RU2732234C1 - Устройство для получения воды из воздуха в условиях криолитозоны - Google Patents
Устройство для получения воды из воздуха в условиях криолитозоны Download PDFInfo
- Publication number
- RU2732234C1 RU2732234C1 RU2020112468A RU2020112468A RU2732234C1 RU 2732234 C1 RU2732234 C1 RU 2732234C1 RU 2020112468 A RU2020112468 A RU 2020112468A RU 2020112468 A RU2020112468 A RU 2020112468A RU 2732234 C1 RU2732234 C1 RU 2732234C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- plates
- water
- pump
- coil
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D5/00—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
-
- 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)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Building Environments (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области устройств для получения воды. Устройство содержит элементы для конденсации влаги из воздуха, состоит из надземной и подземной частей. Подземная часть включает змеевик (8), помещенный в толщу многолетнемерзлого грунта на глубину до 3-5 м, один конец которого выходит на земную поверхность, а другой конец соединен через теплоизолированный трубопровод (7), снабженный насосом (9) для принудительной подачи охлажденного воздуха, с надземной частью, включающей емкость водосборника (1) на стойках (2) с выходным патрубком (3) и зону охлаждения, сооруженной над водосборником (1), выполненной в виде двускатной площадки из наклонных пластин (5). Пластины (5) наклонены во внутреннюю сторону с формированием открытой прорези для прохода образующегося конденсата, для чего в нижней части пластин (5) сварены полые охлаждающие ребра (6), соединенные с трубопроводом (7) змеевика (8). Обеспечивается упрощение устройства для получения воды из воздуха и уменьшение энергопотребности оборудования. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к устройствам для получения воды, в частности, из атмосферного воздуха, в регионах распространения многолетнемерзлого грунта (криолитозоны), и может быть использовано в быту и для потребностей народного хозяйства.
Наиболее распространенным способом получения воды, например, в прибрежных регионах, является выпаривание морской воды и конденсации образовавшегося пара (процесс дистилляции) (см. RU №2117734, кл. E03B 3/28, B01D 5/00, опубл. 20.08.1998; RU №2143530, кл. E03B 3/28, B01D 5/00, опубл. 27.12.1999; DE №2503250, кл. C02F1/18, F24F5/00, опубл. 29.07.1976).
Более экономичным для условий любых регионов является способ получения воды из атмосферного воздуха при его конденсации на охлажденной поверхности.
Известно устройство для получения воды из атмосферного воздуха, содержащее канал для транспортировки потока атмосферного воздуха, охлаждающий элемент, размещенный в канале для транспортировки потока атмосферного воздуха, и систему сбора конденсата (см. RU №2081256, кл. Е03В 3/28, опубл. 10.06.1997). В аналоге в качестве охлаждающего элемента может быть использована компрессионная холодильная машина или термоэлектрический модуль, основанный на явлении Пельтье, блок горячих спаев которого располагают на выходе из канала. Охлажденный обезвоженный воздух обдувает блок горячих спаев, понижая его температуру и увеличивая холодопроизводительность.
Недостатком данного устройства является сложность конструкции, необходимость использования дополнительного холодильного оборудования и повышенная в целом энергопотребность оборудования.
Между тем, известно, что в северных регионах на глубине не менее 3 м в условиях многолетнемерзлых грунтов круглогодично поддерживается постоянная отрицательная температура минус 6°С. Например, естественный кондиционер (см. RU №2538520, кл. F24F 7/00, опубл. 10.01.2015) использует холод многолетнемерзлых грунтов и включает змеевик, помещенный в многолетнемерзлый грунт на глубину до 3-5 м и присоединенный к трубопроводу замкнутого цикла воздухообмена, снабженному впускной заслонкой и размещаемому по периметру охлаждаемых помещений.
Задача, на решение которой направлено заявленное решение, заключается в создании устройства для получения воды из воздуха в летнее время с использованием естественного холода многолетнемерзлых грунтов.
