RU2734834C1 - Cooler for climate control - Google Patents

Cooler for climate control Download PDF

Info

Publication number
RU2734834C1
RU2734834C1 RU2019145616A RU2019145616A RU2734834C1 RU 2734834 C1 RU2734834 C1 RU 2734834C1 RU 2019145616 A RU2019145616 A RU 2019145616A RU 2019145616 A RU2019145616 A RU 2019145616A RU 2734834 C1 RU2734834 C1 RU 2734834C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
air
injector
altitude
height
clouds
Prior art date
Application number
RU2019145616A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Владимирович Рогожкин
Евгений Викторович Коленов
Владимир Игоревич Горынин
Алексей Вячеславович Шеволдин
Original Assignee
Владимир Владимирович Рогожкин
Евгений Викторович Коленов
Владимир Игоревич Горынин
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 Владимир Владимирович Рогожкин, Евгений Викторович Коленов, Владимир Игоревич Горынин filed Critical Владимир Владимирович Рогожкин
Priority to RU2019145616A priority Critical patent/RU2734834C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2734834C1 publication Critical patent/RU2734834C1/en
Priority to PCT/RU2020/000646 priority patent/WO2021137725A1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G15/00Devices or methods for influencing weather conditions
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04HBUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H5/00Buildings or groups of buildings for industrial or agricultural purposes
    • E04H5/10Buildings forming part of cooling plants
    • E04H5/12Cooling towers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28CHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA COME INTO DIRECT CONTACT WITHOUT CHEMICAL INTERACTION
    • F28C1/00Direct-contact trickle coolers, e.g. cooling towers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Atmospheric Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: invention relates to atmospheric physics and applied meteorology. Device comprises means to create upward air flow to atmosphere and includes 2 or more injectors and 3–33 helical fan with electric overall performance of the injector at least 50,000 m3/s and the output speed of the moist air not less than 40 m/s. Each injector has housing from inner and outer walls with height of not less than 180 m, diameter of outlet nozzle is not less than 60 m. Along housing height horizontal rows are located windows for regulation of air intake, and screw fans are located inside housing in circumferential direction on load-carrying floors and are equipped with air intake pressure channels. In each injector in walls between walls there installed is vertical wireline pre-stressing system, built-in unit for preparation of air masses, which contains reservoirs for water and water pumps for its injection into injected air. Device is also equipped with means of monitoring the chemical composition of moved air masses.
EFFECT: cooler provides higher efficiency of controlled generation of high-altitude industrial-grade cirrus clouds of Cirrus type due to movement of ecologically clean atmospheric moisture to height of domination of geostrophic winds with simultaneous cooling of earth surface by formation of regional shadow zone above problematic territory.
1 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области физики атмосферы и прикладной метеорологии, а именно к устройствам для искусственного изменения атмосферных условий над заданной территорией, и может найти применение для управления температурой воздуха при аномальном потеплении, в том числе в Европе, а также для реновации пустынь.The invention relates to the field of atmospheric physics and applied meteorology, namely to devices for artificially changing atmospheric conditions over a given territory, and can be used to control air temperature during abnormal warming, including in Europe, as well as for the renovation of deserts.

Известно, что средняя температура атмосферы Земли за 100 лет увеличилась примерно на 0,74°С. Несмотря на малую величину ее прироста, негативные последствия могут быть значительными и считаются склонными к росту при дальнейшем приросте средней температуры. В последнее время рост жары летом, засухи, зон пустынь, числа более интенсивных, обширных и загрязняющих воздух лесных пожаров, наводнений и т.д. стали реальной проблемой для населения Европы.It is known that the average temperature of the Earth's atmosphere over 100 years has increased by about 0.74 ° C. Despite the small value of its increase, the negative consequences can be significant and are considered prone to growth with a further increase in the average temperature. Recently, there has been an increase in summer heatwaves, droughts, desert zones, more intense, extensive and air-polluting forest fires, floods, etc. became a real problem for the population of Europe.

Кроме проблемы климата в Европе, обозначим вторую проблему - для пустыни.In addition to the climate problem in Europe, let us designate the second problem - for the desert.

Также известно, что на морском побережье пустыни с мая по октябрь, когда температура воздуха превышает +50°С, а вода разогревается до +35°С, в небе совсем нет облаков.It is also known that on the sea coast of the desert from May to October, when the air temperature exceeds + 50 ° C, and the water heats up to + 35 ° C, there are no clouds in the sky.

Причина отсутствия облаков при обилии морской атмосферной влаги кроется в специфической структуре атмосферы прибрежной пустыни, порождаемой ее разогретой солнцем поверхностью. Можно считать, что над горячей поверхностью пустыни в атмосфере формируются задерживающие The reason for the absence of clouds with an abundance of marine atmospheric moisture lies in the specific structure of the atmosphere of the coastal desert, generated by its surface heated by the sun. It can be assumed that over the hot surface of the desert in the atmosphere, delaying

слои («температурные инверсии»), препятствующие подъему влажного морского воздуха на высоту облакообразования.layers ("temperature inversions") that prevent the rise of humid sea air to the height of cloud formation.

Зимой, с ноября по март, облака над морем и побережьем пустынных территорий не редкость, бывают и дожди. Таким образом, присутствует разрыв кругооборота воды в природе в летнее время.In winter, from November to March, clouds over the sea and the coast of desert areas are not uncommon, there are also rains. Thus, there is a gap in the water cycle in nature in the summer.

Пустыня как геообъект есть двумерная природная аномалия, тонкая и плоская - уже на высоте 6 км от поверхности жары нет, за бортом мороз; под землей в пещерах тоже вполне сносно, а между этими «холодами» - зной, безводье и горячий песок (глина, камень). Тем не менее, эта природная аномалия устойчива и успешно расширяется, этакий «стригущий лишай» планеты. Занимают пустыни уже более одной пятой части всей земной суши.A desert as a geo object is a two-dimensional natural anomaly, thin and flat - there is no heat already at an altitude of 6 km from the surface, frost is overboard; underground in caves is also quite tolerable, and between these "cold weather" - heat, waterlessness and hot sand (clay, stone). Nevertheless, this natural anomaly is stable and successfully expanding, a kind of "ringworm" of the planet. Deserts occupy more than one fifth of the entire earth's land area.

Многие острые проблемы человечества и Европы разрешатся, если восстановить кругооборот воды в зоне пустыни и зазеленить ее.Many acute problems of mankind and Europe will be resolved if the water circuit in the desert zone is restored and greened.

Таким образом, локальное воздействие на природу с целью регулирования климата в отдельном регионе является актуальной задачей.Thus, the local impact on nature in order to regulate the climate in a particular region is an urgent task.

Общеизвестно, что изменить метеообстановку в регионе можно, если направить вверх жаркие потоки воздуха.It is well known that it is possible to change the meteorological situation in the region if hot air currents are directed upwards.

Известна первая стационарная установка (метеотрон) многократного использования для управления температурой воздуха, созданная в 1961 г. Анри Дессеном, которая содержала более 100 нефтяных горелок, работающих под давлением около 60 атм (см. Вульфсон Н.М., Левин Л.М. «Метеотрон как средство воздействия на атмосферу», Москва, Гидрометеоиздат, 1987, стр. 10).Known for the first stationary installation (meteotron) reusable for air temperature control, created in 1961 by Henri Dessen, which contained more than 100 oil burners operating under a pressure of about 60 atm (see Wolfson N. M., Levin L. M. " Meteotron as a means of influencing the atmosphere ”, Moscow, Gidrometeoizdat, 1987, p. 10).

Метеотрон - это своего рода тепловая пушка, которая создавала мощный поток теплого влажного воздуха и запускала его вверх.The meteotron is a kind of heat gun that created a powerful stream of warm, moist air and launched it upward.

Недостатками данного устройства являются:The disadvantages of this device are:

- использование горелок, которые загрязняют атмосферу из-за неполного сгорания топлива;- the use of burners that pollute the atmosphere due to incomplete combustion of fuel;

- необходимость сжигания огромного количества топлива, что экономически невыгодно;- the need to burn a huge amount of fuel, which is economically unprofitable;

- высота подъема струй не превосходит 1200 м.- the lifting height of the jets does not exceed 1200 m.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является устройство для регулирования климата «Метеотрон», предназначенное для нагрева воздуха над большой площадью земной поверхности, включающее поворотные колена от турбореактивных двигателей, объединенных общим ресивером, в котором размещена форсажная камера (см. Вульфсон Н.М., Левин Л.М. «Метеотрон как средство воздействия на атмосферу», Москва, Гидрометеоиздат, 1987, стр. 73.)The closest in technical essence to the claimed solution is a device for climate control "Meteotron", designed to heat air over a large area of the earth's surface, including rotary elbows from turbojet engines, united by a common receiver, in which the afterburner is located (see Wolfson N.M. ., Levin L.M. "Meteotron as a means of influencing the atmosphere", Moscow, Gidrometeoizdat, 1987, p. 73.)

