RU2549849C2 - Устройство и способ для поглощения воды из газа - Google Patents

Устройство и способ для поглощения воды из газа Download PDF

Info

Publication number
RU2549849C2
RU2549849C2 RU2012125257/05A RU2012125257A RU2549849C2 RU 2549849 C2 RU2549849 C2 RU 2549849C2 RU 2012125257/05 A RU2012125257/05 A RU 2012125257/05A RU 2012125257 A RU2012125257 A RU 2012125257A RU 2549849 C2 RU2549849 C2 RU 2549849C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
container
gas
hygroscopic material
energy supply
Prior art date
Application number
RU2012125257/05A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2012125257A (ru
Inventor
Йонас ВАМСТАД
Фредрик ЭДСТРЕМ
Original Assignee
Эйруотергрин Аб
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 Эйруотергрин Аб filed Critical Эйруотергрин Аб
Publication of RU2012125257A publication Critical patent/RU2012125257A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2549849C2 publication Critical patent/RU2549849C2/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26—Drying gases or vapours
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
    • F24F3/14—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
    • F24F3/1411—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification by absorbing or adsorbing water, e.g. using an hygroscopic desiccant
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26—Drying gases or vapours
    • B01D53/261—Drying gases or vapours by adsorption
    • 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
    • E03B3/06—Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water from underground
    • E03B3/08—Obtaining and confining water by means of wells
    • E03B3/16—Component parts of wells
    • E03B3/18—Well filters
    • E03B3/24—Well filters formed of loose materials, e.g. gravel
    • E03B3/26—Well filters formed of loose materials, e.g. gravel with packed filtering material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
    • F24F3/14—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B01D2253/102—Carbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B01D2253/106—Silica or silicates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B01D2253/106—Silica or silicates
    • B01D2253/108—Zeolites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B01D2253/112—Metals or metal compounds not provided for in B01D2253/104 or B01D2253/106
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/45—Gas separation or purification devices adapted for specific applications
    • B01D2259/4508—Gas separation or purification devices adapted for specific applications for cleaning air in buildings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Combustion & Propulsion (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)
  • Drying Of Gases (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)

