Опреснитель
Использование: производство пресной воды из морских, минерализованных вод и промышленных стоков.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является получение дистиллята с помощью более простого и надежного в эксплуатации устройства. Ожидаемый технический результат заключается в уменьшении энергозатрат на единицу объема получаемой пресной воды, упрощение и удешевление производства опреснителя, упрощение его обслуживания.
Сущность: опреснитель содержит установленные на подвижной платформе воздуховод с ветродвигателем, теплообменник с емкостью для сбора конденсата и систему трубопроводов с арматурой для подачи и слива соленой и пресной воды.
Ветродвигатель выполнен в виде турбины, а воздуховод выполнен в виде соосных вертикально установленных с щелевым зазором между собой полой трубы и сообщенного с атмосферой укороченного кожуха, соединенного герметично с емкостью для сбора конденсата.
Кожух выполнен длиной, выбранной из соотношения 1/2÷2/3 длины воздуховода.
Щелевой зазор между полой трубой воздуховода и кожухом составляет 1/4÷1/5 диаметра тубы.
В полости емкости для сбора конденсата установлен вакуумный насос с вакуумным коллектором. 1 с.п.ф-лы; 3 з.п.ф-лы; 1 илл.
Предложенный опреснитель предназначен преимущественно для дистилляционного получения пресной воды из морской воды, который, однако, может быть использован для деминерализации шахтных вод и в технологических процессах различных производств.
Известны опреснители различных конструкций, в которых морская или иная вода испаряется, например, с использованием солнечной радиации, наружного теплого воздуха или иного источника энергии, и между воздухом, насыщенным паром, и холодной морской водой происходит интенсивный теплообмен, благодаря которому осуществляется охлаждение воздуха, из него конденсируется вода-конденсат и получается в заданном количестве дистиллированная пресная вода. (Патенты РФ №№2099289 oп. 20.12.1997; 2185327 oп. 20.07.2002; 2234355 oп. 20.08.2004 и др.).
Таков, например, опреснитель в виде застекленного парника, в котором морская вода испаряется под воздействием солнечного излучения, а влажный воздух парника охлаждается в
теплообменнике-конденсаторе морской водой, поступающей по водоводу из холодных, глубинных слоев воды океана (моря, залива). Из влажного охлажденного воздуха выделяется конденсат, поступающий потребителю по водопроводу. В ночное время опреснитель работает за счет разности температур воздуха, поступающего из парника, и морской воды, поступающей из океана в теплообменник-конденсатор. В комплект входит ветросолнечная электростанция, снабжающая электроэнергией все электроустройства в дневное и ночное время за счет энергии солнечной радиации и ветра. (РФ №2099289 oп. 20.12.1997). Известный испарительный опреснитель обеспечивает экологическое производство питьевой воды в заданном объеме, а также получение чистого холодного воздуха для помещений, чистой воды для бассейнов и т.д. Однако конструкция такого испарительного опреснителя громоздка и сложна.
Известен ветряной трубчатый, многоканальный опреснитель воды (публикация РФ №2004109867 oп. 10.09.2005), имеющий корпус, сформированный в виде сужающе-расширяющегося канала, перегородку, примыкающую своими боковыми сторонами к стенкам корпуса и образующую одной своей внешней стороной и внутренней поверхностью корпуса входную часть первого канала, а другой своей внешней стороной и внутренней поверхностью корпуса - второй сужающе-расширяющий канал. Второй канал соединен
своим входом с промежуточной частью первого канала, а своей промежуточной частью - с выходом третьего сужающе-расширяющегося канала. Третий канал сформирован в полости перегородки. Опреснитель снабжен конденсатором влаги, расположенным на выходе первого канала и соединенным через отверстие в нижней части корпуса с резервуаром для сбора пресной воды. Опреснитель имеет испарительный бак; трубку, соединяющую верхнюю часть бака с промежуточной частью третьего канала;
трубопровод, один конец которого соединен с нижней частью бака, а второй погружен в водоем, заполненный морской водой.
Для автоматического отслеживания направления ветра, корпус опреснителя снабжен вертикально расположенными стабилизаторами и установлен на подвижной платформе с возможностью поворота относительно своей оси вращения.
Для увеличения парообразования в полости испарительного бака в нем размещен электрический нагревательный элемент. Этот известный опреснитель взят в качестве прототипа как наиболее простой по конструкции и обслуживанию.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является получение дистиллята с помощью более простого и надежного в эксплуатации устройства.
Ожидаемый технический результат заключается в уменьшении энергозатрат на единицу объема получаемой пресной воды, упрощении сервисного обслуживания.
Для этого опреснитель содержит установленные на подвижной платформе воздуховод с ветродвигателем, теплообменник с емкостью для сбора конденсата и систему трубопроводов с арматурой для подачи и слива соленой и пресной воды.
