آب از هوا: فناوری، مزایا، بررسی ژنراتورها. نحوه دریافت آب از هوا در شرایط شدید آب خالص از طرح های هوا

نام مخترع: Ladygin A.V.
نام دارنده اختراع:شرکت با مسئولیت محدود "تکنولوژی های کافی"
آدرس مکاتبه: 119435 ، مسکو ، Novodevichy pr-d، 2 ، آپارتمان 70 ، Ladygina A.V.
تاریخ شروع ثبت اختراع: 1999.08.05

این اختراع به روش هایی برای تولید مستقل آب شیرین مربوط می شود کیفیت قابل شرباز رطوبت هوای جوی اطراف و می تواند در زندگی روزمره و برای نیازهای اقتصاد ملی استفاده شود. نتیجه فنی اختراع بدست آوردن آب شیرین در غیاب یا عدم دسترسی به منابع سنتی آن است. این روش شامل این واقعیت است که یک جریان هوا حاوی بخار آب تشکیل می شود، جریان هوا به طور مصنوعی خنک می شود و بخار آب متراکم می شود. میعانات آب شیرین حاصل به مخزن جمع آوری آب و هوای خنک به کندانسور وارد می شود تا از حالت کار اطمینان حاصل شود. دستگاه تبرید... جریان هوای تشکیل شده در شرایط محیطی با رطوبت نسبی 70 تا 100 درصد و دمای 15+ تا 50+ درجه سانتی گراد از فیلتر ورودی هوا عبور می کند و سپس از میدان الکترواستاتیکی عبور می کند. هوای خنک شده حاصل از طریق دامن اتصال به رادیاتور کندانسور تغذیه می شود، در حالی که حجم هوای عبوری از رادیاتور از شرایط 20 گرم رطوبت در هر 1 متر مکعب هوا و میانگین بهره وری روزانه نصب تا 250 لیتر می باشد. / روز در محدوده 12-13 هزار متر مکعب در روز است.

شرح اختراع

این اختراع به روش هایی برای تولید مستقل آب شیرین با کیفیت شرب از رطوبت هوای جوی اطراف مربوط می شود و می تواند در زندگی روزمره برای رفع نیازهای مردم به آب آشامیدنی تصفیه شده و همچنین برای نیازهای مردم استفاده شود. اقتصاد ملی در طول استفاده صنعتی آن

در حال حاضر مشکل تامین آب شیرین در صورت عدم دسترسی یا عدم دسترسی به منابع سنتی بسیار ضروری است.

یکی از روش های ممکن برای حل مشکل، تراکم آب موجود در هوای جو است.

بنابراین روش و دستگاه شناخته شده ای برای حذف آب از هوا وجود دارد که در آن آب با تکرار یک چرخه چهار مرحله ای از هوا خارج می شود. در مرحله اول، کندانسور ذخیره حرارت با هوای سردی که از بیرون تامین می‌شود خنک می‌شود و ماده‌ای که رطوبت را افزایش می‌دهد، مرطوب می‌شود. در مرحله دوم، آب از معرف مشخص شده توسط جریان هوای گرم شده توسط تابش خورشیدی خارج شده و به کندانسور ذخیره حرارت عرضه می شود. در مرحله سوم، یک کندانسور ذخیره گرمای اضافی با هوای خارج شده خنک می شود و یک معرف که رطوبت سنجی را افزایش می دهد، مرطوب می شود. در مرحله چهارم ، آب از معرف مشخص شده با هوای گرم شده با انرژی خورشیدی حذف می شود / ثبت اختراع فرانسوی N 2464337 ، کلاس. E 03 B 3/28, 1981 /.

بدون کاهش مزایای این روش و دستگاه برای اجرای آن ، با این وجود لازم است به اجرای پیچیده آن توجه شود.

روش و دستگاه شناخته شده برای استخراج آب از هوای اتمسفر که یکی از آنها ژنراتور هوا-آب مطابق با ثبت اختراع ایالات متحده N 5203989 در کلاس است. E 03 B 3/28 ، 1987.

بر اساس این حق اختراع، جریانی از هوا حاوی بخار آب تشکیل می شود، تا دمای زیر نقطه شبنم خنک می شود، بخار آب به آب متراکم می شود و هوای کم آب به اتمسفر تخلیه می شود.

دستگاه شناخته شده شامل محفظه ای است که در آن یک دستگاه برودتی نصب شده و وسیله ای برای انتقال جریان هوا است. قسمت پایین بدنه با یک جمع کننده کندانس در ارتباط است.

هنگامی که جریان هوای اتمسفر حاوی بخار آب پمپ می شود، آنها بر روی عنصر خنک کننده دستگاه تبرید متراکم می شوند و به طور همزمان جریان هوایی را که به اتمسفر تخلیه می شود خنک می کنند.

روش و دستگاه شناخته شده با بازده اقتصادی پایین استفاده از ظرفیت تبرید دستگاه تبرید مشخص می شود، زیرا تنها بخش ناچیزی از آن برای تراکم بخار آب به ویژه در رطوبت کم هوا استفاده می شود. در این حالت، بیشتر ظرفیت تبرید صرف خنک کردن هوای کم آب تخلیه شده در جو می شود.

روش شناخته شده برای استخراج آب از هوا / WO، 93/04764، کلاس. E 03 B 3/28 ، 1993 /، شامل این واقعیت است که آنها یک جریان هوا حاوی بخار آب را تشکیل می دهند ، جریان هوا را به طور مصنوعی در یک قسمت از جریان دوم خنک می کنند ، انتقال گرما را بین قسمتهای جریان هوا واقع در هر دو سازماندهی می کنند. طرفین قسمت خنک کننده مصنوعی، بخار آب را در آن قسمت از جریان هوا که دمای آن زیر نقطه شبنم است متراکم می کند و هوای کم آب را به جو منتشر می کند.

