Диференційний спосіб опріснення морської води в каналах за допомогою сонячної енергії

Реферат: Диференційний спосіб опріснення морської води в каналах за допомогою сонячної енергії здійснюють безпосередньо в системі взаємозв`язаних транспортних каналів в динамічнодиференційному режимі як при рівномірному потоці морської води, так і при циклічній зміні рівня наповнення каналу з морською водою по всій довжині взаємозв`язаної системи еквідистантних каналів, щонайменше один з яких призначений для подачі морської води і щонайменше один - для опріснення води. Спосіб передбачає можливість інтенсифікації випаровування, в тому числі шляхом формування спеціальних зон інтенсифікації випаровування. UA 108882 U (54) ДИФЕРЕНЦІЙНИЙ СПОСІБ ОПРІСНЕННЯ МОРСЬКОЇ ВОДИ В КАНАЛАХ ЗА ДОПОМОГОЮ СОНЯЧНОЇ ЕНЕРГІЇ UA 108882 U UA 108882 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до технологій демінералізації солоних і солонуватих вод, головним чином, морської води, з використанням природних кліматичних факторів, зокрема сонячної енергії, і може використовуватись для вирішення проблем забезпечення прісною водою безводних і засушливих районів в умовах недостатніх резервів джерел води, в районах зі спекотним кліматом, страждаючих від нестачі прісної води та таких, які мають надлишок морської або іншої непридатної для вжитку води. Сучасні способи опріснення представляють собою локальне застосування стаціонарних технічних об'єктів, де здійснюється опріснення морської води зі споживанням енергії від різних джерел та з наступним транспортуванням опрісненої води до споживачів. Це достатньо дорогий і енергоємний процес. Для зниження енерговитратності опріснення, актуальним є використання сонячної енергії за допомогою сонячних батарей і сонячних концентраторів. Відомий спосіб опріснення мінералізованої води [RU, патент № 2080019 на винахід "Спосіб опріснення мінералізованої води (Способ опреснения минерализованной воды)", C02F 1/14, опубл. 20.05.1997] шляхом її випаровування під впливом тепла сонячного випромінювання з потоку, що протікає по похилій теплопоглинальній поверхні, подальшої концентрації пари і роздільного відведення конденсату і розсолу, при цьому похилу теплопоглинальну поверхню розміщують у водоймі з мінералізованою водою, забезпечують утримання верхньої кромки похилої поверхні поблизу поверхні водойми і створюють потік від верхньої кромки похилої поверхні до її нижньої кромки за рахунок вільного конвективного тепломасопереносу, при цьому дно має світлопоглинаюче покриття. Такий спосіб має низьку ефективність і є промислово непридатним для транспортування великих обсягів морської води на великі відстані, оскільки потребує постійного створення потоку, що протікає по похилій теплопоглинальній поверхні, розташованій у водоймі з мінералізованою водою, при цьому канал опріснювального пристрою має форму воронки і не може забезпечити подачу опрісненої води на материк. Відомий спосіб опріснення морської води [RU, патент № 2359917 на винахід "Спосіб опріснення морської води шляхом утилізації низькопотенційного тепла (Способ опреснения морской воды путем утилизации низкопотенциального тепла)", C02F 1/04, опубл. 27.06.2009], де морську воду, попередньо підігріту в теплообміннику системи оборотного водопостачання конденсаційної електростанції, а потім - в тепловому насосі, подають у криволінійний канал з розгоном в останньому потоку морської води до швидкості, при якій статичний тиск в потоці морської води падає нижче тиску кипіння солоної води при даній температурі солоної води, при цьому криволінійні канали розташовують у вакуумній камері на валу з можливістю отримання на виході кожного криволінійного каналу реактивного струменя, що обертають вал, а енергію обертання валу використовують повторно. Проте, застосування цього способу є дуже обмеженим, оскільки довжина таких криволінійних каналів технологічно не може бути значною, тобто їх використання є виключно локальним. Відомий спосіб опріснення солоної води [WO 2007059561 (А1), "A pipeline system (Система трубопроводів)", C02F 1/00, публ. РСТ 20070531; AU 2005906494, C02F 1/00, опубл. 