Ветродвигатель выполнен в виде турбины, а воздуховод выполнен в виде соосных вертикально установленных с щелевым зазором между собой полой трубы и сообщенного с атмосферой укороченного кожуха, соединенного герметично с емкостью для сбора конденсата.
Кожух выполнен длиной, выбранной из соотношения 1/2÷2/3 длины воздуховода.
Щелевой зазор между полой трубой воздуховода и кожухом составляет 1/4÷1/5 диаметра тубы.
В полости емкости для сбора конденсата установлен вакуумный насос с вакуумным коллектором.
Указанные соотношения размеров элементов опреснителя выбраны опытным путем при стендовых испытаниях и являются оптимальными.
Предлагаемое выполнение конструкции позволяет получать пресную воду с уменьшением энергозатрат на единицу объема
получаемой продукции, а благодаря использованию высококачественных отечественных узлов, предложенный опреснитель может быть широко применен в российских условиях, сочетая в себе качество, надежность, простоту установки и эксплуатации.
На чертеже изображена схема опреснителя.
Опреснитель содержит установленные на подвижной платформе 1 воздуховод 2 с ветродвигателем 3, теплообменник 4 с емкостью 5 для сбора конденсата и систему 6 трубопроводов с арматурой для подачи и слива соленой и пресной воды.
Ветродвигатель 3 выполнен в виде турбины, а воздуховод 2 выполнен в виде соосных вертикально установленных с щелевым зазором между собой полой трубы 7 и сообщенного с атмосферой укороченного кожуха 8, соединенного герметично с емкостью 5 для сбора конденсата. Кожух 8 выполнен длиной, выбранной из соотношения 1/2÷2/3 длины воздуховода, а щелевой зазор между полой трубой 7 воздуховода и кожухом 8 составляет 1/4÷1/5 диаметра трубы 7. В полости емкости 5 для сбора конденсата установлен вакуумный насос 9 с вакуумным коллектором 10.
Система 6 трубопроводов включает:
- водовод 11, насос с фильтром и расходомером и вентили для регулирования напора при подаче соленой воды и при сливе соленой воды (на чертеже не показаны);
- для слива и подачи потребителю пресной воды опреснитель оснащен водопроводом 12 с вентилем, минерализатором и обеззараживателем (на чертеже не показаны).
Опреснитель работает следующим образом.
Перед началом работы насосом вода из бассейна (моря, залива, шахты, бассейн с технологической водой и т.п.) заливается в теплообменник 4, и опреснитель погружается на заданный уровень и остается на плаву за счет установки на подвижной платформе 1.
Под действием ветра вращается турбина 3 и поток воздуха в воздуховоде 2 движется вверх. Благодаря создавшемуся разрежению, поддерживаемому вакуумным насосом 9 с вакуумным коллектором 10, в щелевой зазор между полой трубой 7 и укороченным кожухом 8, засасывается из атмосферы теплый воздух и проходит вниз в теплообменник 4, при этом пары воды из теплого воздуха конденсируются холодной морской водой. Конденсат -дистиллят - пресная вода поступает в емкость 5 для сбора пресной воды и далее по водопроводу 12 подается потребителям.
При отсутствии ветра под действием солнечной радиации воздух в воздуховоде нагревается и начинается процесс конвекции и конденсации с получением дистиллята, который описанным выше путем направляется к потребителю.
Воздуховод опреснителя может быть выполнен прямоугольной или цилиндрической формы. Для повышения производительности и снижения энергозатрат опреснитель может быть выполнен в виде соединенных в блоки модулей. Предлагаемый опреснитель требует минимального эксплуатационного обслуживания, может работать в автоматическом режиме.
1. Опреснитель, содержащий установленные на подвижной платформе воздуховод с ветродвигателем, теплообменник с емкостью для сбора конденсата и систему трубопроводов с арматурой для подачи и слива соленой и пресной воды, отличающийся тем, что ветродвигатель выполнен в виде турбины, а воздуховод выполнен в виде соосных вертикально установленных с щелевым зазором между собой полой трубы и сообщенного с атмосферой укороченного кожуха, соединенного герметично с емкостью для сбора конденсата.
2. Опреснитель по п.1, отличающийся тем, что кожух выполнен длиной, выбранной из соотношения 1/2÷2/3 длины воздуховода.
3. Опреснитель по п.1, отличающийся тем, что щелевой зазор между полой трубой воздуховода и кожухом составляет 1/4÷1/5 диаметра тубы.
4. Опреснитель по п.1, отличающийся тем, что в полости емкости для сбора конденсата установлен вакуумный насос с вакуумным коллектором.
