Работа солнечного опреснителя основана на следующих принципах. Морская вода через входной патрубок солнечным насосом подается вверх в солнечные батареи, нагревается и затем подается в коллектор.
Из коллектора морская вода поступает во входной патрубок, в котором поток воды закручивается, мгновенно частично испаряется и далее конденсируется в чистую воду, которая собирается на дне камеры конденсации. Камера конденсации охлаждается естественным образом морской водой, подогревая воду, проходящую во входном патрубке через теплообменник к солнечному насосу.
Таким образом, морская вода поступает во входной патрубок уже подогретая. Опресненная вода (конденсат пара) из камеры конденсации выводится через трубопровод вывода опресненной воды. Солнечный опреснитель предназначен для автономного опреснения морской воды. Принцип работы опреснителя основан на испарении воды и последующей конденсации водяных паров.
Единственным источником энергии для опреснителя является энергия солнца. Благодаря простоте и масштабируемости конструкции опреснитель может быть изготовлен под производительность от единиц до сотен литров пресной воды в час.
Видео майнкрафт. Гайд. Как создать хладагент?
Приоритетное направление развития науки, технологий и техники в РФ
Новизна предложения
- Автономность;
- Простота конструкции;
- Надежность;
- Отсутствие электрических компонентов;
- Работа на экологически чистом виде энергии;
- Масштабируемость конструкции.
Область применения
Раздел Е Водоснабжение; водоотведение, организация сбора и утилизации отходов, деятельность по ликвидации загрязнений
ОКВЭД 36.00 Забор, очистка и распределение воды
Целевая аудитория
- Населенные пункты, расположенные на морских побережьях;
- Морские суда.
Текущая стадия развития
- Научная идея, задел
Экономический, экологический и социальный эффекты
При производительности 100 литров в час и нормативе загрузки оборудования 10%, объем ежегодной выручки может составлять свыше 600 тыс. рублей в год.
Экологический эффект достигается использованием возобновляемой солнечной энергии для получения пресной воды. Конструкция не требует высоконапорных и энергетически затратных насосов, вакуумных насосов и работает полностью на солнечной энергии.
Социальный эффект достигается улучшением показателей качества жизни населения прибрежных морских территорий, испытывающих дефицит пресной воды.
Права интеллектуальной собственности
Вид сотрудничества
- Передача прав по лицензионному соглашению
- Техническая кооперация (совместная дальнейшая разработка, испытание новых применений, адаптация к потребностям заказчика)
- Работы по хоздоговору
- Оказание услуг научно-методического характера
Установленная кооперация по реализации проекта
Источник финансирования разработки
- средства университета (гранты, стимулирующие выплаты)
Источник: innov.vogu35.ru
Пошаговая инструкция, как изготовить опреснитель морской воды своими руками
Морская вода не пригодна для употребления в пищу и длительного использования в быту. Для очищения воды от примесей солей применяют опреснители. Их используют в промышленных и бытовых целях.
Можно своими руками сделать опреснитель, не обладая при этом особенными инженерными познаниями. Инструкция в статье.
Плюсы и минусы домашнего устройства для опреснения
Собранный своими руками опреснитель имеет свои плюсы и минусы:
| Плюсы | Минусы |
| Может спасти жизнь в экстремальных условиях. | На выходе можно получить относительно небольшое количество воды. Все зависит от объема используемых средств, но чаще всего этой воды хватит максимум для приготовления пищи, а для стирки — уже нет. |
| Просто изготовить и использовать. Собрать механизм можно из подручных средств. | Не очищает полностью. |
| Вымораживание снижает количество магния и кальция, что полезно для здоровья. | Большой выход жесткой воды. Самодельный опреснитель не очистит морскую воду от тяжелых изотопов кислорода и водорода. |
| Нет необходимости привлекать источники электроэнергии, а в случае использования природных нагревателей нет необходимости даже в плите. | Полученная вода имеет неприятный вкус. |
| Невозможно контролировать удаление полезных веществ. |
Как сделать?
В основе любого самодельного опреснителя лежат 2 физических процесса: заморозка и дистилляция. Другие методы для создания опреснителя своими руками не доступны.
- Замораживание. Кристаллическая решетка льда содержит исключительно молекулы воды. Это означает, что размороженная жидкость будет пресной. В зависимости от количества растворенных солей, а для каждого моря оно разное, температура замерзания тоже будет отличаться. Например, вода из Черного моря, характеризующаяся средней соленостью в 3,5%, замерзает при температуре -1,9 градуса.
