Способ получения воды из воздуха Российский патент 2020 года по МПК E03B3/28 

Изобретение относится к способам автономного получения чистой, пресной воды, путем испарения очищаемой воды и конденсации паровоздушной смеси. Изобретение может быть использовано для водоснабжения населения и армейских подразделений.

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 конденсация паровоздушной смеси при атмосферном давлении, что снижает производительность способа по чистой, пресной воде.

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 (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. Недостатком этого способа также является конденсация паровоздушной смеси при атмосферном давлении. Использование холодильной машины для охлаждения паровоздушной смеси требует дополнительных затрат энергии для ее работы.

Технической задачей, стоящей перед изобретением, является создание способа производства чистой, пресной воды с использованием энергии сжатого воздуха (пневматической энергии), позволяющего получать дистиллированную воду при конденсации ее при давлении выше атмосферного.

Техническим результатом заявленного изобретения является сжатие паровоздушной смеси с последующим охлаждением ее конденсаторе, размещаемом в очищаемой воде, с осаждением паров влаги в конденсаторе при повышенном давлении и отбором влаги. Конденсатор охлаждается за счет отбора тепла расширяющимся осушенным воздухом, выходящим из конденсатора и барботируемым через очищаемую воду. Барботируемый воздух, получая тепло от воды, нагревается и насыщается парами воды. Насыщенный парами воды воздух поступает на вход нагнетателя, сжимается и поступает снова в конденсатор, где происходит осаждение паров воды при повышенном давлении и осушение воздуха. Таким образом, при реализации способа нет необходимости в использовании специальной холодильной машины. Функцию холодильника выполняет расширяющийся и поглощающий тепло воздух, проходящий через очищаемую воду, с одновременным принудительным насыщением воздуха влагой, нагреваемым отобранным от конденсатора теплом.

Согласно изобретению, техническая задача решается, а технический результат достигается следующим образом. Способ получения воды из воздуха включает насыщение атмосферного воздуха водяными парами, подачу паровоздушной смеси в конденсаторы и отбор влаги. Способ отличается тем, что, очищаемую от загрязнений воду помещают в пространство между корпусом установки и конденсатором влаги. Конденсатор влаги выполняют с отверстиями, снабженными обратными клапанами, для выпуска осушенного воздуха из конденсатора и барботирования его через воду с насыщением водяными парами. Обратные клапаны предотвращают попадание очищаемой воды в конденсатор. Паровоздушную смесь сжимают нагнетателем и отправляют ее в конденсатор, охлаждаемый расширяющимся при барбатоже воздухом. Привод нагнетателей воздуха может быть выполнен с использованием возобновляемой энергии ветра, солнца, морской волны и др. для снижения себестоимости получаемой чистой, пресной воды.

Заявляемое изобретение поясняется схемой, представленной на фиг. 1.

Заявляемое техническое решение состоит из теплоизолированного корпуса установки (1), конденсатора влаги (2), нагнетателя (3), отверстий с обратными клапанами (4).

Способ получения воды из воздуха (см. фигура 1) реализуется следующим образом. В пространство между корпусом установки (1) и конденсатором влаги (2) помещают очищаемую воду. Включают нагнетатель (3), сообщающий пневматическую энергию воздуху. Сжатый, нагретый воздух, содержащий пары воды, подают в конденсатор влаги (2). В конденсаторе влаги (2) пары воды осаждаются при повышенном давлении, а осушенный воздух через отверстия с обратными клапанами (4) подают в очищаемую воду. Для предотвращения попадания очищаемой воды в конденсатор влаги (2) отверстия (4) снабжают обратными клапанами. Осушенный воздух, барботируя через очищаемую воду расширяется с понижением температуры, забирает тепло от конденсатора влаги (2), сам воздух при этом нагревается и насыщается водяными парами. Влагонасыщенный воздух подается на вход нагнетателя (3) и далее процесс повторяется.

Заявленное техническое решение позволяет использовать тепловую энергию сжатого воздуха для принудительного насыщения воздуха влагой, а также использовать пневматическую энергию для конденсации влаги под давлением с отдачей тепловой энергии расширяющемуся осушенному воздуху, выходящему из конденсатора. Воздух работает в замкнутом цикле и не требует очистки.

Заявленное техническое решение позволяет снизить затраты на получение воды из воздуха, если для привода нагнетателей воздуха используется возобновляемая энергия. Конденсация влаги под избыточным давлением, например, в одну атмосферу позволяет «отжать», т.е. превратить в воду, из фиксированного объема паровоздушной смеси половину водяных паров, содержащихся в объеме, при заданной температуре. Заявленное техническое решение может применяться для получения чистой, пресной воды в моторизованных войсковых подразделениях, при наличии загрязненной пресной или морской воды, с использованием в качестве нагнетателей воздуха компрессоров боевых и транспортных машин.

Изобретение относится к области водоснабжения. Способ состоит в насыщении атмосферного воздуха водяными парами, подаче паровоздушной смеси в конденсаторы и отборе влаги. Для принудительного насыщения воздуха влагой и осаждения влаги в конденсаторах под давлением используют энергию сжатого воздуха. Конденсаторы помещают в очищаемую воду, снабжают отверстиями с обратными клапанами для выпуска осушенного в конденсаторах воздуха через очищаемую воду. Воздух при всплытии расширяется, отбирает тепло от конденсаторов, нагревается и насыщается водяными парами. Насыщенный водяными парами воздух подают на вход нагнетателей, сжимают паровоздушную смесь нагнетателями и отправляют ее в конденсаторы, охлаждаемые расширяющимся осушенным воздухом. Обеспечивается производство чистой, пресной воды с использованием энергии сжатого воздуха. 1 ил.

Способ получения воды из воздуха, включающий насыщение атмосферного воздуха водяными парами, подачу паровоздушной смеси в конденсаторы и отбор влаги, отличающийся тем, что для принудительного насыщения воздуха влагой и осаждения влаги в конденсаторах под давлением используют энергию сжатого воздуха, конденсаторы помещают в очищаемую воду, снабжают отверстиями с обратными клапанами для выпуска осушенного в конденсаторах воздуха через очищаемую воду, воздух при всплытии расширяется, отбирает тепло от конденсаторов, нагревается и насыщается водяными парами, насыщенный водяными парами воздух подают на вход нагнетателей, сжимают паровоздушную смесь нагнетателями и отправляют ее в конденсаторы, охлаждаемые расширяющимся осушенным воздухом.