ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2185327

СОЛНЕЧНЫЙ ОПРЕСНИТЕЛЬ

СОЛНЕЧНЫЙ ОПРЕСНИТЕЛЬ

Имя изобретателя: Ефремов Г.А.; Минасбеков Д.А.; Кушнер Б.И.; Кочнев И.А.; Сергеев С.Г. 
Имя патентообладателя: Федеральное государственное унитарное предприятие Научно- производственное объединение машиностроения
Адрес для переписки: 143966, Московская обл., г. Реутов, ул. Гагарина, 33, ГУП НПО машиностроения 
Дата начала действия патента: 2000.08.14 

Техническое решение относится к гелиотехнике, в частности к гелиоустановкам, преобразующим солнечную энергию в тепловую для опреснения минерализованной (морской, соленой) воды. Целью изобретения является повышение производительности опреснителя. Солнечный опреснитель содержит корпус со светопропускающей перегородкой, ванну, сборник конденсата, устройство для залива минерализованной воды и слива концентрированного рассола. Внутри корпуса опреснителя у его задней стенки с зазором в ней установлена емкость, снабженная устройствами заправки и слива минерализованной воды, а перед емкостью смонтирован экран-отражатель. Производительность возрастает как за счет использования энергии пара при его конденсации для нагрева минерализованной воды в емкости, так и за счет увеличения площади охлаждения паровоздушной смеси и конденсации водяного пара.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Техническое решение относится к гелиотехнике, в частности к гелиоустановкам, преобразующим солнечную энергию в тепловую для опреснения минерализованной (морской, соленой) воды.

Известен солнечный опреснитель, содержащий корпус с наклонно установленной светопропускающей перегородкой (стекло или пленка), ванну и сборник конденсата (Ближайший аналог - см. Б.М. Ачилов и др. Солнечные опреснители и холодильники. Изд-во "ФАН" Уз. ССР, Ташкент, 1976, стр. 15...16).

Недостатком данного устройства является низкая производительность.

Целью предложенного технического решения является устранение указанного недостатка.

Поставленная цель достигается тем, что в известном солнечном опреснителе, содержащем корпус со светопропускающей перегородкой, ванну, сборник конденсата, устройство для залива минерализованной воды и слива концентрированного рассола, внутри корпуса у его задней стенки с зазором к ней установлена емкость, снабженная устройствами заправки и слива минерализованной воды, а перед емкостью смонтирован экран-отражатель.

Суть данного технического решения заключается в том, чтобы полученную от Солнца энергию, пошедшую на испарение минерализованной воды, использовать повторно для предварительного нагрева минерализованной воды в емкости с последующей подачей нагретой воды из емкости в ванну на испарение. При этом используется экран-отражатель для сохранения притока солнечной энергии к ванне и для исключения нагрева емкости от солнечного излучения.

Нагрев воды в емкости осуществляется за счет использования скрытой теплоты конденсации водяного пара из паровоздушной смеси. Паровоздушная смесь охлаждается на стенках емкости, пар конденсируется, а вода в емкости нагревается.

При этом производительность предложенного опреснителя по сравнению с прототипом возрастает как за счет полезного использования энергии пара при его конденсации для нагрева минерализованной воды в емкости, так и за счет увеличения площади охлаждения паровоздушной смеси и конденсации водяного пара (добавляется поверхность емкости). При этом уменьшаются непроизводительные потери тепловой энергии излучением от зеркала минерализованной воды в ванне за счет установки перед емкостью экрана-отражателя.

Благодаря постоянной автоматической подпитке ванны опреснителя минерализованной водой до заданного уровня появилась возможность меньшей заправки воды в ванну, что сократило время начального ее прогрева и выхода опреснителя на рабочий режим. При этом поступающая в ванну вода предварительно нагревается в емкости за счет конденсации пара, т.е. за счет вторичного использования поглощенной солнечной энергии.

Запас нагретой минерализованной воды в емкости к концу светового дня при его сливе в ванну обеспечивает ночную работу опреснителя и дополнительный выход конденсата.

Таким образом, предложенный опреснитель эффективно работает не только днем, но и ночью.

Автоматическая подача минерализованной воды из емкости в ванну в течение светового дня обеспечивается за счет того, что при снижении уровня минерализованной воды в ванне ниже заданной величины открывается возможность доступа в емкость воздуха.

Предложенный солнечный опреснитель показан на чертеже.

