RU2710187C1 - Plant for producing water from dry atmospheric air - Google Patents
Plant for producing water from dry atmospheric air Download PDFInfo
- Publication number
- RU2710187C1 RU2710187C1 RU2018136899A RU2018136899A RU2710187C1 RU 2710187 C1 RU2710187 C1 RU 2710187C1 RU 2018136899 A RU2018136899 A RU 2018136899A RU 2018136899 A RU2018136899 A RU 2018136899A RU 2710187 C1 RU2710187 C1 RU 2710187C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- water
- duct
- heat exchanger
- atmospheric air
- Prior art date
Links
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
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
Description
Изобретение относится к опреснительным установкам, вырабатывающим воду из атмосферного воздуха.The invention relates to desalination plants that produce water from atmospheric air.
Известна [1] «Установка для производства дешевой пресной воды» автора Миланич А.И. по патенту РФ №2157874. МПК Е03В 3/28; C02F 1/04.Known [1] "Installation for the production of cheap fresh water" by Milanich A.I. according to the patent of the Russian Federation No. 2157874. IPC E03B 3/28;
Установка содержит конденсационную камеру, воздухозабор в виде флюгера, трубы для забора и сброса воздуха, причем конденсатная камера расположена под водой или в грунте, а воздухозабор - в атмосфере.The installation contains a condensation chamber, an air intake in the form of a weather vane, a pipe for intake and discharge of air, the condensate chamber being located under water or in the ground, and the air intake is in the atmosphere.
Достоинство установки в простате конструкции, а недостатки в низкой производительности и в необходимости приспосабливаться к местности с высокой влажностью воздуха, наличием ветра и обязательным заглублением в грунт или в более холодные слои воды.The advantage of the installation is in the prostate structure, and the disadvantages are low productivity and the need to adapt to areas with high air humidity, the presence of wind and the mandatory burial in the ground or in colder layers of water.
Повысить производительность данной установки возможно за счет использования дополнительных технических средств: теплообменников, циркуляционных насосов и др.It is possible to increase the productivity of this installation through the use of additional technical means: heat exchangers, circulation pumps, etc.
Известен так же [2] «Способ извлечения воды из воздуха, устройство для извлечения воды из воздуха и конденсатор» авторов Карамзина В.А., Макарова В.В. и др. по патенту РФ №2426839. МПК Е03В 3/28; B01D 5/00.Also known [2] "A method of extracting water from air, a device for extracting water from air and a condenser" by the authors Karamzin VA, Makarova VV and others according to the patent of the Russian Federation No. 2426839. IPC E03B 3/28; B01D 5/00.
Устройство содержит блок формирования потока атмосферного воздуха, распылитель воды, конденсатор, блок управления, нагреватель воздуха, элементы, создающие турболентность потока, датчики температуры и влажности, холодильную машину и насосы.The device comprises a unit for forming a stream of atmospheric air, a water atomizer, a condenser, a control unit, an air heater, elements that create turbulence of the stream, temperature and humidity sensors, a refrigerating machine, and pumps.
Данное устройство является конструктивно сложным и дорогим изделием, а вырабатываемая им вода будет иметь высокую стоимость, в том числе, и из-за значительных энергетических затрат на работу вентилятора, насосов и холодильной машины.This device is a structurally complex and expensive product, and the water produced by it will have a high cost, including due to the significant energy costs for the operation of the fan, pumps and refrigeration machine.
Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения (прототипом) является «Установка для получения пресной воды из атмосферного воздуха» авторов Алексеева В.В. и др. по патенту РФ №2131000. МПК Е03В 3/28 {3}. Данная установка содержит аккумулятор холода, воздуховод, водосборник, солнечный коллектор и соединенный с ним нагреватель воздуха, причем аккумулятор холода выполнен из твердого материала, расположенного на водосборнике, воздуховод выполнен в виде вытяжной трубы, расположенной над аккумулятором холода, внутри которого находится нагреватель воздуха, а воздушные каналы находятся в нижней части аккумулятора холода.The closest analogue of the invention (prototype) is the "Installation for fresh water from atmospheric air" authors Alekseeva V.V. and others according to the patent of the Russian Federation No. 2131000. IPC E03B 3/28 {3}. This installation contains a cold accumulator, an air duct, a water collector, a solar collector and an air heater connected to it, and the cold accumulator is made of solid material located on the water collector, the air duct is made in the form of an exhaust pipe located above the cold accumulator, inside which there is an air heater, and air ducts are located at the bottom of the cold accumulator.
