Способ опреснения морской воды Российский патент 2018 года по МПК E03B3/28 C02F1/14 

Изобретение относится к способам автономного получения пресной воды путем испарения морской воды. Изобретение может быть использовано для питьевого водоснабжения, а также для бытовых и хозяйственных нужд.

Известен способ извлечения воды из паровоздушной смеси, заключающийся в том, что формируют поток воздуха, содержащего пары воды, осуществляют искусственное охлаждение потока воздуха, конденсируют пары воды и получаемую при этом пресную воду-конденсат подают в емкость для сбора воды (патент РФ №2081256, МПК Е03В 3/28, опубл. 10.06.1997). Недостатком способа является необходимость использования внешней подводимой энергии для формирования потока паровоздушной смеси, направляемой в конденсатор для осаждения влаги, которая не является возобновляемой.

Наиболее близким техническим решением к заявленному способу по совокупности признаков является способ получения пресной воды, заключающийся в том, что формируют поток воздуха, содержащего водяные пары, охлаждают его до температуры ниже точки росы, конденсируют водяные пары в воду, а обезвоженный воздух выбрасывают в атмосферу (патент США №5203989, МПК Е03В 3/28, опубл. 20.04.1987). При прокачке потока атмосферного воздуха, содержащего пары воды, происходит их конденсация на охлаждающем элементе холодильной машины и одновременное охлаждение потока воздуха, который выбрасывается в атмосферу. Для прокачки потока атмосферного воздуха необходим нагнетатель, требующий затрат внешней невозобновляемой энергии. Известный способ, предполагающий также использование внешней подводимой энергии для работы холодильной машины, характеризуются низкой экономичностью использования холодопроизводительности машины, так как только незначительная часть потребляемой холодильной машиной энергии используется для конденсации паров воды. При этом большая часть холодопроизводительности расходуется на охлаждение обезвоженного воздуха, выбрасываемого в атмосферу.

Технической задачей, стоящей перед изобретением, является создание несложного способа получения пресной воды с использованием возобновляемой энергии солнца, позволяющего с низкой себестоимостью получать пресную воду, путем испарения морской воды.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение производительности способа по пресной воде, путем испарения морской воды при повышенной температуре, создаваемой концентрированной возобновляемой энергией солнца, и рекуперации тепла конденсации влаги.

Согласно изобретению техническая задача решается, а технический результат достигается следующим образом. Способ опреснения морской воды, включает размещение генераторов энергии, формирующих поток паровоздушной смеси, охлаждение водяного пара в конденсаторах и отбор пресной воды. Генераторы энергии выполняют в виде собирающих лучистую энергию солнца линз с размещением на главной оптической оси в фокусе линз съемников энергии солнца, жестко связанных с линзами, для нагрева и испарения морской воды. Съемники снабжают входящими водоводами и выходящими паропроводами, выходящие паропроводы и входящие водоводы соединяют с теплообменниками для рекуперации тепла конденсации и подогрева морской воды. Устанавливают съемники энергии, теплообменники, водоводы и паропроводы внутри полых поплавков с положительной плавучестью, крышками которых являются линзы. Входящие водоводы сообщают в нижней части поплавков с окружающей морской водой. Поплавки в сборе размещают на поверхности моря. Регулируют их плавучесть поплавков, обеспечивая нахождение морской воды внутри съемников энергии в фокусе линз. Линзы ориентируют перпендикулярно солнечным лучам, используя следящие за солнцем системы, питающиеся солнечной энергией. Конденсаторы располагают в нижней части поплавков под уровнем моря. Горизонтальную фиксацию поплавков при волнении моря и их заданную плавучесть обеспечивают грузами, подвешенными при помощи тросов к нижней части поплавков. Водоводы и паропроводы частично выполняют гибкими для обеспечения работы следящих за солнцем систем.

Фиг. 1 - схема опреснения морской воды.

На фиг. 1 обозначены следующие позиции:

1 - линза, собирающая лучистую энергии, солнца; 2 - съемник энергии солнца; 3 - входящий водовод; 4 - выходящий паропровод; 5 - теплообменник для рекуперации тепла конденсации; 6 - полый поплавок с положительной плавучестью; 7 - конденсатор влаги; 8 - грузы, обеспечивающие горизонтальную фиксацию и заданную плавучесть; 9 - трос; 10 - вентиль линии отбора пресной воды; 11 - солнечные батареи для привода следящих за солнцем систем.

