ОПРЕСНИТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 1997 года по МПК C02F1/14 

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности, к солнечным опреснительным установкам.

Получение пресной воды из соленой является самым старым способом применения солнечной энергии в народном хозяйстве.

Известна установка для получения пресной воды.

В этой установке цель достигается за счет того, что установка снабжена вакуумными трубками с гидрозатворами и запорными вентилями, создающими пониженное давление в дистилляторе.

Основными недостатками установки являются следующие:
режим работы очень сложен;
для подачи воды в питательную емкость требуется дополнительная насосная установка;
поддержание вакуума в дистилляторе очень затруднительно, так как при регулировке горячей воды с помощью вентиля, должно соблюдаться условие напор больше 10 м водного столба;
питательная емкость должна располагаться на высоте 20-25 м, для которой требуется громоздкое сооружение;
работа установки требует постоянного наблюдателя;
производительность установки низкая, так как при такой компановке возможны частые срывы вакуума в дистилляторе и в этом случае надо остановить ее работу и процесс начинать заново.

Целью изобретения является повышение производительности и упрощение конструкции.

Эта цель достигается за счет того, что установка выполнена в виде сифона, который составлен из последовательно соединенных элементов: питательная емкость подводящая линия водонагреватель (например, солнечный) вакуумная трубка конденсатор отводящая линия сборная емкость.

Установка состоит из следующих элементов (см. чертеж): 1 питательная емкость для соленых вод; 2, 5, 10, 11 вентили; 3 подводящая линия; 4 бак для аккумуляции рассола; 6 водонагреватель (например, солнечный "горячий ящик"); 7 вакуумная трубка; 8 -конденсатор (охлаждающее устройство); 9 -отводящая линия; 12 сборная емкость для пресной воды.

С целью получения вакуума, который обеспечивает испарение при низких температурах соленых вод, водонагревательная часть установки должна располагаться на высоте более 10 м. Таким образом, для достижения кипения и конденсации в системе необходимо иметь высоту столба воды в трубах 3 и 9 около 10 м.

Так как испарение в водонагревателе происходит при температуре 25 - 30^oC, а не при 70 80^oC как в обычных дистилляторах, то можно при той же энергии увеличить производительность установки.

Не требуется дополнительная энергия для подъема соленой воды в питательную емкость и уменьшаются высотные размеры установки, обеспечивается надежность работы системы.

Устройство работает следующим образом. Закрывая вентили 2, 5, 11 и открывая вентиль 10, система заполняется водой с помощью насосов. После заполнения системы закрывается вентиль 10 и открываются вентили 2, 11 и система начинает работать как сифонное устройство. Для обеспечения поступления воды из емкости 1 в емкость 12 между ними должна быть обеспечена разница их свободных поверхностей на величину суммы сопротивлений в системе (имеется в виду сумма потерь напора).

После пуска установка работает в режиме сифона и часть заполненной воды сливается в емкости 1 и 12 и в верхнем участке 7 образуется вакуум, в результате чего сифон приостанавливает свое действие. В подводящей линии 2 и отводящей линии 9 при этой остановке остается воды высотой около 8 10 м (эта высота зависит от материала и конструкции установки). Таким образом, в вакуумной трубке 7 образуется пониженное давление, которое ускоряет испарение соленой воды, нагревшейся в водонагревателе 6 (этот водонагреватель может быть солнечный, электрический и др. вида).

После испарения пар поступает в конденсатор 8, где конденсируется в дистиллят, и в отводящую линию 9. Излишек объема пресной воды сливается в сборную емкость 12. При этом не нарушается прежний уровенный режим, который образовался при запуске установки, так как сколько поступает дистиллята из конденсатора в линию 9, столько воды испаряется в испарителе 6, столько же поступает из питательной емкости 1 в линию 3. После определенного времени работу системы останавливают и с помощью вентиля 5 сливается рассол.

Наличие в баке 4 соленого рассола создает условие для дополнительного подогрева поступающей воды и сохранения избыточной температуры на длительный период времени, т.к. концентрированная соленая вода имеет свойство нагреваться при меньшей температуре и сохранять ее.

Использование: в гелиотехнике для получения пресной воды из соленой. Сущность изобретения: за счет последовательного соединения водонагревателя, вакуумных трубок и конденсатора получена система в виде сифона, которая позволяет создать условия интенсивного испарения и конденсации соленых вод. Нижняя часть водонагревателя имеет бак для аккумуляции рассола. Вакуумная трубка расположена относительно питательной емкости так, что разница между верхней точкой перегиба вакуумной трубки и уровнем воды в питательной емкости превышает 10 м. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Опреснительная установка, содержащая водонагреватель, конденсатор, подводящую и отводящую водяные линии, вакуумную трубку, питательную и сборную емкости, отличающаяся тем, что питательная емкость, подводящая линия, водонагреватель, вакуумная трубка, конденсатор, отводящая линия, сборная емкость соединены последовательно, образуя сифон, причем питательная емкость установлена выше сборной емкости. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что нижняя часть водонагревателя имеет бак для аккумуляции рассола. 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что вакуумная трубка расположена относительно питательной емкости так, что разница между верхней точкой перегиба вакуумной трубки и уровнем воды в питательной емкости превышает 10 м.