- Дистилляция. Это процесс перегонки воды путем ее выпаривания. Вода при этом проходит через 2 этапа. Сначала повышается температура с помощью нагревательного элемента в отдельной емкости. Затем перешедшая в состояние пара вода начинает подниматься, при этом соли и другие примеси будут оставаться в первичной емкости из-за своей тяжести. Пар попадает в охлаждающий элемент и конденсируется на его стенках. Остается только собрать конденсат. В результате остается дистиллят.
Каждый из способов можно реализовать различными путями, которые описаны ниже.
В экстремальных ситуациях
Опреснение в экстремальных условиях прямо связано с наличием тех или иных материалов и подручных средств. Под экстремальной ситуацией понимаются обстоятельства отсутствия специальных технических средств, таких, как плита или морозильник.
Вымораживание
Сбор пресной воды в кризисной обстановке возможен только при наличии природного льда, так как заморозить воду без морозильника не представляется возможным. Для этого понадобится только емкость для сбора воды.
Инструкция:
- Очистить емкость. В данном случае подойдут ведро, таз, тарелка. Лучше использовать резервуар с широким горлышком или верхом, чтобы было удобнее заполнять его льдом.
- Поместить в емкость лед и по возможности оставить ее в теплом месте, где температура воздуха выше 0.
- Подождать перехода воды из твердого состояния в жидкое. Талую воду можно употреблять.
Дистилляция
Метод дистилляции предполагает наличие источника тепла, поэтому в диких условиях можно использовать костер или солнечный свет.
С помощью костра
Если опреснитель будет работать с помощью открытого огня, то такой способ имеет преимущество в скорости, и возможности опреснить сразу большое количество воды.
Для реакции понадобится:
- спички;
- металлическая емкость с крышкой;
- трубка для перегонки — подойдет трубка из нержавейки или силикона;
- сосуд для сбора дистиллята.
Инструкция по сбору опреснителя:
- Присоединить трубку к емкости. Важно: чем меньше отверстий в конструкции, тем быстрее пойдет процесс. В идеале крышка должна плотно закрывать резервуар, а трубка должна быть подсоединена сбоку в верхней части. Но если такой емкости нет, трубка просто придавливается крышкой.
- Другой конец трубки приспосабливается в сосуд для сбора. Важно: сосуд для сбора должен находиться ниже, чем основная часть трубки, так конденсат гарантированно будет в нем копиться.
- Для ускорения охлаждения пара в трубке ее поливают холодной водой или просто прикрывают смоченной тряпкой.
Для использования устройства нужно поместить емкость с соленой водой над огнем. Трубку и стакан для сбора по возможности отдалить от пламени.
С помощью солнечных лучей
Когда развести костер нельзя, применяют более примитивный метод.
Понадобится:
- кусок полиэтилена или другого материала, не пропускающего воду;
- резервуар для сбора с широким верхом;
- небольшой груз.
Как соорудить опреснитель:
- Вырыть яму в земле. Она должна быть по диаметру чуть меньше, чем имеющийся кусок полиэтилена.
- Дно ямы обильно смочить любой имеющейся водой.
- Поставить сборник в центр ямы.
- Накрыть яму полиэтиленом и закрепить его края.
- На полиэтилен, прямо над сосудом, положить грузик.
Под воздействием тепла вода начнет испаряться с земли под пленкой и конденсироваться на ней. Груз поможет собрать конденсат точно в сборник.
С помощью бутылок
Дистилляцию можно устроить еще одним способом. Он также подойдет для опреснения морской воды в домашних условиях.
Понадобится:
- пластиковые или стеклянные бутылки — 2 штуки, процесс пойдет быстрее, если под соленую воду найти бутылку из темного материала — так она привлечет большее количество солнечных лучей;
- скотч или другой изоляционный материал.
Как пользоваться:
- Для сборки устройства нужно выполнить всего один шаг: соединить горлышки бутылок с помощью изоленты.
- До соединения поместить в темную бутылку соленую воду, примерно на третью часть объема.
- Соединить горлышки скотчем.
- Поместить конструкцию под солнечные лучи. Темная бутылка должна располагаться ниже, чтобы обеспечить проход пара во вторую бутылку, но не вертикально.
Отсоединять емкости для доступа к пресной воде следует осторожно, чтобы жидкости не перемешались.