در روش شناخته شده، یک پیش سرد کردن جریان هوای ورودی با هوای خروجی انجام می شود که امکان بهبود راندمان استفاده از ظرفیت برودتی دستگاه سردخانه را فراهم می کند.

در عین حال، مسیر پیچیده جریان هوا یک مقاومت گاز دینامیکی بزرگ ایجاد می کند.

نصب شناخته شده برای به دست آوردن آب شیرین از هوای مرطوب که از انرژی خورشیدی استفاده می کند / کلاس DE 3313711. E 03 B 3/28 ، 1984 /.

با استفاده از برق پانل های خورشیدی، واحد تبرید سرما تولید می کند که بر روی مبدل حرارتی-اواپراتور آزاد می شود. هوای مرطوب از طریق مجرای هوا که اواپراتور در آن قرار دارد به وسیله یک فن دمیده می شود. در نتیجه تماس با سطح مبدل حرارتی-اواپراتور، هوا خنک می شود، بخار موجود در آن اشباع می شود، تا حدی بر روی سطح مبدل حرارتی متراکم می شود و به جمع کننده آب جریان می یابد.

معایب این نصب ، مصرف بالای انرژی و بهره وری پایین است.

نصب شناخته شده، که تجمع سرما برای استفاده از آن در شب / EP 0430838، کلاس است. E 03 B 3/28, 1991 /.

در ساعات روز ، برق پنل های خورشیدی به واحد برودتی که سرما تولید می کند ، تأمین می شود. با کمک یک شیر، واحد تبرید به یک ظرف عایق حرارتی متصل می شود. مایع موجود در آن با کمک پمپ هیدرولیک از طریق واحد تبرید پمپ می شود و سرد می شود ، در نتیجه سرما در ظرف عایق حرارتی تجمع می یابد. سپس ظرف عایق حرارتی با شیر از واحد تبرید جدا شده و به مبدل حرارتی-کندانسور متصل می شود. هنگامی که رطوبت هوا به مقدار نزدیک به 100 reaches می رسد ، پمپ هیدرولیک و فن روشن می شوند. با کمک آنها، مایع سرد و هوای مرطوب از کندانسور عبور می کنند. بخار آب موجود در هوا روی سطح آن متراکم می شود و قطرات موجود در آن توسط جداکننده قطرات جذب می شوند و رطوبت جذب شده به جمع کننده آب جریان می یابد.

عیب این تاسیسات نیاز به مصرف انرژی و عدم استقلال در حین کار نصب است.

دستگاهی برای تولید آب شیرین شناخته شده است که شامل یک سطح تبادل حرارتی است که روی آن رطوبت هوای بیرون متراکم شده و میعانات رسوب شده در ظرفی برای جمع آوری میعانات جمع آوری می شود. این دستگاه دارای یک ژنراتور انرژی باد برای حرکت یک واحد گردش است که گرما را حذف می کند. سطح تبادل حرارت و مولد برق بادی بر روی یک سازه پشتیبانی شناور قرار دارند. واحد گردش که گرما را حذف می کند دارای یک مبدل حرارتی است که در فاصله معینی زیر سطح آب قرار دارد تا از سرمای لایه های عمیق آب استفاده کند / کاربرد جمهوری فدرال آلمان N 3319975، کلاس. E 03 B 3/28 ، 1984 /.

نقطه ضعف این دستگاه وجود یک مولد انرژی باد است که منجر به پیچیدگی طراحی و کاهش قابلیت اطمینان عملیات می شود و تعمیر و نگهداری را پیچیده می کند. استفاده از سیستم گردش آب خنک کننده بسته و قرار گرفتن مبدل حرارتی در عمق غوطه وری سازه پشتیبانی شناور اجازه خنک شدن آب در گردش تا دمای پایین را نمی دهد که باعث کاهش راندمان دستگاه به طور کلی می شود و اجازه نمی دهد. برای عملکرد بالای آن

دستگاهی برای تغلیظ شبنم شناخته شده است که شامل یک تکیه گاه است که سطح چگالش روی آن قرار دارد. سطح به صورت الکتریکی از زمین جدا شده است که بار الکترواستاتیکی روی سطح ایجاد می کند. در شرایط خاص آب و هوایی ، رطوبت هوا روی سطح متراکم می شود. یک کلکتور وجود دارد که میعانات از سطح به داخل آن جریان می یابد و همچنین دستگاهی برای پمپاژ میعانات به مخزن وجود دارد. در یکی از طرح ها ، سطح چگالش به شکل یک ورق فلزی عمودی ساخته شده است ، و جمع کننده یک کانال در امتداد لبه ورق است. ورق را می توان در اطراف تکیه گاه برای نصب در باد چرخاند. در طرح دیگر ، سطح چگالش یک مخروط معکوس است که به قسمتهای مثلثی تقسیم شده است. سطح را می توان با دنده ها افزایش داد. مخزنی که می تواند در زیر زمین نصب شود ممکن است دارای یک کیسه پلاستیکی ساخته شده از مواد قابل نفوذ باشد. کیسه در انتهای پایین لوله تامین میعانات از کلکتور / GB 1603661، cl. E 03 B 3/28, 1981 /.

اما این دستگاه به دلیل مصرف فلز زیاد از کارایی کافی در کارکرد برخوردار نیست.