Недостатком данного устройства является то, что восходящее движение воздуха играет главную роль лишь в начале образования кучевых облаков. Дальнейшее увеличение размеров облаков зависит от горизонтальных и вихревых притоков тепла и водяного пара из окружающей среды.The disadvantage of this device is that the ascending air movement plays a major role only at the beginning of the formation of cumulus clouds. Further increase in the size of the clouds depends on the horizontal and eddy influx of heat and water vapor from the environment.

Недостатком метеотрона также является то, что после наземного нагрева возникает неконтролируемый восходящий поток, который должен преодолеть нисходящие потоки воздуха в антициклоне и горизонтальный ветер, «пробить» задерживающий слой температурной инверсии, достичь уровня точки росы и принести с собой достаточное количество центров конденсации. Если хотя бы одно из условий не выполняется, осадкообразования не происходит.The disadvantage of the meteotron is that after ground heating, an uncontrolled ascending stream appears, which must overcome the descending air currents in the anticyclone and the horizontal wind, “break through” the retarding temperature inversion layer, reach the dew point level and bring with it a sufficient number of condensation centers. If at least one of the conditions is not met, no sedimentation occurs.

Технический результат заявляемого решения заключается в повышении эффективности регулируемой генерации высотной техногенной перистой облачности типа Cirrus за счет перемещения экологически чистой атмосферной влаги на высоту господства геострофических ветров с одновременным охлаждением земной поверхности путем формирования региональной теневой зоны над проблемной территорией.The technical result of the proposed solution is to increase the efficiency of controlled generation of high-altitude technogenic cirrus clouds of the Cirrus type by moving ecologically clean atmospheric moisture to the height of the dominance of geostrophic winds with simultaneous cooling of the earth's surface by forming a regional shadow zone over the problem area.

Для достижения указанного технического результата в Кулере для регулирования климата, содержащем средство для создания потока восходящего воздуха в атмосферу, согласно изобретению, он включает 2 и более инжекторов и 3-33 винтовых вентилятора с электроприводом To achieve the specified technical result in the Cooler for climate control, containing a means for creating a flow of rising air into the atmosphere, according to the invention, it includes 2 or more injectors and 3-33 screw fans with an electric drive

производительностью не менее 45 000 м3/сек, причем каждый инжектор имеет корпус из внутренней и наружной стен высотой не менее 180 м, диаметром выходного сопла не менее 60 м, при этом по высоте корпуса горизонтальными рядами расположены окна для регуляции забора воздуха, а винтовые вентиляторы размещены внутри корпуса по окружности на несущих перекрытиях и снабжены воздухозаборными напорными каналами, при этом в каждый инжектор по центру и в простенках между стенами установлена система тросового вертикального преднапряжения, встроен агрегат для подготовки воздушных масс, содержащий емкости для воды и водяные насосы для впрыскивания ее в инжектируемый воздух, устройство также снабжено средствами контроля химического состава перемещаемых воздушных масс.with a capacity of at least 45,000 m 3 / s, and each injector has a housing made of inner and outer walls with a height of at least 180 m, an outlet nozzle diameter of at least 60 m, while windows for regulating air intake are located in horizontal rows along the height of the housing, and screw the fans are located inside the casing in a circle on the bearing ceilings and are equipped with air intake pressure channels, while a vertical cable prestressing system is installed in each injector in the center and in the walls between the walls, an air mass preparation unit is built in, containing tanks for water and water pumps for injecting it into the injected air, the device is also equipped with means for controlling the chemical composition of the transported air masses.

Заявляемое техническое решение позволяет управлять температурой земной подстилающей поверхности и приземного воздуха с помощью организации над проблемными территориями высотной техногенной облачности (далее - ВТО), используя для этого доступную атмосферную влагу акватории морей и невостребованный тепловой сброс энергетических станций, включая атомные станции.The claimed technical solution allows you to control the temperature of the earth's underlying surface and surface air by organizing high-altitude technogenic clouds (hereinafter referred to as WTO) over problem areas, using for this the available atmospheric moisture of the sea water area and unclaimed thermal discharge from power plants, including nuclear power plants.

ВТО используют на высоте и в направлении геострофического ветра региона, с целью ослабления солнечной радиации для снижения температур земной подстилающей поверхности и приземного воздуха данного региона.WTO is used at the height and in the direction of the geostrophic wind of the region, in order to weaken solar radiation to reduce the temperatures of the earth's underlying surface and the surface air of the region.

Зонтичная облачность, генерируемая в тропосфере с помощью заявляемого технического решения «Кулер для регулирования климата» позволяет ослабить солнечную нагрузку на проблемные территории, например, на территорию Европы. Для формирования высотной облачности используется вертикальная паровоздушная струя от модифицированного инжекторами устройства прибрежного объекта энергетики, образующего высотную (свыше 6 км) оптически плотную облачность верхнего и среднего яруса тропосферы площадью до 100 тыс.кв. км, защищающую приземный Umbrella clouds generated in the troposphere using the proposed technical solution "Cooler for climate control" allows you to reduce the solar load on problem areas, for example, on the territory of Europe. To form high-altitude clouds, a vertical steam-air jet is used from a coastal energy facility modified by injectors, which forms high-altitude (over 6 km) optically dense clouds of the upper and middle troposphere with an area of up to 100 thousand square meters. km, protecting the surface

воздух от перегрева и обеспечивающую доступность территорий Европы атлантическим дождям.air from overheating and ensuring accessibility of European territories to Atlantic rains.

При этом использование сопутствующих возможностей теплосбрасывающих электростанций (далее - ТСЭС) является целесообразным. Например, тепловой (паровой, водяной, воздушный) энергетический сброс мощностью более 1000 МВт при наличии высотной башенной градирни позволяет производить высотную светонепроницаемую облачность - средство для региональной коррекции аномального перегрева Европы.At the same time, the use of the accompanying capabilities of heat-discharge power plants (hereinafter referred to as TSES) is advisable. For example, thermal (steam, water, air) energy discharge with a capacity of more than 1000 MW in the presence of a high-rise cooling tower allows high-altitude opaque clouds to be produced - a means for regional correction of anomalous overheating of Europe.

Заявляемое устройство является аэротермическим, оно предназначено, во-первых, для снижения температуры приземного воздуха территорий Европы, Северной Америки и стран Средиземноморья, а во-вторых, для восстановления гидрологического цикла в пустынях Саудовской Аравии, Ирана, Австралии, Индии, Индонезии, западных регионов Африки.The claimed device is aerothermal, it is intended, firstly, to reduce the temperature of the surface air in Europe, North America and the Mediterranean countries, and secondly, to restore the hydrological cycle in the deserts of Saudi Arabia, Iran, Australia, India, Indonesia, western regions Africa.

Территория Европы (10 млн. км2), как известно, окружена 10 морями с трех сторон, в том числе с запада. Влажность морского воздуха в жаркое время года может достигать ηw ~ 25 г/м3.The territory of Europe (10 million km 2 ) is known to be surrounded by 10 seas on three sides, including from the west. The humidity of the sea air in the hot season can reach η w ~ 25 g / m 3 .

Природный процесс, определяющий температуру воздушной среды тропосферы, зависит от уровня солнечной радиации, достигающей поверхности земли. Облака, включая верхний ярус тропосферы, могут являться эффективным регулятором прямой и рассеянной суммарной солнечной радиации. Часть суммарной радиации поглощается земной поверхностью, ее тепло передается приземному воздуху. Другая часть суммарной радиации отражается от поверхности Земли. Управление температурой воздуха при аномальном потеплении актуально для Европы именно в летнее время (примерно с мая по сентябрь).The natural process that determines the temperature of the tropospheric air depends on the level of solar radiation reaching the earth's surface. Clouds, including the upper layer of the troposphere, can be an effective regulator of direct and scattered total solar radiation. Part of the total radiation is absorbed by the earth's surface, its heat is transferred to the surface air. Another part of the total radiation is reflected from the Earth's surface. Air temperature management during abnormal warming is relevant for Europe in the summer (approximately from May to September).

