Способ опреснения морской воды Российский патент 2020 года по МПК E03B3/00 C02F1/14 

Изобретение относится к способам автономного получения пресной воды, путем испарения морской воды и конденсации паровоздушной смеси. Изобретение может быть использовано для водоснабжения тепличных хозяйств, в частности для обеспечения капельного полива растений, а также для кондиционирования (охлаждения) воздуха внутри теплиц или других сооружений.

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 (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, что приводит к повышению себестоимости получения пресной воды.

Технической задачей, стоящей перед изобретением, является создание несложного способа получения чистой, пресной воды с использованием возобновляемой энергии солнца, позволяющего с низкой себестоимостью получать чистую пресную воду из морской воды для водоснабжения и капельного полива растений в теплицах. Параллельно способ позволяет осуществлять кондиционирование (охлаждение) воздуха в теплицах или других сооружениях в процессе опреснения морской воды.

Техническим результатом заявленного изобретения является предварительный нагрев испаряемой морской воды, проходящей по капиллярам прозрачной кровли теплиц и других сооружений, путем поглощения энергии инфракрасного излучения солнца, параллельно кондиционируя (охлаждая) воздух внутри теплиц и других сооружений. Нагретая морская вода поступает в испаритель, насыщает атмосферный воздух в нем влагой. Паровоздушная смесь перемещается в конденсатор, в котором влага отделяется от воздуха. Полученная пресная вода используется для водоснабжения, в том числе, для капельного полива растений в теплицах, расположенных в жарком климате вблизи от морского побережья.

Согласно изобретению, техническая задача решается, а технический результат достигается следующим образом. Способ опреснения морской воды включает дозированную подачу в капилляры прозрачной кровли сооружений морской воды и нагрев ее энергией солнца, подачу самотеком, за счет сил гравитации, нагретой морской воды в испарители, формирование паровоздушной смеси в испарителях, перемещение паровоздушной смеси в конденсаторы, осаждение водяных паров в конденсаторах и отбор пресной воды. Формируют паровоздушную смесь внутри емкостей-испарителей, в которые подается нагретая морская вода с кровли теплиц за счет силы гравитации. Для предотвращения отложения морских солей в емкостях-испарителях температуру поступающей воды и паровоздушной смеси поддерживают не более 60 градусов Цельсия. Создают слабую циркуляцию морской воды в емкостях испарителях, обеспечивающую предотвращение достижения раствором морских солей в воде насыщенного состояния и выпадения соли. Для обеспечения слабой циркуляции морской воды в емкостях-испарителях используют маломощные, дозирующие насосы с приводом от солнечных фотоэлектрических батарей. Сформированную в испарителях паровоздушную смесь принудительно отводят в конденсаторы, заглубленные в грунт с температурой ниже температуры поступающей паровоздушной смеси, обеспечивая, тем самым, осаждение влаги в конденсаторах. Привод нагнетателей паровоздушной смеси осуществляют от солнечных фотоэлектрических батарей.

Фигура 1 - Схема опреснения морской воды.

На фигуре обозначены следующие позиции:

1 - прозрачная кровля сооружений с наклонными трубками-капиллярами; 2 - маломощный дозирующий насос; 3 - емкость-испаритель; 4 - нагнетатель паровоздушной смеси; 5 - конденсатор влаги; 6 - насос отведения конденсата; 7 - накопительная емкость для морской воды; 8 - отбор пресной воды; 9 - подача морской воды.

Способ опреснения морской воды (см. фигура 1) реализуется следующим образом. В капилляры прозрачной кровли сооружений (1) принудительно подают морскую воду. Для подачи используют маломощные дозирующие насосы (2) с приводом от солнечной энергии. Протекая по капиллярам наклонной прозрачной кровли сооружений, морская вода нагревается за счет поглощения инфракрасного излучения солнца. Далее нагретая морская вода поступает в емкости-испарители (3) самотеком, за счет сил гравитации. Образованная в испарителях (3) паровоздушная смесь, принудительно, нагнетателем (4) подается в конденсаторы (5), заглубленные в грунт с температурой ниже температуры поступающей паровоздушной смеси, обеспечивая осаждение влаги в конденсаторах (5). Слабую циркуляцию морской воды в испарителях (3) для предотвращения солеотложения осуществляют при помощи маломощных дозирующих насосов (2) с приводом от солнечной энергии. Привод нагнетателей паровоздушной смеси (4) осуществляется также за счет энергии солнца.

Заявленное техническое решение позволяет преобразовывать даровую энергию солнца в тепловую энергию, для создания паровоздушной смеси в испарителях и кондиционирования (охлаждения) воздуха внутри теплиц или других сооружений. Заявленное техническое решение позволяет снизить затраты на опреснение морской воды и кондиционирование (охлаждение) воздуха внутри теплиц или других сооружений, находящихся в жарком климате вблизи морского побережья, так как при реализации способа используется только возобновляемая солнечная энергия.

Изобретение относится к области водоснабжения. Способ состоит в насыщении атмосферного воздуха водяными парами в испарителях (3), подаче паровоздушной смеси в конденсаторы (5) и отборе влаги (8). Насыщение атмосферного воздуха водяными парами в испарителях (3) осуществляют за счет подачи в испарители предварительно нагретой энергией солнца морской воды в капиллярах прозрачной кровли сооружений (1). Подачу нагретой морской воды в испарители осуществляют самотеком, за счет сил гравитации. Обеспечивается получение чистой, пресной воды с использованием возобновляемой энергии солнца. 1 ил.

Способ опреснения морской воды, включающий насыщение атмосферного воздуха водяными парами в испарителях, подачу паровоздушной смеси в конденсаторы и отбор влаги, отличающийся тем, что насыщение атмосферного воздуха водяными парами в испарителях осуществляют за счет подачи в испарители предварительно нагретой энергией солнца морской воды в капиллярах прозрачной кровли сооружений, подачу нагретой морской воды в испарители осуществляют самотеком, за счет сил гравитации.