22.11.2005; RU, заявка № 2008125141, C02F 1/00, опубл. 27.12.2009], що включає подачу солоної води в опріснювальну камеру через вхід для солоної води, розпилення води всередині камери, створення в основному незавіхренного повітряного потоку всередині камери, видалення водяної пари з камери через паровий вихід, і видалення солоної води, що не випарувалася, з камери через вихід для солоної води. Крім того, передбачає видалення солі з камери через вихід для солоної води, нагрівання солоної води перед її надходженням в опріснювальну камеру, функціонування витяжного вентилятора, турбіни або іншого пристрою для подачі повітряного потоку, що поліпшує видалення водяної пари з камери, видалення водяної пари з камери через паровий вихід, використовуючи різницю тиску між виходом і камерою. Недоліком такого способу є необхідність забезпечення абсолютної герметичності опріснювальної системи у вигляді трубопроводів і необхідність забезпечення примусового видалення водяної пари з опріснювальної камери через спеціальний паровий вихід, для чого використовується продування повітря через теплообмінник за рахунок аеродинамічній тяги, створюваної дефлектором, а відкачка отриманого конденсату здійснюється насосом. Крім того застосовуються спеціальні технологічні прийоми із використанням відповідного обладнання (турбіни, витяжного вентилятора тощо), що призводить до значних втрат опрісненої води, невидалена частина якої у вигляді пари залишається в опріснювальній камері і, будучи захваченою незавіхренним повітряним потоком, повертається в цій камері в водну масу морської води. 1 UA 108882 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Відомий спосіб опріснення морської води [WO2012127081 (А1), "SOLAR DESALINATION PLANT FOR SEA WATER, BRINES OR WASTE WATER AND DESALINATION METHOD (Сонячний опріснювач для морської води, розсолу або відходів і метод опріснення води)», C02F 1/14, А01G 9/24, опубл. 27.09.2012; ЕР2690069 (А1); AU2012230190 (А1); ES2401516 (А1); US2014054159 (А1), 27.02.2014], що включає мікророзпилення текучого середовища у верхній частині закритого корпусу, обмеженого прозорою оболонкою, в якому накопичується гаряче повітря, що генерується за рахунок сонячної енергії, випаровування за допомогою сонячного колектора, пов'язаного з оболонкою, захоплення вологого повітря в результаті випаровування у зазначеній області і його транспортування до колонки вертикальної конденсації і її перегонки, конденсація і тепловиділення завершується принаймні в одному резервуарі, встановленому у надрах або нижче рівня моря, а рециркуляційне зібране вологе повітря, звільнене від води, спрямовують по напрямку до внутрішньої частини корпусу, при цьому поставка корисної, опрісненої води здійснюється з резервуара, а забезпечення потоку повітря до зовнішнього середовища здійснюють в той час, коли його температура є адекватною. Недоліком такого способу є примусове переміщення вологого повітря до вертикального конденсатора і його спеціальна обробка шляхом перегонки, а також багатоступінчаста конденсація водяної пари. Відомий спосіб дистиляції води з морської води [US, патент № 2013068607 на винахід "Apparatus for distillation of water and methods for using same (Апарат для дистиляції води і способи його застосування)", B01D 3/04, C02F 103/08, C02F 1/14, опубл. 21.03.2013], що включає позиціонування у воді під похилим покриттям пристрою Y-подібної форми в перевернутому положенні; позиціонування лінзи на відстані і під кутом до вказаного пристрою, щоб зосередити тепло вказаного пристрою у верхній точці для випарування води, де морська вода входить в зазначений пристрій; збір пари води з зазначеного кута у медіальній трубі, в якій при проходженні вода випаровується і конденсується; збір конденсату від зазначеної колекторної камери здійснюють через випускний патрубок. Додатково передбачається етап позиціонування на другій похилій стороні покриття щонайменше одного додаткового об'єктиву в точці, де фокусується тепло. Недоліком способу є те, що він передбачає виключно локальне застосування, оскільки позиціонування пристрою здійснюється безпосередньо на морській поверхні, при цьому не передбачається