Помимо воздействия на атмосферу над Европой заявляемое техническое решение также позволяет вернуть дожди и зелень в пустыни на основе применения промышленных атомно-энергетических технологий.In addition to the impact on the atmosphere over Europe, the claimed technical solution also makes it possible to return rain and greenery to the deserts through the use of industrial nuclear energy technologies.

Принцип подавления барьера из горячих слоев воздуха с последующим проникновением на прибрежную территорию с моря природных маловысотных форм дождевой облачности схематически изображен на фигуре 1.The principle of suppressing a barrier from hot air layers with the subsequent penetration of natural low-altitude forms of rain clouds into the coastal area from the sea is schematically shown in figure 1.

В жаркое время года (фиг. 1, верх) воздушные потоки с моря блокируются восходящими (инверсионными) потоками горячего воздуха, идущими от поверхности пустыни. Высотные техногенные облака, гонимые геострофическим ветром (фиг. 1, низ), снижают тепловой поток от солнца, поверхность «холодной пустыни» теряет способность к генерации мощных восходящих инверсионных потоков. В отношении температуры воздуха суша и море поменяются местами.In the hot season (Fig. 1, top), air currents from the sea are blocked by ascending (inversion) hot air currents coming from the desert surface. High-altitude technogenic clouds driven by the geostrophic wind (Fig. 1, bottom) reduce the heat flux from the sun, the surface of the "cold desert" loses its ability to generate powerful ascending inversion flows. With regard to air temperature, land and sea will swap places.

Возникает циркуляция атмосферы ранней весны, способствующая беспрепятственному распространению на континент влажных морских воздушных масс.Вечером и ночью эффект «холодной пустыни» будет усиливаться.There is a circulation of the atmosphere of early spring, contributing to the unimpeded spread of humid sea air masses to the continent. In the evening and at night, the effect of the "cold desert" will intensify.

Маловысотная дождевая облачность будет формироваться над морем за счет интенсивного испарения в летнее дневное время. Приморские приземные ветры будут беспрепятственно и регулярно (ежесуточно и сезонно) доставлять дождевую облачность на континент.Low-altitude rain clouds will form over the sea due to intense evaporation in the summer daytime. Seaside surface winds will deliver rain clouds to the continent unhindered and regularly (daily and seasonally).

Ввиду процесса рассеивания высотных облаков в атмосфере, форма и габариты ВТО и соответственно границы теневой области на земле будут переменчивы. Оптимальной формой «зонтика» ВТО (фиг. 1, низ) считаем сектор с углом раскрытия около 15°.Due to the process of dispersion of high-altitude clouds in the atmosphere, the shape and dimensions of the WTO and, accordingly, the boundaries of the shadow region on the ground will be changeable. The optimal shape of the "umbrella" WTO (Fig. 1, bottom) is considered a sector with an opening angle of about 15 °.

Таким образом, принцип региональной коррекции климата для Европы заключается в управлении температурой земной подстилающей поверхности и приземного воздуха путем генерации высотной техногенной («зонтичной») облачности, используя для этого атмосферную влагу акватории морей и тепловой сброс ТСЭС.Thus, the principle of regional climate correction for Europe is to control the temperature of the earth's underlying surface and surface air by generating high-altitude technogenic ("umbrella") clouds, using the atmospheric moisture of the sea water area and thermal discharge from TSES.

Прообразом высотной техногенной облачности являются перистые облака верхнего и среднего яруса, доминирующие на высоте свыше 6 км, и The prototype of high-altitude technogenic clouds are cirrus clouds of the upper and middle tier, dominating at an altitude of over 6 km, and

их варианты: перистые плотные (Cirrus spissatus, Ci sp), перисто-слоистые (Cirrostratus, Cs), и перисто-кучевые (Cirrocumulus).their variants are: cirrus dense (Cirrus spissatus, Ci sp), cirrostratus (Cirrostratus, Cs), and cirrocumulus (Cirrocumulus).

Водность (вода в твердой фазе) перистого облака составляет: ηci ~ 0.01 г/м3 ~ (1/2500)*ηw.The water content (water in the solid phase) of the cirrus cloud is: ηci ~ 0.01 g / m 3 ~ (1/2500) * η w .

Это обстоятельство является принципиально важным для предлагаемой аэротермической технологии, так как позволяет обеспечивать зонтичной ВТО значительные территории.This circumstance is fundamentally important for the proposed aerothermal technology, since it allows large areas to be provided with an umbrella WTO.

Прозрачность перистой облачности зависит от ее толщины и водности. Показатель ослабления солнечной радиации может достигать 40% и более Время долговечности высотной облачности варьируется от нескольких часов до более суток.The transparency of cirrus clouds depends on its thickness and water content. The index of attenuation of solar radiation can reach 40% or more. The durability of high-altitude clouds varies from several hours to more than a day.

Европа характеризуется преимущественно «внешним» влагооборотом, когда выпадение осадков происходит за счет переноса влаги, воздушных масс в соответствии с Розой ветров.Europe is characterized mainly by "external" moisture circulation, when precipitation occurs due to the transfer of moisture, air masses in accordance with the Rose of Winds.

ВТО может быть эффективным средством ослабления солнечной радиации проблемных территорий Европы в широких пределах, в плавном и обратимом режиме регулирования. Основным источником воды (влаги) для ВТО служит атмосферная влага акватории европейских морей, переносимая техногенными динамическими струями воздуха на высоту более 6 км.WTO can be an effective means of attenuating solar radiation in problem areas of Europe over a wide range, in a smooth and reversible regulation mode. The main source of water (moisture) for the WTO is the atmospheric moisture of the European seas, carried by technogenic dynamic air jets to an altitude of more than 6 km.

Охлаждение регионов Европы может быть осуществлено при выполнении трех условий:The cooling of European regions can be carried out under three conditions:

(1) - наличие природных условий для существования ВТО в Европе;(1) - the presence of natural conditions for the existence of the WTO in Europe;

(2) - наличие природного средства для переноса ВТО в заданном направлении;(2) - the presence of a natural means for transferring the WTO in a given direction;

(3) - наличие технических средств для генерации ВТО.(3) - availability of technical means for WTO generation.

Докажем возможность существования этих условий в Европе.Let us prove the possibility of these conditions in Europe.

(1) Визуальным доказательством наличия условий для существования в Европе зонтичной ВТО от ТСЭС являются фотографии (фиг. 2) типичных тропосферных струй теплого воздуха двух башенных градирен АЭС «Gundremmingen» (Германия) с тепловой мощностью более 2000 МВт (1) The photographs (Fig. 2) of typical tropospheric jets of warm air of two tower cooling towers of the Gundremmingen NPP (Germany) with a thermal power of more than 2000 MW are visual evidence of the existence of conditions for the existence of an umbrella WTO from TSES in Europe

каждая, где детально видны природная маловысотная и техногенная высотная облачность, плотная тень от образованной зонтичной ВТО, источники и направление переноса ВТО. Форма ВТО, зависящая от высотного ветра, близка к сектору с острым углом.each, where natural low-altitude and man-made high-altitude clouds, a dense shadow from the formed umbrella WTO, sources and direction of WTO transport are visible in detail. The WTO shape, depending on the high-altitude wind, is close to a sector with an acute angle.

Относительно высокая температура и начальная скорость теплой струи воздуха градирен ТСЭС в атмосфере могут обеспечить ей достижение высоты более 6 км. Важным фактором для генерации зонтичной ВТО является также минимизация рассеивания струй теплого воздуха приземным ветром.The relatively high temperature and the initial velocity of the warm air jet of the TSES cooling towers in the atmosphere can ensure that it reaches an altitude of more than 6 km. An important factor for the generation of an umbrella WTO is also the minimization of the dispersion of jets of warm air by the surface wind.

(2) Средство направленного переноса зонтичной ВТО - природный высотный (геострофический, «самолетный») ветер верхней тропосферы. В северном полушарии Земли он имеет преимущественно западное направление и скорость от нескольких единиц до 30-40 м/сек. Температура воздуха на высоте от 6 до 15 км составляет минус 10°С - минус 60°С.(2) The means of directional transfer of the umbrella WTO is the natural high-altitude (geostrophic, "airplane") wind of the upper troposphere. In the northern hemisphere of the Earth, it has a predominantly western direction and a speed from several units to 30-40 m / s. The air temperature at an altitude of 6 to 15 km is minus 10 ° С - minus 60 ° С.