Недостатком прототипа являются низкая производительность, обусловленная зарядкой - охлаждением аккумулятора холода только в ночное время и необходимость использования значительного количества оребренных тепловых труб, теплоносителем в которых является вода. Для того, чтобы тепловые трубы с водой эффективно работали, необходимо иметь фазовый переход воды в пар, т.е. нагрев до 100 градусов Цельсия, что маловероятно обеспечить в течение длительного времени суток.The disadvantage of the prototype is the low productivity due to charging - cooling the cold accumulator only at night and the need to use a significant number of finned heat pipes, in which the heat carrier is water. In order for heat pipes to work effectively with water, it is necessary to have a phase transition of water into steam, i.e. heating to 100 degrees Celsius, which is unlikely to provide for a long time.
Задачей предлагаемого изобретения является производство воды из сухого атмосферного воздуха с высокой производительностью и с любой концентрацией водяных паров в регионах, полностью лишенных источников воды для опреснения, в том числе - минерализованных вод.The objective of the invention is the production of water from dry atmospheric air with high productivity and with any concentration of water vapor in regions completely devoid of water sources for desalination, including mineralized water.
Технический результат заключается в следующем:The technical result is as follows:
- применен оребренный кожухотрубный теплообменник-конденсатор, размещенный в грунте, через трубки которого пропускается атмосферный воздух;- a finned shell-and-tube heat exchanger-condenser is used, which is located in the ground, through whose tubes atmospheric air is passed;
- применен воздуховод - вытяжная труба, в верхней части которого установлена эжекторная труба-отборник, соединенная с теплообменником;- an air duct is used - an exhaust pipe, in the upper part of which an ejector tube-sampling device connected to a heat exchanger is installed;
- в воздуховоде размещен нагреватель воздуха из теплоаккумулирующего материала, соединенный с солнечным коллектором, причем на нагреватель направлены так же концентрированные солнечные лучи от рядом расположенного рефлектора, что создает больший перепад температур, улучшающий условия конденсации;- an air heater made of heat-accumulating material is placed in the duct connected to the solar collector, and concentrated solar rays from a nearby reflector are also directed to the heater, which creates a greater temperature difference that improves condensation conditions;
- на верхней части воздуховода установлен кольцевой дефлектор воздушных потоков, создающий дополнительный вакуум в воздуховоде;- an annular air flow deflector is installed on the upper part of the duct, creating an additional vacuum in the duct;
- на верхнюю часть воздуховода нанесена черная теплопроводная поверхность для лучшего его прогрева от солнечной инсоляции.- a black heat-conducting surface is applied to the upper part of the duct for its better heating from solar insolation.
Технический результат достигается за счет того, что в установку, содержащую воздуховод в виде вытяжной трубы с нагревателем воздуха, соединенным с солнечным коллектором, аккумулятор холода, и водосборник, дополнительно введен кожухотрубный теплообменник-конденсатор, размещенный в грунте и оснащенный охлаждающими ребрами, патрубками ввода - вывода воздуха через его внутренние трубки и патрубком выхода конденсата воды, подключенному к водосборнику, причем патрубок ввода теплообменника соединен через регулирующий вентиль с атмосферным воздухом, патрубок вывода воздуха из теплообменника через дополнительный трубопровод соединен с всасывающей эжекторной трубкой-отборником, размещенной в верхней части воздуховода, а в его нижней части размещены окна для забора атмосферного воздуха.The technical result is achieved due to the fact that in the installation containing the exhaust pipe in the form of an exhaust pipe with an air heater connected to the solar collector, a cold accumulator, and a water collector, an additional shell-and-tube heat exchanger-condenser is placed in the ground and equipped with cooling fins, input pipes - air outlet through its internal tubes and a condensate outlet pipe connected to the water collector, and the heat exchanger inlet pipe is connected to an atmospheric valve through a control valve air, the outlet pipe of the air from the heat exchanger through an additional pipe is connected to the suction ejector tube-selector, located in the upper part of the duct, and in its lower part there are windows for intake of atmospheric air.
