом (очищаемом) объеме воды, и, таким образом, устраняется необходимость специального отведения рассола (загрязненной воды) и его утилизации. Интенсивность притока свежей воды будет определяться снижением давления внутри корпуса при работе компрессора и снижением уровня воды при ее испарении с поверхности с учетом того, что объем воды в корпусе установки будет увеличиваться по мере ее нагрева и расширения.Due to the fact that the lower part of the installation casing has a direct hydraulic connection with a water body, there is a constant influx of external (purified, desalinated) water, which ensures averaging of the concentration of salts (contaminants) in the desalinated (purified) volume of water, and thus eliminates the need special disposal of brine (contaminated water) and its disposal. The intensity of the influx of fresh water will be determined by the decrease in pressure inside the case during compressor operation and the decrease in the water level when it evaporates from the surface, taking into account that the volume of water in the unit body will increase as it heats and expands.

Предлагаемая солнечная установка для очистки и опреснения воды имеет простое конструктивное решение и позволяет осуществлять очистку (опреснение) воды, дешева в изготовлении, не требует обязательного применения внешних источников энергоснабжения, может работать в автономном режиме, легка в обслуживании и может использоваться в различных климатических зонах. При незначительных конструктивных изменениях возможно размещение солнечной установки как на водных объектах, так и на берегу.The proposed solar installation for purification and desalination of water has a simple structural solution and allows the purification (desalination) of water, it is cheap to manufacture, it does not require the use of external power sources, it can operate autonomously, is easy to maintain, and can be used in various climatic zones. With minor structural changes, it is possible to place a solar installation both on water bodies and on the shore.

Конструкция солнечной установки позволяет создавать блоки из отдельных, в том числе и мобильных, модулей, что позволяет ее применять и для обеспечения водой населения в чрезвычайных ситуациях.The design of the solar installation allows you to create blocks from separate, including mobile, modules, which allows it to be used to provide water to the population in emergency situations.

Claims (1)

Солнечная установка для очистки и опреснения воды, состоящая из зачерненной изнутри герметичной емкости, выполненной из теплоизолирующего материала, герметично перекрытой сверху светопропускающим материалом (далее - перекрытие), на внутренней поверхности которого конденсируется влага из паровоздушной смеси, получаемой при испарении очищаемой (опресняемой) воды, отличающаяся тем, что для интенсификации процесса испарения воды используется система аэрации очищаемой (опресняемой) воды с применением принудительной циркуляции паровоздушной смеси (корпус установки - компрессор - ресивер - корпус установки), а также тем, что, с целью увеличения разности температур поверхности конденсатора (внутренней поверхности перекрытия) и паровоздушной смеси, в корпусе установки использовано охлаждение наружной поверхности перекрытия водой водного объекта, поднимаемой эрлифтом из водного объекта. A solar installation for the purification and desalination of water, consisting of a black-sealed sealed container made of heat insulating material, hermetically sealed from above with light-transmitting material (hereinafter referred to as “overlapping”), on the inner surface of which moisture condenses from the vapor-air mixture obtained by evaporation of the purified (desalinated) water, characterized in that for the intensification of the process of water evaporation, a system of aeration of the purified (desalinated) water using forced circulation of the steam engine is used mixture (installation case - compressor - receiver - installation case), as well as the fact that, in order to increase the temperature difference between the surface of the condenser (inner surface of the floor) and the air-vapor mixture, the cooling of the external surface of the floor with water of a water body raised by the airlift was used in the installation case from a water body.
RU2010127099/05A 2010-07-01 2010-07-01 Solar plant for water purification and desalination RU2451641C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010127099/05A RU2451641C2 (en) 2010-07-01 2010-07-01 Solar plant for water purification and desalination

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010127099/05A RU2451641C2 (en) 2010-07-01 2010-07-01 Solar plant for water purification and desalination

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010127099A RU2010127099A (en) 2012-01-10
RU2451641C2 true RU2451641C2 (en) 2012-05-27

Family

ID=45783429

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010127099/05A RU2451641C2 (en) 2010-07-01 2010-07-01 Solar plant for water purification and desalination

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2451641C2 (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2553880C2 (en) * 2013-06-05 2015-06-20 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение"Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства" Sea water desalination unit and process
RU2628293C1 (en) * 2016-08-31 2017-08-15 ООО "Русское техническое общество" Method adiabatic desalination
RU2631466C1 (en) * 2016-04-05 2017-09-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калмыцкий государственный университет имени Б.Б. Городовикова" Installation for receiving clean fresh water while forced condensation of moisture from air
RU2650564C1 (en) * 2017-01-10 2018-04-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) Method of water from air producing
RU2651297C1 (en) * 2017-02-27 2018-04-19 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) Device for producing fresh water from atmospheric air in areas with high intensity of the tides
CN108463596A (en) * 2016-12-02 2018-08-28 伊莱克特罗瑞姆有限公司 Method for obtaining water from air
RU2728252C2 (en) * 2018-07-23 2020-07-28 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) Device for fresh water production from atmospheric air
RU2745593C2 (en) * 2018-07-27 2021-03-29 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) Device for fresh water production from atmospheric air
RU2767265C2 (en) * 2020-03-05 2022-03-17 Михаил Андреевич Эсмонт Method and installation for round-the-clock desalination of sea water
RU2818324C1 (en) * 2023-10-23 2024-05-02 Общество с ограниченной ответственностью "Центральный научно-исследовательский институт "Апертура" Device for obtaining fresh water from atmospheric air in areas with high tide intensity