Территория экранирования Европы будет определяться местом размещения технических средств генерации ВТО в акватории европейских морей, Розой приземных ветров и направлением высотного ветра.The territory of Europe's shielding will be determined by the location of the technical means for generating WTO in the waters of the European seas, the rose of surface winds and the direction of the high-altitude wind.

(3) Техническое средство для генерации ВТО (заявляемое техническое решение «Кулер для регулирования климата»).(3) Technical means for the generation of WTO (the claimed technical solution "Cooler for climate regulation").

Для практической реализации принципа «холодной пустыни» также необходимы три условия:For the practical implementation of the "cold desert" principle, three conditions are also required:

(1) - Собственно высотная техногенная облачность, маловодная, относительно долгоживущая;(1) - Actually high-altitude technogenic cloudiness, low-water, relatively long-lived;

(2) - Средство для перемещения ТВО в заданном направлении;(2) - Means for moving TVO in a given direction;

(3) - Средство для заброса на заданную высоту необходимых для создания ВТО объемов влагосодержащего воздуха.(3) - Means for casting to a given height the volumes of moisture-containing air required to create a WTO.

Покажем возможность существования этих условий в пустыне.Let us show the possibility of these conditions in the desert.

(1) Высотная облачность(1) High-altitude clouds

Высотные облака - универсальное природное средство для регулирования уровня падающей на землю солнечной радиации в широких High-altitude clouds are a universal natural remedy for regulating the level of solar radiation falling on the ground in wide

пределах. Для поставленной задачи подойдут облака верхнего яруса, доминирующие на высоте свыше 6 км. Прообразом этих облаков являются конденсационные следы, иногда образующиеся за самолетами, летящими на большой высоте (Cirrocumulus tractus).limits. Clouds of the upper tier, dominating at an altitude of over 6 km, are suitable for this task. These clouds are inspired by the condensation trails that sometimes form behind high-altitude aircraft (Cirrocumulus tractus).

Перистые облака (Cirrus) - самые высокие из всех видов облаков. Они образуются в атмосфере на высоте 6-15 км, где в течение всего года температура воздуха порядка -20…-60°С, и состоят эти облака целиком из ледяных кристаллов. Подходящими для наших целей представляются следующие разновидности перистых облаков: перистые плотные (Cirrus spissatus, Ci sp), перисто-слоистые (Cirrostratus, Cs), перисто-кучевые (Cirrocumulus) и некоторые другие.Cirrus clouds are the tallest of all cloud types. They are formed in the atmosphere at an altitude of 6-15 km, where throughout the year the air temperature is about -20 ... -60 ° C, and these clouds consist entirely of ice crystals. The following types of cirrus clouds are suitable for our purposes: cirrus dense (Cirrus spissatus, Ci sp), cirrostratus (Cirrostratus, Cs), cirrocumulus (Cirrocumulus) and some others.

Влагосодержание (ηcs) их весьма мало - всего около 0.01 г/м3, то есть всего 1/3000 доля от влагосо держания воздуха южных морей, что принципиально важно для реализации поставленной задачи. Измеримых осадков эти облака не дают.Прозрачность такой облачности зависит от ее толщины и водности. Показатель ослабления может обеспечивать снижение уровня солнечной радиации на 10% и более. Время существования перистых облаков может составлять десятки часов.Their moisture content (ηcs) is very small - only about 0.01 g / m3, that is, only 1/3000 of the moisture content of the air of the southern seas, which is fundamentally important for the implementation of the task. These clouds do not give measurable precipitation. The transparency of such clouds depends on its thickness and water content. The attenuation factor can provide a reduction in solar radiation levels by 10% or more. Cirrus clouds can last tens of hours.

Перисто-слоистые облака (Cirrostratus) не имеют четких очертаний и представляют собой равномерно застилающую все небо туманную пелену, сквозь которую видны лишь диски Солнца и Луны.Cirrostratus clouds (Cirrostratus) do not have clear outlines and represent a foggy blanket evenly covering the entire sky, through which only the disks of the Sun and Moon are visible.

(2) Средство для перемещения ВТО(2) A means to move the OBE

Второе «средство» - это ветер, только не приземный, направление и скорость которого могут меняться ежесуточно, а стабильный по направлению высотный («самолетный», «геострофический») ветер на высоте от 6 км до 15 км.The second "means" is the wind, but not the surface wind, the direction and speed of which can change daily, but a stable in direction high-altitude ("airplane", "geostrophic") wind at an altitude of 6 km to 15 km.

Вне экваториальных широт и полюсов Земли это высотный ветер верхней тропосферы западных направлений, скорость его варьируется в широких пределах от нескольких метров в секунду до 30-40 м/с.Outside the equatorial latitudes and poles of the Earth, this is the high-altitude wind of the upper troposphere of the western directions, its speed varies widely from several meters per second to 30-40 m / s.

Таким образом, средство для перемещения ВТО в предсказуемом направлении имеется практически всегда и везде, а конкретная территория пустыни, над которой поплывут техногенные высотные облака, будет определяться выбором места расположения источника этой облачности.Thus, the means for moving the WTO in a predictable direction is almost always and everywhere, and the specific territory of the desert, over which the man-made high-altitude clouds will float, will be determined by the choice of the location of the source of this cloud.

(3) Средство для заброса на заданную высоту необходимых для создания ВТО объемов влагосодержащего воздуха (заявляемое техническое решение «Кулер для регулирования климата»).(3) Means for casting to a given height the volumes of moisture-containing air required to create a WTO (the claimed technical solution "Cooler for climate control").

Заявляемое аэротермическое устройство Кулер (фигура 3), содержащие 2 и более инжекторов воздуха, при условии морского/островного или полуостровного прибрежного базирования позволяет:The claimed aerothermal device Cooler (figure 3), containing 2 or more air injectors, provided that it is sea / island or peninsular coastal basing allows:

- поставлять на высоту 2 км и выше экологически чистый влагосодержащий продукт природного взаимодействия моря и солнца;- to deliver an environmentally friendly moisture-containing product of the natural interaction of the sea and the sun to a height of 2 km and above;

- работать длительное время (до 6 месяцев в году) без выхода из строя;- work for a long time (up to 6 months a year) without breakdown;

- не зависеть от приземных ветров переменного направления;- not to depend on surface winds of variable direction;

- вырабатывать, при необходимости, также пресноводный конденсат из морской атмосферной влаги.- to generate, if necessary, also freshwater condensate from the marine atmospheric moisture.

При этом устройство обладает устойчивостью к цунами и другим водным стрессам.At the same time, the device is resistant to tsunamis and other water stress.

Система тросового вертикального преднапряжения, установленная в простенках между внутренней и наружной стенами корпуса инжектора (фиг. 4), обеспечивает конструкционную прочность устройства.The system of vertical cable prestressing installed in the walls between the inner and outer walls of the injector body (Fig. 4) provides the structural strength of the device.

Минимизация шума от вентиляторов достигается механическим и акустическим отделением перекрытий, несущих вентиляторы, от наружных стен устройства. В качестве нагнетающих вентиляторов могут быть использованы авиационные винтовентиляторы типа СВ-27 с электроприводом.The minimization of noise from the fans is achieved by mechanical and acoustic separation of the ceilings carrying the fans from the outer walls of the device. Aviation propfans of the SV-27 type with an electric drive can be used as blowing fans.

Плотность техногенной высотной облачности регулируется влажностью инжектируемого воздуха и производительностью напорных вентиляторов, а также влажностью атмосферы среднего яруса тропосферы над защищаемой территорией:The density of technogenic high-altitude clouds is regulated by the humidity of the injected air and the performance of the pressure fans, as well as the humidity of the atmosphere in the middle layer of the troposphere over the protected area:

Для регулировки влажности инжектируемого воздуха используется расположенный внутри инжектора, специальный агрегат для подготовки воздушных масс путем орошения их природной водой (морской, пресной).To regulate the humidity of the injected air, a special unit located inside the injector is used for preparing air masses by sprinkling them with natural water (sea, fresh).

Площадь территории, покрываемой техногенной перистой облачностью (толщиной не менее 500 м), определяется объемом инжектируемого воздуха. Производительность напорных вентиляторов типа СВ-27 (до 1960 кг/сек воздуха) регулируется углом наклона лопастей и скоростью их вращения (обороты/мин).The area of the territory covered with technogenic cirrus clouds (at least 500 m thick) is determined by the volume of injected air. The capacity of pressure fans of the SV-27 type (up to 1960 kg / sec of air) is regulated by the angle of inclination of the blades and their rotation speed (rpm).