Технический результат достигается так же за счет того, что на верхнюю часть воздуховода установлен кольцевой дефлектор для воздушных потоков, создающих дополнительный вакуум в воздуховоде.The technical result is also achieved due to the fact that an annular baffle for air flows creating an additional vacuum in the duct is installed on the upper part of the duct.
Технический результат достигается так же за счет того, что напротив окон воздуховода в его нижней части установлен солнечный рефлектор с направлением его отраженных лучей на нагреватель воздуха, а на верхнюю часть воздуховода нанесена черная теплопроводная поверхность.The technical result is also achieved due to the fact that a solar reflector is installed in the lower part opposite the air duct windows with the direction of its reflected rays to the air heater, and a black heat-conducting surface is applied to the upper part of the air duct.
На чертеже изображена «Установка для производства воды из сухого атмосферного воздуха».The drawing shows a "Installation for the production of water from dry atmospheric air."
Установка содержит воздуховод - вытяжную трубу 1, размещенный на определенной глубине в грунте 2, кожухотрубный теплообменник-конденсатор 3, оснащенный охлаждающими ребрами 4, патрубком 5 ввода атмосферного воздуха через входную трубу 6 с регулирующим вентилем 7, патрубком 8 выхода воздуха, патрубком 9 выхода сконденсированной воды, соединенным с водосборником 10 и - внутренними охлаждающими трубками 11 теплообменника. Кожухотрубные конденсаторы-теплообменники [4] известны, смотри, например, «Трубные теплообменники. Кожухотрубные теплообменники». [Электронный ресурс]. www.gigabara.ru/doc/17620.html. Рис. 13-5.The installation comprises an air duct - an
Внутри воздуховода размещены нагреватель 12 воздуха из теплоаккумулирующего материала, соединенный с солнечным коллектором 13 и всасывающая эжекторная трубка-отборник 14, соединенная трубопроводом 15 с патрубком выхода воздуха из теплообменника, а на верху размещен кольцевой дефлектор 16, улавливающий ветровые потоки и усиливающий за счет дополнительного вакуума восходящий поток воздуха в воздуховоде 1.Inside the duct there is an
Верхняя часть воздуховода имеет зачерненное теплопроводное покрытие 17, а ее нижняя часть оснащена окнами 18 для входа атмосферного воздуха и сконцентрированных солнечных лучей от рефлектора - отражателя 19, направленных на нагреватель 12 воздуха внутри воздуховода.The upper part of the duct has a blackened heat-conducting coating 17, and its lower part is equipped with windows 18 for the entry of atmospheric air and concentrated sunlight from the reflector-reflector 19, aimed at the
«Установка для производства воды из сухого атмосферного воздуха» работает следующим образом."Installation for the production of water from dry atmospheric air" works as follows.