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3870605A (en) * 1973-01-24 1975-03-11 Minoru Sakamoto Combination solar and manual distiller and rain catcher
SU1191425A1 (en) * 1983-12-02 1985-11-15 Научно-Производственное Объединение "Солнце" Ан Тсср Solar demineralization outfit
RU2081840C1 (en) * 1993-07-05 1997-06-20 Лев Абрамович Клячко Solar desalination apparatus
RU2126770C1 (en) * 1997-08-08 1999-02-27 Научно-производственное объединение машиностроения Solar distiller
RU2143530C1 (en) * 1999-03-25 1999-12-27 Кочетков Борис Федорович Device for producing fresh water from air

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3870605A (en) * 1973-01-24 1975-03-11 Minoru Sakamoto Combination solar and manual distiller and rain catcher
SU1191425A1 (en) * 1983-12-02 1985-11-15 Научно-Производственное Объединение "Солнце" Ан Тсср Solar demineralization outfit
RU2081840C1 (en) * 1993-07-05 1997-06-20 Лев Абрамович Клячко Solar desalination apparatus
RU2126770C1 (en) * 1997-08-08 1999-02-27 Научно-производственное объединение машиностроения Solar distiller
RU2143530C1 (en) * 1999-03-25 1999-12-27 Кочетков Борис Федорович Device for producing fresh water from air

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2553880C2 (en) * 2013-06-05 2015-06-20 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение"Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства" Sea water desalination unit and process
RU2631466C1 (en) * 2016-04-05 2017-09-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калмыцкий государственный университет имени Б.Б. Городовикова" Installation for receiving clean fresh water while forced condensation of moisture from air
RU2628293C1 (en) * 2016-08-31 2017-08-15 ООО "Русское техническое общество" Method adiabatic desalination
CN108463596A (en) * 2016-12-02 2018-08-28 伊莱克特罗瑞姆有限公司 Method for obtaining water from air
RU2650564C1 (en) * 2017-01-10 2018-04-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) Method of water from air producing
RU2651297C1 (en) * 2017-02-27 2018-04-19 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) Device for producing fresh water from atmospheric air in areas with high intensity of the tides
RU2728252C2 (en) * 2018-07-23 2020-07-28 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) Device for fresh water production from atmospheric air
RU2745593C2 (en) * 2018-07-27 2021-03-29 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) Device for fresh water production from atmospheric air
RU2767265C2 (en) * 2020-03-05 2022-03-17 Михаил Андреевич Эсмонт Method and installation for round-the-clock desalination of sea water
RU2818324C1 (en) * 2023-10-23 2024-05-02 Общество с ограниченной ответственностью "Центральный научно-исследовательский институт "Апертура" Device for obtaining fresh water from atmospheric air in areas with high tide intensity
RU2818328C1 (en) * 2023-10-23 2024-05-02 Общество с ограниченной ответственностью "Центральный научно-исследовательский институт "Апертура" Device for obtaining fresh water from atmospheric air in areas with high tide intensity
RU2818336C1 (en) * 2023-10-23 2024-05-02 Общество с ограниченной ответственностью "Центральный научно-исследовательский институт "Апертура" Device for obtaining fresh water from atmospheric air in areas with high tide intensity
RU2818326C1 (en) * 2023-10-23 2024-05-02 Общество с ограниченной ответственностью "Центральный научно-исследовательский институт "Апертура" Device for obtaining fresh water from atmospheric air in areas with high tide intensity
RU2820686C1 (en) * 2023-12-11 2024-06-07 Общество с ограниченной ответственностью "Ботлихский радиозавод" Device for obtaining fresh water from atmospheric air in areas with high tide intensity

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010127099A (en) 2012-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2451641C2 (en) Solar plant for water purification and desalination
US4363703A (en) Thermal gradient humidification-dehumidification desalination system
CN201678475U (en) Solar seawater desalination device
US6116034A (en) System for producing fresh water from atmospheric air
CN103708573B (en) A kind of strengthening convective heat exchange formula solar distilling seawater desalinating device
WO2012127081A1 (en) Solar desalination plant for sea water, brines or waste water and desalination method
WO2014128543A1 (en) Desalination apparatus using nanofluid as heat carrier from solar collector
WO2011004416A1 (en) Thermal desalination plant
CN1856646B (en) Energy transfering system used for combining with building
US9289696B2 (en) Water desalination system using geothermal energy
KR20110080215A (en) Water furification plant adopting vacuum evaporation method
Mohamed et al. A comprehensive review of the vacuum solar still systems
CN103359800A (en) Stirling heat pump seawater desalination device
RU135640U1 (en) SEA WATER DESCRIPTION INSTALLATION
CN102249356A (en) Hot water pure water coproduction device by solar energy
US20090255797A1 (en) Apparatus for desalinization utilizingtemperature gradient/condensation and method thereof
Ahmed et al. A review of vacuum solar desalination powered by renewable energy: Recent trends
Lindblom Solar thermal technologies for seawater desalination: state of the art
RU96369U1 (en) DEVICE FOR SEALING WATER
WO2008124935A1 (en) Condensation system for dehumidification and desalination
RU150516U1 (en) SUNNY DESALER
CN212269755U (en) Automatic latent heat circulation type latent heat sea water desalting device
CN1733614A (en) Energy-saving solar energy sea-water distillator
DE202007013079U1 (en) Solar seawater desalination plant with power plant
EA010917B1 (en) Water reclamation system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120702