Из вышесказанного следует, что введенные отличительные признаки влияют на указанный технический результат, находятся с ним в причинно-следственной связи.From the foregoing it follows that the introduced distinctive features affect the specified technical result, are in a causal relationship with it.

Устройство иллюстрируется чертежами, где:The device is illustrated by drawings, where:

- на фиг. 1 схематически показан этот принцип подавления барьера из горячих слоев воздуха с последующим проникновением на прибрежную территорию с моря природных маловысотных форм дождевой облачности;- in Fig. 1 schematically shows this principle of suppressing a barrier from hot air layers with the subsequent penetration of natural low-altitude forms of rain clouds into the coastal territory from the sea;

- на фиг. 2 представлены типичные тропосферные струи теплого воздуха двух башенных градирен АЭС «Gundremmingen» (Германия) с тепловой мощностью более 2000 МВт каждая;- in Fig. 2 shows typical tropospheric jets of warm air of two tower cooling towers of the NPP "Gundremmingen" (Germany) with a thermal capacity of more than 2000 MW each;

- на фиг. 3 изображен общий вид устройства Кулер;- in Fig. 3 shows a general view of the Cooler device;

- на фиг. 4 изображен инжектор устройства (осевой разрез);- in Fig. 4 shows the device injector (axial section);

- на фиг. 5 изображен инжектор устройства (поперечный разрез).- in Fig. 5 shows the device injector (cross-section).

- на фиг. 6 представлена карта с местами возможного размещения устройства.- in Fig. 6 shows a map showing the locations of possible device placement.

На чертежах использованы следующие позиции: 1 - инжектор; 2 - система тросового вертикального преднапряжения; 3 - вентиляторы; 4 - несущие перекрытия; 5 - агрегаты для подготовки воздушных масс; 6 - окна для регуляции забора воздуха; 7 - воздухозаборные напорные каналы; 8 - полости забора воздуха для конденсации атмосферной влаги.The following items are used in the drawings: 1 - injector; 2 - system of vertical cable prestressing; 3 - fans; 4 - load-bearing floors; 5 - units for the preparation of air masses; 6 - windows for air intake regulation; 7 - air intake pressure channels; 8 - air intake cavities for condensation of atmospheric moisture.

Кулер для регулирования климата включает инжектор 1, который представляет собой полое железобетонное сооружение (трубу) The cooler for climate control includes injector 1, which is a hollow reinforced concrete structure (pipe)

цилиндрической формы типа башенной градирни, высотой не менее 180 м, то есть 180-600 м, с диаметром выходного сопла 40-100 м (фиг. 4, 5).a cylindrical shape of the type of a cooling tower, with a height of at least 180 m, that is, 180-600 m, with an outlet nozzle diameter of 40-100 m (Figs. 4, 5).

Выбранная высота инжектора 1 (не менее 180 м) и скорость (не менее 40 м/сек) вывода влажного воздуха обеспечивают независимость работы устройства от направления и силы приземных ветров. Инжекторов 1 может быть установлено 2 и более в зависимости от величины площади территории, защищаемой от солнечной радиации.The selected height of the injector 1 (not less than 180 m) and the speed (not less than 40 m / s) of the humid air outlet ensure the independence of the device operation from the direction and strength of the surface winds. Injectors 1 can be installed 2 or more, depending on the size of the area of the territory protected from solar radiation.

Корпус инжектора 1 имеет внутреннюю и наружную стены, в простенках между которыми размещена система тросового вертикального преднапряжения 2 для обеспечения конструкционной прочности устройства.The injector body 1 has inner and outer walls, in the walls between which there is a vertical cable prestressing system 2 to ensure the structural strength of the device.

Внутри корпуса инжектора 1 расположены дополнительные конструкции установки для подготовки, контроля и заброса увлажненного воздуха на расчетную высоту 2 км и выше.Inside the injector body 1, there are additional structures of the installation for preparation, control and injection of humidified air to a design height of 2 km and higher.

Центральные и периферийные агрегатные конструкции предназначены для обеспечения влажности воздуха, ввода облакообразующих веществ (при необходимости) и контроля качества и безопасности воздуха струи для затеняемых территорий.The central and peripheral aggregate structures are designed to provide air humidity, enter cloud-forming substances (if necessary) and control the quality and safety of the air stream for shaded areas.

Внутри корпуса инжектора 1 расположены 33 напорных винтовых вентилятора 3 с электроприводом общей производительностью не менее 50000 м3/сек. Напорные вентиляторы 3 расположены внутри корпуса инжектора 1 по окружности на несущих перекрытиях 4 (фиг. 5). Минимальное количество напорных вентиляторов 3 шт. Inside the injector body 1 there are 33 pressure-driven screw fans 3 with an electric drive with a total capacity of at least 50,000 m 3 / sec. Pressure fans 3 are located inside the body of the injector 1 along the circumference on the supporting floors 4 (Fig. 5). The minimum number of pressure fans is 3 pcs.

Напорные вентиляторы 3 предназначены для обеспечения вертикального скоростного (до 40 м/сек) переноса воздушных масс с общей производительностью не менее 50 тыс. куб. метров в секунду.Pressure fans 3 are designed to provide vertical high-speed (up to 40 m / s) transfer of air masses with a total capacity of at least 50 thousand cubic meters. meters per second.

В инжектор 1 также встроен центральный агрегат 5 для подготовки и контроля воздушных масс с заданными свойствами (температура, влажность).The injector 1 also has a built-in central unit 5 for the preparation and control of air masses with specified properties (temperature, humidity).

Агрегат 5 представляет собой центральную цилиндрическую конструкцию, размещенную вдоль вертикальной оси инжектора 1, Unit 5 is a central cylindrical structure located along the vertical axis of the injector 1,

содержащий емкости для воды и водяные насосы для впрыскивания ее, при необходимости, в инжектируемый воздух.containing water tanks and water pumps for injecting it, if necessary, into the injected air.

Там же находится лаборатория для контроля воздушных масс.Периферийные агрегаты, размещенные в пространстве между наружной и внутренней стенами корпуса инжектора 1, оборудованы периферийными вентиляторами для воздухозабора и оборудованием для конденсации в необходимом объеме атмосферной влаги с целью обеспечения агрегата 5 природной водой атмосферного происхождения (фиг. 4, 5).There is also a laboratory for monitoring air masses. Peripheral units located in the space between the outer and inner walls of the injector body 1 are equipped with peripheral fans for air intake and equipment for condensation in the required volume of atmospheric moisture in order to provide unit 5 with natural water of atmospheric origin (Fig. 4, 5).

Устройство также включает окна 6 для регуляции забора воздуха. Окна 6 снабжены жалюзями с возможностью их открытия или закрытия оператором с учетом погодных условий и влагосодержания воздушных слоев. Окна 6 для забора воздуха расположены горизонтально рядами через каждые 20 м по высоте корпуса инжектора 1 либо на типовых (для данного региона) высотах слоев воздуха, наиболее насыщенных влагой.The device also includes windows 6 for regulating air intake. Windows 6 are equipped with shutters that can be opened or closed by an operator, taking into account weather conditions and the moisture content of the air layers. Air intake windows 6 are arranged horizontally in rows every 20 m along the height of the injector body 1 or at typical (for a given region) heights of air layers most saturated with moisture.

Устройство также включает воздухозаборные напорные каналы 7, полости забора воздуха для конденсации атмосферной влаги 8.The device also includes air intake pressure channels 7, air intake cavities for condensation of atmospheric moisture 8.

Напорные каналы 7 предназначены для подачи основной массы наружного влагосодержащего воздуха к напорным вентиляторам 3 для формирования вертикальной струи с целью генерации ВТО. Полости забора воздуха 8 предназначены для приема влагосодержащего воздуха от периферийных вентиляторов для конденсации в необходимом объеме атмосферной влаги с целью обеспечения агрегата 5 природной водой атмосферного происхождения.The pressure channels 7 are designed to supply the bulk of the external moisture-containing air to the pressure fans 3 to form a vertical jet in order to generate a WTO. Air intake cavities 8 are designed to receive moisture-containing air from peripheral fans for condensation in the required volume of atmospheric moisture in order to provide the unit 5 with natural water of atmospheric origin.

Кулер для регулирования климата работает следующим образом.The cooler for climate regulation works as follows.

Заявленное устройство следует располагать на берегу/островах южного моря с благоприятной (морской) розой ветров, на расстоянии не более 2 км от АЭС. Направление перемещения техногенной ВТО указывается движением природной перистой облачности.The declared device should be located on the coast / islands of the southern sea with a favorable (sea) wind rose, at a distance of no more than 2 km from the NPP. The direction of movement of the technogenic WTO is indicated by the movement of natural cirrus clouds.

