RU2767322C1 - Солнечная станция для дистилляции воды - Google Patents

Солнечная станция для дистилляции воды Download PDF

Info

Publication number
RU2767322C1
RU2767322C1 RU2021114016A RU2021114016A RU2767322C1 RU 2767322 C1 RU2767322 C1 RU 2767322C1 RU 2021114016 A RU2021114016 A RU 2021114016A RU 2021114016 A RU2021114016 A RU 2021114016A RU 2767322 C1 RU2767322 C1 RU 2767322C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
column
vacuum
valve
pump
Prior art date
Application number
RU2021114016A
Other languages
English (en)
Inventor
Омар Абдулхади Мустафа Альмохаммед
Наиль Фарилович Тимербаев
Розалина Зуфаровна Шакурова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет"
Priority to RU2021114016A priority Critical patent/RU2767322C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2767322C1 publication Critical patent/RU2767322C1/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D1/00—Evaporating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02—Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • C02F1/04—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
    • C02F1/14—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation using solar energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S21/00—Solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S20/00
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124—Water desalination
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124—Water desalination
    • Y02A20/138—Water desalination using renewable energy
    • Y02A20/142—Solar thermal; Photovoltaics
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/20—Controlling water pollution; Waste water treatment
    • Y02A20/208—Off-grid powered water treatment
    • Y02A20/211—Solar-powered water purification
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/20—Controlling water pollution; Waste water treatment
    • Y02A20/208—Off-grid powered water treatment
    • Y02A20/212—Solar-powered wastewater sewage treatment, e.g. spray evaporation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области очистки морской воды и грунтовых вод путем дистилляции для обеспечения питьевой водой сельского, коммунального хозяйства и может применяться для получения дистиллированной воды для технологического использования. Солнечная станция для дистилляции воды содержит вакуумную колонну, вакуумный насос, водяной насос для подачи воды в вакуумную колонну из емкости для исходной воды, теплообменник, соединенный с емкостью для дистиллированной воды, отверстие для выравнивания давления, электрический клапан, регулирующий подачу воды в колонну, контроллер нижней отметки воды в колонне, клапан регулирования давления. Станция содержит нижний клапан для выпуска воды из вакуумной колонны, клапан линии всасывания водяного насоса, а также клапан возврата неконденсирующегося водяного пара из емкости для дистиллированной воды в линию всасывания вакуумного насоса через клапан регулирования давления. В верхней части вакуумной колонны установлен сферический стеклянный контейнер с двухслойным стеклом, соединенный со входом вакуумного насоса. Станция содержит зеркала, отражающие и концентрирующие солнечное излучение на сферическом стеклянном контейнере вакуумной колонны, с возможностью передачи тепла, необходимого для испарения воды. Технический результат: повышение производительности опреснительной установки за счет кипения и конденсации воды при низком давлении и температуре с использованием отражающих концентрических зеркал и вакуумного насоса. 1 ил.