Abstract

Изобретение относится к устройству, способу и их использованию для выделения воды из газов или очистки воды. Устройство содержит контейнер с герметичным отверстием, крышкой, гигроскопичным материалом и устройством подачи энергии, расположенным в гигроскопичном материале, при этом контейнер выполнен из теплопроводного не прозрачного материала. Устройство может быть применено для полива и производства воды, а также в системах климатизации закрытых помещений, кондиционирования воздуха или снижения влажности. Способ выделения воды из газов заключается в том, что обеспечивают подачу газа, содержащего воду, в контейнер, абсорбируют воду на поверхности или внутри гигроскопичного материала, герметизируют контейнер крышкой, нагревают гигроскопичный материал до тех пор, пока газ в контейнере ни насытится водой в газообразном состоянии, продолжают нагревание до тех пор, пока абсорбированная вода, оставшаяся в гигроскопичном материале, ни перейдет в жидкое состояние без первоначального испарения. Изобретение обеспечивает снижение количества энергии, необходимой для процессов конденсации воды из воздуха. 4 н. и 18 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Изобретение относится к устройству, способу и их использованию для выделения воды из газов или очистки воды.
Доступ к чистой воде является жизненно важным для человека и животных, и на сегодняшний день в связи с ростом населения, изменениями в образе жизни, более широком использовании воды для орошения, вода является дефицитным продуктом в значительной части мира.
Первичными источниками пресной воды являются грунтовые воды, реки и озера. Такая вода не содержит солей, и чтобы применять ее в качестве питьевой воды и для сельскохозяйственных нужд, необходимо лишь очистить ее от грязи и микробов с помощью процессов, требующих мало энергии. Страны, которые не имеют возможности для дополнительного использования грунтовых вод, и у которых нет других эксплуатируемых природных запасов пресной воды, вынуждены получать пресную воду из морской воды. Прежде чем морская вода может быть использована человеком в качестве питьевой воды или для орошения в сельском хозяйстве, сначала она должна быть обессолена с помощью обессоливающих энергоемких процессов. Источники энергии на сегодняшний день основаны на ископаемом топливе, которое вызывает экологический ущерб в виде загрязнения окружающей среды и увеличения глобального потепления. Кроме того, процесс обессоливания производит высококонцентрированные солевые отходы, которые очень токсичны как для растений, так и для животных.
Альтернативным способом преодоления дефицита пресной воды является выделение воды, присутствующей в воздухе. Сегодня существует несколько известных и доступных способов для конденсации воды из воздуха. Эти способы обычно основаны на использовании гигроскопичных материалов, удерживающих влагу, которая присутствует в воздухе. Вода может быть выделена из гигроскопичного материала в жидком виде с помощью различных циклов нагревания и охлаждения. Процессы нагревания и охлаждения воздуха, соответственно, требуют относительно большого количества энергии. Поэтому они не являются конкурентоспособной альтернативой крупномасштабному производству пресной воды из морской воды.
Предшествующий уровень техники включает в себя несколько различных подходов для выделения воды из воздуха. DEI 02006038983 относится к способу, который использует жидкий сорбент с гигроскопичной солью и устройство, создающее давление. Оба способа, CN 101 100866 и RU2230858, описывают системы, для которых требуются различные системы охлаждения, в то время как WO 9907951 относится к системе с вакуумным насосом, который сбрасывает пар в конденсатор. US2, 138,689 относятся к способу получения воды из атмосферы путем выдержки древесины на воздухе в течение ночи. После чего древесина помещается в закрытое пространство, где воздух и древесина подогреваются солнцем. Нагретый воздух насыщается влагой и проходит через канал в конденсатор, после чего собирается сконденсированная вода. Воздух возвращается в закрытое пространство, чтобы впитать больше влаги.
Настоящее изобретение относится к устройству, использованию устройства и способу производства и очистки воды. Изобретение значительно снижает количество энергии, необходимой для процессов конденсации воды из воздуха. Настоящее изобретение использует термодинамические свойства воздуха, например, его способность сохранять воду в газообразной фазе при различных давлениях в герметичных контейнерах. Поскольку данный процесс требует значительно меньше энергии для конденсации воды из воздуха, чем современные способы, расход энергии на единицу добываемой воды уменьшается.
Когда контейнер открыт, гигроскопичный материал подвергается воздействию непрерывного или прерывистого потока газа и тем самым находится в постоянном контакте с влагой, которая поглощается материалом. Количество воды, которое может абсорбировать гигроскопичный материал, зависит, например, от свойств материала, температуры и относительной влажности газа.
Одним аспектом настоящего изобретения является устройство для выделения воды из газа, содержащее контейнер по меньшей мере с одним герметизированным отверстием, по меньшей мере одной крышкой, по меньшей мере одним гигроскопичным материалом и устройством подачи энергии, причем контейнер изготовлен из теплопроводного материала.