نزدیکترین راه حل فنی به مورد ادعا شده از نظر ترکیب ویژگی ها روشی برای بدست آوردن آب از هوا است که شامل این واقعیت است که یک جریان هوا حاوی بخار آب تشکیل می شود ، یک جریان هوا به طور مصنوعی خنک می شود ، بخار آب متراکم می شود. و میعانات آب شیرین به دست آمده به ظرفی برای جمع آوری آب وارد می شود / RU 2081256, cl. E 03 B 3/28, 1997 /.

بدون کاهش مزایای نزدیکترین روش و دستگاه برای اجرای آن، روش ادعا شده همچنان از نظر صنعتی قابل استفاده ترین است، زیرا دارای تعدادی مزیت نسبت به روش ها و تاسیسات سنتی شناخته شده برای اجرای آنها برای تولید آب از هوا است که عبارتند از:

آب با کیفیت بالا (باران) را فراهم می کند که می تواند برای مدت طولانی ذخیره شود.

پاکیزگی محیطی عملیات را فراهم می کند.

نصب برای اجرای روش قابل حمل، ساده و بادوام در کار، دارای وزن 60 کیلوگرم، ابعاد کوچک و هزینه می باشد.

هدف از این اختراع به دست آوردن آب شیرین در غیاب یا عدم دسترسی به منابع سنتی تراکم آب موجود در هوای اتمسفر است.

مشکل به این دلیل حل می شود که در روش به دست آوردن آب از هوا، که شامل این است که جریان هوای حاوی بخار آب تشکیل می شود، خنک سازی مصنوعی جریان هوا انجام می شود، بخار آب متراکم می شود و میعانات آب تازه به دست آمده در این مورد به محفظه ای برای جمع آوری آب وارد می شود و هوای خنک شده - به کندانسور برای اطمینان از حالت عملکرد دستگاه تبرید، جریان هوای تشکیل شده در شرایط محیطی از فیلتر ورودی هوا عبور می کند. رطوبت نسبی 70 تا 100 درصد و دمای 15+ تا 50+ درجه سانتیگراد، و سپس از طریق میدان الکترواستاتیکی، هوای خنک حاصله از طریق دامن اتصال به رادیاتور کندانسور تغذیه می شود، در حالی که حجم هوای عبوری از رادیاتور از شرایط 20 گرم رطوبت در هر 1 متر مکعب هوا و میانگین بهره وری روزانه نصب تا 250 لیتر در روز در محدوده 12-13 هزار متر مکعب در روز است.

این روش به شرح زیر اجرا می شود: به طور اجباری، به عنوان مثال، توسط یک فن، جریانی از هوای جوی حاوی بخار آب تشکیل می شود که با عبور از فیلتر ورودی هوا و یک میدان الکترواستاتیک با شدت میدان الکتریکی E = 1.5 V، وارد کندانسور می شود و در زیر نقطه شبنم خنک می شود. نتیجه آب شیرین- میعانات گازی به داخل محفظه ای برای جمع آوری آب جریان می یابد. هوای خنک شده از طریق دامن اتصال به رادیاتور کندانسور تأمین می شود تا از حالت عملکرد دستگاه تبرید اطمینان حاصل شود.

عملکرد عادی روش بدست آوردن آب از هوا تحت شرایط اساسی محیطی زیر رخ می دهد:

رطوبت نسبی 70 تا 100 درصد؛

دما از 15+ تا 50+ درجه سانتی گراد

به دست آوردن آب از هوا در محیطی با افزایش رطوبت مطلق هوا و کاهش قابل توجه دمای روزانه کارآمدتر است.

شرایط محدود (غیر کاری) روش برای استخراج آب از هوا و نصب برای اجرای روش که تحت آن عملیات آن باید خاتمه یابد، عبارتند از:

کاهش دمای محیط به زیر 15+ درجه سانتیگراد.

افزایش دمای محیط بالاتر از +50 درجه سانتی گراد ؛

کاهش رطوبت هوای محیط به زیر 70 درصد در +20 درجه سانتیگراد.

افزایش محتوای گرد و غبار هوای اطراف بیش از 0.5 گرم در متر مکعب؛

انحراف بدنه خازن از قائم در زاویه بیش از 5 درجه.

اگر روش استحصال آب مستقیماً در کنار دریا، در جنگل های سوزنی برگ یا روی چمنزار گل صورت گیرد، آب حاصل از آن خواص درمانی خواهد داشت.

معدنی شدن آب حاصل به دو صورت حاصل می شود. کانی سازی ساده - با قرار دادن یک قطعه سنگ آهک در یک مخزن یا ظرف برای جمع آوری آب، جایگزینی سنگ آهک هر پنج سال یکبار. کانی سازی پیچیده (برای ایجاد یک ترکیب معدنی قابل برنامه ریزی) - با وارد کردن یک ریزپردازنده و ظروف حاوی نمک در ساختار.

مطالبه

روشی برای به دست آوردن آب از هوا، که شامل تشکیل یک جریان هوا حاوی بخار آب، خنک کردن مصنوعی جریان هوا، متراکم کردن بخار آب و تامین میعانات آب شیرین حاصل به ظرفی برای جمع‌آوری آب و هوای خنک شده به کندانسور است. از حالت عملکرد دستگاه تبرید اطمینان حاصل کنید که مشخصه آن این است که جریان هوای تشکیل شده از فیلتر ورودی هوا در شرایط محیطی با رطوبت نسبی 70 تا 100 درصد و دمای 15+ تا 50+ درجه سانتیگراد عبور داده و سپس از آن عبور می کند. یک میدان الکترواستاتیک، هوای خنک حاصل از طریق اسکلت اتصال به رادیاتور کندانسور وارد می شود، در حالی که حجم هوای عبوری از رادیاتور از شرایط 20 گرم رطوبت در هر متر مکعب هوا و میانگین بهره وری روزانه نصب می شود. تا 250 لیتر در روز در محدوده 12 تا 13 هزار متر مکعب در روز است.

