RU2567895C1 - Автономный солнечный опреснитель - Google Patents
Автономный солнечный опреснитель Download PDFInfo
- Publication number
- RU2567895C1 RU2567895C1 RU2014118915/05A RU2014118915A RU2567895C1 RU 2567895 C1 RU2567895 C1 RU 2567895C1 RU 2014118915/05 A RU2014118915/05 A RU 2014118915/05A RU 2014118915 A RU2014118915 A RU 2014118915A RU 2567895 C1 RU2567895 C1 RU 2567895C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tray
- housing
- water
- evaporator
- condensate
- 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
- Y02A20/20—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
- Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технике опреснения морских, соленых и минерализованных вод и может быть использовано для получения опресненной воды без затрат дополнительной энергии. Автономный солнечный опреснитель содержит прямоугольный корпус с установленным в нем испарителем с бортиками 5, снабженным распределителем и покрытым снизу слоем гидротеплоизоляции, делящий полость корпуса на испарительную 7 и конденсационную 8 камеры. Нижняя часть корпуса, в которой расположена конденсационная камера 8 под испарителем, погружена в водоем с морской (минерализованной, соленой) водой. Корпус выполнен из материала с высокой теплопроводностью. Крыша 2 корпуса покрыта сверху фотоэлементами, соединенными с накопительным блоком 4. Испаритель выполнен в виде наклонного испарительного лотка с бортиками 5. Испарительная камера 7 и конденсационная камера 8 сообщаются между собой у бортов корпуса через вертикальные щели. Внутренняя поверхность торцов бортов и днища 10 в конденсационной камере 8 корпуса покрыты решеткой из полос пористого материала. В верхнем торце лотка 5 у правого торца корпуса расположен распределитель, представляющий собой заглушенную на торцах горизонтальную перфорированную трубу, соединенную трубопроводом 13 с погружным питательным насосом 14, помещенным в водоеме 15. Нижний торец лотка 5 соединен с выпускной горизонтальной щелью, устроенной в левом торце корпуса. Днище 10 корпуса в центре соединено с емкостью для сбора конденсата 17, в которой помещен конденсатный насос 18. Питательный 14 и конденсатный 18 насосы снабжаются электроэнергией из накопительного блока фотоэлементов 4. Изобретение позволяет повысить эффективность автономного солнечного опреснителя. 6 ил.
Description
Изобретение относится к технике опреснения морских и соленых (минерализованных) вод и может быть использовано для получения опресненной воды без затраты дополнительной энергии.
Известен солнечный опреснитель, содержащий корпус со светопропускающей поверхностью, емкость с минерализованной водой и емкость для сбора конденсата, в котором емкость с минерализованной водой установлена с зазором к боковым стенкам и днищу корпуса опреснителя, на внешнюю поверхность корпуса опреснителя нанесено селективное покрытие с малым коэффициентом поглощения солнечного излучения и большой степенью черноты, на внутреннюю, обращенную к солнечному излучению поверхность емкости с минерализованной водой, нанесено селективное покрытие с большим коэффициентом поглощения солнечного излучения и малой степенью черноты, а на внутреннюю поверхность корпуса, расположенную выше уровня емкости с минерализованной водой, нанесено зеркальное покрытие [патент РФ №2126770, МПК C02 F1/14, 1999].
Основными недостатками известного солнечного опреснителя являются сложность и ненадежность его конструкции, обусловленные тем, что все внутренне покрытия покрываются солевыми отложениями и прекращают нормально функционировать, невозможность использования его конструкции для получения опресненной воды в больших количествах, необходимость его снабжения энергией для подачи морской (минерализованной, соленой) воды на испарение и удаления полученного опресненного конденсата, что снижает его надежность и эффективность.
Более близким к предлагаемому изобретению является гелиодистиллятор, содержащий корпус с прозрачным покрытием, дефлектор, установленную в корпусе испарительную тарелку с бортиками (испаритель), снабженную питательным патрубком (распределителем) и покрытую снизу слоем гидротеплоизоляции, конденсатор (конденсационная камера), размещенный в нижней части корпуса под тарелкой, погруженный в воду бассейна [авт. св. СССР №1554290, МПК С02F 1/14, 1989].
Основными недостатками известного гелиодистиллятора являются невозможность использования его конструкции для масштабного получения опресненной воды, необходимость периодической очистки поверхности тарелки от солевых отложений и рассола, для чего процесс дистилляции необходимо часто прерывать, необходимость наличия постороннего энергетического источника для насоса откачки полученного дистиллята, что снижает его эффективность.
Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности автономного солнечного опреснителя. Техническая задача реализуется автономным солнечным опреснителем, который содержит прямоугольный корпус, выполненный из материала с высокой теплопроводностью, крыша которого покрыта сверху фотоэлементами, соединенными с накопительным блоком, внутри корпуса размещен наклонный испарительный лоток с бортиками, днище которого снизу покрыто слоем гидротеплоизоляции, делящий полость корпуса на верхнюю испарительную камеру и нижнюю конденсационную камеру, сообщающиеся между собой у бортов корпуса через вертикальные щели, при этом внутренняя поверхность торцов, бортов и днища в нижней конденсационной камере корпуса покрыты решеткой из полос пористого материала, в верхнем торце лотка у правого торца корпуса расположен впускной коллектор, представляющий собой заглушенную на торцах горизонтальную перфорированную трубу, перфорация которой выполнена в направлении движения питательной нагреваемой воды и соединенную трубопроводом с погружным питательным насосом, помещенным в водоеме с морской (минерализованной, соленой) водой, нижний торец лотка соединен с выпускной горизонтальной щелью, устроенной в левом торце корпуса, днище корпуса в центре соединено с емкостью для сбора конденсата, в которой помещен конденсатный насос, при этом большая часть корпуса, в которой расположена конденсационная камера, погружена в водоем, питательный и конденсатный насосы снабжаются электроэнергией из накопительного блока фотоэлементов, а уклон лотка направлен в сторону выпуска питательной воды с уклоном, равным углу естественного откоса воды.
Предлагаемый автономный солнечный опреснитель изображен на фиг. 1-6 (на фиг. 1 показан общий вид, на фиг. 2-6 - основные узлы и их разрезы).
Автономный солнечный опреснитель содержит прямоугольный корпус 1, выполненный из материала с высокой теплопроводностью, крыша 2 которого покрыта сверху фотоэлементами 3, соединенными с накопительным блоком 4 (соединительные электропровода на фиг. 1-5 не показаны), внутри корпуса 1 размещен наклонный испарительный лоток с бортиками 5, днище которого снизу покрыто слоем гидротеплоизоляции 6, делящий полость корпуса 1 на верхнюю испарительную камеру 7 и нижнюю конденсационную камеру 8, сообщающиеся между собой у бортов корпуса 1 через вертикальные щели 9, при этом внутренняя поверхность торцов, бортов и днища 10 в нижней конденсационной камере 8 корпуса 1 покрыты решеткой из полос пористого материала 11, в верхнем торце лотка 5 у правого торца корпуса 1 расположен впускной коллектор 12, представляющий собой заглушенную на торцах горизонтальную перфорированную трубу, перфорация которой выполнена в направлении движения питательной воды, соединенную трубопроводом 13 с погружным питательным насосом 14, помещенным в водоеме с морской (минерализованной, соленой) водой 15, нижний торец лотка 5 соединен с выпускной горизонтальной щелью 16, устроенной в левом торце корпуса 1, днище 10 корпуса 1 в центре соединено с емкостью для сбора конденсата 17, в которой помещен конденсатный насос 18, при этом большая часть корпуса 1, в которой расположена конденсационная камера 8, погружена в водоем 15, питательный и конденсатный насосы 14 и 18 снабжаются электроэнергией из накопительного блока 4 фотоэлементов 3 (соединительные электропровода на фиг. 1-5 не показаны), а уклон лотка 5 направлен в сторону выпуска питательной воды с уклоном, равным углу естественного откоса воды.
В основу работы предлагаемого автономного солнечного опреснителя положено свойство фотоэлементов 3 при воздействии на них солнечных лучей преобразовывать воспринятую солнечную энергию в электрическую и тепловую энергии [авт. св. СССР №1603152, МПК F24 J2/32, 1990].