Технический эффект, получаемый при решении поставленной задачи, выражается в упрощении устройства для получения воды из воздуха и уменьшении энергопотребности оборудования.
Для решения поставленной задачи устройство для получения воды из воздуха, содержащее элементы для конденсации влаги из воздуха, отличается тем, что состоит из надземной и подземной частей, при этом подземная часть включает трубопроводный змеевик, помещенный в толщу многолетнемерзлого грунта на глубину до 3-5 м, один конец которого выходит на земную поверхность и закрыт воздухопроницаемой защитной крышкой, а другим концом присоединен через теплоизолированный трубопровод, снабженный насосом для принудительной подачи охлажденного воздуха, с надземной частью, включающей емкость водосборника на стойках с выходным патрубком и зону охлаждения, сооруженной над водосборником, выполненной в виде двускатной площадки из наклонных пластин, изготовленных из температуропроводного и не смачиваемого водой материала, причем, пластины наклонены во внутреннюю сторону с формированием открытой прорези или сквозных отверстий для прохода образующегося конденсата, для чего, в нижней части пластин сварены полые охлаждающие ребра, соединенные с трубопроводом змеевика. Кроме того, насос для принудительной подачи охлажденного воздуха подключен к контроллеру автоматического включения-выключения в соответствии с установленной программой. Кроме того, насос для принудительной подачи охлажденного воздуха снабжен термостатом для автоматического включения-выключения по температуре окружающей среды.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».
Совокупность признаков изобретения обеспечивает решение заявленной технической задачи, а именно, использование естественного холода многолетнемерзлых грунтов для получения воды из воздуха в летнее время.
Известно, что летом атмосфера насыщается водяными парами в результате испарения. В северных регионах коэффициент испарения достаточно высок, что объясняется длительностью солнечного дня, при этом, влажность воздуха, даже в сухое время суток, может достигать до 60-75 %. Установлено, что при оптимальных условиях кондиционирования водяные пары можно обратно превратить в воду, например, при сооружении зоны конденсации над поверхностью земли на высоте 1,5-2,0 м. Полученная вода будет вполне пригодна для питья после санитарной обработки, а также для использования в быту, приусадебном хозяйстве и т.д.
Заявленное техническое решение иллюстрируется чертежом, где на фигуре схематически показано устройство для получения воды из воздуха, которое состоит из надземной и подземной частей.
Надземная часть включает емкость водосборника 1 на стойках 2, формирующих неподвижное основание, снабженная выходным патрубком 3 с краном 4 (см. фиг.). Над емкостью водосборника 1 сооружена зона конденсации, выполненная в виде двускатной площадки из двух наклонных пластин 5, причем, пластины наклонены во внутреннюю сторону, при этом изготовлены из температуропроводного, не смачиваемого водой материала, например, из тонкого металлического листа. Между пластинами 5 имеется прорезь (или отверстия) для прохода конденсируемой влаги в водосборник 1.
С нижней стороны пластин 5 приварены полые охлаждающие ребра 6, сообщающиеся с трубопроводом 7 змеевика 8 подземной части устройства. Трубопровод 7 может быть выполнен проходящим по центру под зоной конденсации. Количество ребер 6 должно быть достаточным для охлаждения поверхности пластин 5.
Подземная часть устройства включает трубопроводный змеевик 8, погруженный непосредственно в толщу слоя многолетнемерзлого грунта на глубину не менее 3-5 м и присоединенный одним концом к трубопроводу 7, в котором над поверхностью земли вмонтирован насос 9. Другой конец змеевика 8 выходит на поверхность земли, снабжен краном, при этом для работы закрывается защитной воздухопроницаемой крышкой. Насос 9 может быть дополнительно оборудован контроллером или термостатом, который включает и выключает насос 9 в автоматическом режиме по установленной программе или в зависимости от температуры окружающего воздуха. Надземная часть трубопровода 7 до зоны конденсации выполнена теплоизолированной, для чего, используются известные способы и материалы для теплоизоляции. Таким образом, охлаждаемый воздух во время работы устройства принудительно проходит через змеевик 8, трубопровод 7 и ребра 6 (см. фиг.).
Надземная часть устройства может быть сооружена над поверхностью земли, например, на высоте около 1,5-2,0 м. В качестве иного варианта может быть выполнено размещение, например, внутри чердачного пространства садового (дачного) домика. В этом случае необходимо обеспечить тщательную теплоизоляцию надземной части трубопровода 7, проходящей до зоны конденсации. При этом теплоизолированная часть трубопровода 7 может быть углублена в землю, например, на глубину до 1 м.
Заявленное устройство работает следующим образом.
В летний период времени, например, при температуре выше 20°С принудительно, либо в автоматическом режиме, включают насос 9 устройства и охлажденный в условиях естественного холода многолетнемерзлых грунтов воздух из змеевика 8, погруженного на глубину 3-5 м в толщу многолетнемерзлого грунта, направляется через трубопровод 7 к надземной части устройства, в т.ч. через полые ребра 6, размещенные под пластинами 5 зоны конденсации. В результате пластины 5 охлаждаются и при омывании теплым, насыщенным влагой воздухом на поверхностях пластин 5 образуется конденсат, который накапливаясь, скатывается и собирается в емкости водосборника 1. При достижении температуры окружающей среды, например, ниже 20°С, подачу охлажденного воздуха прекращают путем выключения насоса 9 в принудительном, либо в автоматическом режиме.
Собранная вода через патрубок 3 может быть выгружена, либо направлена через подключаемые шланги на хозяйственные нужды, например, на орошение огорода, теплиц и т.д.
Таким образом, использование заявленного изобретения позволит получать воду из воздуха в летнее время, при этом, для работы устройства не требуется установки специального дополнительного холодильного оборудования за счет использования естественного холода многолетнемерзлых грунтов. При этом достигается существенное снижение энергопотребности самой установки для получения воды из воздуха, а простота конструкции позволяет обеспечить мобильность устройства и использование для широкого круга потребителей.
Claims (3)
1. Устройство для получения воды из воздуха, содержащее элементы для конденсации влаги из воздуха, отличающееся тем, что состоит из надземной и подземной частей, при этом подземная часть включает змеевик, помещенный в толщу многолетнемерзлого грунта на глубину до 3-5 м, один конец которого выходит на земную поверхность, а другим концом присоединен через теплоизолированный трубопровод, снабженный насосом для принудительной подачи охлажденного воздуха, с надземной частью, включающей емкость водосборника на стойках с выходным патрубком и зону охлаждения, сооруженной над водосборником, выполненной в виде двускатной площадки из наклонных пластин, причем пластины наклонены во внутреннюю сторону с формированием открытой прорези для прохода образующегося конденсата, для чего в нижней части пластин сварены полые охлаждающие ребра, соединенные с трубопроводом змеевика.
2. Устройство для получения воды из воздуха по п. 1, отличающееся тем, что насос для принудительной подачи охлажденного воздуха подключен к контроллеру автоматического включения-выключения.
3. Устройство для получения воды из воздуха по п. 1, отличающееся тем, что насос для принудительной подачи охлажденного воздуха снабжен термостатом для автоматического включения-выключения по температуре окружающей среды.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020112468A RU2732234C1 (ru) | 2020-03-27 | 2020-03-27 | Устройство для получения воды из воздуха в условиях криолитозоны |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020112468A RU2732234C1 (ru) | 2020-03-27 | 2020-03-27 | Устройство для получения воды из воздуха в условиях криолитозоны |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2732234C1 true RU2732234C1 (ru) | 2020-09-14 |
Family
ID=72516479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020112468A RU2732234C1 (ru) | 2020-03-27 | 2020-03-27 | Устройство для получения воды из воздуха в условиях криолитозоны |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2732234C1 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2503250A1 (de) * | 1975-01-28 | 1976-07-29 | Ralf Horst Krauss | Einrichtung zur foerderung und nutzbarmachung des meeres-tiefenwassers fuer klimatisierungs- und kuehlzwecke, sowie fuer die gewinnung von trinkwasser aus der luftfeuchtigkeit |
| RU2081256C1 (ru) * | 1996-04-12 | 1997-06-10 | Владимир Федорович Романовский | Способ извлечения воды из воздуха и устройство для его осуществления |
| RU2538520C1 (ru) * | 2013-07-15 | 2015-01-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования"Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова" | Естественный кондиционер |
-
2020
- 2020-03-27 RU RU2020112468A patent/RU2732234C1/ru active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2503250A1 (de) * | 1975-01-28 | 1976-07-29 | Ralf Horst Krauss | Einrichtung zur foerderung und nutzbarmachung des meeres-tiefenwassers fuer klimatisierungs- und kuehlzwecke, sowie fuer die gewinnung von trinkwasser aus der luftfeuchtigkeit |
| RU2081256C1 (ru) * | 1996-04-12 | 1997-06-10 | Владимир Федорович Романовский | Способ извлечения воды из воздуха и устройство для его осуществления |
| RU2538520C1 (ru) * | 2013-07-15 | 2015-01-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования"Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова" | Естественный кондиционер |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104776731B (zh) | 一种利用间接蒸发冷却实现冷却塔冬季防冻的系统及方法 | |
| US7328584B2 (en) | Fresh water extraction device | |
| US4444249A (en) | Three-way heat pipe | |
| US4459177A (en) | Ground moisture transfer system | |
| Abbouda et al. | Improvement of evaporative cooling system efficiency in greenhouses | |
| CN103510573B (zh) | 一种收集空气中水资源的冷冻制水装置及制水方法 | |
| RU160016U1 (ru) | Установка для получения воды | |
| RU2732234C1 (ru) | Устройство для получения воды из воздуха в условиях криолитозоны | |
| KR101191712B1 (ko) | 건조 지역에서의 집수장치 | |
| CN205682027U (zh) | 玻璃温室 | |
| CN212777948U (zh) | 一种温感式变频热泵装置 | |
| CN217119340U (zh) | 一种用于热源塔防冻液的浓缩装置 | |
| US11578476B2 (en) | Evaporative cooler and moisture condenser with vapor recovery and method | |
| RU2004719C1 (ru) | Установка дл получени пресной воды из атмосферного воздуха | |
| CN203907817U (zh) | 一种空调冷凝水再利用辅助制冷装置 | |
| CN101698518B (zh) | 利用含盐水蒸发进行降温的太阳能蒸馏水机的冷却装置 | |
| RU2686224C1 (ru) | Установка получения пресной воды из атмосферного воздуха морского базирования | |
| CN201520653U (zh) | 一种太阳能蒸馏水机的蒸发式冷却装置 | |
| KR102719695B1 (ko) | 응축수 포집장치가 구비된 태양광발전모듈 | |
| KR200180553Y1 (ko) | 냉방기의 결로수를 이용한 2차 냉각시스템 | |
| RU2248691C2 (ru) | Способ регулирования температуры теплицы и устройство для его осуществления | |
| RU2314465C2 (ru) | Способ охлаждения, замораживания или низкотемпературного хранения продуктов, холодильная камера | |
| RU2827276C1 (ru) | Система охлаждения питательного раствора в гидропонных технологиях выращивания сельскохозяйственных культур | |
| CN217503821U (zh) | 一种利用空调冷凝水辅助降温的装置及适配的空调 | |
| RU2256036C1 (ru) | Автономная установка для конденсации пресной воды из атмосферного воздуха |