транспортування опрісненої води на континент. Найближчим за сукупністю суттєвих ознак є спосіб опріснення морської або солонуватою води за допомогою сонячної енергії [FR, патент № 2431994 "Dispositif de dessalement d'eau de mer ou saumâtre á l'aide de l'energie solaire (Пристрій для опріснення морської води або солонуватою А з використанням сонячної енергії)", C02F1/14, 26.07.1978], що включає: організацію двох сусідніх паралельних каналів, один з яких призначений для подачі морської або солоної води, а інший - для опрісненої води; обладнання їх клапанами, розміщеними в кожному з каналів, та водними воротами, встановленими на вході і виході обох каналів; створення парникової структури під прозорим похилим покриттям (оболонкою), переважно, під скляним дахом, на одному із вказаних каналів для випаровування води і конденсації, створення структури збору опрісненої води, що сполучається з парниковою структурою похилим покриттям, основа якого занурена в іншому каналі, утворюючи конденсацію охолодженого джерела опрісненої води; канал, який пов'язаний з парникового структурою, має стінку, поглинаючу сонячне випромінювання; застосування каналу для зливу розсолу (морської води, що не випарувалась); фокусування сонячного випромінювання на випарній камері, для чого застосовуються оптичної структури для концентрації сонячного випромінювання в парниковій структурі, наприклад, у вигляді панелей або декількох лінз (наприклад лінз Френеля), призм; при цьому передбачено, що кожна панель концентрації розміщується з нахилом, пов'язаним з максимальною висотою сонця в зеніті, і увінчана екраном з регульованим коефіцієнтом нахилу для відхилення залежно від сезону та сонячного випромінювання на панелі; панелі виконані з послідовності призм з можливістю повертання їх під впливом сонячного світла в тому ж напрямку до сонця з відбивним дзеркалом подолання парникової структури і повернення збитків випромінювання. Недоліком способу, обраного за прототип, є відведення зазначених паралельних каналів від основного русла з морською водою на певному проміжку, тобто, є локальним. Паралельність каналів передбачає їх прямолінійність, що обмежує застосування способу в природному середовищі. Продуктивність способу визначає швидкість подачі води через перший гідропровід і 2 UA 108882 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 швидкість відкачки. Крім того, головний простір випарної камери має передавальний прохід, що сполучається з зануреною у воду трубою у другому каналі, а подача очищеної води для збору в резервуар здійснюється за допомогою водяної пари, що прибуває в передавальний прохід і конденсується в трубі з водяним зовнішнім охолодженням. Така конструкція передавального проходу призводить до значних втрат опрісненої води, невидалена частина якої у вигляді пари залишається в опріснювальній камері і повертається в випарній камері в водну масу морської води. А також прозорість похилого покриття обмежує його функціональність. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення технології опріснення морської води, оптимізації використання енергії для більш повного використання потоку морської води, максимального наближення опрісненої води до користувача. Технічний результат полягає в підвищенні технологічності способу за рахунок створення нової динамічно-диференційної технології опріснення морської води шляхом комплексної організації процесу опріснення морської води в ході її транспортування на материк; оптимізації використання енергії при опріснюванні за рахунок застосування природних відновлювальних джерел енергії, зокрема енергії сонячного випромінювання та енергії Землі, мінімізації енерговитрат через застосування природної енергії не тільки в процесі випарювання, айв процесі транспортування морської води на континент шляхом динамічної диференціальної обробки морської води з розділенням її на потоки різної функціональності при одночасному використанні всієї площі поверхні каналу з морською водою; максимізація використання сонячної енергії і водного масиву шляхом динамічного безперервного нарощування температурного інгредієнта, а також завдяки оптимальній