Invenția se referă, în special, la instalațiile care utilizează surse regenerabile de energie.
Un obiectiv al invenției este acela de a crește eficiența suprafeței de condensare și asigurarea autonomiei în funcționarea instalației pentru condensarea umidității din aer. Instalația este alcătuită dintr-o baterie solară, un sistem de refrigerare, colector de apă, și un sistem de conducte de ventilație, și introdus în el ca o structură ierarhică capilară condensator cu scăderea razei capilară a fiecărui strat ulterior este plasat vertical, formând o suprafață mare de condensare, cu o bună permeabilitate pentru fluxul de aer.
DESCRIEREA INVENȚIEI
Invenția se referă la instalațiile de producere a apei dulci din aerul atmosferic, în special la instalațiile care utilizează surse regenerabile de energie.
O instalație este cunoscută pentru producerea apei proaspete din aer umed. în care se folosește energia solară (1). Conține panouri solare, o unitate de răcire, un antet de apă și o conductă de aer, în care sunt amplasate vaporizatorul unității de refrigerare și ventilatorului.
Instalarea funcționează după cum urmează. Datorită electricității primite de la panourile solare, unitatea de răcire produce o răcire, care este eliberată pe evaporatorul de căldură-vaporizator. Aerul umed este suflat prin conducta de aer cu ajutorul unui ventilator, în care este amplasat vaporizatorul. Ca urmare a contactului cu suprafața schimbătorului de căldură-vaporizator, aerul este răcit, vaporii din acesta devin saturați, parțial condensați pe suprafața schimbătorului de căldură și curg în recipientul de apă.
Dezavantajul acestei instalații este consumul ridicat de energie și productivitatea scăzută.
Cea mai apropiată invenție este instalarea. în care acumularea de frig pentru utilizarea sa noaptea / 2 /. Acesta cuprinde o baterie solară, o unitate de răcire, un acumulator rece, conceput ca un recipient izolat termic umplut cu apă, iar pompa hidraulică cuplată prin intermediul unei supape la unitatea de refrigerare și schimbător de căldură-condensator, care este localizat în conducta, care este, de asemenea, tava de scurgere și un ventilator. Sub gaura din canal este o capcană de apă.
Instalarea funcționează după cum urmează. În timpul zilei, energia electrică din panouri solare ajunge la unitatea de răcire, care produce frig. Cu ajutorul supapei, unitatea de răcire este conectată la un recipient izolat termic. Lichidul din acesta este pompat prin intermediul unității de răcire cu ajutorul unei pompe hidraulice și răcit, rezultând acumularea la rece într-un recipient izolat termic. Apoi, recipientul izolat termic este oprit de supapa de la unitatea frigorifică și conectat la schimbătorul de căldură-condensator
Când umiditatea atinge o valoare apropiată de 100%, pompa hidraulică și ventilatorul pornesc. Cu ajutorul lor, aerul rece și lichidul umed trece prin condensator. Vaporii de apă conținute în aer se condensă pe suprafața sa, iar picăturile din acesta sunt prinse de captatorul de picături, iar umiditatea prins curge în colectorul de apă.
Dezavantajul acestei instalații este eficiența scăzută a suprafeței de condensare la o umiditate relativă mai mică de 100%. nevoia de consum de energie și lipsa de autonomie în muncă.
Obiectul invenției este acela de a spori eficiența suprafeței de condensare și de a asigura autonomia în timpul funcționării unității de condensare a umidității din aerul atmosferic.
Rezultatul tehnic se realizează prin aceea că o instalație de apă proaspătă de condensare din aer, care cuprinde panouri solare, sisteme de refrigerare, carter, sistem de conducte și de ventilație, introdus ca un condensator cu structură capilară ierarhică cu scăderea razei capilare în fiecare strat succesiv localizat vertical, formând o mare Suprafață de condensare cu bună permeabilitate pentru fluxurile de aer.
Un efect pozitiv se realizează datorită faptului că exploatarea instalației în meniscuri în capilare cu o rază mai mică de 10 -5 cm condensarea are loc la o umiditate relativă mai mică de 100%.
Se poate observa din tabel că presiunea saturată a vaporilor deasupra meniscului este de 10 ori mai mică decât presiunea saturată a vaporilor deasupra suprafeței plane, dacă raza capilarului este de 0,5 × 10-3 μm. Pentru o rază capilară de 0,1 μm, presiunea saturată a vaporilor nu diferă practic de presiunea de vapori deasupra unei suprafețe plane cu o precizie de 1%.
Prin urmare, capilarele cu o rază mai mare de 0,1 μm pot fi considerate macrocapilari, iar capilarele, în care raza este mai mică decât această valoare, microcapillarii. Suprafața internă a microcapilariilor este foarte mare în comparație cu suprafața macrocapilariilor. Astfel, pentru carbonul activ, suprafața microporelor cu o rază de 10 - 7 cm este de la 900 la 1500 m 2 / g. și suprafața macroporelor cu o rază de 10 -4 cm este de la 0,35 până la 1,7 m2 / g.
