RU2660273C1 - Method of water from air producing - Google Patents

Method of water from air producing Download PDF

Info

Publication number
RU2660273C1
RU2660273C1 RU2017133387A RU2017133387A RU2660273C1 RU 2660273 C1 RU2660273 C1 RU 2660273C1 RU 2017133387 A RU2017133387 A RU 2017133387A RU 2017133387 A RU2017133387 A RU 2017133387A RU 2660273 C1 RU2660273 C1 RU 2660273C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
air
water
superchargers
tanks
moisture
Prior art date
Application number
RU2017133387A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Владимирович Миронов
Дмитрий Викторович Миронов
Евгений Александрович Жернаков
Михаил Николаевич Чекардовский
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ)
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ)
Priority to RU2017133387A priority Critical patent/RU2660273C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2660273C1 publication Critical patent/RU2660273C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E03WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03BINSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
    • E03B3/00Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water
    • E03B3/28Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water from humid air
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (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)
  • Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: invention relates to methods of autonomous fresh water production by evaporating sea water and condensing a steam-air mixture and can be used for drinking water supply, as well as for household needs. Method of obtaining water from air includes saturation of air with water vapor, formation of a steam-air flow by blowers, supply of compressed air saturated with water vapor into condensers with moisture extraction. Superchargers, powered by the energy of a sea wave, primarly purified air is moved in a closed thermodynamic cycle. Compressed hot moisture-saturated air from the superchargers is fed along vertical ducts located inside vertical water supply lines of external sea water into floating thermally insulated tanks for evaporation. Seawater is heated in water lines by the thermal energy of compressed air. Hot seawater is transferred from the water lines to the tanks by convection due to the difference in densities of cold outside and heated seawater in the water lines for intensive evaporation of water in tanks at elevated temperature and saturation of water vapor pulled by superchargers. Compressed air is throttled after processing in the capacitors, and the dehumidified air that is supercooled by the throttling is heated by the heat of the surrounding seawater. Dried air is supplied for additional heating and saturation with moisture in floating tanks, followed by pulling the steam-air mixture from the tanks and compressing the superchargers.
EFFECT: higher productivity of obtaining fresh water method.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к способам автономного получения пресной воды из атмосферного влагонасыщенного воздуха. Изобретение может быть использовано для питьевого водоснабжения, а также для бытовых и хозяйственных нужд.The invention relates to methods for autonomously producing fresh water from atmospheric moisture-saturated air. The invention can be used for drinking water supply, as well as for domestic and household needs.

Известен способ извлечения воды из паровоздушной смеси, заключающийся в том, что формируют поток воздуха, содержащего пары воды, осуществляют искусственное охлаждение потока воздуха, конденсируют пары воды и получаемую при этом пресную воду-конденсат подают в емкость для сбора воды (патент РФ №2081256, МПК Е03В 3/28, опубл. 10.06.1997). Недостатком способа является необходимость использования внешней подводимой энергии для формирования потока паровоздушной смеси, направляемой в конденсатор для осаждения влаги, которая не является возобновляемой.A known method of extracting water from a steam-air mixture, which consists in the fact that they form a stream of air containing water vapor, carry out artificial cooling of the air stream, condense water vapor and the resulting fresh water-condensate is fed into a tank for collecting water (RF patent No. 2081256, IPC E03B 3/28, published on June 10, 1997). The disadvantage of this method is the need to use external input energy to form a stream of vapor-air mixture directed to a condenser to precipitate moisture, which is not renewable.

