SK1252016U1 - Zariadenie na výrobu pitnej vody s využitím vírovej trubice - Google Patents

Abstract

Zariadenie na výrobu pitnej vody s využitím vírovej trubice je tvorené sacím potrubím ovzdušia (1), spojeným s filtrom (2) a odparovacou nádržou (11), s pohonom vzduchu ventilátorom (8), cez výmenník (3). Vzduchový kompresor (12) je potrubím spojený s tlakovou nádržou (13) a odtiaľ prepojený na vstup do vírovej trubice (10), ktorej studený výstup je napojený na chladiaci labyrint výmenníka (3) a teplý do odpaľovacej nádrže (11). Voda zachytená odkvapkávacou miskou (4) steká cez UV lampu (6) do nádrže na skondenzovanú vodu (5). Súčasťou zariadenia je tiež pohonné ústrojenstvo veternej vrtule (9) a regulačný silový obvod pozostávajúci z fotovoltických článkov (7), riadiacej jednotky (14) a solenoidného ventilu (15) a vypúšťacieho vodného ventilu (16).

Description

Zariadenie na výrobu pitnej vody s využitím vírovej trubice

Oblasť techniky

Vynález sa týka zariadenia na kondenzáciu vlhkosti zo vzduchu a odparovanej úžitkovej, tiež morskej vody, najlepšie pomocou veternej a slnečnej energie na výrobu vody a jej úpravy na pitnú vodu s využitím nekonvenčnej vírovej trubice. Vynález patrí do oblasti využívania obnoviteľných zdrojov vody a energie.

Doterajší stav techniky

Kondenzácia vzdušnej vlhkosti zo vzduchu a odparovanej vody a jej úprava na pitnú je principiálne využívaná v mnohých zariadeniach, aj jednoduchých prípravkoch, všade a vždy, kedy je nedostatok pitnej vody na prežitie.

V súčasnej dobe sa na tento účel najviac používajú odsoľovacie elektrárne, založené na destilácii morskej vody s primárnym využitím energie pary na výrobu elektrickej energie a následnej kondenzácii pary na pitnú vodu.

Na uvedenom princípe sa v súčasnosti objavujú menšie zariadenia s využitím fotovoltických článkov na pohon kondenzačných zariadení a ohrev najčastejšie morskej vody.

Zariadenia na kondenzáciu vody z ovzdušia sú známe tiež ako odvlhčovače, kde je hlavným cieľom znížiť relatívnu vlhkosť prostredia a skondenzovaná voda je vedľajší produkt, sú však energeticky náročné a na výrobu pitnej vody sa využívajú zriedkavo.

Veterná energia patrí medzi najviac využívané obnoviteľné zdroje energie, principiálne je založená na využívaní prúdenia vetrov, ktoré je nepravidelné a má rôznu rýchlosť a ktoré sa premieňa na rotačný pohyb pomocou veterných ružíc, vrtúľ či turbín, najčastejšie na výrobu elektrickej energie.

Historicky sú známe veterné zariadenia na čerpanie vody v reálnom čase s vežovou konštrukciou a veternou ružicou, prečerpáme vody je riešené jednoduchým piestovým čerpadlom, známe sú tiež veterné mlyny.

V súčasnej dobe sa najviac používajú veterné elektrárne na princípe veternej ružice, na osi ktorej je umiestnený alternátor na výrobu elektrickej energie. Hlavnou nevýhodou týchto zariadení je nepravidelnosť výroby tejto energie a v mnohých prípadoch preťažovanie prenosovej sústavy elektrickej energie, následné vypadávanie istenia a nerovnomerná dodávka elektrickej energie bez možnosti akumulácie.

Známe sú tiež zariadenia, ktoré využívajú veternú elektráreň na elektrický pohon kompresora, ktorý stláča vzduch do zásobníka a následne sa pomocou vzduchovej turbíny vyrába elektrický prúd. Nevýhodou tohto riešenia je dvojité použitie alternátora na výrobu elektrickej energie a teda straty na účinnosti štyroch zariadení a prevodoch.

Známe sú tiež princípy vírovej trubice, ktorá je konštruovaná tak, že má jeden vstup pre tlakový vzduch a dva výstupy, na jednom sa vytvára studený vzduch s hodnotami mínus °C a na druhom teplom konci je vzduch ohriaty až na niekoľkonásobok vstupnej hodnoty vzduchu. Jej praktické využitie je doteraz málo využívané.