Condensarea capilară a aburilor are loc în capilare. Am plasat capilarul, pereții acestuia fiind umeziți cu apă, în aer umed, cu o presiune parțială de vapori de 16,6 mm. lăsați temperatura aerului să fie de 20 ° C, pentru care presiunea saturată a vaporilor este de 17,54 mm. Umiditatea relativă în acest caz, este egală cu 94%, iar pentru a atinge punctul de rouă este necesar pentru a reduce temperatura umedă a aerului timp de aproximativ 1 ° C la + 20 ° C, densitatea aerului este de 1,2 kg / m 3 și căldura specifică de 0,24 kcal / (kg grad) . Prin urmare, pentru a reduce temperatura de 1 m 3 de aer, trebuie luate 288 kcal. care este egală cu jumătate din energia eliberată în timpul condensării a 1 g de vapori de apă. Utilizarea condensării capilare, care are loc la o umiditate relativă mai mică de 100%. reduc semnificativ costurile de energie ale sistemului de refrigerare. Pereții capilarului vor adsorbi vaporii și vor acoperi cu un strat de umiditate. În partea inferioară a capilarului, un strat de vapori adsorbiți va da un menisc concav. Dacă raza capilarului este de ordinul 10 -6 cm, atunci presiunea saturată a vaporilor pentru un menisc cu o asemenea rază este de 15,9 mm. Tabelul arată că pentru o astfel de rază, vaporii vor fi saturați la 90% din vaporii saturați deasupra suprafeței plane. abur În consecință, vaporii în spațiul înconjurător, la o presiune de 16,6 mm este deja suprasaturată pentru capilar lichid meniscul și abur de condensare are loc, tubul capilar treptat va fi umplut cu apă.
Într-un sistem în care o structură ce conține capilare fine, conectate la capilar conductor, a cărui înălțime este oarecum mai mică decât creșterea capilară a lichidului conținut în acesta și stratul conductor bazat pe apă capilară în baia de ulei, așa cum se arată în fig. 1. Umiditatea condensată în capilanii subțiri se va scurge în bazinul de apă. Când capilarul conductiv are o rază de 0,05 mm. atunci înălțimea creșterii capilare a apei este de aproximativ 2,96 cm. Dacă raza capilarului este de 0,025 mm. atunci înălțimea de ridicare va fi de 5,92 cm. Astfel, dacă aerul este pompat printr-o structură verticală care se sprijină pe butelie, acesta va condensa umiditatea. Rețineți că pot exista mai mulți pereți verticali de condensare.
În Fig. 2 prezintă schema instalației de condensare a umezelii din aerul atmosferic. Acesta cuprinde un carter 1, sistem de condensare capilară 2, sistemul de refrigerare 3, un sistem de tubulatură pentru ventilație 4 și 5. în capilară structura capilară conductor vertical pentru fiecare strat următor de condensare capilară are o rază din ce în ce mai mici. Căldura de condensare din capilarii de condensare este deviată atât de sistemul de ventilație, cât și de sistemul de refrigerare. Efectul de ventilare se realizează prin convecție care rezultă din eliberarea căldurii latente de condensare și datorită deplasării forțate a aerului excitat de un ventilator, alimentat de la o baterie reîncărcabilă încărcată de panouri solare, sau prin convecție indusă de bateria căldurii solare, cuplat cu un colector corespunzător.
Sistemul de răcire 2 este realizat dintr-un material solid, constă din mai multe nivele situate în interiorul unui sistem capilar 3 ramificat, formând un sistem de condensare cu o bună permeabilitate pentru fluxurile de aer.
Sistemul Condensare 3 este un sistem capilar ierarhic cu scăderea razei capilare în fiecare strat succesiv localizat vertical, în care fiecare strat este conectat cu Apa colector capilar gros inferior având o înălțime ușor sub înălțimea de creștere capilară a apei datorită suprafeței forțelor de tensiune, o ridicare suplimentară se realizează în capilar superior cu rază mai mică de 10 -5 cm. în cazul în care se formează meniscuri, care este umezeala condens la o umiditate relativă mai mică de 100%. Sistemul de răcire se datorează sistemului de răcire.
Țeava de evacuare 4 poate fi realizată sub forma unei structuri ușoare, de exemplu un cadru acoperit cu un film.
Instalarea funcționează după cum urmează. Pe timp de noapte, temperatura suprafeței pământului și a aerului începe să scadă datorită radiației. Datorită energiei solare acumulate, în țevile de evacuare se formează un curent de aer cald. Ca urmare, se creează o diferență de presiune și aerul atmosferic intră în partea inferioară a sistemului de condensare, se ridică și iese din conducta de eșapament. Condensarea umidității conținută în aerul răcit are loc pe capilar la o umiditate relativă mai mică de 100%
condensarea aburului de proces continuă, de asemenea, în timpul zilei, doar aerul inițial cald este răcit de sistemul de refrigerare. Formarea Ziua curgerii aerului prin intermediul sistemului de asemenea, contribuie la încălzirea prin razele solare, care creează un gradient de temperatură în interiorul acestuia.
REFERINȚE
1. Aplicarea Germaniei N 3313711, cl. E 03 B 3/28.
2. Brevetul din Rusia nr. 2056479, cl. C1 (prototype).
FORMULARUL INVENȚIEI
Instalație pentru condensarea de apă proaspătă din aer, care cuprinde celule solare, sistemul de sistem de refrigerare, carter, conductă și ventilare, caracterizat prin aceea că acesta este introdus ca un condensator cu structură capilară ierarhică cu scăderea razei capilare în fiecare strat succesiv localizat vertical, formând o mare o condensare suprafață cu o bună permeabilitate pentru fluxurile de aer.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: