УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПРЕСНОЙ ВОДЫ ИЗ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА Российский патент 1995 года по МПК E03B3/28 

Изобретение относится к получению воды из водяного пара атмосферы, особенно в засушливых районах с использованием солнечной энергии.

Известно устройство для выделения требуемого компонента газовой смеси в процессе адсорбции адсорбентом и последующей десорбции.

Установка имеет общую камеру, в которой сформированы зоны адсорбции для взаимодействия адсорбента с высокотемпературным десорбирующим газом, а между ними расположена промежуточная зона газового уплотнения. Через все зоны непрерывно проходит бесконечная лента с адсорбирующим материалом.

В зоне адсорбции компонент, содержащийся в прокачиваемом газе, поглощается адсорбентом, расположенным на ленте, а затем десорбируется из него в камере десорбции высокотемпературным газом.

Десорбирующий газ с выделившимся компонентом направляют на установку для выделения этого компонента и рециркулируют в зону десорбции установки [1]
Недостатком устройства является низкая производительность на единицу массы адсорбента.

Известно устройство для получения пресной воды, в котором вокруг полого центрального вала расположены разделенные радиальными перегородками камеры с адсорбентом, между которыми расположены камеры десорбции.

Содержащий влагу воздух прокачивают через адсорбент с помощью воздуходувки.

Камеры десорбции соединены с циркуляционным каналом с встроенным нагревателем для нагрева циркулирующего газа, применяемого для десорбции воды и прокачиваемого с помощью вентилятора. С циркуляционным каналом соединен конденсатор для конденсации десорбированного водяного пара.

Камеры адсорбции соединены с приводом, вращающим их периодически вокруг центральной оси относительно камер десорбции так, что камеры из процесса адсорбции переходят в процесс десорбции [2]
Недостатком этого устройства является сложность конструктивного выполнения и большая энергоемкость.

Целью изобретения является снижение энергоемкости устройства за счет использования солнечной энергии и повышения эффективности получения пресной воды из атмосферного воздуха при несложной конструкции установки и небольших удельных расходах абсорбента.

Цель достигается тем, что в устройстве для получения пресной воды из атмосферного воздуха, содержащем камеру с размещенным в ней поглощающим материалом, циркуляционную сеть, соединенную с конденсатором, сборник конденсата, камера снабжена двумя открывающимися наружу крышками, верхняя из которых выполнена из светопроницаемого материала, а нижняя из светонепроницаемого материала, при этом поглощающий материал выполнен пористым, пропитанным насыщенным раствором абсорбента, причем соотношение массы абсорбента к поверхности поглощающего материала составляет 0,25-0,50 кг/м².

На чертеже схематично изображено устройство для получения пресной воды из атмосферного воздуха.

Устройство содержит поглощающий материал 1, который сверху закрыт крышкой 2, открывающейся наружу и выполненной из светопроницаемого материала. Снизу поглощающий материал 1 ограничивает крышка 3, которая также открывается наружу и выполнена из светонепроницаемого материала. Материал 1 размещен в камере 4, которая соединена с конденсатором 5, а последний с холодильной установкой 6. Использование в этом устpойстве солнечной холодильной установки делает устройство более экономичным, мобильным и независимым от других источников энергии. Образовавшийся конденсат собирается в сборнике 7.

Установка работает следующим образом.

В ночное время, когда температура падает и относительная влажность его увеличивается, крышки 2 и 3 камеры 4 открываются. Воздух за счет естественной циркуляции пронизывает поглощающий материал, и водяной пар, содержащийся в нем, абсорбируется. Поглощение длится в течение ночного времени.

В дневные часы обе крышки 2 и 3 возвращают в исходное положение и таким образом изолируют поглощающий материал с двух сторон. Под воздействием солнечной энергии поглощающий материал 1 нагревается и начинается процесс испарения поглощенной влаги из абсорбента.

Выделившиеся водяные пары направляются в конденсатор 5, где охлаждаются, конденсируются, конденсат собирается в сборнике 7.

Для того, чтобы доказать, что соотношение массы абсорбента к поверхности поглощающего материала, равное 0,25-0,50 мг/м², является оптимальным для наиболее известных абсорбентов, было принято решение о проведении эксперимента с более худшим по своим физическим характеристикам абсорбентом СаCl₂, помещенным в наиболее неблагоприятные условия, и с лучшим по физическим свойствам абсорбентом LiBr, помещенным в наиболее благоприятные условия. Таким образом, была охвачена наибольшая область исследования, в которую попадают абсорбенты, обладающие промежуточными физическими характеристиками.

П р и м е р 1. В качестве абсорбента, обладающего худшими физическими свойствами, использовали CaCl₂, насыщенным раствором которого пропитали четыре лоскута хлопчатобумажной ткани различных размеров, затем ткань подсушили. Поглощение влаги проводились в течение 12 ч при температуре 20^оС и влажности воздуха 50%
Результаты эксперимента приведены в табл.1.

Как видно из табл.1, максимальное количество воды поглощается при поверхности 250 и 510 см². Таким образом, поверхность площадью 250 см² является минимальной поверхностью, поглотившей максимальное количество воды.

Эксперимент показал, что и количество испарившейся влаги с этой поверхности также является максимальным. Определили для этого случая соотношение массы абсорбента к поверхности поглощения, которое равно для данных условий 0,256.

П р и м е р 2. В качестве абсорбента, обладающего лучшими физическими свойствами, был использован LiBr, насыщенным раствором которого пропитали пять лоскутов хлопчатобумажной ткани различной поверхности, и просушили их. Затем проводили поглощение влаги из атмосферного воздуха в течение 12 ч при температуре 10^оС и влажности воздуха 80%
Результаты эксперимента приведены в табл.2.

Из табл. 2 видно, что максимальное количество поглощенной и, следовательно, испарившейся воды приходится на поверхность, равную 80 см², минимальную поверхность. В этом случае соотношение массы абсорбента к поверхности поглощения составляет 0,497.

Таким образом, для минимальных поверхностей поглощения, позволяющих получить максимально возможное количество воды, соотношение массы поглотителя к поверхности поглощения находится в пределах 0,25-0,50.

Сущность изобретения: в камере размещен поглощающий материал. Циркуляционная сеть соединена с конденсатором. Камера снабжена двумя открывающимися наружу крышками. Верхняя крышка выполнена из светопроницаемого материала, нижняя из светонепроницаемого материала. Поглощающий материал выполнен пористым, пропитанным насыщенным раствором абсорбента. Соотношение массы абсорбента к поверхности поглощающего материала составляет 0,25-0,50 кг/м². 1 ил. 2 табл.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПРЕСНОЙ ВОДЫ ИЗ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА, содержащее камеру с размещенным в ней поглощающим материалом, циркуляционную сеть, соединенную с конденсатором, сборник конденсата, отличающееся тем, что камера снабжена двумя открывающимися наружу крышками, верхняя из которых выполнена из светопроницаемого материала, а нижняя из светонепроницаемого материала, при этом поглощающий материал выполнен пористым, пропитанным насыщенным раствором абсорбента, причем отношение массы абсорбента к поверхности поглощающего материала составляет 0,25-0,50 кг/м².