Description

Изобретение относится к области очистки морской воды и грунтовых вод путем дистилляции с использованием солнечной энергии для обеспечения питьевой водой сельского и на коммунального хозяйства, в которых наблюдается дефицит пресной питьевой воды.
Известно устройство для опреснения морской воды (патент на изобретение РФ №2309125, МПК C02F 1/04, B01D 3/10, 31.10.2005), содержащее два герметичных бака, соединенных паропроводом. Герметичные баки соединены устройством для нагрева воды и конденсации ее паров, представляющим собой холодильник, трубопровод в первом баке, с нагретым хладагентом которого находится ниже уровня воды, а трубопровод с охлажденным хладагентом находится во втором баке.
Недостатком данного изобретения является невысокая производительность устройства и сложность его конструкции.
Известно устройство для получения дистиллированной воды (патент на изобретение РФ №2543879, МПК C02F 1/04, 09.09.2013). Устройство содержит теплоизолированный бак-испаритель с исходной жидкостью, сосуд для сбора конденсата, насос для подачи исходной жидкости в соединенный с баком-испарителем бак-накопитель, пароотводящую трубу, изготовленную из материала с высокой теплопроводностью, расположенную внутри двух водонепроницаемых, теплоизолированных, последовательно соединенных кожухов, через которые в направлении, противоположном движению пара и конденсата в бак-накопитель поступает исходная жидкость, проходя через автоматический воздухоотводчик и регулятор уровня в баке-накопителе.
Недостатком данного изобретения является невысокая производительность устройства и слабая возможность регулирования параметров процесса получения дистиллированной воды.
Наиболее близким по конструкции является опреснитель воды, использующий технологию распыления жидкости за счет создания водовоздушной эмульсии в испарительной камере (патент на изобретение РФ №2617489, МПК C02F 1/04, C02F 1/14, 15.06.2016), содержащее емкости для исходной воды и опресненной воды, испарительную камеру, снабженную солнечным коллектором и водоэмульсионным спринклером, конденсатор в виде змеевика, теплообменник, запорный клапан, вакуумный насос, два комбинированных датчика уровня/солености жидкости, датчик давления и температуры, подключенный к контроллеру.
Недостатком данного изобретения является сложность конструкции, зависимость эффективной работы установки от погодных условий, низкая удельная производительность и высокая стоимость системы.
Техническая результат предлагаемого изобретения заключается в том, что повышается производительность опреснительной установки за счет кипения и конденсации воды при низком давлении и температуре с использованием отражающего концентрического зеркала и вакуумного насоса.
Поставленная задача достигается тем, что солнечная станция для дистилляции воды, содержащая вакуумную колонну, вакуумный насос, водяной насос для подачи воды в вакуумную колонну из емкости для исходной воды, теплообменник, соединенный с емкостью для дистиллированной воды, отверстие для выравнивания давления, электрический клапан, регулирующий подачу воды в колонну, контроллер нижней отметки воды в колонне, клапан регулирования давления, согласно предлагаемому изобретению, содержит установленный в верхней части вакуумной колонны сферический стеклянный контейнер с двухслойным стеклом, соединенный со входом вакуумного насоса, зеркала, отражающие и концентрирующие солнечное излучение на сферическом стеклянном контейнере вакуумной колонны, с возможностью передачи тепла, необходимого для испарения воды, нижний клапан для выпуска воды из вакуумной колонны, клапан линии всасывания водяного насоса, а также клапан возврата неконденсирующегося водяного пара из емкости для дистиллированной воды в линию всасывания вакуумного насоса через клапан регулирования давления.
На фиг. 1 представлена схема солнечной станции для дистилляции воды.
Солнечная станция для дистилляции воды содержит сферический стеклянный контейнер с двухслойным стеклом 1, вакуумную колонну 2, зеркала, отражающие солнечное излучение 3, вакуумный насос 4, водяной насос 5, теплообменник 6, емкость для дистиллированной воды 7, емкость для исходной воды 8, отверстие для выравнивания давления 9, нижний клапан, управляемый электрическим сигналом 10, электрический клапан, регулирующий подачу воды в колонну 11, клапан линии всасывания 12, клапан возврата неконденсирующегося водяного пара 13, клапан отвода дистиллированной воды 14, контроллер, нижнего предела воды в колонне 15, контроллер, верхнего предела воды в колонне 16, клапан регулирования давления 17.
Солнечная станция для дистилляции воды работает следующим образом.
Работа станции начинается, когда водяной насос (5) перекачивает воду в колонну. Нижний клапан, управляемый электрическим сигналом (10), закрывается во время процесса откачки воды до тех пор, пока уровень воды не достигнет верхнего предела. Когда вода достигает верхнего предела, водяной насос отключается по сигналу от контроллера верхнего предела воды в колонне (16). Клапаны (11) и (12) закрываются, как только водяной насос выключается. Нижний клапан (10) открывается при остановке водяного насоса, чтобы выпустить воду из колонны в емкость для исходной воды (8). Вакуумный насос (4) включается одновременно с открытием клапана (10). Давление воды внутри колонны будет уменьшаться из-за силы тяжести, следовательно, температура кипения также снижается. Зеркала (3) будут отражать солнечное излучение на сферический стеклянный контейнер с двухслойным стеклом, где вода кипит и производит водяной пар, который всасывается вакуумным насосом. Чтобы поддерживать постоянную интенсивность теплового потока на сферический стеклянный контейнер с двухслойным стеклом, количество зеркал, отражающих солнечную энергию на колонне перегонки воды, не будет постоянным и будет контролироваться и изменяться с помощью измерителя солнечного излучения, где количество отражающих зеркал, направленных на сферический стеклянный контейнер с двухслойным стеклом, будет увеличиваться или уменьшаться в зависимости от солнечного излучения. Передача тепла от дистиллированной воды к неочищенной воде происходит через теплообменник (6). Емкость для дистиллированной воды (7) предназначена для сбора конденсированной воды. Клапан возврата неконденсирующегося водяного пара (13) позволяет неконденсирующемуся водяному пару возвращаться в линию всасывания вакуумного насоса через клапан регулирования давления (17), а клапан (14) позволяет отводить дистиллированную воду. Когда вода достигнет нижнего предела, контроллер нижнего предела воды в колонне (15) отключит вакуумный насос, закроет клапан (10), включит водяной насос, откроет электрический клапан, регулирующий подачу воды в колонну (11) и клапан линии всасывания (12). Когда же вода достигнет верхнего предела, процесс повторится.