Для формирования техногенной ВТО заявленное устройство может использовать теплый влагосодержащий воздух акватории южного моря, For the formation of a technogenic WTO, the claimed device can use the warm moisture-containing air of the southern sea,

испарения сбросного канала и градирен АЭС, других источников влаги. АЭС обеспечивает потребности устройства в электроэнергии и в тепле от энергосброса.evaporation of the discharge channel and cooling towers of nuclear power plants, other sources of moisture. The NPP provides the device's needs for electricity and heat from the energy discharge.

В инжектор 1 заявленного устройства, через нижние напорные каналы 7 к напорным вентиляторам 3, установленным на несущих перекрытиях 8, поступает основная масса наружного влагосодержащего воздуха с добавлением (при необходимости) специально подготовленной в агрегате 5 водно-воздушной смеси из наружного воздуха и природной воды.In the injector 1 of the claimed device, through the lower pressure channels 7 to the pressure fans 3 installed on the load-bearing ceilings 8, the bulk of the external moisture-containing air is supplied with the addition (if necessary) of a specially prepared water-air mixture from the outside air and natural water in the unit 5.

Сформированная напорными вентиляторами 3 компактная скоростная вертикальная воздушная струя достигает высоты более 2 км - выше приземного ветрового слоя тропосферы. Дальнейший подъем теплого влагосодержащего воздуха на высоту более 6 км происходит благодаря положительной разнице температуры инжектированного воздуха с температурой среды на высоте более 2 км.Formed by pressure fans 3, a compact high-speed vertical air jet reaches a height of more than 2 km - above the surface wind layer of the troposphere. The further rise of warm moisture-containing air to an altitude of more than 6 km occurs due to the positive temperature difference of the injected air with the temperature of the medium at an altitude of more than 2 km.

На высоте свыше 6 км из влагосодержащего воздуха, инжектированного устройством с производительностью не менее 45 тыс. куб. м., формируется оптически плотная техногенная перистая облачность типа Cirrus, экранирующая от солнечной радиации и перегрева территорию площадью до 100 тыс.кв. км, защищающая атмосферу от аномального потепления и от формирования инверсионного теплового барьера, обеспечивающая, например, доступ атлантических дождей на территорию прибрежных пустынь и степей.At an altitude of over 6 km from moisture-containing air, injected by a device with a capacity of at least 45 thousand cubic meters. m., an optically dense technogenic cirrus cloud of the Cirrus type is formed, shielding an area of up to 100 thousand square meters from solar radiation and overheating. km, which protects the atmosphere from abnormal warming and from the formation of an inversion thermal barrier, providing, for example, the access of Atlantic rains to the territory of coastal deserts and steppes.

Для доказательства промышленной применимости заявляемого устройства представляем следующие оценки.To prove the industrial applicability of the claimed device, we present the following estimates.

Оценим стабильные видимые размеры ВТО (в форме сектора), приняв одни сутки за условное время оптического существования «вещества» техногенного облака-зонтика, а также количество морского воздуха, которое нужно постоянно «задувать» на высоту 6÷5 км, то есть найдем производительность источника ВТО.Let us estimate the stable visible dimensions of the WTO (in the form of a sector), taking one day for the conditional time of the optical existence of the "substance" of the technogenic umbrella cloud, as well as the amount of sea air that must be constantly "blown out" to a height of 6 ÷ 5 km, that is, we find the productivity source of the WTO.

Например, v=5 м/с (18 км/час), техногенное облако за одни сутки распространится на расстояние R=24*18=432 км.For example, v = 5 m / s (18 km / h), a technogenic cloud will spread over a distance of R = 24 * 18 = 432 km in one day.

Оценим площадь 15°-сектора: SВТО=π*R2*15°/360°=24 тыс.км2.Let's estimate the area of the 15 ° -sector: S WTO = π * R 2 * 15 ° / 360 ° = 24 thousand km 2 .

Объем ВТО при толщине 0.5 км составит: V=24000 км2*0.5 км=12 тыс. км3.The volume of the WTO with a thickness of 0.5 km will be: V = 24000 km 2 * 0.5 km = 12 thousand km 3 .

Содержащаяся в ВТО вода (при водности перистого облака ηcs=0.01 г/м3=10 т/км3) будет весить немало:The water contained in the WTO (with a cirrus water content ηcs = 0.01 g / m 3 = 10 t / km 3 ) will weigh a lot:

М=ηcs*V=120 тыс.т.M = ηcs * V = 120 thousand tons

Дебет для поддержания существования такого «зонтика» равен:The debit for maintaining the existence of such an "umbrella" is:

QВТО=М /(24*3600)=1.4 т/сек.Q WTO = M /(24*3600)=1.4 t / s.

Если использовать в качестве «исходного сырья» воздух акватории тропических морей (с влагосодержанием ηw=30 г/м3=30 тыс. т/км3), то производительность (по воздуху) Q нашего источника ВТО должна быть не менее:If we use the air of the water area of the tropical seas as a "feedstock" (with a moisture content η w = 30 g / m 3 = 30 thousand tons / km 3 ), then the productivity (by air) Q of our WTO source should be at least:

Q=М / ηw=120000(т/сутки) / 30000(т/км3)=4 км3/сутки ≈ 50 тыс. м3/сек.Q = M / η w = 120,000 (t / day) / 30,000 (t / km 3 ) = 4 km 3 / day ≈ 50 thousand m 3 / sec.

Для скорости высотного ветра vв=20 м/с производительность Q должна быть не менее 200 тыс. м3/сек.For high altitude wind velocity v s = 20 m / s performance Q must be at least 200 thousand. 3 m / sec.

Соответственно размеры ВТО, следующие:Accordingly, the dimensions of the WTO are as follows:

RВТО=432 км*22/5=1900 км,R WTO = 432 km * 22/5 = 1900 km,

SВТО=π*R2*15°/360°=470 тыс. км2.S WTO = π * R 2 * 15 ° / 360 ° = 470 thousand km 2 .

Объем при толщине 0.5 км составит:The volume with a thickness of 0.5 km will be:

V=470 тыс. км2*0.5 км=235 тыс. км3.V = 470 thousand km 2 * 0.5 km = 235 thousand km 3 .

Будем считать значения Qmin=50 тыс. м3/сек и Qmax=200 тыс. м3/сек (соответственно расстояниям Rmin=432 км и Rmax=1900 км), нижней и верхней границей необходимого расхода воздуха для поддержания ВТО.We will consider the values Q min = 50 thousand m 3 / s and Q max = 200 thousand m 3 / s (corresponding to the distances R min = 432 km and R max = 1900 km), the lower and upper bounds of the required air flow rate to maintain the WTO ...

Представляем энергозатраты.Introducing energy costs.

Исходя из значения Qmax=200 тыс. м3/сек, оценим мощность N, необходимую для достижения воздушной струи высот 6 км и более. Пусть начальный диаметр воздушной струи D0=60 м, 80 м и 100 м.Based on the value Q max = 200 thousand m 3 / s, we estimate the power N required to reach an air jet of heights of 6 km or more. Let the initial diameter of the air stream D 0 = 60 m, 80 m and 100 m.

Для обеспечения значения Qmax начальная скорость струи должна быть не более v0=70 м/с, 40 м/с и 25 м/с - это скорость воздуха в аэродинамической дозвуковой трубе. Вертикальные струи воздуха таких выходных параметров, согласно оценке по известной формуле Пристли, могут достигать в нестратифицированной атмосфере высот более 10 км.To ensure the value of Q max, the initial jet velocity should be no more than v 0 = 70 m / s, 40 m / s and 25 m / s - this is the air speed in the subsonic wind tunnel. Vertical air jets of such output parameters, according to an estimate using the well-known Priestley formula, can reach heights of more than 10 km in an unstratified atmosphere.

Высокая начальная скорость воздуха минимизирует наклон и размытие воздушной струи при наличии приземного ветра.The high initial air velocity minimizes the tilt and diffusion of the air jet in the presence of surface wind.

Мощность, необходимая для обеспечения таких выходных параметров струй, рассчитана по формуле N ~(π/8)*ρ*D0 2*v0 3, где ρ - плотность воздуха. Видно, что мощность составит 70 и более мегаватт, вполне реальных для АЭС.The power required to provide such output parameters of the jets is calculated by the formula N ~ (π / 8) * ρ * D 0 2 * v 0 3 , where ρ is the air density. It can be seen that the power will amount to 70 megawatts or more, which are quite realistic for a nuclear power plant.