گرفتن آب از سنگ غیرممکن است، اما استخراج آب از آسمان کویر کاملاً ممکن است و همه اینها به لطف دستگاه جدیدی است که از نور خورشید برای مکیدن بخار آب از هوا حتی در رطوبت کم استفاده می کند. به گفته محققان این دستگاه می تواند تا 3 لیتر آب در روز تولید کند و این فناوری در آینده حتی کارآمدتر خواهد شد. این بدان معناست که ممکن است به زودی یک منبع آب تمیز با انرژی خورشیدی در خانه های ساکنان مناطق خشک ظاهر شود که به بهبود قابل توجه استانداردهای زندگی مردم کمک خواهد کرد.

جو حدود 13 تریلیون لیتر آب دارد که معادل 10 درصد از کل آب شیرین دریاچه ها و رودخانه های سیاره ما است. در طول سال‌ها، محققان فناوری‌هایی را برای متراکم کردن آب از هوای خود توسعه داده‌اند، اما بیشتر آنها به مقدار نامتناسب زیادی برق نیاز دارند، به طوری که در اقتصادهای نوظهور بعید است که اکثریت مورد تقاضا باشند.

برای یافتن یک راه حل یکپارچه ، محققان به رهبری عمر یاگی شیمی دان دانشگاه کالیفرنیا برکلی به خانواده ای از پودرهای کریستالی موسوم به داربست های آلی فلزی یا MOFs مراجعه کردند. یاگی حدود 20 سال پیش اولین کریستال های MOF را ایجاد کرد که شبکه های حجیم را تشکیل می دادند. اتم های فلز اساس ساختار این شبکه ها هستند و ذرات پلیمری چسبنده سلول ها را به هم متصل می کنند. با آزمایش مواد آلی و نئوگانیک، شیمیدانان می توانند خلق کنند انواع مختلف MOF و کنترل اینکه کدام گازها با آنها واکنش نشان می دهند و چگونه مواد خاصی را محکم نگه می دارند.

در دو دهه گذشته ، شیمیدانان بیش از 20000 MOF را سنتز کرده اند که هریک دارای ویژگی های منحصر به فرد به دام انداختن مولکولی هستند. به عنوان مثال، یاگی و دیگران اخیراً یک MOF ساخته اند که متان را جذب و سپس آزاد می کند و آنها را به نوعی مخازن گاز با ظرفیت بالا برای خودروهای گاز طبیعی تبدیل می کند.

در سال 2014 ، یاگی و همکارانش MOF-860 را بر اساس زیرکونیوم سنتز کردند که حتی در شرایط کم رطوبت نیز آب را به خوبی جذب می کند. این او را به سمت اولین وانگ، مهندس مکانیک در مؤسسه فناوری ماساچوست در کمبریج سوق داد، که قبلاً با او روی پروژه ای برای استفاده از MOF برای تهویه هوا در ماشین کار کرده بود.

این سیستم که توسط وانگ و شاگردانش ساخته شده است، از یک کیلوگرم کریستال گرد و غبار MOF تشکیل شده است که به ورقه نازکی از مس متخلخل فشرده شده است. این ورق بین جاذب نور و صفحه خازن داخل محفظه قرار می گیرد. در شب، محفظه باز می شود و به هوای محیط اجازه می دهد تا از طریق MOF متخلخل پخش شود، در طی آن مولکول های آب در گروه های هشت تایی جمع می شوند تا به سطوح داخلی آن بچسبند و قطرات کوچک مکعبی را تشکیل دهند. در صبح، محفظه بسته می شود و نور خورشید از طریق پنجره ای در بالای دستگاه نفوذ می کند و MOF را گرم می کند و آب را آزاد می کند که قطرات را به بخار تبدیل کرده و به کندانسور خنک کننده منتقل می کند. اختلاف دما هم همینطور رطوبت زیاددر داخل محفظه، بخار مجبور می شود به صورت آب مایع متراکم شود که به داخل منیفولد می چکد. تیم برکلی و MIT امروز گزارش دادند که این کارخانه به قدری خوب کار می کند که وقتی به طور مداوم راه اندازی می شود، روزانه 2.8 لیتر آب از هوا می گیرد.

لازم به ذکر است که نصب هنوز جای رشد دارد. اول، زیرکونیوم 150 دلار به ازای هر کیلوگرم قیمت دارد، که باعث می شود دستگاه های برداشت آب برای تولید انبوه و فروش با قیمت متوسط ​​بسیار گران باشد. یاگی می گوید که گروه او قبلاً با موفقیت یک حوضه آبریز MOF طراحی کرده است که زیرکونیوم را با آلومینیوم 100 برابر ارزان تر جایگزین می کند. این امر می تواند حوضه های آبی آینده را نه تنها برای رفع تشنگی مردم در مناطق خشک، بلکه حتی برای تامین آب کشاورزان در بیابان نیز مناسب کند.

کمبود آب به یکی از عوامل اصلی مانع از توسعه تمدن در بسیاری از مناطق کره زمین تبدیل شده است. در 25-30 سال آینده، ذخایر آب شیرین جهان به نصف کاهش خواهد یافت.

در طول چهل سال گذشته، میزان آب شیرین تمیز برای هر نفر تقریبا 60٪ کاهش یافته است. در نتیجه، امروزه حدود دو میلیارد نفر در بیش از 80 کشور از کمبود آن رنج می برند آب آشامیدنی.

و تا سال 2025، وضعیت بدتر خواهد شد، طبق پیش بینی ها، بیش از سه میلیارد نفر کمبود آب آشامیدنی را احساس خواهند کرد.