Наиболее близким техническим решением к заявленному способу по совокупности признаков является способ получения пресной воды, заключающийся в том, что формируют поток воздуха, содержащего водяные пары, охлаждают его до температуры ниже точки росы, конденсируют водяные пары в воду, а обезвоженный воздух выбрасывают в атмосферу (патент США №5203989, МПК Е03В 3/28, опубл. 20.04.1987). При прокачке потока атмосферного воздуха, содержащего пары воды, происходит их конденсация на охлаждающем элементе холодильной машины и одновременное охлаждение потока воздуха, который выбрасывается в атмосферу. Для прокачки потока атмосферного воздуха необходим нагнетатель, требующий затрат внешней невозобновляемой энергии. Известный способ, предполагающий также использование внешней подводимой энергии для работы холодильной машины, характеризуется низкой экономичностью использования холодопроизводительности машины, так как только незначительная часть потребляемой холодильной машиной энергии используется для конденсации паров воды. При этом большая часть холодопроизводительности расходуется на охлаждение обезвоженного воздуха, выбрасываемого в атмосферу.The closest technical solution to the claimed method according to a combination of features is a method for producing fresh water, which consists in forming a stream of air containing water vapor, cooling it to a temperature below the dew point, condensing water vapor into water, and dehydrated air is emitted into the atmosphere ( US patent No. 5203989, IPC EV 3/28, publ. 04/20/1987). When pumping a stream of atmospheric air containing water vapor, they condense on the cooling element of the chiller and at the same time cool the air stream that is released into the atmosphere. To pump a stream of atmospheric air, a supercharger is required, which requires the cost of external non-renewable energy. The known method, which also involves the use of external input energy for the operation of the chiller, is characterized by low efficiency of using the cooling capacity of the machine, since only a small part of the energy consumed by the chiller is used to condense water vapor. Moreover, most of the cooling capacity is spent on cooling dehydrated air discharged into the atmosphere.

Технической задачей, стоящей перед изобретением, является создание несложного способа получения пресной воды с использованием возобновляемой энергии морской волны, позволяющего с низкой себестоимостью получать пресную воду из влагонасыщенного воздуха.The technical challenge facing the invention is the creation of a simple method for producing fresh water using renewable energy of the sea wave, which allows to obtain fresh water from saturated air with low cost.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение производительности способа по пресной воде за счет принудительного насыщения воздуха влагой при повышенной температуре путем предварительного подогрева морской воды и ее испарения, с использованием тепловой энергии сжатого воздуха, генерируемой энергией морской волны, а также путем использования низкопотенциального тепла наружной морской воды для подогрева осушенного воздуха, используемого в замкнутом термодинамическом цикле. Перемещение первоначально очищенного воздуха в замкнутом термодинамическом цикле позволяет снизить затраты на его постоянную очистку в сравнении с открытым циклом, предполагающим забор воздуха из атмосферы, и получать чистую пресную воду.The technical result of the claimed invention is to increase the productivity of the method for fresh water due to the forced saturation of air with moisture at an elevated temperature by pre-heating sea water and evaporating it, using the thermal energy of compressed air generated by the energy of the sea wave, as well as by using low-grade heat of the external sea water for heating the dried air used in a closed thermodynamic cycle. Moving the initially purified air in a closed thermodynamic cycle allows you to reduce the cost of its continuous cleaning in comparison with an open cycle involving the intake of air from the atmosphere, and to obtain clean fresh water.

Согласно изобретению техническая задача решается, а технический результат достигается следующим образом. Способ получения воды из воздуха включает сжатие влагонасыщенного воздуха нагнетателями, привод нагнетателей энергией морских волн, насыщение воздуха водяными парами в емкостях с испаряющейся морской водой, подогрев морской воды, подачу сжатого насыщенного водяными парами воздуха в конденсаторы, осаждение водяного пара при избыточном давлении в конденсаторах и отбор пресной воды. Нагнететели, согласно способу, перемещают воздух в замкнутом цикле. Сжатый горячий насыщенный влагой воздух подают от нагнетателей по вертикальным воздуховодам, распложенным внутри вертикальных водоводов подачи наружной морской воды в емкости для испарения. Морскую воду нагревают в водоводах тепловой энергией сжатого воздуха. Горячую морскую воду перемещают из водоводов в емкости конвекцией, за счет разности плотностей холодной наружной и нагретой морской воды в водоводах, для интенсивного испарения воды в емкостях при повышенной температуре и насыщения всасываемого компрессорами воздуха водяными парами. Сжатый воздух после конденсаторов дросселируют. Переохлажденный в результате дросселирования воздух подогревают теплом окружающей морской воды и подают в емкости для дополнительного нагрева и насыщения воздуха влагой с последующим всасыванием воздуха из емкостей и сжатием нагнетателями.According to the invention, the technical problem is solved, and the technical result is achieved as follows. A method of producing water from air includes compressing moisture-saturated air with superchargers, driving superchargers with sea energy, saturating air with water vapor in containers with evaporating sea water, heating sea water, supplying compressed air saturated with water vapor to condensers, deposition of water vapor at overpressure in condensers and fresh water selection. Superchargers, according to the method, move air in a closed cycle. Compressed hot moisture-saturated air is supplied from the blowers through vertical ducts located inside the vertical ducts for supplying external sea water to the evaporation tank. Sea water is heated in conduits with the thermal energy of compressed air. Hot seawater is transported from the water lines to the containers by convection, due to the difference in densities of cold external and heated sea water in the water pipes, for intensive evaporation of water in containers at elevated temperatures and saturation of the air drawn in by compressors with water vapor. The compressed air after the condensers is throttled. Supercooled as a result of throttling, the air is heated with the heat of the surrounding sea water and fed into containers for additional heating and saturation of the air with moisture, followed by suction of air from the tanks and compression with superchargers.

Фигура 1 - схема получения воды из воздуха.Figure 1 - scheme for obtaining water from the air.

На фигурах обозначены следующие позиции:The following positions are indicated in the figures:

1 - нагнетатель объемного действия;1 - volumetric supercharger;

2 - всасывающий воздуховод;2 - suction duct;

3 - теплоизолированная плавающая емкость;3 - thermally insulated floating tank;

4 - фиксирующий анкер;4 - fixing anchor;

5 - воздуховод сжатой паровоздушной смеси;5 - duct compressed steam mixture;

6 - водовод для морской воды;6 - conduit for sea water;

7 - конденсатор влаги;7 - moisture condenser;

8 - дроссель;8 - throttle;

9 - воздуховод осушенного воздуха;9 - duct of drained air;

10 - трубопровод с вентилем для отвода пресной воды.10 - pipeline with a valve for draining fresh water.

Способ получения воды из воздуха (см. фигура 1) реализуется следующим образом. Нагнетатели объемного действия (1), работающие от энергии морской волны, забирают паровоздушную смесь по воздуховодам (2) из плавающих теплоизолированных емкостей (3), жестко соединенных с подвижными органами нагнетателей (1). Неподвижные органы нагнетателей (1) фиксируются с дном моря фиксирующими анкерами (4). Сжатая горячая паровоздушная смесь после нагнетателей (1) движется по вертикальным воздуховодам (5), размещенным внутри водоводов (6), отдает свою тепловую энергию морской воде, которая в результате конвекции поступает в плавучие емкости (3). Нагретая морская вода испаряется в емкостях (3). Частично отдавшая свою тепловую энергию морской воде паровоздушная смесь под давлением поступает в конденсаторы (7) через теплообменники для нагрева осушенного воздуха, где из паровоздушной смеси осаждается влага с последующим отбором по трубопроводам (10). Осушенный воздух после конденсаторов (7) дросселируют, сбрасывая давление дросселями (8). Охлажденный после дросселирования осушенный воздух нагревают теплом окружающей морской воды и подают обратно в плавучие емкости (3) по воздуховодам (9), дополнительно нагревая воздух и насыщая его влагой с последующим всасыванием нагнетателями (1).The method of obtaining water from air (see figure 1) is implemented as follows. Volumetric superchargers (1), powered by sea wave energy, take the vapor-air mixture through the air ducts (2) from floating thermally insulated containers (3), rigidly connected to the movable bodies of the superchargers (1). The stationary bodies of the superchargers (1) are fixed with the bottom of the sea by fixing anchors (4). The compressed hot steam-air mixture after the blowers (1) moves along the vertical air ducts (5) located inside the water ducts (6), gives off its thermal energy to seawater, which, as a result of convection, enters the floating containers (3). Heated seawater evaporates in containers (3). The steam-air mixture partially gave up its thermal energy to sea water under pressure enters the condensers (7) through heat exchangers to heat the dried air, where moisture is deposited from the steam-air mixture, followed by selection through pipelines (10). The dried air after the condensers (7) is throttled, depressurizing the throttles (8). The dried air cooled after throttling is heated with the heat of the surrounding sea water and fed back to the floating containers (3) through the air ducts (9), further heating the air and saturating it with moisture, followed by suction by the superchargers (1).