В другом варианте осуществления стенки контейнера полностью или частично изготовлены из гидрофобного материала или покрыты им.
Еще в одном варианте осуществления вентилятор или насос обеспечивает поток газа в контейнер.
Другой вариант осуществления содержит устройство подачи энергии, с использованием принципа микроволновой печи, или электронагрева за счет сопротивления металлического провода, или солнечной энергии.
Другой вариант осуществления содержит управляющий механизм герметизации крышки. Управляющий механизм отвечает за количество воды, поглощенной гигроскопичным материалом, и соединен с устройством подачи энергии.
В другом варианте осуществления крышка является обратным клапаном, который может открываться потоком газа, чему способствует, например, вентилятор, или насос, или ветер, и закрываться, когда поток газа прекращается.
Второй аспект настоящего изобретения относится к использованию устройства для полива, ирригации, производства воды, устройств поддержания микроклимата помещений, кондиционирования или снижения влажности.
Третий аспект настоящего изобретения относится к способу выделения воды из газа с помощью контейнера, который содержит, по меньшей мере, одно отверстие, по меньшей мере, один гигроскопичный материал, по меньшей мере, одно устройство подачи энергии и по меньшей мере одну крышку, и включает в себя:
- подачу в контейнер газа, содержащего воду,
- абсорбирование воды на поверхности или внутри гигроскопичного материала,
- герметизацию контейнера крышкой,
- нагревание гигроскопичного материала до тех пор, пока не произойдет насыщение газа в контейнере водой в газообразном состоянии,
- продолжение нагревания до тех пор, пока оставшаяся поглощенная вода в гигроскопичном материале ни перейдет в жидкое состояние без предварительного испарения.
В другом варианте осуществления подача газа обеспечивается с помощью вентилятора, или насоса, или ветра.
В другом варианте осуществления давление в герметичном контейнере уменьшается.
Еще в одном варианте осуществления газ охлаждается непрерывным или прерывистым способом, чтобы поддерживать разность температур между газом и водой, сорбированной поверхностью или объемом гигроскопичного материала. Охлаждение может быть выполнено активно, с использованием устройства охлаждения, или пассивно через теплопроводящий материал, из которого сделан контейнер.
В другом варианте осуществления контейнер сделан из неизоляционного материала и/или теплопроводного материала, а в другом варианте осуществления стенки контейнера полностью или частично изготовлены из гидрофобного материала или покрыты им. Стенки и дно контейнера в одном варианте осуществления могут быть сделаны таким образом, чтобы сконденсированная вода объединялась в большие капли, а затем собиралась для облегчения слива воды.
В одном варианте осуществление движение крышкой может управляться механизмом. Чтобы определить, когда крышка должна быть открыта или закрыта, предпочтительно этот механизм также соединить с гигроскопичным материалом.
Сущность изобретения поясняется на чертежах, где:
Фиг.1. Поперечное сечение контейнера в соответствии с настоящим изобретением, когда контейнер открыт.
Фиг.2. Поперечное сечение контейнера в соответствии с настоящим изобретением, когда контейнер закрыт, при этом производится пар и абсорбированная вода переходит в жидкое состояние.
Фиг.3. Поперечное сечение контейнера в соответствии с настоящим изобретением, содержащим дренирующий элемент и механизм управления.
Фиг.4. Поперечное сечение контейнера в соответствии с настоящим изобретением, в котором контейнер содержит обратные клапаны и вентиляторы или насосы.
Фиг.5. Поперечное сечение контейнера в соответствии с настоящим изобретением, в котором контейнер содержит насос.
Фиг.6. Поперечное сечение гигроскопичного материала.
Термин "крышка" в настоящем изобретении должен быть истолкован как устройство, которое накрывает, закрывает, замыкает и/или герметизирует отверстие. Этот термин также включает в себя клапаны, такие как обратные клапаны.
В настоящем приложении термины "адсорбция" и "адсорбированная" включает в себя все формы сорбции.
В настоящем приложении термин "контейнер" не ограничивается геометрической формой или размером и включает в себя, но не ограничивается, такими терминами, как труба, трубка, емкость и резервуар.
В настоящем приложении термины "в связи с" и "связан с" относится к физическим, а также к оптическим или цифровым соединениям.
Настоящее изобретение основано на том, что гигроскопичный материал, заключенный в контейнер, поглощает воду из окружающего газа, предпочтительно воздуха, и, предпочтительно, до температуры насыщения. Таким образом, после того как гигроскопичный материал абсорбирует воду, контейнер герметизируется с помощью крышки или любой подходящей заглушки, после чего гигроскопичный материал нагревается. Герметизация должна быть выполнена таким образом, чтобы объем газа, находясь в герметичном контейнере, не расширялся при нагревании. Производственный процесс управляется за счет разницы давления паров воды в газе и воды, поглощенной гигроскопичным материалом. Количество воды, выделенное из гигроскопичного материала в окружающую среду, может быть описано как:
dm/dt=CAΔP=CA(P 1 (T 1 )-P 2 (T 2 )),
где С - константа материала, А - поверхность соприкосновения газа с гигроскопичным материалом и Р - давление пара. Когда газ насыщен, то есть имеет 100% относительную влажность, давление пара поглощенной воды в гигроскопичном материале может быть еще выше. Более высокое давление пара и насыщенность газа заставляет поглощенную воду переходить в жидкое состояние. Настоящее изобретение уменьшает количество необходимой энергии, поскольку вместо испарения поглощенной воды в настоящем изобретении требуется только энергия для разрыва связи между водой и гигроскопичным материалом. Это является результатом того, что для испарения требуется энергия как для разрыва связи между абсорбированной водой и гигроскопичным материалом, так и для испарения воды.
В отличие от предшествующего уровня техники настоящее изобретение, таким образом, не зависит от внутренней циркуляции воздуха или функционирования систем охлаждения. Использование не изолирующего или теплопроводного материала в настоящем изобретении делает ненужным использование системы охлаждения.
Во время нагрева гигроскопичного материала вода, поглощаемая поверхностью или объемом материала, будет испаряться. Когда окружающий газ насыщается влагой, дополнительный нагрев вызывает переход части поглощенной воды из абсорбированного в свободное жидкое состояние, фиг.2. Дополнительно, поскольку стенки выполнены из теплопроводного материала (или не изолирующего материала), испаренная вода может конденсироваться на стенках, сдвигая равновесие и способствуя испарению большего количества воды из гигроскопичного материала. Стенки контейнера могут быть сделаны из металлов или сплавов, но не ограничены этими материалами.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения, устройство содержит насос для снижения давления в контейнере, когда контейнер является герметичным. Насос может заменить подачу энергии или нагревательное устройство или может быть дополнением к устройству подачи энергии или нагревательному устройству. Когда крышка герметично закрывает контейнер, насос позволяет снизить давление в герметичном контейнере для смещения баланса давления паров между газом в контейнере и в гигроскопичном материале. При этом вода конденсируется и может быть легко собрана. Давление в герметичном контейнере может быть уменьшено с использованием насоса или любым другим подходящим средством. Если устройство также содержит устройство подачи энергии, снижение давления может быть сделано до, во время или после нагрева гигроскопичного материала. Устройство подачи энергии может дополнительно содержать микроволновый генератор или резистивное нагревательное устройство или установку поглощения солнечной энергии.
Если температура снаружи контейнера низкая, температура контейнера, и соответственно газа, будет низкой, и газ в контейнере не будет способен поддерживать столько воды, и вместо этого, вызовет снижение давление паров при насыщении. Высокая температура в гигроскопичном материале более предпочтительна для создания более высокого давления пара. Кроме того, чем ниже температура газа, тем быстрее идет процесс, и тем больше воды может быть произведено.
Энергия может подводиться к поглощенной воде в гигроскопичном материале в виде тепла, как упоминалось выше, но также и в виде микроволновой или ультразвуковой энергии или их комбинации. Микроволновое или ультразвуковое устройство передачи энергии могут быть расположены рядом с гигроскопичным материалом или на боковых стенках контейнера, или на крышке.
Предпочтительно иметь как можно большую поверхность контакта между гигроскопичным материалом и газом. Таким образом, материал может иметь пористую форму или структуру, иметь форму пластинок, слоев, кругов, зерен или гранул, или их комбинаций.
Настоящее изобретение содержит контейнер 1, имеющий, по меньшей мере, одно отверстие 2, которое может быть загерметизировано с помощью крышки 3 или любым другим подходящим способом. Крышка может быть, например, обратным клапаном. По меньшей мере один гигроскопичный материал 4 находится внутри контейнера и/или в крышке. Контейнер, в том числе крышка, могут быть изготовлены из непрозрачного материала, однако небольшое окно для наблюдения может быть расположено в крышке или на стенках контейнера. Гигроскопичные материалы могут быть сделаны из одного материала или смеси различных гигроскопичнх материалов. Устройство 5 подачи энергии используется для нагрева гигроскопичного материала внутри герметичного контейнера. Это устройство 5 может также функционировать в качестве охлаждающего устройства, но в данном документе именуется как устройство подачи энергии. Устройством подачи энергии можно маневрировать с помощью электричества, топливных элементов, солнечной энергии или любым другим способом, и тепло может поставляться посредством электричества, микроволн (например, по принципу микроволновой печи) или с помощью солнечной энергии. Устройство подачи энергии также может быть соединено с механизмом 7 управления крышкой, чтобы оптимизировать процесс, когда крышка должна быть открыта и закрыта, и когда должен начаться процесс подачи энергии. Дополнительно, контейнер предпочтительно конструируется таким образом, что объем газа в герметичном контейнере остается практически постоянным в течение подачи энергии. Это может быть достигнуто закреплением или блокировкой крышки после закрытия или с использованием обратного клапана в крышке.