В зависимости от величины солнечной инсоляции в пустынной местности нагреватель 12 получает тепловую энергию как от солнечного коллектора 13, так и от рефлектора-отражателя 19, нагревая воздух внутри воздуховода 1.Depending on the amount of solar insolation in a desert area, the
Запас тепловой энергии, накопленный в нагревателе 12, должен обеспечивать эффективную работу устройства, в том числе, когда солнечная инсоляция временно отсутствует, и в ночное время, так как атмосферный воздух ночью имеет более низкую температуру с более высокой концентрацией содержащихся в нем водяных паров и создаются лучшие условия для конденсации воды.The stock of thermal energy accumulated in the
Кроме того, верхняя часть воздуховода 1, имеющая зачерненное теплопроводное покрытие 17, так же способствует нагреву и интенсивному движению воздуха внутри воздуховода. Вертикальное движение воздуха внутри воздуховода создает условия для трубки-отборнику 14 эжектировать атмосферный воздух через трубопровод 15 и патрубок 8 из теплообменника 3. Эжектирование воздуха происходит по входной трубе 6, через открытый вентиль 7, патрубок 5, по внутренним трубкам 11 теплообменника, патрубок 8 и в трубу 15. Эффект от заглубления теплообменника в грунт в качестве аккумулятора-холодильника известен [5]: Антуфьев И.Л. Устройство для получения воды в пустыне. Патент РФ №2526628. МПК Е03В 3/28.In addition, the upper part of the
Наружные охлаждающие ребра 4 теплообменника 3 имеют более низкую температуру грунта в зависимости от глубины, на которой он размещен. Эта температура сохраняется в межтрубном пространстве и воздействует на внешние поверхности внутренних трубок 11, по которым прокачивается (эжектируется) горячий атмосферный воздух. В результате этого на поверхности внутренних трубок 11 образуется конденсат, который скапливается на дне теплообменника и через патрубок 9 поступает в накопительный водосборник 10.The external cooling fins 4 of the heat exchanger 3 have a lower soil temperature depending on the depth at which it is placed. This temperature is stored in the annulus and acts on the outer surfaces of the inner tubes 11 through which hot atmospheric air is pumped (ejected). As a result of this, condensate forms on the surface of the inner tubes 11, which accumulates at the bottom of the heat exchanger and through the
Сухой воздух степей и пустынь отличается низким содержанием паров воды. Его отличительной особенностью являются высокие дневные температуры и сравнительно прохладные ночные часы.The dry air of the steppes and deserts is characterized by a low content of water vapor. Its distinctive feature is high daytime temperatures and relatively cool night hours.
Использование предлагаемой установки, обеспечивающей в процессе суточной работы большие перепады температуры при перегреве атмосферного воздуха, его аккумуляцию в течение суток и охлаждение за счет постоянной температуры грунта, позволит найти широкое применение для практических целей производства воды с высокой производительностью в условиях обезвоженной местности.Using the proposed installation, which ensures large temperature differences during daily work during overheating of atmospheric air, its accumulation during the day, and cooling due to the constant temperature of the soil, will make it possible to find wide application for practical purposes of producing water with high productivity in conditions of dehydrated terrain.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИSOURCES OF INFORMATION
1. Миланич А.И. Установка для производства дешевой пресной воды. Патент РФ №2157874. МПК Е03В 3/28; С02Р 1/04(аналог).1. Milanich A.I. Installation for the production of cheap fresh water. RF patent No. 2157874. IPC E03B 3/28; С02Р 1/04 (analogue).
2. Карамзин В.А., Макаров В.В., Синчурин И.П. и др. Способ извлечения воды из воздуха, устройство для извлечения воды из воздуха и конденсатор. Патент РФ №2426839. МПК Е03В 3/28; B01D 5/00 (аналог).2. Karamzin V.A., Makarov V.V., Sinchurin I.P. etc. A method for extracting water from air, a device for extracting water from air, and a condenser. RF patent No. 2426839. IPC E03B 3/28; B01D 5/00 (equivalent).
3. Алексеев В.В. и др. Установка для получения пресной воды из атмосферного воздуха. Патент РФ №2131000. МПК Е03В 3/28. (прототип). C02F 1/10 (прототип).3. Alekseev V.V. and others. Installation for fresh water from atmospheric air. RF patent №2131000. IPC Е03В 3/28. (prototype).
4. Трубчатые теплообменники. Кожухотрубные теплообменники. [Электронный ресурс] www.gigabaza.ru/doc/17620 html. Рис. 13-5. Многоходовый (по межтрубному пространству) кожухотрубный теплообменник.4. Tubular heat exchangers. Shell and tube heat exchangers. [Electronic resource] www.gigabaza.ru/doc/17620 html. Fig. 13-5. Multipass (in the annular space) shell-and-tube heat exchanger.
5. Антуфьев И.Л. Устройство для получения воды в пустыне. Патент РФ №2526628. МПК Е03В 3/28 (аналог).5. Antufiev I.L. A device for producing water in the desert. RF patent No. 2526628. IPC E03B 3/28 (analog).
