УСТАНОВКА ДЛЯ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ОБРАЗОВАНИЯ И СБОРА РОСЫ Российский патент 2002 года по МПК E03B3/28 B01D5/00 

Изобретение относится к установкам для получения пресной воды из атмосферного воздуха, в частности к установкам, использующим возобновляемые источники энергии.

Известна установка для получения пресной воды из влажного воздуха, в работе которой используется солнечная энергия /1/. Она содержит аккумулятор холода, воздуховод и водосборник, снабжена тепловыми трубами, солнечным коллектором и соединенными с ним нагревателем воздуха, а аккумулятор холода выполнен из твердого материала, расположенного на водосборнике и образующего объем с большой внутренней конденсационной поверхностью и хорошей проницаемостью для воздушных потоков, воздуховод выполнен в виде вытяжной трубы, расположенной над аккумулятором холода, внутри которой находится нагреватель воздуха, и воздушных каналов, расположенных в нижней части аккумулятора, в котором находятся оребренные концы тепловых труб, при этом другие оребренные концы расположены в воздухе.

Установка работает следующим образом. Ночью температура поверхности земли и воздуха начинает уменьшаться за счет радиационного излучения. Когда температура воздуха становится ниже температуры в месте заложения тепловой трубы, последний начинает охлаждать аккумулятор холода изнутри. Для того, чтобы процесс переноса тепла шел интенсивнее, части тепловой трубы, находящиеся в тепловом аккумуляторе и в воздухе, снабжены ребрами.

Поскольку в нагревателе воздуха находится теплая вода, нагретая за день с помощью солнечного коллектора, в вытяжной трубе создается поток теплого воздуха. В результате создается разность давлений и атмосферный воздух по воздушным каналам поступает в нижнюю часть аккумулятора холода, поднимается вверх и выходит в вытяжную трубу. Если влажность воздуха составляет 100%, то предварительно воздух охлаждается до температуры, когда пар становится насыщенным. Процесс конденсации водяного пара продолжается также и днем, только вначале теплый атмосферный воздух охлаждается аккумулятором холода до температуры, когда находящийся в нем пар не станет насыщенным. В таком режиме установка работает в дневное время. Днем образованию воздушных потоков через аккумулятор холода способствует также его нагрев солнечными лучами, что создает внутри него градиент температур.

Недостатком данной установки является сложность конструкции, что приводит к накоплению пыли в ее узлах и в конечном итоге к существенному ослаблению конвективных потоков и резкому снижению производительности.

Наиболее близкой к изобретению является установка для интенсификации росообразования и сбора росы /2/, содержащая водосборник и конденсатор росы, конденсирующая поверхность которого представляет собой поднятый над поверхностью земли излучатель, имеющий ячеистую структуру и имитирующий абсолютно черное тело, с поддоном и канализационными трубами для стекания образовавшейся росы в водосборник, а в установку дополнительно введены жалюзи-отражатель для защиты ячеистой структуры от перегрева в дневное время.

Устройство работает следующим образом: днем жалюзи закрыты и благодаря их зеркальной поверхности солнечное излучение отражается, препятствуя нагреву ячеистой структуры конденсатора. Ночью жалюзи открываются и ячеистая структура конденсатора излучает в космос, что приводит к понижению ее температуры и конденсации росы. Благодаря разветвленности поверхности конденсатора количество образующейся росы оказывается значительно больше, чем над плоской поверхностью.

Недостатком данной установки является малая площадь конденсирующей поверхности, нерационально используемое пространство под ячеистой структурой, в результате чего производительность системы невысока.

Задачей изобретения является повышение эффективности работы установки за счет существенного увеличения конденсирующей поверхности для получения пресной воды из атмосферного воздуха.

Техническая задача за счет того, что в установке для интенсификации образования и сбора росы, содержащей водосборник и конденсатор росы, конденсирующая поверхность конденсатора представляет собой систему вертикально расположенных стержней, длины которых во много раз превышают их поперечные размеры, а расстояние между ними того же порядка, что и горизонтальные размеры стержней. Стержни опираются на водонепроницаемый поддон и в совокупности имитируют абсолютно черное тело.

Положительный эффект достигается за счет интенсивного ночного выхолаживания системы стержней, которая интенсивно проветривается ниспадающими конвективными потоками влажного воздуха. При этом температура внутри системы стержней оказывается существенно ниже, чем температура с боков конденсатора, благодаря тому, что угол высвечивания теплового излучения в космос с верхней поверхности конденсатора существенно больше, чем с его боков. При этом эффективность проветривания системы и площадь конденсирующей поверхности существенно больше, чем у прототипа, поэтому значительно выше эффективность образования росы.

На фиг.1 приведена схема установки для интенсификации образования и сбора росы. Она содержит: конденсатор /1/, состоящий из системы вертикально расположенных стержней, которые опираются на поддон и водосборник /2/. На фиг.2 показан вид сверху на систему расположения стержней конденсатора.

Устройство работает следующим образом. В ночное время происходит выхолаживание верхней поверхности конденсатора, и температура в этой области оказывается существенно ниже, чем с его боков, что приводит к интенсивной конвекции влажного воздуха, влага из которого конденсируется на стенках стержней и стекает на поддон и далее в водосборник. Система может работать также и днем, особенно эффективно в утренние часы, когда влажность оказывается равной 100%. При этом конвективные потоки интенсифицируются за счет разогрева боковой поверхности конденсатора, обращенной к солнцу. Существенным фактором является возможность несложно совершать регламентные работы по очистке системы от запыления. Благодаря ее структуре пыль будет концентрироваться только на поддоне, откуда может быть смыта потоком воды. Во время работы системы пыль не будет забивать пространство между стержнями и препятствовать таким образом конвекции влажного воздуха.

Источники информации
1. Патент России 2131000, кл. С1.

2. Патент России 2149957, кл. С1 /прототип/.

Изобретение относится к установкам для получения пресной воды из атмосферного воздуха, в частности к установкам, использующим возобновляемые источники энергии. Техническим результатом является повышение эффективности работы установки. Установка для интенсификации образования и сбора росы содержит водосборник и конденсатор росы, при этом конденсатор представляет собой систему опирающихся на поддон вертикальных стержней, длины которых много больше их поперечного размера, а расстояние между стержнями того же порядка, что и их поперечный размер. 2 ил.

Установка для интенсификации образования и сбора росы, содержащая водосборник и конденсатор росы, отличающаяся тем, что конденсатор представляет собой систему опирающихся на поддон вертикальных стержней, длины которых много больше их поперечного размера, а расстояние между стержнями того же порядка, что и их поперечный размер.