Солнечный опреснитель Добровецкой Р.М. Советский патент 1983 года по МПК F24J2/32 C02F1/14 C02F103/08 

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к солнечным опреснителям. Известен солнечный опреснитель, содержащий бассейн с жидкостью, расположенная с северной стороны стенка которого выполнена в виде конденсатора с желобком для сбора дистиллята и имеет высоту большую, чем противоположная стенка бассейна, и установленную над последним наклонную светопрозрачную кровлю. В этом опреснителе солнечное излучение, проходя через светопрозрачную кровлю, нагревает жидкость и испаряет ее. Осаждаясь на конденсаторе, дистиллят собирается в желобке 1. Поверхность конденсации опреснителя постоянна и оптимальна лишь в течение 2,0- 2,5 ч его работы. Значительны тепловые потери опреснителя и в ночное время. Цель изобретения - повышение КПД и производительности опреснителя. Поставленная цель достигается тем, что опреснитель, содержащий бассейн с жидкостью, расположенная с северной стороны стенка которого выполнена в виде конденсатора с желобком для сбора дистиллята и имеет высоту большую, чем противоположная стенка бассейна, и установленную над последним наклонную светопрозрачную кровлю, снабжен тепловыми трубами и перфорированными емкостями с адсорбентом, причем последние и трубы установлены в чередующемся порядке вдоль конденсатора, и конденсационные концы тепловых труб расположены над кровлей, перфорированные емкости - под ней, а конденсатор снабжен с наружной стороны поворотным теплоизолирующим экраном, расположенным в дневное время в зоне емкостей. На фиг. 1 показан опреснитель, общий вид; на фиг. 2 - поперечное сечение опреснителя по тепловой трубе; на фиг. 3 - поперечное сечение опреснителя по емкости с адсорбентом; на фиг. 4 - опреснитель с дневным положением теплоизолирующего экрана, поперечное сечение; на фиг. 5 - опреснитель с ночным положением теплоизолирующего экрана. Солнечный опреснитель содержит бассейн 1 (фиг. 1) с жидкостью, расположенная с северной стороны стенка (фиг. 2) которого выполнена в виде конденсатора 2 с желобком 3 для сбора дистиллята и имеет высоту большую, чем противоположная стенка 4 бассейна 1, установленную над последним наклонную светопрозрачную кровлю 5. Опреснитель снабжен дополнительными тепловыми tpy6aMH 6-8 (фиг. 1) и перфорированными емкостями 9 (фиг. 3) с адсорбентом 10 (фиг. 4 и 5), причем последние и трубы 6-8 установлены в чередующемся порядке вдоль конденсатора 2 (фиг. 1) и конденсационные концы 11 тепловых труб 6-8 расположены над кровлей 5, перфорированные емкости 9 (фиг. 3) - под ней, а конденсатор 2 снабжен с наружной стороны поворотным теплоизолирующим экраном 12, расположенным в дневное время в зоне емкостей 9 (фиг. 4). Кроме того, у стенки 4 (фиг. 2 и 3) бассейна 1 расположен дополнительный желобок 13 для сбора дистиллята с кровли 5. Бассейн 1 (фиг. 1) снабжен сливной трубкой 14, заливочной трубкой 15 и трубкой 16 отвода дистиллята. Светопрозрачная кровля 5 (фиг. 4 и 5) может быть выполнена из двух стеклянных слоев 17 с воздушным зазором 18 между ними. Слои 17 закреплены в раме 19, примыкающей к конденсатору 2. Бассейн 1 защищен слоем 20 (фиг. 2-5) еплоизоляции. Конденсатор 2 выполнен из тонкого металлического листа. В качестве адсорбента 10 могут быть использованы цеолиты марок NaA или СаА с размером входного окна 5-10 L. Теплоизоляционный экран 12 установлен на осях 21 (фиг. 4 и 5), расположенных посередине конденсатора 2. Оси 21 могут располагаться как в горизонтальной, так и вертикальной плоскостях, причем в первом случае экран 12 снабжен противовесом 22. Тепловые трубы 6-8 заполнены легкокипящей жидкостью с различной температурой кипения. Солнечный опреснитель работает следующим образом. По трубке 15 бассейн 1 (фиг. 1) заливается жидкостью, которая нагревается солнечной радиацией. Пар поднимается вверх. Небольшая часть пара конденсируется на внутренней поверхности кровли 5 (фиг. 2), а дистиллят стекает в желобок 13 и далее отводится по трубке 16. Затем кровля 5 прогревается, воздушный зазор 18, как Светопрозрачная теплоизоляция, практически не позволяет сбрасывать в окружающее пространство тепло конденсации и дальнейшая конденсация на кровле 5 прекращается. С этого момента почти весь пар начинает двигаться только к конденсатору 2 (фиг. 4). Величина воздушного зазора 18 рассчитана так, чтобы его теплоизоляционные свойства были достаточны для обеспечения только указанной дистилляции. Площадь открытой части конденсатора 2 рассчитана так, чтобы она была достаточна для работы опреснителя в утреннее время. Днем, когда температура внутри бассейна 1 достигает 30-40°С, начинают работать тепловые трубы 6 с низкой температурой кипения заполняющей их жидкости. Находящаяся внутри их легкокипящая жидкость вскипает, воспринимая тепло от пара, пар этой жидкости поднимается вверх и конденсируется в верхних концах 11, а конденсат этой жидкости стекает в низ труб 6. Вследствие отнятия тепла у пара опресняемой жидкости на нижних концах тепловых труб 6 образуется дистиллят, стекающий в желобок 3. Возросшему вследствие роста радиации количеству пара соответствует также возросшая суммарная поверхность

конденсации конденсатора 2 и тепловых труб 6. Дальнейший рост солнечной радиации сопровождается подключением в работу последовательно тепловых труб 7 и 8 с более высокой температурой кипения заполняющей их жидкости, что приводит к увеличению площади поверхности кон аенсации в соответствии с увеличением количества пара опресняемой жидкости. Во второй половине дня, при уменьщении солнечной радиации/ происходит автоматическое отключение тепловых труб 6-8 и сокращение площади поверхности конденсации количества пара опресняемой жидкости. Вечером экран 12 (фиг. 5) переводят в новое положение. Количество пара опресняемой жидкости сравнительно невелико и поверхностью его конденсации является сброс тепла через конденсатор 2. Проходя через адсорбент 10, пар поглощается в его порах путем капиллярной конденсации. Количество адсорбента 10 подбирается из расчета, чтобы весь пар в ночное время был им полностью поглощен.

Утром экран 12 (фиг. 4) переводят в

прежнее положение. В утреннее время солнечная радиация нагревает адсорбент 10 и дистиллят выделяется из него.

Сочетание тепловых труб 6-8, металлического конденсатора 2 и емкостей 9 с адсорбентом 10, чередующихся с трубами 6-8 вдоль конденсатора 2, позволяет изменять площадь поверхности конденсации в соответствии с приходом солнечной радиации в каждый момент времени и с фактической температурой жидкости в бассейне 1. Устранение избыточной поверхности конденсации резко уменьшает тепловые потери опреснителя и тем самым ведет к увеличению КПД и удельной производительности.

Солнечный опреснитель, содержащий бассейн с жидкостью, расположенная с северной стороны стенка которого выполнена в виде конденсатора с желобком для сбора дистиллята и имеет высоту большую, чем / V противоположная стенка бассейна, и установленную над последним наклонную светопрозрачную кровлю, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и производительности, он снабжен тепловыми трубами и перфорированными емкостями с адсорбентом, причем последние и трубы установлены в чередующемся порядке вдоль конденсатора, и конденсационные концы тепловых труб расположены над кровлей, перфорированные емкости - под ней, а конденсатор снабжен с наружной стороны поворотным теплоизолирующим экраном, расположенным в дневное время в зоне емкостей. 7 ;i

/f

фиг. 4

X

//

17

W