6. Трубчатые теплообменники. Кожухотрубные теплообменники. [Электронный ресурс] www.gigabaza.ru/doc/17620 html. Рис. 13-12. Элементы теплообменника с оребрениями.6. Tubular heat exchangers. Shell and tube heat exchangers. [Electronic resource] www.gigabaza.ru/doc/17620 html. Fig. 13-12. Elements of the heat exchanger with fins.
7. Патент Германии DE 3313711 А1, 18.10.84.7. German patent DE 3313711 A1, 10/18/84.
8. Европейский патент ЕР 0430838 А1, 05.06.91.8. European patent EP 0430838 A1, 05.06.91.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018136899A RU2710187C1 (en) | 2018-10-19 | 2018-10-19 | Plant for producing water from dry atmospheric air |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018136899A RU2710187C1 (en) | 2018-10-19 | 2018-10-19 | Plant for producing water from dry atmospheric air |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2710187C1 true RU2710187C1 (en) | 2019-12-24 |
Family
ID=69022997
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018136899A RU2710187C1 (en) | 2018-10-19 | 2018-10-19 | Plant for producing water from dry atmospheric air |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2710187C1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU69751A1 (en) * | 1937-10-15 | 1946-11-30 | В.В. Тугаринов | Device for extracting water from air |
RU2131000C1 (en) * | 1998-02-25 | 1999-05-27 | Алексеев Вячеслав Викторович | Installation for fresh water condensation from atmospheric air |
JP2000213011A (en) * | 1999-01-26 | 2000-08-02 | Sharp Corp | Water purifier with dehumidifying function |
-
2018
- 2018-10-19 RU RU2018136899A patent/RU2710187C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU69751A1 (en) * | 1937-10-15 | 1946-11-30 | В.В. Тугаринов | Device for extracting water from air |
RU2131000C1 (en) * | 1998-02-25 | 1999-05-27 | Алексеев Вячеслав Викторович | Installation for fresh water condensation from atmospheric air |
JP2000213011A (en) * | 1999-01-26 | 2000-08-02 | Sharp Corp | Water purifier with dehumidifying function |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20110114081A1 (en) | Solar collector system | |
RU2463410C2 (en) | Power-independent plant for condensation of atmospheric air moisture | |
RU2278929C1 (en) | Vortex system for condensing moisture from atmospheric air | |
RU160016U1 (en) | INSTALLATION FOR WATER | |
CN209451603U (en) | A kind of novel energy-conserving cooling driers | |
RU2710187C1 (en) | Plant for producing water from dry atmospheric air | |
CN1142106C (en) | Spray driven evaporation-condensation sea water desalter | |
CN106915791A (en) | Horizontal decentralized casing solar energy sea water desalination apparatus with optically focused directly-heated function | |
CN210802113U (en) | Shell-and-tube heat pipe cooling tower | |
US20070137641A1 (en) | Combination heat recovery - solar collector | |
CN104085935A (en) | Multiple-effect distillation solar seawater desalination system using oscillation heat tube | |
RU150516U1 (en) | SUNNY DESALER | |
CN101666566B (en) | Separating device of frost-proof solution and condensed water | |
RU2694308C1 (en) | Apparatus for extracting water from air based on solar module with parabolic concentrator and stirling engine | |
RU96418U1 (en) | SECTION AIR COOLING UNIT TYPE ABC GI WITH GAS COOLER | |
RU2686224C1 (en) | Apparatus for producing fresh water from sea-based atmospheric air | |
CN1733614A (en) | Energy-saving solar energy sea-water distillator | |
RU92160U1 (en) | SECTION SECTION TYPE ABC GI AIR COOLING UNIT | |
RU65395U1 (en) | Desalination plant | |
CN103723782A (en) | Bifunctional distillation system | |
DE20301711U1 (en) | Assembly with conical cover evaporates salt water, brackish water for condensation and recovery of drinking water | |
RU2256036C1 (en) | Autonomous device for condensation of fresh water from atmosphere | |
CN102910695A (en) | Solar seawater desalination device | |
CN219890213U (en) | Automatic drainage water collector | |
RU2182623C2 (en) | Plant with radiation cooling for production of fresh water from humid air |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201020 |