СОЛНЕЧНЫЙ ОПРЕСНИТЕЛЬ

В состав опреснителя входит корпус 1 со светопропускающей перегородкой 2, ванна 3 с теплоизоляцией 4, устройство для залива минерализованной воды в ванну и слива концентрированного рассола 5, сборник конденсата 6, экран-отражатель 7, емкость 8 с устройствами заправки в емкость минерализованной воды 9 и ее слива 10.

Ванна 3 может иметь в своем составе теплоизоляцию 4 и может целиком выполняться из теплоизолированного материала.

Емкость 8 выполняется и устанавливается в опреснитель так, что образующийся на поверхности емкости конденсат отводится в общий сборник конденсата опреснителя.

Устройство заправки минерализованной воды 9 имеет в своем составе воронку, гибкий шланг и внутреннюю трубку для дренирования воздуха при заправке, а устройство слива 10 имеет в своем составе дроссельную шайбу.

СОЛНЕЧНЫЙ ОПРЕСНИТЕЛЬ РАБОТАЕТ СЛЕДУЮЩИМ ОБРАЗОМ

В начале светового дня с помощью устройства 5 сливается концентрированный рассол из ванны 3. Через воронку заправочного устройства 9 проводится заправка емкости 8. При этом через сливное устройство 10 и имеющуюся в нем дроссельную шайбу минерализованная вода поступает и в ванну 3.

После заправки емкости 8 (факт заправки определяется снижением скорости убывания минерализованной воды из воронки) через воронку устройства 5 проводится дозаправка ванны 3 и через воронку заправочного устройства 9 окончательное доведение заправки до требуемого уровня. После заправки уровень минерализованной воды в ванне и воронке устройства 5 одинаков.

Воронка заправочного устройства 9 опускается в минерализованную воду воронки устройства 5 на глубину, определяющую поддерживаемый при работе опреснителя уровень минерализованной воды в ванне 3.

Солнечное излучение поступает в опреснитель через светопропускающую перегородку 2, нагревает минерализованную воду в ванне 3 и испаряет ее. Экран-отражатель 7 увеличивает поступление солнечной энергии к минерализованной воде и исключает ее попадание на боковую поверхность емкости 8.

Пары минерализованной воды конденсируются на светопропускающей перегородке 2, внутренних стенках корпуса 1 и стенках емкости 8. За счет теплоты конденсации происходит нагрев минерализованной воды в емкости 8. Образовавшийся конденсат стекает в сборник конденсата 6.

По мере испарения воды из ванны 3 ее уровень понижается как в ванне, так и воронке устройства 5.

Через образующийся зазор между стенкой воронки заправочного устройства 9 и минерализованной водой в воронке устройства 5 в емкость 8 начнет поступать воздух, а минерализованная вода из емкости 8 станет стекать в ванну 3. В ванне 3 и в воронке устройства 5 уровень минерализованной воды повышается и перекрывает зазор между стенкой воронки заправочного устройства 9 и водой.

Воздух прекращает поступать в емкость 8, и подача из нее минерализованной воды в ванну 3 прекращается. Под действием испарения уровень минерализованной воды в ванне снова начинает уменьшаться и процесс поддержания уровня повторяется. При этом в ванну 3 поступает нагретая вода из емкости 8.

В конце дня воронка заправочного устройства 10 вынимается из воронки устройства 5 и поднимается вверх. При этом воздух через заправочное устройство 9 поступает в емкость 8, и вся нагретая минерализованная вода сливается в ванну 3.

В ночное время опреснитель работает на энергии минерализованной воды, полученной благодаря дневному нагреву воды в емкости 8 от конденсирующегося пара. Нагретая вода испаряется, ее пары конденсируются на светопропускающей перегородке 3 и внутренних стенках корпуса 1, и образовавшийся конденсат стекает в сборник конденсата 6.

Таким образом, предложенный опреснитель работает как днем, так и ночью, и в нем энергия, полученная от Солнца, используется повторно для нагрева поступающей на опреснение минерализованной воды от конденсации пара.

Ожидается увеличение производительности предложенного опреснители по сравнению с прототипом на 45...50%.

При этом предполагаемые затраты на изготовление вновь вводимых средств составят примерно четверть стоимости прототипа.

Отсюда следует, что реализация предложенного технического решения экономически выгодна.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Солнечный опреснитель, содержащий корпус со светопропускающей перегородкой, ванну, сборник конденсата, устройство для залива минерализованной воды и слива концентрированного рассола, отличающийся тем, что внутри корпуса у его задней стенки с зазором к ней установлена емкость, снабженная устройствами заправки и слива минерализованной воды, а перед емкостью смонтирован экран-отражатель.

Версия для печати
Дата публикации 24.02.2007гг


вверх