Podstata technického riešenia

Uvedené nedostatky odstraňuje technické riešenie, ktorého podstatou je konštrukcia Zariadenie na výrobu pitnej vody s využitím vírovej trubice ( ďalej len Zariadenie), pozostávajúce z tunelového sacieho potrubia ovzdušia, v ktorom je umiestnená v smere prúdenia vzduchu najprv odpaľovacia nádrž na úžitkovú a tiež morskú vodu, filter v sacom potrubí na tuhé znečisťujúce látky a aerosóly, ďalej dvojcestný labyrintový výmenník cez ktoré ťah vzduchu zabezpečuje ventilátor v primárnom kondenzačnom okruhu vzduchu. Dvojcestný labyrintový výmenník má funkciu chladiča, kde chladiace médium vzduch sa v sekundárnom okruhu nekonvenčné dodáva trojcestnou vírovou trubicou, jej studeným výstupom a po prechode labyrintom sa voľne vypúšťa do ovzdušia. Teplý výstup z vírovej trubice je vedený do odpaľovacej nádrže, cez ktorú voľne prechádza do ovzdušia. Pod dvojcestným labyrintovým výmenníkom je umiestnená odkvapkávacia miska na skondenzovanú vodu.

Na zachytenie väčšieho množstva skondenzovanej vody je pod odkvapkávaciu misku umiestnená akumulačná nádrž na skondenzovanú vodu, s prepojením cez ÚV lampu na hygienizáciu vody pre pitné účely.

Zariadenie je s výhodami vybavené vlastným tlakovzdušným hospodárstvom, vzduchovým kompresorom, tlakovou nádržou a ovládacím ventilom, čo je s výhodami ovládané riadiacim systémom.

V spodnej časti na vstupe sacieho potrubia je odpaľovacia nádrž umiestnená tak , že je ju možné periodicky plniť úžitkovou, tiež morskou vodou a podľa rýchlosti odparovania vody, prípadný rmut vypúšťať.

Pri nedostupnosti energetických zdrojov - elektrického prúdu a rozvodového stlačeného vzduchu sa s výhodami použije pohonné ústrojenstvo veternej vrtule na pohon kompresora a ventilátora a tiež použitie fotovoltických článkov na napájanie riadiacej jednotky a tiež v silovom prevedení s batériami na ovládanie ventilov.

Vhodná je tiež sekundárna filtrácia skondenzovanej vody a jej obohacovanie minerálmi na úroveň pitnej vody.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Na obrázku 1 je znázornené v priečnom reze Zariadenie na výrobu pitnej vody s využitím vírovej trubice.

Na obrázku 2 je znázornený v priečnom reze Vysokoúčinný odvlhčovač uzavretých priestorov.

Príklad uskutočnenia

1. Generátor pitnej vody zo vzdušnej vlhkosti a z morskej vody.

Zariadenie na kondenzáciu vzdušnej vlhkosti zo vzduchu a morskej vody a jej úprava na pitnú vodu pomocou veternej a slnečnej energie podľa Obr. I pozostáva z dvojkanálovej vzduchotechnickej jednotky, kde cez hlavný kanál sa pomocou sacieho ventilátora 8 cez vzduchový filter 2 nasáva odvlhčovaný vzduch sacím potrubím 1 a cez druhý kanál sa privádza studený vzduch z vírovej trubice 10 do výmenníka 3 , na ktorého povrchu dochádza ku kondenzácii vzdušnej vlhkosti. Skondenzovaná voda steká do odkvapkávacej misky 4 a z nej do nádrže skondenzovanej vody 5. Z odkvapkávacej misky je samospádové potrubie cez UV lampu 6 vedené k uskladňovacej nádrži na skondenzovanú vodu 5 z ktorej sa vypúšťa ručne na spotrebu ventilom 16 . Teplý vzduch z vírovej trubice 10 je vedený do odparovacej nádrže j 1 s úžitkovou, tiež morskou vodou, ktorú odparuje a tento vlhký vzduch je vedený do priestoru pre nasávanie odvhčovaného vzduchu vzduchotechnickej jednotky.

Zariadenie ďalej pozostáva zo vzduchového kompresora 12 , z ktorého je vedený tlakový vzduch do tlakovej nádrže 13 a odtiaľ do vírovej trubice 10 cez solenoidný vzduchový ventil 15. Riadením množstva tlakového vzduchu do vírovej trubice je udržiavaná teplota na povrchu výmenníka v rozsahu 2 až - 5°C.

Ako energetické jednotky sa s výhodou využívajú veterná vrtuľa 9 na pohon ventilátora _8 a na pohon vzduchového kompresora 12 na stláčanie vzduchu do tlakových nádob 13 v nezávislom, ekonomicky výhodnom časovom režime a silové fotovoltické články 7 na napájanie riadiacej jednotky M , ovládanie vzduchových ventilov j a ohrev vody.