організації взаємозв'язаної системи каналів для транспортування і опріснення морської води і системи парникової структури при оптимізації конфігурації каналів; максимальному використанню всього обсягу морської води в процесі її примусового транспортування на велику відстань із забезпеченням регулярної або періодичної примусової подачі морської води в канали зі збереженням безперебійного функціонування системи каналів; мінімізації втрат конденсату в структурі його збору по всій довжині каналу при його перетіканні в еквідистантний (рівновіддалений) канал транспортування опрісненої води, що в цілому призводить до значного здешевлення питної води. Поставлена задача вирішується тим, що в способі опріснення морської води за допомогою сонячної енергії здійснюють організацію сусідніх каналів, один з яких призначений для подачі морської води, а інший - для опрісненої води; обладнання їх керованою системою гідравлічних засобів; створення парникової структури на одному із вказаних каналів для випаровування води і конденсації; створення структури збору опрісненої води, що сполучається з парниковою структурою похилою оболонкою, основа якої занурена в іншому каналі, утворюючи конденсацію охолодженого джерела опрісненої води; обладнання каналу, який пов'язаний з парниковою структурою, стінкою, поглинаючою сонячне випромінювання; застосування каналу для зливу розсолу (морської води, що не випарувалась), концентрацію сонячного опромінення в парниковій структурі, причому в способі згідно з корисною моделлю, опріснення здійснюють безпосередньо в системі взаємозв'язаних еквідистантних, в тому числі паралельних транспортних каналів в динамічно-диференційному режимі як при рівномірному потоці морської води, так і при циклічній зміні рівня наповнення каналу з морською водою по всій довжині взаємозв'язаної системи каналів шляхом перетікання конденсату з каналу для подачі морської води в канал опрісненої води по внутрішній поверхні похилої оболонки, при цьому передбачає включення щонайменше одного додаткового каналу для еквідистантного транспортування декількох потоків опрісненої води, або для еквідистантного транспортування декількох потоків морської води, у тому числі для регулювання концентрації розсолу, або для повернення концентрованого розсолу назад у море чи океан, або для відводу концентрованого розсолу в басейни випарювання солі для видобутку солі, або для перенаправлення морської води для забезпечення можливості чищення каналу від відкладень солі, збирання солі, транспортування солі по каналу механічними пристосуваннями, машинами, комбайнами, інженерними системами, передбачає регулярну або періодичну примусову подачу морської води в канали для утримання морської води із збереженням безперебійного функціонування парникової структури, передбачає організацію парникової структури з можливістю інтенсифікації випаровування; виконання похилої оболонки парникової структури з прозорих, або напівпрозорих, або непрозорих матеріалів, або їх комбінації; організацію поверхні похилої оболонки парникової структури з ухилом щонайменше в одну сторону по напрямній принаймні першого або другого порядку; із збереженням рівномірності утворення потоку опрісненої води шляхом формування зон інтенсифікації випаровування і збільшення швидкості кристалізації солі; 3 UA 108882 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 формування парникової структури і каналів з морською водою теплопоглинаючим покриттям з великим коефіцієнтом поглинання тепла, а каналу з опрісненою водою - покриттям з великим коефіцієнтом тепловіддачі; з можливістю здійснення конфігурації каналів транспортування-опріснення на обмежених ділянках територій складної форми, відмінної від прямолінійної, переважно зигзагоподібної або спіральної, або комбінованої форми; примусову подачу морської води в канали для утримання морської води здійснюють засобами примусового нагнітання, в тому числі приливними пристроями або системами, або їх комбінацією. Крім того, похила поверхня оболонки має прямолінійний ухил в одну сторону або прямолінійний ухил в дві сторони, або виконана багатогранною або тороподібною; інтенсифікація випаровування в каналі з морською водою або розсолом підігрівається додатковими площинами збору сонячної енергії з подачею тепла в канал за допомогою теплових трубок або концентраторів, або систем сонячних батарей, або систем лінз, або їх комбінацією; інтенсифікація випаровування в каналі з морською водою або розсолом забезпечується розсікачами, або турбулізаторами, або розбризкувачами, або їх комбінацією для збільшення ефективності випаровування; формування зон інтенсифікації випаровування і збільшення швидкості кристалізації солі забезпечується організацією складної форми поперечного перерізу каналу. Суть способу пояснюється кресленнями. На фіг. 1 схематично зображено взаємозв'язану систему каналів з морською водою та опрісненою водою, в поперечному перерізі. На фіг. 2 схематично зображено магістраль підводу морської води в канал, в подовжньому перерізі. На фіг. 3 схематично зображено конвективний випарювально-конденсаційний потік у взаємозв'язаній системі каналів з парниковою структурою, утвореною випарним каналом, каналом транспортування морської води і каналом збору-транспортування опрісненої води. На фіг. 4 схематично зображено переміщення конвективного випарювальноконденсаційного потоку в просторі взаємозв'язаної системи каналів. Позначення на кресленнях: 1 - випарний канал парникової структури, 2 - канал транспортування морської води, 3 - канал збору-транспортування опрісненої води, 4 нагрівальна стіна, яка забезпечує конвективний потік, що інтенсифікує випар/конденсацію, 5 похила оболонка, 6 - конвективний випарно-конденсаційний потік, 7 - конденсат, 8 - море, 9 насос. Існує тісний причинно-наслідковий взаємозв'язок між усією сукупністю суттєвих ознак та заявленим технічним результатом. Динамічне опріснення морської води шляхом диференціювання водних потоків дозволяє транспортувати на материк морську воду одночасно з її опрісненням, тобто видобуток питної води суміщений з її транспортуванням, що здешевлює опріснення через оптимізацію системи каналів і наближує питну воду до споживача у найсвіжішому вигляді, оскільки питна вода не застоюється в резервуарах, набуваючи в них затхлого присмаку. Створення парникової структури по типу "теплового ящика" забезпечує конвективний потік, що інтенсифікує випар/конденсацію в процесі переміщення морської води по системі взаємозв'язаних рівновіддалених каналів. Цей зв'язок зумовлений фізичними властивостями фазових переходів води і забезпечується такою організацією каналів, яка утворює цілеспрямований конвективний потік. Інтенсифікація процесу випарювання-конденсації організована комбінованими методами, які включають специфічну структуру і конфігурацію системи каналів, в тому числі тектоніку каналів, зонування інтенсивності випаровування, а також використання концентрованої сонячної енергії і теплової енергії Землі на різних ділянках системи каналів, застосування комплексної фізичної взаємодії структурного компонування каналів та механічного впливу на вміст каналів. Спосіб полягає в тому, що створюють взаємозв'язану систему сусідніх еквідистантних, в т.ч. паралельних транспортних каналів (фіг. 1, фіг. 3, фіг. 4), щонайменше один з яких призначений для подачі морської (мінералізованої, солоної або солонуватої) води 2 і щонайменше один - для опрісненої води 3, обладнання їх засобами гідроподачі 9 та системою керування гідравлічними засобами, наприклад, клапанами, розміщеними в кожному з каналів, та водними воротами, встановленими на вході і виході обох каналів (на фіг. 1-4 не показано). При цьому дно і бічні внутрішні стінки каналів 1 і 2 виконують зачорненими, товщину і теплоізоляційні характеристики яких задають лише за умовами мінімізації результуючих теплових втрат. Створюють парникову 4 UA 108882 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 структуру на одному з цих каналів із забезпеченням різниці температур в системі каналів та зовні для випаровування води і конденсації, випарний канал 1 парникової структури обладнано стінкою, поглинаючою сонячне випромінювання. Система каналів покрита оболонкою з нахиленою поверхнею 5 з прозорого, або напівпрозорого, або непрозорого