Автономный солнечный опреснитель работает следующим образом. Корпус 1 погружается в водоем с морской (минерализованной, соленой) водой 14 таким образом, чтобы большая часть конденсационной камеры 8 корпуса 1 была погружена в водоем 15, выпускная горизонтальная щель 16 находилась над уровнем воды в водоеме 15, а крышка 2 была горизонтальной (для обеспечения равномерного приема солнечных лучей в течение светового дня). Такое положение корпуса 1 обеспечивается или соотношением между его весом и центром тяжести, или установкой его на якоря. Далее к распределителю 12 через трубопровод 13 присоединяют погружной питательный насос 14, глубину погружения которого Н выбирают из условий отсутствия в воде механических загрязнений, и включают его в работу (насос 14 снабжается электроэнергией от аккумулятора (на фиг. 1-6 не показан)) в накопительном блоке 4). При падении солнечных лучей на поверхность фотоэлементов 3 в них осуществляется преобразование воспринятой солнечной энергии в электрическую и тепловую энергии. При этом, полученное в фотоэлементах 3 электричество, направляется в накопительный блок 4, где осуществляется трансформация напряжения, силы тока и накопление электрической энергии, которая затем расходуется на привод насосов 14 и 18, а в случае избытка может быть направлено посторонним потребителям. Устойчивая и эффективная работа фотоэлементов 3 обеспечивается непрерывным отводом тепла от них, который осуществляется тем, что полученная в фотоэлементах 3 в результате трансформации солнечной энергии тепловая энергия непрерывно отводится через стенку крыши 2, выполненную из материала с высокой теплопроводностью, в испарительную камеру 7. В испарительной камере 7 поступившее тепло расходуется на нагрев минерализованной питательной воды, движущейся по наклонному испарительному лотку с бортиками 5 в сторону его нижнего торца самотеком за счет его уклона. Последняя подается в лоток 5 питательным насосом 14 через распределитель 12, представляющий собой заглушенную на торцах горизонтальную перфорированную трубу, перфорация которой выполнена в направлении движения питательной нагреваемой воды, что обеспечивает ее равномерное распределение по ширине полотна лотка 5. В процессе нагрева минерализованной воды, которая нагревается до температуры большей, чем температура воды в водоеме 15, часть ее испаряется, а неиспарившаяся часть самотеком перемещается по полотну до нижнего торца лотка 5 и через горизонтальную выпускную щель 16 сливается в водоем 15. Полученный в процессе нагрева питательной воды водяной пар через вертикальные щели 9 поступает в нижнюю конденсационную камеру 8 и конденсируется там, в результате чего при выходе на стационарный режим работы опреснителя давление в конденсационной камере 9 всегда меньше, чем в испарительной камере 8. Конденсация водяного пара, полученного в испарительной камере 8, в конденсационной камере 9 осуществляется в результате процесса теплопередачи от пара через стенки днища 5, выполненного из материала с высокой теплопроводностью, и части боковых стенок корпуса 1 с массивом более холодной воды в водоеме 14, причем пористый материал решетки 3 всасывает образовавшийся конденсат, предотвращая образование жидкостной пленки на внутренней поверхности стенки конденсационной камеры 9 и, таким образом, интенсифицирует процесс конденсации [Тепловые трубы и теплообменники: от науки к практике. Сборник научн. тр. - М.: 1990, с. 22]. Полученный конденсат по полосам пористого материала решетки 11 за счет капиллярных сил движется со всех сторон днища 10 в емкость для сбора конденсата 17, расположенную в центре днища 10, стекает туда за счет силы тяжести, накапливается там и насосом 18 подается потребителю.
Высота бортиков ∆1 лотка 6, ширина вертикальных щелей 10 ∆2 выбираются из условия недопущения перелива питательной воды и свободного прохода пара при максимальной нагрузке опреснителя. Ширина горизонтальной выпускной щели ∆3 должна обеспечивать свободный слив нагретой питательной воды в водоем 14, но в то же время ее сопротивление по воздуху должно быть значительно больше, чем сопротивление вертикальных щелей по водяному пару, что проверяется аэродинамическим и гидравлическим расчетами. Длина лотка 5 выбирается из условия минимального отложения солей на его поверхности, ширина принимается исходя из условий обеспечения равномерного распределения питательной воды на поверхности по ширине и длине лотка 5. Производительность предлагаемого солнечного опреснителя можно увеличить путем размещения параллельно нескольких лотков 5 в одном корпусе 1.
Таким образом, конструкция предлагаемого автономного солнечного опреснителя позволяет проводить масштабный процесс опреснения морской или минерализованной (соленой) воды непосредственно в самом водоеме и транспортировку ее потребителю с использованием только солнечной энергии, что повышает его эффективность.
