СОЛНЕЧНЫЙ ОПРЕСНИТЕЛЬ Российский патент 2002 года по МПК C02F1/14 C02F103/08 

Техническое решение относится к гелиотехнике, в частности к гелиоустановкам, преобразующим солнечную энергию в тепловую для опреснения минерализованной (морской, соленой) воды.

Известен солнечный опреснитель, содержащий корпус с наклонно установленной светопропускающей перегородкой (стекло или пленка), ванну и сборник конденсата (Ближайший аналог - см. Б.М. Ачилов и др. Солнечные опреснители и холодильники. Изд-во "ФАН" Уз. ССР, Ташкент, 1976, стр. 15...16).

Недостатком данного устройства является низкая производительность.

Целью предложенного технического решения является устранение указанного недостатка.

Поставленная цель достигается тем, что в известном солнечном опреснителе, содержащем корпус со светопропускающей перегородкой, ванну, сборник конденсата, устройство для залива минерализованной воды и слива концентрированного рассола, внутри корпуса у его задней стенки с зазором к ней установлена емкость, снабженная устройствами заправки и слива минерализованной воды, а перед емкостью смонтирован экран-отражатель.

Суть данного технического решения заключается в том, чтобы полученную от Солнца энергию, пошедшую на испарение минерализованной воды, использовать повторно для предварительного нагрева минерализованной воды в емкости с последующей подачей нагретой воды из емкости в ванну на испарение. При этом используется экран-отражатель для сохранения притока солнечной энергии к ванне и для исключения нагрева емкости от солнечного излучения.

Нагрев воды в емкости осуществляется за счет использования скрытой теплоты конденсации водяного пара из паровоздушной смеси. Паровоздушная смесь охлаждается на стенках емкости, пар конденсируется, а вода в емкости нагревается.

При этом производительность предложенного опреснителя по сравнению с прототипом возрастает как за счет полезного использования энергии пара при его конденсации для нагрева минерализованной воды в емкости, так и за счет увеличения площади охлаждения паровоздушной смеси и конденсации водяного пара (добавляется поверхность емкости). При этом уменьшаются непроизводительные потери тепловой энергии излучением от зеркала минерализованной воды в ванне за счет установки перед емкостью экрана-отражателя.

Благодаря постоянной автоматической подпитке ванны опреснителя минерализованной водой до заданного уровня появилась возможность меньшей заправки воды в ванну, что сократило время начального ее прогрева и выхода опреснителя на рабочий режим. При этом поступающая в ванну вода предварительно нагревается в емкости за счет конденсации пара, т.е. за счет вторичного использования поглощенной солнечной энергии.

Запас нагретой минерализованной воды в емкости к концу светового дня при его сливе в ванну обеспечивает ночную работу опреснителя и дополнительный выход конденсата.

Таким образом, предложенный опреснитель эффективно работает не только днем, но и ночью.

Автоматическая подача минерализованной воды из емкости в ванну в течение светового дня обеспечивается за счет того, что при снижении уровня минерализованной воды в ванне ниже заданной величины открывается возможность доступа в емкость воздуха.

Предложенный солнечный опреснитель показан на чертеже.

В состав опреснителя входит корпус 1 со светопропускающей перегородкой 2, ванна 3 с теплоизоляцией 4, устройство для залива минерализованной воды в ванну и слива концентрированного рассола 5, сборник конденсата 6, экран-отражатель 7, емкость 8 с устройствами заправки в емкость минерализованной воды 9 и ее слива 10.

Ванна 3 может иметь в своем составе теплоизоляцию 4 и может целиком выполняться из теплоизолированного материала.

Емкость 8 выполняется и устанавливается в опреснитель так, что образующийся на поверхности емкости конденсат отводится в общий сборник конденсата опреснителя.

Устройство заправки минерализованной воды 9 имеет в своем составе воронку, гибкий шланг и внутреннюю трубку для дренирования воздуха при заправке, а устройство слива 10 имеет в своем составе дроссельную шайбу.

Работа предложенного опреснителя протекает следующим путем.

В начале светового дня с помощью устройства 5 сливается концентрированный рассол из ванны 3. Через воронку заправочного устройства 9 проводится заправка емкости 8. При этом через сливное устройство 10 и имеющуюся в нем дроссельную шайбу минерализованная вода поступает и в ванну 3.