Заявленное техническое решение позволяет преобразовывать даровую энергию морской волны в тепловую энергию, для принудительного насыщения воздуха испаряющейся влагой. Тепловая энергия генерируется в замкнутом термодинамическом цикле перемещения воздуха с использованием низкопотенциального тепла окружающей морской воды. Достоинством замкнутого термодинамического цикла является то, что используемый воздух необходимо очистить только один раз в отличие от открытого цикла с постоянным забором и очисткой атмосферного воздуха. Заявленное техническое решение позволяет снизить затраты на получение пресной воды из воздуха.The claimed technical solution allows you to convert the free energy of the sea wave into thermal energy, for the forced saturation of air with evaporating moisture. Thermal energy is generated in a closed thermodynamic cycle of air movement using low-grade heat of the surrounding sea water. The advantage of a closed thermodynamic cycle is that the air used must be cleaned only once, unlike an open cycle with constant intake and purification of atmospheric air. The claimed technical solution allows to reduce the cost of obtaining fresh water from the air.

Claims (1)

Способ получения воды из воздуха, включающий насыщение воздуха водяными парами, формирование паровоздушного потока нагнетателями, подачу сжатого насыщенного водяными парами воздуха в конденсаторы с отбором влаги, отличающийся тем, что нагнетатели, работающие от энергии морской волны, перемещают первоначально очищенный воздух в замкнутом термодинамическом цикле, подают сжатый горячий насыщенный влагой воздух от нагнетателей по вертикальным воздуховодам, распложенным внутри вертикальных водоводов подачи наружной морской воды в плавучие термоизолированные емкости для испарения, нагревают морскую воду в водоводах тепловой энергией сжатого воздуха, перемещают горячую морскую воду из водоводов в емкости конвекцией за счет разности плотностей холодной наружной и нагретой морской воды в водоводах для интенсивного испарения воды в емкостях при повышенной температуре и насыщения всасываемого нагнетателями воздуха водяными парами, дросселируют сжатый воздух после конденсаторов, переохлажденный дросселированием осушенный воздух нагревают теплом окружающей морской воды, подают осушенный воздух для дополнительного нагрева и насыщения влагой в плавучие емкости с последующим всасыванием паровоздушной смеси из емкостей и сжатием нагнетателями.A method of producing water from air, including saturating air with water vapor, forming a steam-air stream by superchargers, supplying compressed air saturated with water vapor to condensers with moisture extraction, characterized in that the superchargers operating from the energy of the sea wave move the initially purified air in a closed thermodynamic cycle, they supply compressed hot air saturated with moisture from the blowers through vertical ducts located inside the vertical ducts for supplying external sea water to the melt thermally insulated containers for evaporation, heat seawater in water pipelines with the heat energy of compressed air, move hot seawater from water pipelines to tanks by convection due to the difference in densities of cold external and heated sea water in water ducts for intensive evaporation of water in tanks at elevated temperatures and saturation of the suction pump air with water vapor, throttle the compressed air after the condensers, the dry air supercooled by throttling is heated by the heat of the surrounding sea rows, dehumidified air is fed to the auxiliary heating and moisture saturation in the floating tanks followed by suction of vapor from containers and compression superchargers.
RU2017133387A 2017-09-25 2017-09-25 Method of water from air producing RU2660273C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017133387A RU2660273C1 (en) 2017-09-25 2017-09-25 Method of water from air producing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017133387A RU2660273C1 (en) 2017-09-25 2017-09-25 Method of water from air producing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2660273C1 true RU2660273C1 (en) 2018-07-05

