УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАССОВОГО ПОЛУЧЕНИЯ ПРЕСНОЙ ВОДЫ ПУТЕМ КОНДЕНСАЦИИ
ВОДЯНЫХ ПАРОВ ИЗ ВОЗДУХА

  Изобретение относится к устройствам для получения пресной воды путем конденсации водяных паров из воздуха и может быть использовано в засушливых районах (пустынях, полупустынях, сухих степях) для обеспечения населения питьевой воды и водой для бытовых нужд. Оно может быть также использовано там, где пресная вода в реках и озерах сильно загрязнена вредными веществами (промышленными отходами, гербицидами и т.п.) и потому не пригодна для питья.

  Известно устройство дистиллятор, для получения пресной воды путем дистилляции природной соленой воды (воды моря, озера).

  Недостаток этого устройства в том, что для его работы необходимо иметь резервуар природной соленой води, который в засушливых районах имеется далеко не всегда, что существенно ограничивает возможности получения пресной воды в безводных районах. Дополнительный недостаток этого устройства - большая затрата энергии на испарение воды при дистилляции.

  Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для получения пресной воды путем конденсации водяных паров из воздуха, содержащее теплоизолированную холодильную камеру, охлаждающую воздух до температуры -25, -30⁰C, насос-компрессор для засасывания воздуха из окружающей среды в холодильную камеру с патрубком для выпуска обезвоженного воздуха в окружающую среду, электрические нагреватели для расплавления льда, полученного в холодильной камере при конденсации водяных паров из воздуха, емкость для сбора образовавшейся воды с краном и патрубком для выпуска воды наружу.

  Недостатком этого устройства является его малая производительность. Это обусловлено тем, что стенки холодильной камеры, как правило, охлаждают металлическими трубами с протекающим в них жидким или газообразным хладагентом, охлажденным тепловым насосом, как в обычном бытовом морозильнике. Поэтому теплопередача происходит поэтапно от воздуха к стенкам холодильной камеры и далее к трубам с хладагентом теплового насоса. Для передачи по этим этапам большой тепловой мощности необходима большая поверхность теплопередачи, что делает устройство для получения пресной воды громоздким.

  Если для охлаждения вместо теплового насоса используют полупроводниковые термоэлементы, работающие на основе эффекта Пельтье, то устройство расходует значительно больше электроэнергии, и его работа становится менее экономически выходной.

  Целью настоящего изобретения является повышение производительности устройства для получения пресной воды путем конденсации из воздуха при одновременном снижении затрат электроэнергии на каждый килограмм полученной воды.

  Даже в очень сухом воздухе имеется достаточное количество водяных паров, чтобы с помощью предложенного устройства можно было подучить значительное количество воды. Произведем для этого простые расчеты.

  Пусть температура окружающей среды будет 30⁰C выше нуля. А относительная влажность воздуха составляет всего 5 %, что обеспечивает содержание водяных паров 1,55 г/м³. После понижения температуры воздуха в холодильной камере до температуры 30⁰C ниже нуля большая часть водяного пара выпадает в виде льдинок и инея. Оставшийся в воздухе водяной пар станет насыщенным, и его содержание в воздухе будет 0,3 г/м³. Таким образом за счет конденсации паров воды из воздуха из 1 м³ воздуха можно получить 1,25 г воды. Если через холодильную камеру пропускать 10 м³/сек, то в течение часа будет получено 45 кг льда или соответственно такое же количество пресной воды. Если устройство в течение суток работает 12 часов, то ежедневно можно получать 540 кг питьевой воды, что весьма значительно для пустыни, для условий которой проведен данный расчет.

  В реальных условиях даже в пустынях относительная влажность может быть 20-30% и количество получаемой воды будет в 4 - 6 раз больше.

  Предложенное устройство позволяет получать питьевую воду в самой безводной местности и тем самым дает возможность освоить соответствующие районы. Такими районами являются все пустыни Азии, Африки, Америки и Австралии. В странах СНГ такими областями являются пустыни Средней Азии и Казахстана и все районы, где имеется недостаток пресной воды (например, Крым, Донбасс и др.).

  Важным достоинством предложенного устройства является то, что оно не загрязняет окружающую среду и не вызывает каких-либо экологических изменений. В то же время используемые в настоящее время дистилляторы, работающие на органическом топливе, сильно загрязняют окружающую среду. Кроме того, большие средства расходуются на транспортировку топлива. Атомные дистилляторы экологически опасны и, кроме того, проблема утилизации образующихся радиоактивных отходов не имеет удовлетворительного решения.

  В жарких засушливых районах много солнечных дней и для работы предлагаемого устройства можно использовать электроэнергию, получаемую от солнечных батарей.

  Экономический эффект от применения предлагаемого устройства будет получен за счет того, что не будет затрачиваться большое количество топлива и энергии на получение пресной воды путем дистилляции, как это делается в настоящее время. Дополнительный экономический эффект будет получен за счет освоения труднодоступных районов, освоение которых сдерживается отсутствием воды, а также за счет сокращения расходов на защиту окружающей среды.