В домашних условиях
В домах средств для создания опреснителя больше, поэтому в домашних условиях процесс пойдет быстрее, а результат будет лучше.
Дистиллирование
Повысить температуру морской воды для ее испарения можно с помощью плиты, батареи и солнечных лучей.
С использованием плиты
Принцип очень похож на метод с применением костра.
Понадобится:
- плита;
- емкость с крышкой и отверстием для трубки — отлично подойдет чайник, к носику которого не сложно примотать скотчем трубку;
- трубка;
- сборник.
Как собрать опреснитель:
- Присоединить к емкости для морской воды трубку.
- Избавиться от щелей или продувов в конструкции.
- Под другой конец трубки установить сборник.
- Расположить трубку под наклоном так, чтобы высшая ее точка была со стороны сосуда для соленой воды, а низшая точка — в сборнике.
Для использования домашнего опреснителя необходимо поставить сосуд с соленой водой на конфорку и зажечь ее. Нагревая воду, можно добиться ее испарения.
За процессом нужно периодически следить, чтобы исключить пожар, расплавление трубки или вылет ее из сборника.
Замораживание
Для опреснения воды вымораживанием потребуется:
- емкость — широкий верх обеспечит более обширную поверхность замерзания;
- морозильная камера;
- сборник, в котором лед будет таять.
Инструкция:
- Собрать морскую воду в емкость.
- Поместить ее в морозильную камеру.
- По мере образования на поверхности воды кромки льда, собирать его в сборник.
- Ждать оттаивания.
Видео по теме статьи
Как опреснить морскую воду в походных условиях, подскажет видео:
Заключение
Опреснить воду без использования специальных технических средств возможно. Как в домашних, так и в экстремальных условиях, принцип работы опреснителя строится на базовых физических процессах.
Нужно запомнить лишь 2 правила:
- Талая вода не содержит солей.
- Водяной пар также не содержит солей.
Используя смекалку, можно соорудить опреснитель, который будет работать с помощью заморозки или нагрева.
Источник: o-vode.net
Солнечный опреснитель
устройство для опреснения воды (См. Опреснение воды), в котором источником энергии служит солнечное излучение. Распространение получили главным образом С. о. типа «Горячий ящик», которые отличаются простой конструкцией, требуют сравнительно небольших капитальных вложений и не нуждаются в квалифицированном уходе. Такой опреснитель (рис.
) выполнен в виде теплоизолированного и зачерненного изнутри сосуда, дно которого заливается солёной водой, подлежащей опреснению. Верхняя часть С. о. покрыта светопрозрачным материалом (стеклом, полимерной плёнкой, оргстеклом). Солнечные лучи, проходя через прозрачный материал, нагревают воду, вызывая её испарение.
Водяные пары, соприкасаясь с прозрачным покрытием, имеющим температуру, близкую к температуре окружающего воздуха, конденсируются на её внутренней поверхности, и пресная вода стекает в сборник. С. о. обычно ориентируют на Юг. Угол наклона светопроницаемой поверхности С. о. выбирается оптимальным с учётом высоты Солнца над горизонтом и обеспечения отекания конденсата. Производительность С. о. типа «горячий ящик» определяется в основном интенсивностью солнечной радиации и степенью герметизации установки и составляет 3—5 л/м 2 сут.
С. о. нашли применение в местностях, где ощущается дефицит пресной воды при достаточных запасах солёной (например, морской). В мировой практике имеется опыт успешного использования С. о. надувной конструкции экипажами самолётов и морских судов, терпящих бедствие в открытом море.
Лит.: Брдлик П. М., Испытание и расчёт солнечных опреснительных установок, в сборнике: Использование солнечной энергии, сб. 1, М., 1957; Байрамов Р., Сравнительные испытания солнечных опреснителей парникового типа, «Изв. АН Туркм. ССР. Сер. физико-технических, химических и геологических наук», 1964, № 1; Современные методы опреснения воды, Аш., 1967.
П. М. Брдлик.
Схема солнечного опреснителя типа «горячий ящик»: 1 — сосуд с солёной водой; 2 — паровоздушная смесь; 3 — прозрачная крышка; 4 — конденсат; 5 — теплоизолирующая стенка ящика; стрелками обозначены солнечные лучи.
Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . 1969—1978 .
- Солнечный окуляр
- Солнечный парус
Источник: dic.academic.ru