Claims (1)

  1. Солнечная станция для дистилляции воды, содержащая вакуумную колонну, вакуумный насос, водяной насос для подачи воды в вакуумную колонну из емкости для исходной воды, теплообменник, соединенный с емкостью для дистиллированной воды, отверстие для выравнивания давления, электрический клапан, регулирующий подачу воды в колонну, контроллер нижней отметки воды в колонне, клапан регулирования давления, отличающаяся тем, что содержит установленный в верхней части вакуумной колонны сферический стеклянный контейнер с двухслойным стеклом, соединенный со входом вакуумного насоса, зеркала, отражающие и концентрирующие солнечное излучение на сферическом стеклянном контейнере вакуумной колонны, с возможностью передачи тепла, необходимого для испарения воды, нижний клапан для выпуска воды из вакуумной колонны, клапан линии всасывания водяного насоса, а также клапан возврата неконденсирующегося водяного пара из емкости для дистиллированной воды в линию всасывания вакуумного насоса через клапан регулирования давления.
RU2021114016A 2021-05-18 2021-05-18 Солнечная станция для дистилляции воды RU2767322C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021114016A RU2767322C1 (ru) 2021-05-18 2021-05-18 Солнечная станция для дистилляции воды

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021114016A RU2767322C1 (ru) 2021-05-18 2021-05-18 Солнечная станция для дистилляции воды

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2767322C1 true RU2767322C1 (ru) 2022-03-17

Family

ID=80737053

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021114016A RU2767322C1 (ru) 2021-05-18 2021-05-18 Солнечная станция для дистилляции воды

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2767322C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2800639C1 (ru) * 2022-11-11 2023-07-25 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Севастопольский государственный университет" Вакуумная опреснительная установка для воды с сепарацией паров дистиллята