Способ опреснения морской воды (см. фиг. 1) реализуется следующим образом. Генераторы энергии, формирующие паровоздушный поток, выполняют в виде собирающих лучистую энергию солнца линз (1) с размещением на главной оптической оси в фокусе линз съемников энергии солнца (2), жестко связанных с линзами. Съемники (2) снабжают входящими водоводами (3) и выходящими паропроводами (4). Выходящие паропроводы и входящие водоводы соединяют с теплообменниками (5) для частичной рекуперации тепла конденсации и подогрева морской воды. Съемники энергии (2), теплообменники (5), водоводы (3) и паропроводы (4) устанавливают внутри полых поплавков (6) с положительной плавучестью, крышками которых являются линзы (1). Входящие водоводы (3) сообщают в нижней части поплавков (6) с окружающей морской водой. Поплавки (6) в сборе размещают на поверхности моря, регулируют их плавучесть, обеспечивая нахождение морской воды внутри съемников энергии (2) в фокусе линз (1). Линзы (1) ориентируют перпендикулярно солнечным лучам, используя следящие за солнцем системы, питающиеся солнечной энергией. Конденсаторы (7) располагают в нижней части поплавков (6) под уровнем моря. Горизонтальную фиксацию поплавков (6) при волнении моря и их заданную плавучесть обеспечивают грузами (8), подвешенными при помощи тросов (9) к нижней части поплавков. Водоводы (3) и паропроводы (4) выполняют гибкими, частично, для обеспечения работы следящих за солнцем систем. Отбор пресной воды производят из конденсаторов (7) по отводным линиям с вентилями (10). Морская вода в водоводах (3), насыщенная солями в верхней их части в результате испарения ее в съемниках энергии (2), как более тяжелая, опускается вниз и перемешивается с подводимой морской водой, предотвращая отложение солей. Питание привода следящих за солнцем систем осуществляют при помощи солнечных батарей (11), жестко связанных с линзами (1).

Заявленное техническое решение позволяет преобразовывать даровую энергию солнца в тепловую энергию, для нагрева и испарения морской воды. Рекуперация тепла конденсации влаги позволяет увеличить производительность способа по пресной воде и снизить затраты на опреснение морской воды.

Изобретение относится к способам автономного получения пресной воды путем испарения морской воды и конденсации паровоздушной смеси и может быть использовано для питьевого водоснабжения, а также для бытовых и хозяйственных нужд. Способ опреснения морской воды включает размещение генераторов энергии, формирующих паровоздушный поток, охлаждение водяного пара в конденсаторах и отбор пресной воды. Генераторы энергии выполняют в виде собирающих лучистую энергию солнца линз с размещением на главной оптической оси в фокусе линз съемников энергии солнца, жестко связанных с линзами, для нагрева и испарения морской воды. Съемники снабжают входящими водоводами и выходящими паропроводами. Выходящие паропроводы и входящие водоводы соединяют с теплообменниками для рекуперации тепла конденсации и подогрева морской воды. Съемники энергии, теплообменники, водоводы и паропроводы устанавливают внутри полых поплавков с положительной плавучестью, крышками которых являются линзы. Входящие водоводы сообщают в нижней части поплавков с окружающей морской водой. Поплавки в сборе размещают на поверхности моря, регулируют их плавучесть, обеспечивая нахождение морской воды внутри съемников энергии в фокусе линз. Линзы ориентируют перпендикулярно солнечным лучам, используя следящие за солнцем системы, питающиеся солнечной энергией. Конденсаторы располагают в нижней части поплавков под уровнем моря. Горизонтальную фиксацию поплавков при волнении моря и их заданную плавучесть обеспечивают грузами, подвешенными при помощи тросов к нижней части поплавков. Водоводы и паропроводы частично выполняют гибкими для обеспечения работы следящих за солнцем систем. Изобретение обеспечивает повышение производительности способа получения пресной воды. 1 ил.

Способ опреснения морской воды, включающий размещение генераторов энергии, формирующих паровоздушный поток, охлаждение водяного пара в конденсаторах и отбор пресной воды, отличающийся тем, что генераторы энергии выполняют в виде собирающих лучистую энергию солнца линз с размещением на главной оптической оси в фокусе линз съемников энергии солнца, жестко связанных с линзами, для нагрева и испарения морской воды, съемники снабжают входящими водоводами и выходящими паропроводами, выходящие паропроводы и входящие водоводы соединяют с теплообменниками для рекуперации тепла конденсации и подогрева морской воды, устанавливают съемники энергии, теплообменники, водоводы и паропроводы внутри полых поплавков с положительной плавучестью, крышками которых являются линзы, входящие водоводы сообщают в нижней части поплавков с окружающей морской водой, размещают поплавки в сборе на поверхности моря, регулируют их плавучесть, обеспечивая нахождение морской воды внутри съемников энергии в фокусе линз, ориентируют линзы перпендикулярно солнечным лучам, используя следящие за солнцем системы, питающиеся солнечной энергией, конденсаторы располагают в нижней части поплавков под уровнем моря, горизонтальную фиксацию поплавков при волнении моря и их заданную плавучесть обеспечивают грузами, подвешенными при помощи тросов к нижней части поплавков, водоводы и паропроводы частично выполняют гибкими для обеспечения работы следящих за солнцем систем.