تنها 3 درصد از آب شیرین زمین در رودخانه ها، دریاچه ها و خاک است که تنها 1 درصد آن به راحتی در دسترس انسان است. علیرغم این واقعیت که این رقم کوچک است، اگر تمام آب شیرین (این 1٪) به طور مساوی در مکان های سکونت انسان توزیع شود، برای برآورده کردن کامل نیازهای انسان کافی است.

هوای اتمسفر مخزن عظیمی از رطوبت است و حتی در مناطق خشک معمولاً بیش از 6-10 گرم آب در هر 1 متر مکعب دارد. و 1 کیلومتر مکعب از لایه سطحی جو در مناطق گرم، خشک و بیابانی زمین حاوی 20000 تن بخار آب است. مقدار آب در هر لحظه در جو زمین 14 هزار کیلومتر مکعب است، در حالی که در تمام کانال های رودخانه تنها 1.2 هزار کیلومتر مکعب وجود دارد. اما شرایط آب و هوایی و آب و هوایی در این مناطق اجازه نمی دهد بخار آب به حد اشباع برسد و به صورت نزولات جوی خارج شود.

هر ساله حدود 577 هزار کیلومتر مکعب آب از سطح زمین و اقیانوس تبخیر می شود که سپس به صورت نزولات جوی می ریزد. در این حجم، رواناب سالانه رودخانه تنها 7 درصد از کل بارش است. با مقایسه مقدار کل رطوبت تبخیر شده و مقدار آب موجود در جو می توان نتیجه گرفت که در طول سال، آب موجود در جو 45 بار تجدید می شود.

نگاهی به گذشته

در تاریخ بشر نمونه هایی از استخراج رطوبت اتمسفر از هوا وجود دارد که یکی از آنها چاه هایی است که در امتداد جاده بزرگ ابریشم ساخته شده است، بزرگترین سازه مهندسی و حمل و نقل در تاریخ بشر. آنها در امتداد کل مسیر کویری در فاصله 12-15 کیلومتری از یکدیگر قرار داشتند. در هر یک از آنها مقدار آب برای سیراب کردن یک کاروان 150-200 شتر کافی بود.

در چنین چاهی، آب تمیز از هوای جو به دست می آمد. البته درصد بخار آب در هوای کویر به شدت ناچیز است (کمتر از 0.01 درصد حجم مخصوص). اما، به لطف طراحی چاه، هوای بیابان به میزان هزاران متر مکعب در روز از طریق حجم آن "پمپ می شود" و تقریباً تمام جرم آب موجود در آن از هر یک از این متر مکعب ها برداشته می شود.

خود چاه نصف ارتفاعش بود که در زمین حفر شده بود. مسافران برای آوردن آب از طریق پله ها به منطقه کور پایین آمدند و آب برداشتند. در مرکز، انبوهی از سنگ ها، به طور منظم در مخروطی بلند، برای آب انباشته شده بود. اعراب شهادت می دهند که آب و هوای انباشته شده در سطح نواحی کور به طرز شگفت انگیزی سرد بود، اگرچه گرمای کشنده ای در بیرون چاه وجود داشت. قسمت پایینی سنگ های توده خیس بود و سنگ ها در لمس سرد بودند.

فقط باید به این نکته توجه کرد که روکش سرامیکی در آن روزگار مصالح گران قیمتی بود، اما سازندگان چاه ها هزینه ها را در نظر نمی گرفتند و روی هر چاه چنین پوشش هایی می ساختند. اما این کار به یک دلیل انجام شد، به مواد رسی می توان هر شکل لازم را داد، سپس آنیل کرد و یک قطعه تمام شده به دست آورد که می تواند در سخت ترین شرایط آب و هوایی برای سال ها کار کند.

در سقف مخروطی یا شیب چاه، کانال‌های شعاعی می‌ساختند که با پوشش سرامیکی پوشش داده می‌شد و یا خود آستر سرامیکی مجموعه‌ای از قطعات با مقاطع آماده از کانال‌های شعاعی بود. با گرم شدن زیر پرتوهای خورشید، روکش بخشی از انرژی حرارتی را به هوای کانال منتقل کرد. جریان همرفتی هوای گرم شده از طریق کانال بوجود آمد. جت های هوای گرم شده به قسمت مرکزی طاق پرتاب شد. اما چگونه و چرا حرکت گرداب در داخل ساختمان چاه ظاهر شد؟

اولین فرض این بود که محور کانال ها با جهت شعاعی منطبق نیست. زاویه کوچکی بین محور کانال و شعاع قوس وجود داشت، یعنی جت ها مماس بودند (شکل 2). سازندگان از زوایای مماسی بسیار کوچک استفاده کردند. احتمالاً به همین دلیل است که راز فنی مهندسین باستان تا به امروز حل نشده باقی مانده است.

استفاده از جت های مماس کم با رساندن تعداد آنها به بی نهایت، امکانات جدیدی را در فناوری های گردابی باز می کند. فقط خودتان را پیشگام تصور نکنید. مهندسان در دوران باستان این فناوری را به کمال رساندند. ارتفاع ساختمان چاه، با احتساب قسمت حفر شده آن، 6 تا 8 متر و قطر بنا در پایه آن بیش از 6 متر نبود، اما حرکت گردابی هوا ظاهر شد و پیوسته در چاه کار کرد. .

اثر خنک کننده گردابی با راندمان بسیار بالایی استفاده شده است. انبوه سنگ های مخروطی واقعا نقش یک کندانسور را بازی می کرد. سقوط جریان محوری "سرد" گرداب گرمای سنگ ها را گرفته و آنها را خنک می کند. بخار آب که به مقدار کمی در هر حجم مشخصی از هوا وجود دارد، بر روی سطوح سنگ ها متراکم می شود. بنابراین ، در عمق چاه ، یک روند ثابت تجمع آب وجود داشت.

