RU2683552C1 - Вихревая установка конденсации влаги из атмосферного воздуха - Google Patents
Вихревая установка конденсации влаги из атмосферного воздуха Download PDFInfo
- Publication number
- RU2683552C1 RU2683552C1 RU2018123746A RU2018123746A RU2683552C1 RU 2683552 C1 RU2683552 C1 RU 2683552C1 RU 2018123746 A RU2018123746 A RU 2018123746A RU 2018123746 A RU2018123746 A RU 2018123746A RU 2683552 C1 RU2683552 C1 RU 2683552C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- vortex
- ejectors
- housing
- installation
- Prior art date
Links
- 238000009833 condensation Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 230000005494 condensation Effects 0.000 title claims abstract description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 2
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 5
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 3
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005661 hydrophobic surface Effects 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- E03B3/28—Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water from humid air
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)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области получения пресной воды из атмосферного воздуха. Вихревая установка конденсации влаги из атмосферного воздуха предусматривает подачу атмосферного воздуха в генераторы энергии сжатого воздуха, подохлаждение потока сжатого и сконцентрированного потока воздуха с осаждением и отбором влаги. Установка выполнена из несущего корпуса в виде конусной трубы со встроенными в нее на входе и установленными равномерно по длине корпуса вихревыми воздушными эжекторами. Каждый из эжекторов соединен со своим воздушным штуцером потока подачи воздуха в корпус. Внутри трубы за воздушными штуцерами установлены завихрители воздушного потока. Снаружи вокруг завихрителя на корпусе установлены охлаждающие элементы тепловых насосов. Торцевая сторона корпуса выполнена в виде изоградиентного диффузора с вихревым дефлектором вверху и влагосборником внизу. При этом расстояния Lмежду установленными по длине корпуса установки вихревыми воздушными эжекторами зависят от диаметра Dкорпуса, где установлены вихревые воздушные эжекторы, и равно L≈(8–10)D. Изобретение обеспечивает создание несложной и экономически эффективной установки с повышенной производительностью получения пресной воды из атмосферного воздуха. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области получения пресной воды из атмосферного воздуха.
Атмосферный воздух является гигантским резервуаром влаги, и даже в засушливых районах содержит, как правило, более 6-10 г воды на 1 м3. Получение воды из воздуха путем его конденсации на холодной поверхности известно с глубокой древности. Еще в античные времена в Крыму для обеспечения водой города Феодосия использовались насыпи из щебня в виде пирамиды, которые сооружались на невысоком горном плато. За счет разницы дневной и ночной температуры окружающего воздуха на поверхности щебня образовывался конденсат и стекал в специальную емкость. Оттуда естественным путем по желобу он поступал к водоразборным сооружениям. За методом добычи воды из атмосферного воздуха с использованием природных энергетических факторов - большое будущее.
Известен способ получения воды из воздуха, заключающийся в том, что формируют поток воздуха, содержащий водяные пары, охлаждают его до температуры ниже точки росы, конденсируют водяные пары в воду, а обезвоженный воздух выбрасывают в атмосферу (патент США N 5203989, Е03В 3/28, 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 генератор энергии сжатого воздуха, требующий затрат внешней энергии.
Недостатками известного способа, предполагающего также использование внешней подводимой энергии для работы холодильной машины, является низкая экономичность использования холодопроизводительности машины, так как только незначительная часть потребляемой ею энергии используется для конденсации паров воды. При этом большая часть холодопроизводительности расходуется на охлаждение обезвоженного воздуха, выбрасываемого в атмосферу.