2. Vysokoúčinný odlhčovač uzzvretých pricstorov

Vysokoúčinný odvlhčovač podľa Obr. 2 pozostáva z dvojkanálovej vzduchotechnickej jednotky, kde cez jeden kanál sa pomocou sacieho pďtrubiaJ. a ventilátora 8 nasáva odvlhčovaný vzduch a cez druhý kanál sa privádza studený vzduch z vírovej trubice 10 do výmenníka , na ktorého povrchu dochádza ku kondenzácii vzdušnej vlhkosti. Skondezovaná voda steká do odkvapkávacej misky_4 a z nej do nádrže skondenzovanej vody 5 , z ktorej sa ručne ventilom 16 vypúšťa do odpadu. Teplý vzduch z vírovej trubice 10 je vedený do výstupu kanálu odvlhčovaného vzduchu a tým ohrieva vzduch v odvlhčovanej miestnosti, čím zvyšuje účinnosť odvlhčovača. Ďalej pozostáva z kompresora 12 , z ktorého je vedený tlakový vzduch do tlakovej nádrže 13 a odtiaľ do vírovej trubice 10 cez solenoidný vzduchový ventil 15. Riadením množstva tlakového vzduchu do vírovej trubice je udržiavaná teplota na povrchu výmenníka v rozsahu 2 až - 5°C. Toto zabezpečuje riadiaca jednotka .14 . Zdroj energie je štandardná rozvodná sieť elektrickej energie na pohon elektromotorov 17 a riadiacej jednotky 14.

Priemyselná využiteľnosť

Zariadenie na výrobu pitnej vody s využitím vírovej trubice sa dá s výhodou použiť tam, kde je nedostatok pitnej vody a nie sú v blízkosti zdroje elektrickej energie a kde je vysoká relatívna vlhkosť ovzdušia, najviac v púštnych krajinách a v suchých prímorských oblastiach a kde je výskyt pravidelných vetrov s veľkými rýchlosťami a kde priame využívanie veternej energie ako obnoviteľného zdroja je svojou nerovnomernosťou vetrov nemožné, prípadne časovo je nevhodné, čo navrhované zariadenie eliminuje. Zariadenie akumuluje veternú energiu a dáva možnosť využiť ju v príhodnom čase, ekonomicky výhodným spôsobom na výrobu pitnej vody z ovzdušia.

Claims (6)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1 Zariadenie na výrobu pitnej vody s využitím vírovej trubice, vyznačujúce sa tým, že je tvorené tunelovým sacím potrubím (1) ovzdušia v ktorom je umiestnený ventilátor (8) a dvojcestný výmenník (3) s kondenzačným primárnym a sekundárnym chladiacim labyrintom, ktoiý je potrubím spojený so studeným koncom vírovej trubice (10), vstup ktorej je tlakovým potrubím cez ventil (15) prepojený s tlakovou nádržou (13) plnenou vzduchovým kompresorom (12) a pod kondenzačným výmenníkom (3) je umiestnená odkvapkávacia miska (4) na skondenzovanú vodu.
2. 2 Zariadenie na výrobu pitnej vody s využitím vírovej trubice podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že vzduchový kompresor (12) prepojený s tlakovou nádržou (13) je cez ventil (15) napojený na vstupný otvor vírovej trubice (10), z ktorej je teplý výstup vedený do odpaľovacej nádrže (11).
3. 3 Zariadenie na výrobu pitnej vody s využitím vírovej trubice podľa nároku 1 a 2, vyznačujúce sa tým, že obsahuje pohonné ústrojenstva veternej vrtule (9) na pohon ventilátora (8) a kompresora (12).
4. 4 Zariadenie na výrobu pitnej vody s využitím vírovej trubice podľa nároku 1, 2 a 3, vyznačujúce sa tým, že je tvorené silovým regulačným obvodom z fotovoltických článkov (7), s elektrickým prepojením riadiacej jednotky (14) a ventilov (15) a (16).
5. 5 Zariadenie na výrobu pitnej vody s využitím vírovej trubice podľa nároku 1,2,3 a 4 vyznačujúce sa tým, že medzi odkvapkávacou miskou (4) a nádržou na skondenzovanú vodu (5) je umiestnená ÚV lampa (6) na hygienizáciu vody.
6. 6 Zariadenie na výrobu pitnej vody s využitím vírovej trubice podľa nároku 1,2,3, 4 a 5, vyznačujúce sa tým, že v sacom potrubí (1) je osadený filter (2) na odstránenie tuhých nečistôt zo vzduchu.