Иными словами, механизм 7 управления предпочтительно управляет крышкой 3 и устройством 5 подачи энергии. Когда используется вентилятор или насос, механизм управления может быть подключен к вентилятору или насосу, чтобы подходящим способом контролировать упомянутые вентилятор или насос, фиг.4. Предпочтительно, чтобы крышка была закрыта и герметична, когда гигроскопичный материал насыщается водой. Дополнительно, механизм управления предпочтительно подключать к устройству подачи энергии и гигроскопичному материалу, чтобы контролировать подачу энергии и охлаждение. Соединение может быть реализовано в форме физического соединения, но не ограничиваясь этим, и/или за счет использования различных датчиков. Датчики могут выполнять функцию контроля температуры в гигроскопичном материале для оптимизации начала и окончания подачи энергии, а также управлять температурой в материале для регулирования ее с учетом количества поглощенной воды, температуры окружающей среды и так далее. Предпочтительно, чтобы датчики в гигроскопичном материале были чувствительны к температуре или гигроскопическому уровню. При достижении заданного уровня механизм управления активирует закрытие или открытие крышки и активирует подачу энергии и охлаждение. Если используется вентилятор или насос 8, включение и выключение вентилятора или насоса предпочтительно управляется с помощью механизма контроля. Например, когда достигается определенный гигроскопичный уровень в гигроскопичном материале, включается вентилятор. Это также может быть использовано, когда крышка оснащена обратным клапаном и включение и отключение вентиляторов/насосов открывает и закрывает обратный клапан, фиг.4.
Стенки и дно контейнера предпочтительно должны быть выполнены таким образом, чтобы собирать воду в жидком состоянии, как показано на фиг.3. Это может быть достигнуто устройством канавок, траншей, каналов и т.п. внутри или вдоль стен контейнера, при этом они дополнительно могут продолжаться вдоль нижней панели контейнера к точке сбора. Эти канавки, траншеи или каналы можно сделать из гидрофобного материала. Нижняя плита может быть устроена таким образом, чтобы собирать всю воду со стен и из гигроскопичного материала. Это может быть достигнуто, когда дно имеет наклон в одной или нескольких точках, на фиг.3. Контейнер предпочтительно имеет дренажный элемент 6, который может являться отводом, патрубком, выходным отверстием, но не ограничивается данными элементами.
На фиг.5 показано настоящее изобретение, в котором расположено устройство 12 снижения давления. Этим устройством может быть, например, насос. Место ввода в насос может быть расположено в нижней части контейнера, в стенках контейнера или в крышке. Там также может быть расположено более, чем один насос или более чем один ввод, например, один, два или три насоса или ввода, предпочтительно расположенные в разных местах в контейнере. В одном варианте осуществления вентилятор или насос 8 и устройство 12 снижения давления являются одним и тем же устройством.
Гигроскопичный материал предпочтительно помещается в контейнер и/или в крышку. Материал может быть размещен вдоль стенок контейнера и/или предпочтительно отделен от стенки. Предпочтительно, контейнер изготавливается из теплопроводного и/или не изолирующего материала. Дополнительно, контейнер, включая крышку, предпочтительно изготавливаются таким образом, чтобы разница температур между газом и гигроскопичным материалом была как можно большей.
Гигроскопичный материал может быть размещен в каркасе 10, и устройство подачи энергии может быть частично расположено в гигроскопичном материале, показанном здесь в виде черных точек 4. Торцевая часть устройства 9 подачи энергии, расположенного в гигроскопичном материале, может иметь различную форму, как показано на фиг.6. На фиг.6а концевая часть имеет форму Y или вилки, тогда как на фиг.6b концевая часть устройства 9 имеет главным образом плоскую прямоугольную поверхность, и на фиг.6с концевая часть состоит из нескольких проводов. При размещении концевой части устройства 9 в гигроскопичном материале, нагрев становится намного более эффективным и более равномерно распределенным, по сравнению с тем, как если нагревается весь контейнер или если, например, нагревается только один конец гигроскопичного материала. На фиг.6d показано, как в целях поддержания тепла и/или подведения дополнительной энергии или тепла к гигроскопичному материалу добавлены маленькие металлические или теплопроводящие частицы 11. Гигроскопичный материал может содержать молекулярные фильтры, активированный уголь, цеолит, силикагель, LiCl, CaCl, NANO3, дерево, сульфаты или любой подходящий материал, известный специалисту в данной области, или также комбинацию этих материалов.
Настоящее изобретение предназначено для выделения воды из газа, предпочтительно из воздуха, или для производства воды, или удаления воды из газа. Последнее может быть использовано, например, но не ограничиваясь этим, для снижения влажности в помещениях или в устройствах кондиционирования воздуха.

Claims (22)

1. Устройство для выделения воды из газа, содержащее контейнер, по меньшей мере, с одним герметичным отверстием, по меньшей мере, одной крышкой, по меньшей мере, одним гигроскопичным материалом и устройством подачи энергии, причем контейнер выполнен из теплопроводного не прозрачного материала, причем устройство подачи энергии расположено в гигроскопичном материале.
2. Устройство по п. 1, в котором энергия подается в виде тепла, микроволн или ультразвука.
3. Устройство по любому из пп. 1 и 2, в котором устройством подачи энергии является нагревающим устройство.
4. Устройство по п. 1, в котором устройство дополнительно содержит насос для уменьшения давления в контейнере, когда он герметичен.
5. Устройство по п. 1, в котором стенки контейнера полностью или частично выполнены из гидрофобного материала или покрыты им.
6. Устройство по п. 1, в котором гигроскопичный материал содержит молекулярные фильтры, активированный уголь, цеолит, силикагель, LiCl, CaCl, NaNO3, дерево, сульфаты или любой подходящий материал, обладающий свойством поглощения воды/влаги.
7. Устройство по п. 1, в котором вентилятор или насос увеличивают подачу газа в контейнер.
8. Устройство по п. 1, в котором устройство подачи энергии содержит микроволновой генератор, или резистивное нагревательное устройство, или установку поглощения солнечной энергии.
9. Устройство по п. 1, которое также содержит механизм управления открытием и герметизацией крышки.
10. Устройство по п. 1, в котором устройство содержит элемент слива.
11. Устройство по п. 9, в котором механизм управления подсоединен к гигроскопичному материалу и/или устройству подачи энергии.
12. Устройство по п. 1, в котором стенки контейнера содержат пазы, канавки, каналы и аналогичные приспособления.
13. Применение устройства по любому из пп. 1-12 для полива и производства воды.
14. Применение устройства по любому из пп. 1-12 в системах климатизации закрытых помещений, кондиционирования воздуха или снижения влажности.
15. Способ выделения воды из газа с использованием контейнера, содержащего, по меньшей мере, одно отверстие, по меньшей мере, один гигроскопичный материал, по меньшей мере, одно устройство подачи энергии и, по меньшей мере, одну крышку, в котором:
- обеспечивают подачу газа, содержащего воду, в контейнер,
- абсорбируют воду на поверхности или внутри гигроскопичного материала,
- герметизируют контейнер крышкой,
- нагревают гигроскопичный материал до тех пор, пока газ в контейнере ни насытится водой в газообразном состоянии,
- продолжают нагревание до тех пор, пока абсорбированная вода, оставшаяся в гигроскопичном материале, ни перейдет в жидкое состояние без первоначального испарения.
16. Способ по п. 15, в котором поступление газа поддерживают с помощью вентилятора или насоса или ветра.
17. Способ по любому из пп. 15 и 16, в котором давление в герметичном контейнере снижают.
18. Способ по п. 15, в котором контейнер изготовлен из теплопроводного материала.
19. Способ по п. 15, в котором стенки контейнера полностью или частично изготовлены из гидрофобного материала или покрыты им.
20. Способ по п. 15, в котором управляют крышкой с механизмом управления.
21. Способ по п. 20, в котором механизм управления соединен с гигроскопичным материалом для определения момента, когда крышка должна быть открыта или закрыта.
22. Способ по п. 15, в котором механизм управления подключают к устройству подачи энергии для управления процессом подачи энергии.
RU2012125257/05A 2009-11-19 2010-11-19 Устройство и способ для поглощения воды из газа RU2549849C2 (ru)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0950878-9 2009-11-19
SE0950878 2009-11-19
SE1051128 2010-10-28
SE1051128-5 2010-10-28
PCT/SE2010/051279 WO2011062554A1 (en) 2009-11-19 2010-11-19 Device and method for absorbing water from gas

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012125257A RU2012125257A (ru) 2013-12-27
RU2549849C2 true RU2549849C2 (ru) 2015-04-27

Family

ID=44059848

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012125257/05A RU2549849C2 (ru) 2009-11-19 2010-11-19 Устройство и способ для поглощения воды из газа

Country Status (9)

Country Link
US (1) US9206990B2 (ru)
EP (1) EP2501461B1 (ru)
KR (1) KR20120091373A (ru)
CN (1) CN102686300B (ru)
CA (1) CA2818300A1 (ru)
ES (1) ES2791053T3 (ru)
PL (1) PL2501461T3 (ru)
RU (1) RU2549849C2 (ru)
WO (1) WO2011062554A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU199446U1 (ru) * 2020-04-28 2020-09-01 Валерий Михайлович Тарабанов Устройство кондиционирования воздуха

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE537400C2 (sv) 2013-05-31 2015-04-21 Airwatergreen Ab Anordning och förfarande för att adsorbera vatten från en gas
SE538623C2 (en) * 2014-09-30 2016-10-04 Airwatergreen Ab Device and method for adsorbing water from a gas where the hygroscopic material is regenerated using a pump and a heat exchanger
WO2016058525A1 (en) * 2014-10-17 2016-04-21 The Hong Kong University Of Science And Technology Materials for moisture removal and water harvesting from air
BR112017021842A2 (pt) 2014-11-20 2018-07-10 Univ Arizona State sistemas e métodos para geração de água líquida a partir do ar
TWI718284B (zh) 2016-04-07 2021-02-11 美商零質量純水股份有限公司 太陽能加熱單元
CN115228249A (zh) 2016-05-20 2022-10-25 环球源公司 用于水提取控制的系统和方法
SE541002C2 (en) 2016-07-06 2019-02-26 Airwatergreen Group Ab Device for continuous water absorption and an air cooler
WO2018119244A1 (en) 2016-12-21 2018-06-28 Genesis Systems Llc Atmospheric water generation systems and methods
WO2018235773A1 (ja) * 2017-06-20 2018-12-27 シャープ株式会社 調湿装置および調湿方法
MX2020000464A (es) 2017-07-14 2021-01-08 Zero Mass Water Inc Sistemas para el tratamiento controlado del agua con ozono y metodos relacionados.
WO2019050866A1 (en) * 2017-09-05 2019-03-14 Zero Mass Water, Inc. SYSTEMS AND METHODS FOR MANAGING THE PRODUCTION AND DISTRIBUTION OF LIQUID WATER EXTRACTED FROM AIR
US11384517B2 (en) 2017-09-05 2022-07-12 Source Global, PBC Systems and methods to produce liquid water extracted from air
KR101998474B1 (ko) * 2017-09-12 2019-07-09 포항공과대학교 산학협력단 물 흡수 장치
AU2018346803B2 (en) 2017-10-06 2024-03-14 Source Global, PBC Systems for generating water with waste heat and related methods therefor
SG11202005334RA (en) 2017-12-06 2020-07-29 Zero Mass Water Inc Systems for constructing hierarchical training data sets for use with machine-learning and related methods therefor
AU2019221791B2 (en) 2018-02-18 2024-05-23 Source Global, PBC Systems for generating water for a container farm and related methods therefor
AU2019265024A1 (en) 2018-05-11 2020-12-03 Source Global, PBC Systems for generating water using exogenously generated heat, exogenously generated electricity, and exhaust process fluids and related methods therefor
AU2019359894A1 (en) 2018-10-19 2021-06-10 Source Global, PBC Systems and methods for generating liquid water using highly efficient techniques that optimize production
US20200124566A1 (en) 2018-10-22 2020-04-23 Zero Mass Water, Inc. Systems and methods for detecting and measuring oxidizing compounds in test fluids
CN109654615B (zh) * 2018-11-13 2022-01-21 重庆海尔空调器有限公司 用于除湿的装置及其控制方法
US20220136715A1 (en) 2019-02-05 2022-05-05 Drupps Group Ab Device for Continuous and Efficient Water Absorption and Regeneratation of Desiccant, an Air Cooler, and a Method for Controlling Such a Device
EP3959000A1 (en) 2019-04-22 2022-03-02 Source Global, Pbc Water vapor adsorption air drying system and method for generating liquid water from air
CN111271180B (zh) * 2019-12-24 2022-06-17 哈尔滨工程大学 一种输水槽带涂层的进气滤清装置惯性级叶片
WO2022159443A1 (en) 2021-01-19 2022-07-28 Source Global, PBC Systems and methods for generating water from air

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2101423C1 (ru) * 1996-06-06 1998-01-10 Институт катализа им.Г.К.Борескова СО РАН Способ получения воды из воздуха
DE10107981A1 (de) * 2001-02-19 2002-08-29 Andreas Beil Verfahren und Vorrichtung zur Wassergewinnung