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU987324A1 (ru) * 1981-07-03 1983-01-07 за витель / - :.. %;;--; / -. IjO-;:. St.. 4(У. . i Солнечный опреснитель
CN101555043A (zh) * 2008-12-31 2009-10-14 上海市延安中学 一种海水淡化系统
RU2412909C1 (ru) * 2009-09-01 2011-02-27 Борис Алексеевич Зимин Опреснительная установка
RO127229A0 (ro) * 2011-11-14 2012-03-30 Remir Srl Distilator solar cu recuperator de căldură
CN104671314A (zh) * 2015-03-19 2015-06-03 许玉蕊 一种透镜式太阳能海水淡化装置
RU2567324C1 (ru) * 2014-03-28 2015-11-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный технологический университет" Солнечно-ветровая опреснительная установка
RU2617489C1 (ru) * 2016-06-15 2017-04-25 Общество с ограниченной ответственностью "Смарт-Тек" (ООО "Смарт-Тек") Устройство для опреснения воды
RU2648057C1 (ru) * 2017-03-02 2018-03-22 Илья Игоревич Малафеев Вакуумная опреснительная установка с генерацией электроэнергии

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU987324A1 (ru) * 1981-07-03 1983-01-07 за витель / - :.. %;;--; / -. IjO-;:. St.. 4(У. . i Солнечный опреснитель
CN101555043A (zh) * 2008-12-31 2009-10-14 上海市延安中学 一种海水淡化系统
RU2412909C1 (ru) * 2009-09-01 2011-02-27 Борис Алексеевич Зимин Опреснительная установка
RO127229A0 (ro) * 2011-11-14 2012-03-30 Remir Srl Distilator solar cu recuperator de căldură
RU2567324C1 (ru) * 2014-03-28 2015-11-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный технологический университет" Солнечно-ветровая опреснительная установка
CN104671314A (zh) * 2015-03-19 2015-06-03 许玉蕊 一种透镜式太阳能海水淡化装置
RU2617489C1 (ru) * 2016-06-15 2017-04-25 Общество с ограниченной ответственностью "Смарт-Тек" (ООО "Смарт-Тек") Устройство для опреснения воды
RU2648057C1 (ru) * 2017-03-02 2018-03-22 Илья Игоревич Малафеев Вакуумная опреснительная установка с генерацией электроэнергии

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2800639C1 (ru) * 2022-11-11 2023-07-25 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Севастопольский государственный университет" Вакуумная опреснительная установка для воды с сепарацией паров дистиллята
RU2801386C1 (ru) * 2023-03-29 2023-08-08 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)" Устройство опреснения солёной воды

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100584765C (zh) 自然真空低温蒸馏海水淡化方法及装置
CN101993125B (zh) 一种太阳能真空海水淡化器
US6113744A (en) Water distillation apparatus
CN201201907Y (zh) 一种自然真空低温蒸馏海水淡化装置
KR101811394B1 (ko) 해수담수화장치
CN204569464U (zh) 基于太阳能的海水淡化处理装置
US7811420B2 (en) Isothermal gas-free water distillation
CN1600694A (zh) 节能喷雾负压蒸馏式海水淡化方法及设备
CN205294886U (zh) 一种带梯级预热的热泵式海水淡化装置
US20150344325A1 (en) Device and method for solar distillation
RU2767322C1 (ru) Солнечная станция для дистилляции воды
JP5398046B2 (ja) 減圧沸騰形海水淡水化装置、及び方法
RU150516U1 (ru) Солнечный опреснитель
CN105460995A (zh) 太阳能蒸馏净水设备
RU2723858C1 (ru) Устройство для опреснения воды
KR20110080215A (ko) 진공증발식 정수설비
RU2668249C1 (ru) Солнечный опреснитель с параболоцилиндрическими отражателями
WO2006075930A1 (fr) Procede pour obtenir de l'eau distillee et dispositif de sa mise en oeuvre
CN110081596A (zh) 一种卤水提溴用换热装置
CN205419833U (zh) 一种槽型太阳能海水淡化装置
WO2009058099A1 (en) Desalination assembly
RU55766U1 (ru) Дистиллятор
RU194759U1 (ru) Паровоздушная опреснительная установка
RU2648057C1 (ru) Вакуумная опреснительная установка с генерацией электроэнергии
RU2743173C1 (ru) Автономный опреснитель