В зависимости от требуемой величины площади ослабления солнечной нагрузки на территории, экранируемой ВТО, и количества инжекторов, в качестве источника энергии для электровентилляторов могут использоваться типовые европейские ТЭЦ и АЭС мощностью 100÷1000 МВт.Depending on the required area of solar load attenuation in the territory shielded by the WTO, and the number of injectors, typical European CHPs and NPPs with a capacity of 100 ÷ 1000 MW can be used as an energy source for electric fans.

В качестве инжекторов 1 устройства также могут быть использованы башенные градирни АЭС, модернизированные для функций совмещения теплового сброса и генерации зонтичной ВТО.As injectors 1 of the device can also be used tower cooling towers of nuclear power plants, modernized for the functions of combining thermal discharge and generation of umbrella WTO.

Модернизация градирни состоит в оснащении ее башни блоками электровентилляторов 3 необходимой производительности для обеспечения расхода и скорости воздуха на выходе из сопла, достаточной для быстрого прохождения барьерного слоя приземного ветра и нижней облачности, то есть для динамического подъема воздуха градирни на высоту свыше 2 км.The modernization of the cooling tower consists in equipping its tower with blocks of electric fans 3 of the required capacity to ensure the flow rate and speed of air at the outlet from the nozzle sufficient for the rapid passage of the barrier layer of the surface wind and low clouds, that is, for the dynamic rise of the cooling tower air to a height of over 2 km.

Дальнейший подъем воздуха из градирни на высоту геострофического ветра (свыше 6 км) будет происходить путем естественного всплытия воздушной струи вследствие существенной разности температур воздуха из градирни и окружающего воздуха.Further rise of air from the cooling tower to the height of the geostrophic wind (over 6 km) will occur through the natural ascent of the air jet due to the significant temperature difference between the air from the cooling tower and the surrounding air.

Оптимальным типом градирен, обеспечивающих экологическую чистоту среды ВТО и минимальный расход пресной воды, представляются The optimal type of cooling towers that ensure the ecological purity of the WTO environment and the minimum consumption of fresh water seem to be

башенные «сухие» градирни, поставляющие в атмосферу только тепловую энергию.tower "dry" cooling towers supplying only thermal energy to the atmosphere.

Проблемная территория Европы (от Португалии до Черного моря) составляет примерно 70-85% от всей площади Европы или около 8 млн. км2. Для экранирования с помощью ВТО такой территории может потребоваться, согласно условию (2), около 60 инжекторов, сгруппированных в 12 заявляемых устройств Кулеров на берегу Атлантического океана и Средиземного моря (фиг. 6).The problematic territory of Europe (from Portugal to the Black Sea) is about 70-85% of the entire area of Europe, or about 8 million km 2 . For screening with the help of the WTO such a territory may require, according to condition (2), about 60 injectors, grouped in 12 declared cooler devices on the shores of the Atlantic Ocean and the Mediterranean Sea (Fig. 6).

В зависимости от остроты негативных эффектов аномального потепления возможна актуализация мест расположения предложенных устройств на карте Европы и последовательности их организации. Учитывая, что максимальная протяженность Пиренейского полуострова площадью около 600 тыс.км2 с запада на восток составляет 1200 км и его нахождение между Атлантическим океаном и Средиземным морем, наличие европейских пустынь (Табернас, Монегрос и др.), целесообразно применение ВТО для охлаждения Испании с размещением устройств вблизи ТСЭС на Атлантическом побережье Испании и Португалии. АЭС атлантического побережья Франции могут быть особенно эффективны для масштабного экранирования ВТО территории Европы при расширении зоны глобального потепления от Сахары до Балтийского моря.Depending on the severity of the negative effects of anomalous warming, it is possible to update the locations of the proposed devices on the map of Europe and the sequence of their organization. Considering that the maximum length of the Iberian Peninsula with an area of about 600 thousand km 2 from west to east is 1200 km and its location between the Atlantic Ocean and the Mediterranean Sea, the presence of European deserts (Tabernas, Monegros, etc.), it is advisable to use the WTO to cool Spain from placing devices near TSES on the Atlantic coast of Spain and Portugal. Nuclear power plants on the Atlantic coast of France can be especially effective for large-scale WTO shielding of the territory of Europe during the expansion of the global warming zone from the Sahara to the Baltic Sea.

Представляем экологические достоинства и особенности устройства.Introducing the environmental benefits and features of the device.

Облачно-атмосферная нагрузка заявляемого устройства на климат регионов полностью обратима, регулируема и подконтрольна, в отличие от внеземных и дорогостоящих «линзовых» либо «экранных» способов регулирования солнечной радиации или какого-либо химико-токсичного воздействия на облачность и атмосферу Европы путем распыления аэрозолей на основе серы и других элементов.The cloudy-atmospheric load of the claimed device on the climate of the regions is completely reversible, regulated and controlled, in contrast to extraterrestrial and expensive "lens" or "screen" methods of regulating solar radiation or any chemical-toxic effect on the cloudiness and atmosphere of Europe by spraying aerosols on based on sulfur and other elements.

Из-за охлаждения приземного воздуха при работе устройства на создание затенения (экранирования) территории Европы достигается Due to the cooling of the surface air during the operation of the device to create shading (screening) of the territory of Europe,

поступление дождевой облачности со стороны морей и увеличение количества осадков в жаркое время года.influx of rain clouds from the seas and an increase in precipitation in the hot season.

Благодаря высотной «криогенной» дистилляции ВТО (аналогично природным высотным облакам морского происхождения) «заселение» чем-либо защищаемой от солнца территории исключено.Thanks to the high-altitude "cryogenic" distillation of the WTO (similar to natural high-altitude clouds of marine origin), the "settlement" of something protected from the sun is excluded.

Струйный перенос больших объемов воздуха, как правило, сопровождается низкочастотным шумовым фоном. Конструкция стен инжектора устройства максимально компенсирует указанные акустические эффекты.The jet transfer of large volumes of air is usually accompanied by a low-frequency background noise. The design of the injector walls of the device maximally compensates for the indicated acoustic effects.

Процесс работы устройства с инжекторами-градирнями полностью управляем, позволяет менять структуру и оптическую прозрачность ВТО, а также характеристики своей работы вплоть до прекращения генерации зонтичной ВТО, продолжая эксплуатацию по промышленной конденсации атмосферной влаги для поставки чистой природной воды хозяйственно-питьевого назначения.The process of operation of the device with cooling tower injectors is completely controllable, it allows you to change the structure and optical transparency of the WTO, as well as the characteristics of its operation until the termination of the generation of the umbrella WTO, continuing to operate on industrial condensation of atmospheric moisture to supply clean natural water for household and drinking purposes.

Высотная облачность, генерируемая устройством, обладает системно регулируемой человеком плотностью и площадью покрытия территории, что не осуществимо другими методологиями формирования и управления облачностью.The high-altitude cloudiness generated by the device has a density and area of coverage that is systematically controlled by humans, which is not feasible with other cloud formation and management methodologies.

Бесперебойный цикл работы устройства на базе ТСЭС делает доступным использование атмосферной влаги морей для устранения статичности внутреннего влагооборота, когда выпадение осадков уже недостаточно за счет меньшей влаги, испарившейся с территориальных водоемов и земель (лесов) со снижающимся влагосодержанием почвы.The uninterrupted operation cycle of the device based on the TSES makes it possible to use the atmospheric moisture of the seas to eliminate the static nature of the internal moisture circulation, when precipitation is no longer enough due to less moisture evaporated from territorial reservoirs and lands (forests) with a decreasing moisture content of the soil.

Устройство использует для коррекции климата абсолютно бесплатные средства: безграничную атмосферную влагу акватории морей и бесполезный для человечества и для окружающей среды тепловой сброс энергетических станций.The device uses absolutely free means to correct the climate: the unlimited atmospheric moisture of the water area of the seas and the thermal discharge of power plants, useless for mankind and the environment.

Для пустыни заявляемое устройство представляет собой атомную энергетическую установку, работающую на свои модернизированные For the desert, the claimed device is a nuclear power plant operating on its upgraded

градирни-инжекторы. Тепловая мощность, уходившая в выпар градирни, здесь рекуперируется для подогрева забрасываемого воздуха до 40°С с целью повышения плавучести воздушной струи.cooling tower injectors. The thermal power that went into the evaporator of the cooling tower is recovered here to heat the injected air up to 40 ° C in order to increase the buoyancy of the air stream.

Высота и производительность инжекторов-градирен должны обеспечивать независимость работы станции от приземных ветров.The height and performance of the cooling tower injectors must ensure that the station is independent of surface winds.

В качестве источников энергии инжекторов устройства могут использоваться (в зависимости от площади затеняемых территорий) АЭС мощностью 600÷1200 МВт.The devices can be used as energy sources for the injectors (depending on the area of the shaded areas) of nuclear power plants with a capacity of 600 ÷ 1200 MW.

Компактные модульные атомные энергоблоки по 200 МВт в количестве 3-5 шт. идеально подойдут в качестве источников энергии для заявляемого устройства, гарантированно и бесперебойно обеспечат их энергией на много лет.Compact modular nuclear power units, 200 MW each, 3-5 pcs. ideal as energy sources for the claimed device, guaranteed and uninterrupted supply of energy for many years.

Атомные устройства для воздействия на атмосферу можно применить в первую очередь в омываемых с запада морями пустынных территориях Австралии, Ирана, Индии, пустыни Северной и Южной Америк, Южной Африки, прибрежных зонах пустыни Сахара, а также в пустынях стран Ближнего востока и Аравийского полуострова.Atomic devices for influencing the atmosphere can be used primarily in the desert areas of Australia, Iran, India, the deserts of North and South America, South Africa, the coastal zones of the Sahara Desert, as well as in the deserts of the Middle East and the Arabian Peninsula, washed from the west by the seas.

Территории стран, омываемые морями с востока, например, Китай, также могут быть включены в перечень перспективных для региональной корректировки климата с использованием заявляемого устройства при наличии в их атмосфере стабильных высотных воздушных течений восточного направления. Площадь охлаждаемых территорий зависит от количества построенных станций и может составить 300 тыс. км2 и более, что сопоставимо с площадью Большой пустыни Виктория (Австралия), пустынями Руб-эль-Хали, Большой Нефуд (Саудовская Аравия) и др.The territories of countries washed by the seas from the east, for example, China, can also be included in the list of promising ones for regional climate correction using the proposed device if there are stable high-altitude air currents in their atmosphere in the east. The area of refrigerated territories depends on the number of stations built and can amount to 300 thousand km 2 or more, which is comparable to the area of the Great Victoria Desert (Australia), the Rub al-Khali deserts, Big Nefud (Saudi Arabia), etc.

Claims (1)

Кулер для регулирования климата, содержащий средство для создания потока восходящего воздуха в атмосферу, отличающийся тем, что он включает 2 и более инжекторов и 3-33 винтовых вентилятора с электроприводом общей производительностью одного инжектора не менее 50000 м3/сек и скоростью вывода влажного воздуха не менее 40 м/сек, причем каждый инжектор имеет корпус из внутренней и наружной стен высотой не менее 180 м, диаметром выходного сопла не менее 60 м, при этом по высоте корпуса горизонтальными рядами расположены окна для регуляции забора воздуха, а винтовые вентиляторы размещены внутри корпуса по окружности на несущих перекрытиях и снабжены воздухозаборными напорными каналами, при этом в каждый инжектор в простенках между стенами установлена система тросового вертикального преднапряжения, встроен агрегат для подготовки воздушных масс, содержащий емкости для воды и водяные насосы для впрыскивания ее в инжектируемый воздух, устройство также снабжено средствами контроля химического состава перемещаемых воздушных масс.Cooler for climate control, containing a means for creating a flow of rising air into the atmosphere, characterized in that it includes 2 or more injectors and 3-33 screw fans with an electric drive with a total capacity of one injector of at least 50,000 m 3 / s and a rate of humid air output not less than 40 m / s, and each injector has a housing made of inner and outer walls with a height of at least 180 m, an outlet nozzle diameter of at least 60 m, while windows for regulating air intake are arranged in horizontal rows along the height of the housing, and screw fans are placed inside the housing circumferentially on the load-bearing floors and equipped with air intake pressure channels, while a vertical cable prestressing system is installed in each injector in the walls between the walls, an air mass preparation unit is built-in, containing tanks for water and water pumps for injecting it into the injected air, the device is also equipped chemical control means stave of the moved air masses.
RU2019145616A 2019-12-30 2019-12-30 Cooler for climate control RU2734834C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019145616A RU2734834C1 (en) 2019-12-30 2019-12-30 Cooler for climate control
PCT/RU2020/000646 WO2021137725A1 (en) 2019-12-30 2020-11-30 Cooler for regulating climate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019145616A RU2734834C1 (en) 2019-12-30 2019-12-30 Cooler for climate control

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2734834C1 true RU2734834C1 (en) 2020-10-23

Family

ID=72949034

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019145616A RU2734834C1 (en) 2019-12-30 2019-12-30 Cooler for climate control

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2734834C1 (en)
WO (1) WO2021137725A1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU574166A3 (en) * 1971-11-05 1977-09-25 Дюррверке Аг (Фирма) Cooling tower
RU105411U1 (en) * 2011-02-04 2011-06-10 Общество с ограниченной ответственностью Научное предприятие "Энергоэффективность, ресурсосбережение и экология" ENVIRONMENTAL REGISTRATION DEVICE FOR ENVIRONMENTAL INFLUENCE OF THERMAL OBJECTS
CN103743258B (en) * 2014-01-01 2016-05-18 贺颂钧 The dry closed cooling tower of a kind of water saving

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU574166A3 (en) * 1971-11-05 1977-09-25 Дюррверке Аг (Фирма) Cooling tower
RU105411U1 (en) * 2011-02-04 2011-06-10 Общество с ограниченной ответственностью Научное предприятие "Энергоэффективность, ресурсосбережение и экология" ENVIRONMENTAL REGISTRATION DEVICE FOR ENVIRONMENTAL INFLUENCE OF THERMAL OBJECTS
CN103743258B (en) * 2014-01-01 2016-05-18 贺颂钧 The dry closed cooling tower of a kind of water saving

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Карагандинская ТЭЦ-3: репортаж В. Махорова, RosPhoto", Найдено 25.05.2020 из Интернет на https://rosphoto.com/ublogs/karagandinskaya_tec-3-2462, 21.03.2014. *
"Карагандинская ТЭЦ-3: репортажВ. Махорова, RosPhoto", Найдено 25.05.2020 из Интернет на https://rosphoto.com/ublogs/karagandinskaya_tec-3-2462,21.03.2014. *
Атомные кулеры для Европы", Атомная энергия 2.0, Найдено из Интернет 25.05.2020 на URL: https://www.atomic-energy.ru/papers/29219, 02.12.2011. *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021137725A1 (en) 2021-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ming et al. Fighting global warming by climate engineering: Is the Earth radiation management and the solar radiation management any option for fighting climate change?
Carlson et al. Conditions for the occurrence of severe local storms
US20120153628A1 (en) Diagonal Solar Chimney
CN102027869A (en) Method and equipment for carrying out air conditioning on natural environment by applying chimney type air guide tower
CN104890829A (en) Inflated film structural bodies, inflated body devices and manual climate control methods formed by same
US2903188A (en) Control of tropical cyclone formation
Rafferty Climate and climate change
Wexler Modifying Weather on a Large Scale: Current proposals are either impractical or likely to produce cutes that are worse than the ailment.
RU2734834C1 (en) Cooler for climate control
Sharma Sustainable buildings in hot and dry climate of India
Li et al. Nonlinear response of hail precipitation rate to environmental moisture content: A real case modeling study of an episodic midlatitude severe convective event
AU2017393409B2 (en) Method, device and system for regulating climate
Bolonkin et al. Macro-Projects: environments and technologies
Le et al. Features of the formation of urban heat islands effects in tropical climates and their impact on the ecology of the city
Orvig The Climate of the ablation period on the Barnes Ice-Cap in 1950
Niroumand et al. The earth refrigerators as earth architecture
CN103461041A (en) Method for artificially regulating weather
CN1977589A (en) Desert treatment
Skoulikidis IMPACT OF WINDFAMS ON THE WATER POTENTIAL OF SAMOTHRAKI ISLAND
Bolonkin Cheap artificial AB-mountains, extraction of water and energy from atmosphere and change of regional climate
Landsberg Climate made to order
RU2450111C1 (en) City planning and energy-saving complex
RU2738479C1 (en) Method and device for creation of artificial clouds and sediments
Jorge Power and Water Resources of Arid Landscapes.
Bolle Climate and Climate History of the Mediterranean Basin