После заправки емкости 8 (факт заправки определяется снижением скорости убывания минерализованной воды из воронки) через воронку устройства 5 проводится дозаправка ванны 3 и через воронку заправочного устройства 9 окончательное доведение заправки до требуемого уровня. После заправки уровень минерализованной воды в ванне и воронке устройства 5 одинаков.

Воронка заправочного устройства 9 опускается в минерализованную воду воронки устройства 5 на глубину, определяющую поддерживаемый при работе опреснителя уровень минерализованной воды в ванне 3.

Солнечное излучение поступает в опреснитель через светопропускающую перегородку 2, нагревает минерализованную воду в ванне 3 и испаряет ее. Экран-отражатель 7 увеличивает поступление солнечной энергии к минерализованной воде и исключает ее попадание на боковую поверхность емкости 8.

Пары минерализованной воды конденсируются на светопропускающей перегородке 2, внутренних стенках корпуса 1 и стенках емкости 8. За счет теплоты конденсации происходит нагрев минерализованной воды в емкости 8. Образовавшийся конденсат стекает в сборник конденсата 6.

По мере испарения воды из ванны 3 ее уровень понижается как в ванне, так и воронке устройства 5.

Через образующийся зазор между стенкой воронки заправочного устройства 9 и минерализованной водой в воронке устройства 5 в емкость 8 начнет поступать воздух, а минерализованная вода из емкости 8 станет стекать в ванну 3. В ванне 3 и в воронке устройства 5 уровень минерализованной воды повышается и перекрывает зазор между стенкой воронки заправочного устройства 9 и водой.

Воздух прекращает поступать в емкость 8, и подача из нее минерализованной воды в ванну 3 прекращается. Под действием испарения уровень минерализованной воды в ванне снова начинает уменьшаться и процесс поддержания уровня повторяется. При этом в ванну 3 поступает нагретая вода из емкости 8.

В конце дня воронка заправочного устройства 10 вынимается из воронки устройства 5 и поднимается вверх. При этом воздух через заправочное устройство 9 поступает в емкость 8, и вся нагретая минерализованная вода сливается в ванну 3.

В ночное время опреснитель работает на энергии минерализованной воды, полученной благодаря дневному нагреву воды в емкости 8 от конденсирующегося пара. Нагретая вода испаряется, ее пары конденсируются на светопропускающей перегородке 3 и внутренних стенках корпуса 1, и образовавшийся конденсат стекает в сборник конденсата 6.

Таким образом, предложенный опреснитель работает как днем, так и ночью, и в нем энергия, полученная от Солнца, используется повторно для нагрева поступающей на опреснение минерализованной воды от конденсации пара.

Ожидается увеличение производительности предложенного опреснители по сравнению с прототипом на 45...50%.

При этом предполагаемые затраты на изготовление вновь вводимых средств составят примерно четверть стоимости прототипа.

Отсюда следует, что реализация предложенного технического решения экономически выгодна.

Техническое решение относится к гелиотехнике, в частности к гелиоустановкам, преобразующим солнечную энергию в тепловую для опреснения минерализованной (морской, соленой) воды. Целью изобретения является повышение производительности опреснителя. Солнечный опреснитель содержит корпус со светопропускающей перегородкой, ванну, сборник конденсата, устройство для залива минерализованной воды и слива концентрированного рассола. Внутри корпуса опреснителя у его задней стенки с зазором в ней установлена емкость, снабженная устройствами заправки и слива минерализованной воды, а перед емкостью смонтирован экран-отражатель. Производительность возрастает как за счет использования энергии пара при его конденсации для нагрева минерализованной воды в емкости, так и за счет увеличения площади охлаждения паровоздушной смеси и конденсации водяного пара. 1 ил.

Солнечный опреснитель, содержащий корпус со светопропускающей перегородкой, ванну, сборник конденсата, устройство для залива минерализованной воды и слива концентрированного рассола, отличающийся тем, что внутри корпуса у его задней стенки с зазором к ней установлена емкость, снабженная устройствами заправки и слива минерализованной воды, а перед емкостью смонтирован экран-отражатель.