Claims (1)
- Автономный солнечный опреснитель, содержащий корпус с установленным в нем испарителем с бортиками, снабженным распределителем и покрытым снизу слоем гидротеплоизоляции, делящим полость корпуса на испарительную и конденсационную камеры, размещенные в верхней и нижней частях корпуса, причем нижняя часть корпуса, в которой расположена конденсационная камера под испарителем, погружена в водоем с морской (минерализованной, соленой) водой, отличающийся тем, что корпус выполнен прямоугольным из материала с высокой теплопроводностью, крыша корпуса покрыта сверху фотоэлементами, соединенными с накопительным блоком, испаритель выполнен в виде наклонного испарительного лотка с бортиками, испарительная камера и конденсационная камера сообщаются между собой у бортов корпуса через вертикальные щели, внутренняя поверхность торцов, бортов и днища в конденсационной камере корпуса покрыты решеткой из полос пористого материала, в верхнем торце лотка у правого торца корпуса расположен распределитель, представляющий собой заглушенную на торцах горизонтальную перфорированную трубу, перфорация которой выполнена в направлении движения питательной нагреваемой воды и соединенную трубопроводом с погружным питательным насосом, помещенным в водоеме, нижний торец лотка соединен с выпускной горизонтальной щелью, устроенной в левом торце корпуса, днище корпуса в центре соединено с емкостью для сбора конденсата, в которой помещен конденсатный насос, при этом питательный и конденсатный насосы снабжаются электроэнергией из накопительного блока фотоэлементов, а уклон лотка направлен в сторону выпуска питательной воды с уклоном, равным углу естественного откоса воды.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014118915/05A RU2567895C1 (ru) | 2014-05-13 | 2014-05-13 | Автономный солнечный опреснитель |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014118915/05A RU2567895C1 (ru) | 2014-05-13 | 2014-05-13 | Автономный солнечный опреснитель |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2567895C1 true RU2567895C1 (ru) | 2015-11-10 |
Family
ID=54537230
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014118915/05A RU2567895C1 (ru) | 2014-05-13 | 2014-05-13 | Автономный солнечный опреснитель |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2567895C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2622441C1 (ru) * | 2016-04-15 | 2017-06-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Автономный солнечный опреснитель-электрогенератор |
RU2646004C1 (ru) * | 2017-01-20 | 2018-02-28 | Публичное акционерное общество "Товарно-фондовая купеческая гильдия Великорусского императорского двора" | Автономный солнечный опреснитель морской воды |
EA035985B1 (ru) * | 2019-05-22 | 2020-09-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Автономная гелиотермоэлектрическая опреснительная установка |
RU2745593C2 (ru) * | 2018-07-27 | 2021-03-29 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) | Устройство для получения пресной воды из атмосферного воздуха |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1139937A1 (ru) * | 1981-12-31 | 1985-02-15 | Институт Истории Им.Ш.Батырова | Плавучий гелиоопреснитель |
SU1554290A1 (ru) * | 1986-07-30 | 1993-10-30 | V S Ezhov | Гелиодистиллятор |
-
2014
- 2014-05-13 RU RU2014118915/05A patent/RU2567895C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1139937A1 (ru) * | 1981-12-31 | 1985-02-15 | Институт Истории Им.Ш.Батырова | Плавучий гелиоопреснитель |
SU1554290A1 (ru) * | 1986-07-30 | 1993-10-30 | V S Ezhov | Гелиодистиллятор |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2622441C1 (ru) * | 2016-04-15 | 2017-06-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Автономный солнечный опреснитель-электрогенератор |
RU2646004C1 (ru) * | 2017-01-20 | 2018-02-28 | Публичное акционерное общество "Товарно-фондовая купеческая гильдия Великорусского императорского двора" | Автономный солнечный опреснитель морской воды |
RU2745593C2 (ru) * | 2018-07-27 | 2021-03-29 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) | Устройство для получения пресной воды из атмосферного воздуха |
EA035985B1 (ru) * | 2019-05-22 | 2020-09-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Автономная гелиотермоэлектрическая опреснительная установка |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5801663B2 (ja) | 海水淡水化装置 | |
Kalogirou | Seawater desalination using renewable energy sources | |
US8341961B2 (en) | Solar desalination system | |
EP2804682B1 (en) | Desalination station using a heat pump and photovoltaic energy | |
RU2567895C1 (ru) | Автономный солнечный опреснитель | |
Gude et al. | Feasibility study of a new two-stage low temperature desalination process | |
KR101647994B1 (ko) | 해수담수화가 가능한 태양광발전장치 | |
RU2451641C2 (ru) | Солнечная установка для очистки и опреснения воды | |
US10954138B2 (en) | Liquid purification with film heating | |
KR100904308B1 (ko) | 태양열을 이용한 저에너지 담수화 장치 | |
RU2622441C1 (ru) | Автономный солнечный опреснитель-электрогенератор | |
US9289696B2 (en) | Water desalination system using geothermal energy | |
US20150266750A1 (en) | Solar-powered desalination system | |
RU182041U1 (ru) | Солнечный опреснитель | |
US11639297B1 (en) | Direct solar desalination system with enhanced desalination | |
RU150516U1 (ru) | Солнечный опреснитель | |
RU2655892C1 (ru) | Солнечный опреснитель бассейнового типа | |
RU2668249C1 (ru) | Солнечный опреснитель с параболоцилиндрическими отражателями | |
Rizwan et al. | Experimental verification and analysis of Solar Parabolic Collector for water distillation | |
Alawee et al. | Increase the yield of simple solar distillation using the water drip method | |
EA008492B1 (ru) | Способ и установка для обессоливания воды | |
RU2768909C2 (ru) | Автономный самоориентирующийся солнечный опреснитель-электрогенератор | |
EA035985B1 (ru) | Автономная гелиотермоэлектрическая опреснительная установка | |
US11855306B1 (en) | Methods of production and storage of electric power | |
KR20110134865A (ko) | 수면 부양식 해수 증발기 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160514 |