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2083732A (en) * 1932-11-22 1937-06-15 Pittsburgh Res Corp Adsorbent apparatus
US2138689A (en) * 1933-09-28 1938-11-29 Altenkirch Edmund Method for gaining water out of the atmosphere
US3568406A (en) * 1968-10-28 1971-03-09 Ingersoll Rand Co Desiccant air dryer
SE333631B (ru) * 1969-07-17 1971-03-22 C Munters
US4584842A (en) * 1976-08-02 1986-04-29 Tchernev Dimiter I Solar refrigeration
DE2935697C2 (de) * 1979-09-04 1983-03-17 Mittex AG, 9490 Vaduz Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Wasser aus Luft
US4793143A (en) * 1986-03-10 1988-12-27 Rhodes Barry V Enthalpic heat pump desiccant air conditioning system
US5926969A (en) * 1997-06-13 1999-07-27 Universal Dynamics, Inc. Method and apparatus for regenerating a moist absorption medium
DE19734887C2 (de) 1997-08-12 1999-07-22 Saskia Solar Und Energietechni Vorrichtung zur Gewinnung von Wasser aus der Luft
IL124978A (en) 1998-06-17 2003-01-12 Watertech M A S Ltd Method and apparatus for extracting water from atmospheric air
US6511525B2 (en) 1999-11-12 2003-01-28 Sandia Corporation Method and apparatus for extracting water from air using a desiccant
RU2230858C2 (ru) 2001-01-31 2004-06-20 Общество с ограниченной ответственностью "Кубаньгазпром" Способ получения воды из атмосферного воздуха в засушливых и безводных районах с использованием солнечной энергии
US7467523B2 (en) * 2003-08-26 2008-12-23 Aqwest, Llc Autonomous water source
US7264649B1 (en) * 2004-07-23 2007-09-04 Advanced Design Consulting Usa, Inc. System for allergen reduction through indoor humidity control
JP4816231B2 (ja) * 2005-10-07 2011-11-16 日本エクスラン工業株式会社 デシカント空調システム
WO2008018071A2 (en) * 2006-08-08 2008-02-14 Ewa Tech Ltd Method and apparatus for extracting water from atmospheric air and utilizing the same
DE102006038983A1 (de) 2006-08-21 2008-02-28 Logos-Innovationen Gmbh Verfahren zur Herstellung von Trinkwasser aus atmosphärischer Luft
CN101100866A (zh) 2007-07-23 2008-01-09 姚福来 利用太阳能从空气中提取水的装置
US7766998B2 (en) * 2008-01-18 2010-08-03 Hall David R Water extraction apparatus
US8551230B2 (en) * 2009-06-08 2013-10-08 7142871 Canada Inc. PH2OCP—portable water and climatic production system
WO2013036706A1 (en) * 2011-09-08 2013-03-14 Waukesha Electric Systems, Inc. Cold-weather recharging dehydrating breather

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2101423C1 (ru) * 1996-06-06 1998-01-10 Институт катализа им.Г.К.Борескова СО РАН Способ получения воды из воздуха
DE10107981A1 (de) * 2001-02-19 2002-08-29 Andreas Beil Verfahren und Vorrichtung zur Wassergewinnung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU199446U1 (ru) * 2020-04-28 2020-09-01 Валерий Михайлович Тарабанов Устройство кондиционирования воздуха

Also Published As

Publication number Publication date
US20120227582A1 (en) 2012-09-13
EP2501461A1 (en) 2012-09-26
US9206990B2 (en) 2015-12-08
EP2501461B1 (en) 2020-03-04
PL2501461T3 (pl) 2020-08-10
CA2818300A1 (en) 2011-05-26
ES2791053T3 (es) 2020-10-30
RU2012125257A (ru) 2013-12-27
CN102686300A (zh) 2012-09-19
WO2011062554A1 (en) 2011-05-26
CN102686300B (zh) 2015-11-25
EP2501461A4 (en) 2017-12-06
KR20120091373A (ko) 2012-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2549849C2 (ru) Устройство и способ для поглощения воды из газа
Raveesh et al. Advances in atmospheric water generation technologies
Khalil et al. A review: dew water collection from radiative passive collectors to recent developments of active collectors
Peeters et al. Energy performance and climate dependency of technologies for fresh water production from atmospheric water vapour
Bilal et al. Adsorption-based atmospheric water harvesting: A review of adsorbents and systems
Shukla et al. A technical review on regeneration of liquid desiccant using solar energy
El-Ghonemy RETRACTED: Fresh water production from/by atmospheric air for arid regions, using solar energy
US20080148744A1 (en) Water generation from air utilizing solar energy and adsorption refrigeration unit
US7794572B2 (en) Water purification apparatus
US20080135495A1 (en) System And Method For Producing Water
Shafeian et al. Progress in atmospheric water generation systems: A review
KR101991076B1 (ko) 온실 흡착제습 시스템
CN113480062B (zh) 一种空气取水净化一体装置和方法
EP3802969A1 (en) Atmospheric water generation method, device and system
CN1131359C (zh) 吸附式空气取水装置
WO2008114266A2 (en) Apparatus and method for solar cooling and air conditioning
CN205653194U (zh) 利用太阳能和地热能联合驱动的吸附式海水淡化系统
KR20190133316A (ko) 수분흡착패드가 구비된 에어워터장비
CN206089101U (zh) 智能产水器
CN105967258A (zh) 利用太阳能和地热能联合驱动的吸附式海水淡化系统
CN1131358C (zh) 太阳能吸附式空气取水装置
CN205527851U (zh) 一种户外用便携式海水淡化装置
KR102510780B1 (ko) 대기 중 물 수확 생성장치
Raveesh et al. Atmospheric Water Generation: Concepts and Challenges
RU2779883C1 (ru) Устройство генерации атмосферной воды адсорбционного принципа действия