جریان محیطی "گرم" گرداب به بیرون پرتاب شد دهانه های ورودیپله های چاه (شکل 3). فقط این می تواند حضور چندین فرود در یک چاه را توضیح دهد. به دلیل اینرسی زیاد چرخش تشکیل گرداب، چاه شبانه روزی کار می کرد. در عین حال، هر نوع انرژی دیگری، به جز انرژی خورشیدی، قابل استفاده نیست. آب هم در روز و هم در شب استخراج می شد. کاملاً ممکن است که چاه در شب حتی شدیدتر از روز کار کند ، زیرا دمای هوا در صحرا پس از غروب آفتاب 30 ... 40єС کاهش می یابد که بر تراکم و رطوبت آن تأثیر می گذارد.

روش مدرن

در نتیجه آزمایش های انجام شده توسط مخترع Omsk، یک راه حل پیچیده تکنولوژیکی پیدا شد. نصبی که او برای استخراج رطوبت از هوای اتمسفر اختراع کرد، علاوه بر وظیفه اصلی خود، به شما امکان می دهد تا ذرات گرد و غبار را حتی کوچکترین کسری از هوا حذف کنید.

این روش این امکان را فراهم می کند که تمام رطوبت گازی موجود در جریان هوا را به صورت انحصاری به روش دینامیکی گاز و بدون استفاده از مبرد متراکم کند و به دمای میعان برسد.

راه حل فن آوری شامل دو مرحله است. هنگامی که هوا از مرحله اول عبور می کند، یک جریان چرخشی شدید به منظور جداسازی ذرات گرد و غبار و هوا ایجاد می شود و به دنبال آن گرد و غبار در پناهگاه ته نشین می شود. در مرحله دوم برای متراکم شدن رطوبت با راندمان کافی باید هوا خنک شود.

بنابراین، کل حجم هوای ورودی در جداکننده گرادیان به شدت می چرخد ​​و در قسمت گیج کننده جداکننده گرادیان، طبقه بندی شده و به دو جزء اصلی منطقه - مرکزی و محیطی تقسیم می شود.

از آنجایی که در مقطع جریان چرخشی، خلاء ایجاد شده توسط گرداب مرکزی بسیار بیشتر از خلاء گرداب حلقوی محیطی است، رطوبت گازی به سادگی به داخل کشیده شده و به شکل یک در ناحیه مرکزی کانال متمرکز می شود. "طناب". در مرکز جریان چرخشی، به دلیل کاهش دما، تراکم جزئی بخار آب شروع می شود، کوچکترین ذرات گرد و غبار با یکدیگر تماس پیدا می کنند، در نتیجه منجر به انعقاد شدید ذرات گرد و غبار می شود.

بر اساس نیروهای اینرسی که به خوبی مطالعه شده اند، خود هوا در امتداد محیط تحت فشار قرار می گیرد و کاملاً بدون هیچ فشار اضافی، همانطور که گفته شد، "دوباره فشرده می شود"، حتی استفاده از اصطلاحی مانند "شبه-" صحیح تر است. آب بندی" و از طریق یک لوله انتخابی محیطی - شعاعی از طریق یک اگزوز دود دوباره به جو فرستاده می شود ...

در حین کار جداکننده گرادیان، یک گردباد مصنوعی در بالای نازل ورودی آن تشکیل می شود که دارای ابعادی مشابه با شکل طبیعی است، اما با شدت چرخش بسیار بالاتر.

سپس مخلوط رطوبت و هوای اشباع شده از طریق لوله استخراج گرد و غبار در امتداد محور کانال مکیده می شود و به مرحله جداسازی دوم هدایت می شود، جایی که از جداکننده گرادیان دوم عبور می کند و تراکم بخار آب در پناهگاه آبگیری رخ می دهد.

در نتیجه، ریزترین گرد و غبار موجود در هوا در قیف زیر اولین جداکننده می نشیند. و در قیف دوم زیر جداکننده دوم، عملاً تمام رطوبت موجود در هوای چرخان متراکم می شود.

نمای کلی واحد:
1. جداکننده گرادیان مرحله 1.
2. حلزون انتخاب محیطی جداکننده گرادیان مرحله 1.
3. جداکننده گرادیان مرحله 2.
4. حلزون انتخاب محیطی جداکننده گرادیان مرحله 2.
5. دودکش اصلی؛
6. فن اگزوز انتخاب محیطی مرحله 1.
7. فن اگزوز انتخاب محیطی مرحله 2.
8. پناهگاه جمع آوری گرد و غبار شماره 1.
9. پناهگاه پذیرنده آب شماره 2.

حداقل ظرفیت کارخانه، که در آن می توان اثر قابل توجهی از تشکیل رطوبت به دست آورد، 150000 نیوتن متر مکعب در ساعت است. میزان آبی که می توان از این نصب دریافت کرد 1.357 تن در ساعت یا 32.58 تن در روز است.

»مقاله ای در مورد نحوه دریافت آب از هوا... جایی که ما سعی خواهیم کرد این موضوع را تا حد امکان با جزئیات بررسی کنیم.

چگونه آب را از هوای نازک خارج کنیم؟ در واقع همه چیز بسیار ساده است. یک کلیپ ویدئویی از کانال اینتر ، که در مورد مخترع خاصی از ایالات متحده به نام تری لبلو صحبت می کرد ، این ایده را به من القا کرد ، که آب را از هوا به صورت رایگان به همه توزیع می کند. و رقبای شرور و ناشناس به خانه این مخترع حمله می کنند و آن را سرکوب می کنند. در واقع، این خود ویدیو است:

طبیعتاً اولین فکر یک فرد عاقل هنگام تماشای این ویدیو این است: "این سوپر دوپر که توسط این مخترع پیدا شده چیست که دشمنان ناشناس او را سرکوب می کنند؟" و فکر دوم: "ما باید به دنبال خروج آب از هوا در اینترنت باشیم."

و چه چیزی معلوم می شود؟ معلوم می شود که این مخترع دوچرخه را اختراع کرد- یعنی وسیله ای که سالهاست شناخته شده است اما به دلایلی زیاد رایج نیست که در ادامه به آن می پردازیم. و نه چندان دور - در کریمه - بقایای مولدهای آب غول پیکر به این روش وجود دارد که هزاران سال پیش ساخته شده اند. اطلاعات بیشتر در مورد آن - در مقاله "هدف مجموعه های غار مرموز در" شهرهای غار "کریمه". اما هدف ما قدمت نیست، بهنگام بودن است، بنابراین به کار خود ادامه می دهیم.

بنابراین ، بر اساس شایعات ، تولید آب از هوا با چگالش در یک سطح سرد از زمان های قدیم شناخته شده است. شهر فئودوسیا در قرون وسطی با آب تامین می شد که توسط سازه های سازماندهی شده خاص پر از قلوه سنگ جمع آوری می شد که در ماه های خشک تابستان بر سطح آن آب متراکم می شد که 80 هزار نفر را تامین می کرد.

اتفاقاً تقریباً هر یک از شما با چنین دستگاهی که آب دریافت می کند آشنا هستید. این دستگاه "تهویه مطبوع" نامیده می شود. اصل عملکرد ژنراتورهای آب و هوا - دستگاه هایی برای بدست آوردن آب از هوا - شبیه به عملکرد یک کولر گازی است.

یعنی ترتیب بدست آوردن آب از هوا به صورت زیر است:

1. هوای مرطوب از طریق دستگاه جریان می یابد.
2. سرد شده است.
3. رطوبت روی سطوح خنک کننده متراکم می شود.
4. و به ظرف مخصوصی سرازیر می شود.
5. خوب ، پس از آن از گرد و غبار و باکتری پاک می شود - و voila ، شما می توانید آن را بنوشید!

ترکیب آبی که از هوا به دست می آید شبیه آب باران است - و بنابراین شبنم، مه، مقطر، اسمز معکوس و آب ذوب می شود. یعنی آب از هوا متعلق به کلاس " آبهای شور". برخلاف آب معمولی، آب کم معدنی حاوی حداکثر 50 میلی گرم املاح مختلف در لیتر (دسی متر مکعب) است.

قبلاً اشاره کردیم که ژنراتورهای آب اتمسفر به دلایلی کمتر از فیلترهای معمولی رایج هستند. بیایید این را با جزئیات بیشتر درک کنیم. عواملی که بر عملکرد مولدهای آب اتمسفر و مصرف انرژی آنها تأثیر می گذارد:

• مقدار آب
• دمای هوا
• حجم هوای عبوری در واحد زمان

بر این اساس، هر چه هوا مرطوب تر باشد، انرژی کمتری برای خنک کردن آن برای تراکم رطوبت مورد نیاز است. و از نظر اقتصادی سود بیشتر تولید آب از هوا است. بر این اساس، هر چه هوا بیشتر گرم شود، انرژی بیشتری برای خنک کردن آن نیاز است. و هرچه هوا در واحد زمان بیشتر سرد شود ، آب بیشتری به دست می آید.

در شرایط هوای گرم و خشک ، یعنی در مناطقی که واقعاً به آب احتیاج است ، ژنراتورهای آب جوی مصرف خواهند کرد بیشترین عددانرژی. اما این مقدار را می توان با تأثیرگذاری بر عوامل ذکر شده کاهش داد.

بنابراین ، شما باید درک کنید:

ژنراتور آب از هوا = کولر گازی

بنابراین، جهتی در توسعه ژنراتورهای آب جوی وجود دارد که شامل استفاده از یک فاز اضافی است: بین مراحل اول و دوم دریافت آب از هوا، یکی دیگر ظاهر می شود - استفاده از جاذب یا جاذب، یعنی موادی که به یک طریق آب را از هوا جذب می کنند. خوب ، سپس آب باید از موادی که آن را جذب کرده است (که برای مثال مواد برای آن گرم می شود) به صورت بخار آزاد شود ، و در شکل متمرکزتری در دمای پایین سرد و متراکم شود.

آب قرار است در شب جذب شود که رطوبت نسبیافزایش یافته و در طول روز با استفاده از آن عصاره بگیرید انرژی خورشیدیبرای گرم کردن هوای عرضه شده به بستر جاذب (در این مورد، بخاری هوا یک گیرنده انرژی خورشیدی است).

ژل سیلیکا با منافذ گسترده، زئولیت می تواند به عنوان جاذب استفاده شود. به عنوان جاذب - محلول نمک رطوبت سنج (به عنوان مثال ، کلرید لیتیوم). ترکیب جاذب و جاذب امکان پذیر است که باعث افزایش راندمان جذب و انتقال آب می شود. برای کاهش مصرف انرژی برای تولید آب، پیشنهاد می شود از انباشته های گرما و/یا سرما (عمدتا به شکل سازه های ارزان قیمت اما عظیم ساخته شده از سنگ یا بتن)، که در آنتی فاز، مبدل حرارتی ضد جریان یا پمپ حرارتی کار می کنند، استفاده شود. برای بازیابی گرمای تراکم آب

طبیعتاً همیشه همه این شرایط به طور بهینه با هم ترکیب نمی شوند و از جاذب ها در آنها استفاده نمی شود و به همین دلیل است که اکنون تصفیه آب لوله کشی با کمک انواع مختلف و عدم دریافت آن از هوا سود بیشتری دارد. اما با افزایش کمبود آب، این امکان وجود دارد که فیلترهای معمولی خانگی به تدریج با ژنراتورهای آب جوی جایگزین شوند.

و به هر حال ، همزمان با افزایش کمبود آب ، گرمایش جهانی پیش بینی می شود. بنابراین ، نه تنها ژنراتورها ، بلکه تهویه مطبوع نیز مرتبط می شوند. و بنابراین ، نتیجه این است که اگر واقعاً به ایجاد یک ژنراتور آب جوی فکر می کنید ، فقط در ترکیب با یک کولر گازی ، که هم هزینه آب تصفیه شده و هم هزینه خنک کننده اتاق را کاهش می دهد. بنابراین اگر شما صاحب یک تهویه مطبوع هستید، پس شما نیز صاحب یک مولد آب اتمسفر هستید و می توانید به راحتی آب را از هوا دریافت کنید.

یا اگر مالک آن هستید منطقه حومه شهر، و می خواهید آب خود را از هوا تأمین کنید-سپس می توانید از اختراع موجود در صفحه http://www.freeseller.ru/dompower/vodosnab/2401-generator-vody-iz-vozdukha.html ، جایی که روزنامه در آن قرار دارد ، استفاده کنید. به عنوان جاذب، و به عنوان منبع انرژی - خورشید استفاده می شود.

و بالاخره یک وسیله جالب برای بدست آوردن آب از هوا مخروط آب است:

On7gbKIa5zc

این سیستم بسیار ساده است و هر چه سطح تراکم رطوبت بیشتر باشد، نصب کارآمدتر است.

بنابراین، خارج کردن آب از هوای رقیق بسیار آسان است!

مشکل تامین آب برای بسیاری از افرادی که مجبور بودند در شرایط سخت قرار بگیرند با آن مواجه بودند. مسافران اغلب در موقعیت هایی قرار می گیرند که نه رودخانه و نه حتی کوچکترین چشمه در آن نزدیکی وجود دارد. در این میان آب برای بدن انسان مهمتر از غذا است و اگر به دست نیاید ممکن است مسافری که در تنگنا قرار گرفته منتظر کمک نباشد. آب را می توان از هوا بدست آورد. تمایل به متراکم شدن دارد و اگر دستگاه خاصی بسازید ، در عرض چند ساعت می توانید مقدار رطوبت کافی برای پشتیبانی از فعالیتهای حیاتی بدن را بدست آورید. اقلام لازم برای ساخت یک دستگاه متراکم معمولاً توسط عاشقان افراطی در پیاده روی گرفته می شود.

شما نیاز خواهید داشت:

• بیل؛
• یک تکه پلاستیک یا پلاستیک دیگر؛
• لوله قطره چکان;
• چندین سنگ

دستورالعمل ها

1. استفاده از حرارت خورشید برای متراکم کردن آب ضروری است. اگر یک قطعه پلی اتیلن را روی زمین بگذارید ، هوای زیر گرم می شود. همیشه مقدار مشخصی رطوبت در هوا وجود دارد، حتی اگر برای مدت طولانی باران نباریده باشد. فقط باید این آب را مصرف کنید. هوای محبوس شده بین زمین و پلی اتیلن تا زمانی که از رطوبت اشباع شود گرم می شود تا دیگر نتواند آن را نگه دارد. در هر صورت، پلی اتیلن سردتر از هوای زیر خواهد بود و بر این اساس، قطرات شروع به نشستن روی پلی اتیلن خواهند کرد. اگر تعداد زیادی از آنها وجود داشته باشد، آنها شروع به شکستن می کنند و حتی ممکن است در نهرهای کوچک جاری شوند. بنابراین، شما باید یک تله برای آنها بسازید.

2. سوراخی به قطر حدود 1 متر و عمق حدود 0.5 متر حفر کنید.یک سطل در کف سوراخ قرار دهید. این "تله" برای آب خواهد بود. لوله قطره چکان را داخل سطل قرار دهید و آن را بالا بیاورید. لوله همچنین می تواند لاستیکی باشد. نکته اصلی این است که به اندازه کافی طولانی است، کمتر از فاصله بین لبه گودال و سطل نیست. اگر لوله را بلافاصله وارد کنید ، باید آن را با چیزی ثابت کنید - به عنوان مثال ، سنگی را در لبه سوراخ بگذارید و لوله را به آن ببندید. اما می توانید بعداً ، وقتی همه چیز آماده است ، آن را وارد کنید.

3. یک تکه پلاستیک را روی گودال پهن کنید. نه تنها باید گودال را کاملاً بپوشاند، بلکه کاملاً آویزان شود، بنابراین یک قطعه به طول 1.5-2 متر مورد نیاز است. لبه های کوتاه آن را با سنگ فشار دهید. یک سنگ در وسط پلی اتیلن قرار دهید. بار باید درست بالای سطل باشد.

توجه داشته باشید!

آب بلافاصله متراکم نمی شود. قبل از دریافت 0.5 لیتر باید حدود یک روز صبر کنید. اما اگر پلی اتیلن یا پلاستیک دیگر وجود دارد ، می توانید چندین دستگاه از این دست بسازید. در عین حال، آب در شب سریعتر از روز متراکم می شود، زیرا پلی اتیلن خیلی سریع خنک می شود و خاک بسیار کندتر خنک می شود.