Family

ID=62815442

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017133387A RU2660273C1 (en) 2017-09-25 2017-09-25 Method of water from air producing

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2660273C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3357898A (en) * 1964-12-03 1967-12-12 Milan M Novakovich Floatable solar still for producing potable water from impure water
US3498077A (en) * 1968-02-26 1970-03-03 Us Navy Atmospheric water recovery method and means
US5203989A (en) * 1991-01-30 1993-04-20 Reidy James J Portable air-water generator
RU2117734C1 (en) * 1997-10-21 1998-08-20 Борис Федорович Кочетков Device for producing fresh water
CN103031873A (en) * 2013-01-09 2013-04-10 刘启宸 Device for producing fresh water and cold air by using cryogenic sea water and wave energy
RU2609375C1 (en) * 2016-04-22 2017-02-01 Общество с ограниченной ответственностью "ЭЛЕКТРОРАМ", ООО "ЭЛЕКТРОРАМ" Method for producing water from air
RU2631469C1 (en) * 2016-11-29 2017-09-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) Method for producing water from air

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3357898A (en) * 1964-12-03 1967-12-12 Milan M Novakovich Floatable solar still for producing potable water from impure water
US3498077A (en) * 1968-02-26 1970-03-03 Us Navy Atmospheric water recovery method and means
US5203989A (en) * 1991-01-30 1993-04-20 Reidy James J Portable air-water generator
RU2117734C1 (en) * 1997-10-21 1998-08-20 Борис Федорович Кочетков Device for producing fresh water
CN103031873A (en) * 2013-01-09 2013-04-10 刘启宸 Device for producing fresh water and cold air by using cryogenic sea water and wave energy
RU2609375C1 (en) * 2016-04-22 2017-02-01 Общество с ограниченной ответственностью "ЭЛЕКТРОРАМ", ООО "ЭЛЕКТРОРАМ" Method for producing water from air
RU2631469C1 (en) * 2016-11-29 2017-09-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) Method for producing water from air

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101974843B (en) Vacuum heat pump clothes-drying method and dryer
CN105174330B (en) The apparatus and method for preparing distilled water with negative pressure low-temperature boiling are driven based on heat pump
CN101666576A (en) Heat pump cyclic medium dehumidification curing barn
CN107594583A (en) A kind of energy-efficient drying device of fruits and vegetables low-pressure superheated steam and method
CN101363682A (en) Energy-conserving drying system
CN107647446B (en) Two-stage heat pump recovery device and method for waste steam and waste heat in low-pressure superheated steam drying of fruits and vegetables
CN102445066B (en) Natural air dehydrating and preheating drying oven system adopting condensate water waste heat for two-effect flash evaporation
CN102506564A (en) Condensation water residual heat first-effect flash evaporation natural air dehumidifying, preheating and drying baking oven system
CN106500492B (en) Water circulation type mechanical vapor recompression MVR drying system and method thereof
RU2660273C1 (en) Method of water from air producing
CN205784074U (en) Vacuum cooling driers low temperature and low pressure steam replaces ice melting system
KR20080039861A (en) The method and manufacturing unit for salt
CN103743196B (en) A kind of hot blast closed circulation highly effective drying energy saving technique and system
CN110953845A (en) LNG vacuum freeze drying system and using method
CN208462886U (en) Soy sauce raw material steaming device
CN201488479U (en) Cyclic medium dehumidification barn for heat pumpdehumidification
CN203286857U (en) Device for steam recompression and material drying
CN109368976A (en) A kind of hollow blade type dryer and its drying system for sludge drying
CN108706668A (en) A kind of seawater desalination system of multi-mode heating vapour source
CN210107891U (en) Heat pump type drying device for aquatic products
CN115003975B (en) Vacuum dryer without vacuum pump
CN209910289U (en) Energy-saving heat pump aquatic products drying device
WO2018101852A1 (en) Method for producing water from air
RU2780743C1 (en) Method for obtaining fresh water
CN106123510A (en) From backheat wood drying system and method

Legal Events

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

Effective date: 20200926