Известна энергетическая башня, работающая по циклу Майсоценко с косвенно-испарительным охлаждением воздуха (http://sssrregion.ru/pics/Khalatov, Ukraina.pdf, А. Халатов, И. Карп, Б. Исаков. ЦиклМайсоценко и перспективы его использования в Украине). Энергетическая башня состоит из двух вертикальных концентрических цилиндров. Внешняя поверхность внутреннего цилиндра покрыта тонким слоем гидрофобной капиллярно-пористой поверхности, смачиваемой водой. Атмосферный воздух поступает во внутренний цилиндр - сухой канал, где движется вниз, охлаждаясь от холодной стенки канала, температура которой снижается за счет испарения воды из капиллярно-пористой поверхности на наружной стороне внутреннего цилиндра. Вышедший из него холодный воздух поступает в кольцевой влажный канал и движется вверх с увеличением его влажности за счет испарения воды на выходе из влажного канала. Вследствие испарения воды в кольцевом влажном канале масса воздушного потока на выходе из влажного канала больше его массы на входе в сухой канал. Наименьшая температура воздуха, близкая к точке росы, достигается в нижней части градирни на выходе из сухого канала. За счет увлажнения воздуха во влажном канале понижается его давление и возникает подъемная сила, обеспечивающая движение воздуха через сухой и влажный каналы с увеличением его скорости. Кинетическая энергия воздушного потока используется для выработки электроэнергии ветрогенератором, установленным в нижней части сухого канала.
Недостатком известной установки является громоздкость конструкции и невозможность использования в ней экстрагирования влаги из атмосферного воздуха.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для получения воды из атмосферного воздуха и выработки электроэнергии (патент РФ №2620830, МПК Е03В 3/28, опубл. 30.05.2017). Устройство, включающее два концентрически расположенных вертикальных цилиндра, которые образуют «сухой» и «влажный» воздушный каналы, «влажный» канал снабжен гидрофобной капиллярно-пористой поверхностью, смачиваемой водой, а также содержит ветроэнергетическую установку, при этом «влажный» канал размещен во внутреннем вертикальном цилиндре, причем гидрофобная капиллярно-пористая поверхность прикреплена к внутренней стенке внутреннего цилиндра, а концентрический «сухой» канал размещен между внешним и внутренним вертикальными цилиндрами, в нижней части внешнего цилиндра установлена водяная емкость для сбора сконденсированной влаги, каплеулавливающая сетка и несколько рядов пластин стока влаги в водяную емкость с зазорами между пластинами для прохода потока воздуха, при этом водяная емкость связана оросительным трубопроводом с насосом с верхней частью гидрофобной поверхности, а с потребителем она связана трубопроводом отвода пресной воды, над внутренним вертикальным цилиндром установлен с помощью подшипников подвижный корпус трубы Вентури, снабженный ветряным флюгером, а на центральной оси трубы Вентури размещена ветроэнергетическая установка с ветроколесом и электрогенератором, причем корпус трубы Вентури окружен неподвижным кольцевым воздушным соплом, закрепленным на внутреннем вертикальном цилиндре.
Недостатком известного устройства является невозможность организации процесса экстрагирования влаги из атмосферы без электроэнергии, насоса для перекачки воды и системы смачивания водой гидрофобно-капилярной-пористой поверхности. Все это делает устройство сложным, громоздким и увеличивает себестоимость полученной воды.
Задачей предлагаемого изобретения является создание несложной и экономически эффективной установки с повышенной производительностью получения пресной воды из атмосферного воздуха.
В результате использования предлагаемого изобретения снижаются затраты на получение пресной воды из атмосферного воздуха за счет исключения подвода электроэнергии и использования технологий вихревой энергетики путем создания вихревых воздушных потоков внутри установки, существенного увеличения конденсирующих поверхностей благодаря наличию теплообменных пластин завихрителей, дополнительного подохлаждения конденсирующих поверхностей с помощью тепловых насосов, невысокая стоимость вихревых элементов конструкции установки и материалов, из которых они изготавливаются.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что предлагаемая вихревая установка конденсации влаги из атмосферного воздуха, включающая подачу атмосферного воздуха в генераторы энергии сжатого воздуха, подохлаждение потока сжатого и сконцентрированного потока воздуха с осаждением и отбором влаги, согласно изобретению, выполнена из несущего корпуса в виде конусной трубы со встроенными в нее на входе и установленными равномерно по длине корпуса вихревыми воздушными эжекторами, каждый из которых соединен со своим воздушным штуцером потока подачи воздуха в корпус, внутри трубы, за воздушными штуцерами установлены завихрители воздушного потока, а снаружи вокруг завихрителя на корпусе установлены охлаждающие элементы тепловых насосов, торцевая сторона корпуса выполнена в виде изоградиентного диффузора с вихревым дефлектором вверху и влагосборником внизу, а расстояния LВЭ между установленными по длине корпуса установки вихревыми воздушными эжекторами зависят от диаметра DВЭ корпуса, где установлены вихревые воздушные эжекторы и равно LВЭ ≈ (8÷10)DВЭ.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, на котором представлена общая схема вихревой установки конденсации влаги из атмосферного воздуха
Вихревая установка конденсации влаги из атмосферного воздуха содержит несущий корпус в виде конусной трубы 1, встроенные в нее на входе и установленные равномерно по длине корпуса вихревые воздушные эжекторы 2, выполненные в виде корпуса вихревой ветроустановки (патент РФ №2093702, МПК F03D 3/04, опубл. 20.10.1997, Бюл. №29), каждый из которых соединен со своим воздушным штуцером потока подачи воздуха 3 в корпус 1, сразу после воздушного штуцера установлены завихрители воздушного потока 4, выполненные в виде ускорителя потоков выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания с эжектором (патент №2059839, МПК F01N 1/08, F02B 27/04, опубл. 10.05.1996, Бюл. №13), а снаружи, в этом месте на корпусе установлены охлаждающие элементы 5 тепловых насосов 6, торцевая сторона корпуса выполнена в виде изоградиентного диффузора 7 (Волов В.Т., Метод расчета вихревого диффузорного устройства, ИФЖ, 1983, №1. С. 35-41) с вихревым дефлектором 8 вверху и влагосборником 9 внизу.
Вихревая установка конденсации влаги из атмосферного воздуха работает следующим образом.
Атмосферный воздух (ветер) поступает в вихревые воздушные эжекторы 2 и на вихревой дефлектор 8, в эжекторах воздух преобразуется в закрученный концентрированный поток, который подается в воздушный штуцер 3 и далее в корпус установки 1, выполненный в виде конусной трубы, сразу после воздушного штуцера установлены завихрители воздушного потока 4, которые выполняют две функции: - во-первых, закручивают воздушный поток, придавая ему дополнительное ускорение, и, - во-вторых, тонкостенные лопасти завихрителя являются своеобразными теплообменными пластинами, проходя через которые поток воздуха не только ускоряется, но и подохлаждается, т.к. конструкцию завихрителя охватывают охлаждающие элементы 5 тепловых насосов 6, на теплообменных пластинах завихрителя 4, охлажденных до «точки росы» конденсируется влага, которая стекает во влагосборник 9, а осушенный воздух с помощью изоградиентного диффузора 7 поступает в вихревой дефлектор 8 и выбрасывается в атмосферу.
Claims (1)
- Вихревая установка конденсации влаги из атмосферного воздуха, включающая подачу атмосферного воздуха в генераторы энергии сжатого воздуха, подохлаждение потока сжатого и сконцентрированного потока воздуха с осаждением и отбором влаги, отличающаяся тем, что установка выполнена из несущего корпуса в виде конусной трубы со встроенными в нее на входе и установленными равномерно по длине корпуса вихревыми воздушными эжекторами, каждый из которых соединен со своим воздушным штуцером потока подачи воздуха в корпус, внутри трубы за воздушными штуцерами установлены завихрители воздушного потока, а снаружи вокруг завихрителя на корпусе установлены охлаждающие элементы тепловых насосов, торцевая сторона корпуса выполнена в виде изоградиентного диффузора с вихревым дефлектором вверху и влагосборником внизу, а расстояния LВЭ между установленными по длине корпуса установки вихревыми воздушными эжекторами зависят от диаметра DВЭ корпуса, где установлены вихревые воздушные эжекторы, и равно LВЭ≈(8–10)DВЭ.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018123746A RU2683552C1 (ru) | 2018-06-29 | 2018-06-29 | Вихревая установка конденсации влаги из атмосферного воздуха |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018123746A RU2683552C1 (ru) | 2018-06-29 | 2018-06-29 | Вихревая установка конденсации влаги из атмосферного воздуха |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2683552C1 true RU2683552C1 (ru) | 2019-03-28 |
Family
ID=66089999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018123746A RU2683552C1 (ru) | 2018-06-29 | 2018-06-29 | Вихревая установка конденсации влаги из атмосферного воздуха |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2683552C1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2278929C1 (ru) * | 2005-01-20 | 2006-06-27 | Вячеслав Викторович Алексеев | Вихревая система для конденсации влаги из атмосферного воздуха |
| WO2013026126A1 (en) * | 2011-08-23 | 2013-02-28 | Castanon Seaone Diego | Atmospheric water generator |
| US8425660B2 (en) * | 2004-05-26 | 2013-04-23 | Kankyo Co., Ltd. | Method for extracting water from air, and device therefor |
| RU2592116C1 (ru) * | 2015-06-24 | 2016-07-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук | Устройство для извлечения пресной воды из атмосферного воздуха |
| RU2620830C1 (ru) * | 2016-03-09 | 2017-05-30 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва" | Устройство для получения воды из атмосферного воздуха и выработки электроэнергии |
| RU2648796C1 (ru) * | 2016-10-21 | 2018-03-28 | Сергей Содномович Доржиев | Способ и установка экстракции пресной воды из атмосферного воздуха |
-
2018
- 2018-06-29 RU RU2018123746A patent/RU2683552C1/ru active IP Right Revival
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8425660B2 (en) * | 2004-05-26 | 2013-04-23 | Kankyo Co., Ltd. | Method for extracting water from air, and device therefor |
| RU2278929C1 (ru) * | 2005-01-20 | 2006-06-27 | Вячеслав Викторович Алексеев | Вихревая система для конденсации влаги из атмосферного воздуха |
| WO2013026126A1 (en) * | 2011-08-23 | 2013-02-28 | Castanon Seaone Diego | Atmospheric water generator |
| RU2592116C1 (ru) * | 2015-06-24 | 2016-07-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук | Устройство для извлечения пресной воды из атмосферного воздуха |
| RU2620830C1 (ru) * | 2016-03-09 | 2017-05-30 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва" | Устройство для получения воды из атмосферного воздуха и выработки электроэнергии |
| RU2648796C1 (ru) * | 2016-10-21 | 2018-03-28 | Сергей Содномович Доржиев | Способ и установка экстракции пресной воды из атмосферного воздуха |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2015192648A1 (zh) | 利用真空动力节能方法 | |
| CN107560456A (zh) | 一种具有冷凝聚液消雾功能的机械通风冷却塔 | |
| RU2620830C1 (ru) | Устройство для получения воды из атмосферного воздуха и выработки электроэнергии | |
| RU2463410C2 (ru) | Энергоавтономная установка конденсации влаги атмосферного воздуха | |
| CN109361003A (zh) | 一种燃料电池用控湿分水器 | |
| RU2683552C1 (ru) | Вихревая установка конденсации влаги из атмосферного воздуха | |
| CN203428942U (zh) | 蒸发冷凝式海水淡化装置 | |
| CN208970645U (zh) | 一种燃料电池用控湿分水器 | |
| CN201666020U (zh) | 电厂冷却塔节水装置 | |
| RU2681282C1 (ru) | Вихревой экстрактор атмосферной влаги | |
| RU184910U1 (ru) | Устройство получения воды из атмосферного воздуха и выработки электроэнергии | |
| CN208563442U (zh) | 一种空气水分冷凝装置 | |
| CN206339110U (zh) | 一种带有尖峰冷却功能的电力乏汽冷凝器 | |
| CN114641452A (zh) | 用于发电和海水淡化的热电联产涡轮机 | |
| RU187153U1 (ru) | Устройство охлаждения сжатого газа компрессорной станции магистрального газопровода | |
| CN113280647A (zh) | 一种湿式冷却塔节水结构 | |
| CN209326394U (zh) | 一体式变频双效蒸发凝汽器 | |
| CN209470553U (zh) | 一种冷却塔 | |
| RU9641U1 (ru) | Система охлаждения конденсатора паротурбинных установок | |
| RU2686224C1 (ru) | Установка получения пресной воды из атмосферного воздуха морского базирования | |
| RU2613791C1 (ru) | Устройство косвенно-испарительного охлаждения сжатого газа компрессорной станции магистрального газопровода | |
| CN208389707U (zh) | 一种用于烟气脱白处理的系统 | |
| CN207501733U (zh) | 一种具有冷凝聚液消雾功能的机械通风冷却塔 | |
| CN109099723A (zh) | 一种节水型自然通风冷却塔及其冷却方法 | |
| RU2514560C1 (ru) | Способ и устройство для конденсации отработавшего пара турбины |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200630 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20210915 |