матеріалу чи їх комбінації. Поверхня оболонки 5 можуть виконувати складної форми з ухилом щонайменше в одну сторону по напрямній принаймні першого або другого порядку, тобто, оболонку 5 щонайменше одною стороною установлюють під кутом до горизонту, відмінним від нуля, (наприклад, 30 градусів) і переважно орієнтують убік прямування сонця. Інші похилі ділянки поверхні оболонки 5 (за наявності) забезпечують спрямованою концентрованою сонячною енергією. Для зменшення втрат опрісненої води доцільно виконувати частину оболонки над каналом 3 непрозорою. Здійснюють примусову подачу морської води в канали для утримання морської води засобами примусового нагнітання, в тому числі приливними пристроями 9. Опріснення здійснюють як при рівномірному потоці морської води, так і при циклічній зміні рівня наповнення каналу 2 з морською водою, зумовлену регулярною або періодичною примусовою подачею морської води у взаємозв'язану систему каналів, по всій довжині системи каналів шляхом перетікання конденсату з каналу 2 для подачі морської води в канал 3 опрісненої води по внутрішній поверхні похилої оболонки 5, яка охолоджується зовнішнім повітрям. Оболонку виготовляють з матеріалу, призначеного для харчової промисловості. Величину її поверхні і конструктивні параметри геліотермоперетворюючих засобів визначають таким чином, щоб сонячні промені в найбільшій енергетичній кількості максимально нагрівали технологічні функціональні зони системи каналів та одночасно з цим забезпечувати мінімізацію теплових втрат, включаючи їх променеві компоненти. Сонячна радіація, проникаючи усередину парникової структури 1, прогріває потік морської води, яка на своєму шляху максимально випаровується аж до повного її випарування. Випаровування води здійснюють конвективно, тобто під впливом концентрованої будь-яким способом сонячної енергії, або з додатковою примусовою інтенсифікацією випаровування за допомогою розсікачів, або турбулізаторів, або розбризкувачів, або їх комбінації - для збільшення ефективності випаровування, а також за допомогою додаткового підігріву із боку днища, наприклад, подачею тепла в випарний канал 1 чи одночасно в канали 1 і 2 за допомогою теплових трубок, або відбивачів теплового випромінювання в зону випарування, або концентраторів, або систем сонячних батарей, або систем лінз, або їх комбінації. Крім того, збільшення ефективності випаровування додає теплопоглинаюче покриття каналів 1 і 2 з великим коефіцієнтом поглинання тепла, що створює додатковий "парниковий ефект". Інтенсифікація випаровування і збільшення швидкості кристалізації солі забезпечується організацією складної форми поперечного перерізу каналу для формування різних зон випаровування для збереження безперебійного функціонування парникової структури. Ці зони використовуються як при рівномірному потоці морської води, так і при циклічній зміні рівня наповнення каналу, дозволяючи зберегти більш рівномірне утворення регульованого потоку прісної води. Формування зон інтенсифікації випаровування і збільшення швидкості кристалізації солі забезпечується організацією складної форми поперечного перерізу каналу. При зіткненні з більш холодною поверхнею оболонки 5 водяна пара конденсується і краплями стікає у канал 3 для опрісненої води. Температура опрісненої води в каналі 3 знижується, завдяки обладнанню корпуса каналу 3 покриттям з великим коефіцієнтом тепловіддачі і більшим заглибленням дна каналу для одночасного використання геотермальної енергії Землі (для кращої теплопередачі стінки виконують переважно з металу). В залежності від потреб технологічного процесу в способі передбачено включення одного додаткового каналу (або більше - за необхідності) для еквідистантного, в т.ч. паралельного транспортування декількох потоків опрісненої води, або для еквідистантного, в т.ч. паралельного транспортування декількох потоків морської води, у тому числі для регулювання концентрації розсолу, або для повернення концентрованого розсолу назад у море/океан 8, або для відводу концентрованого розсолу в басейни випарювання солі для видобутку солі, або для перенаправлення морської води для забезпечення можливості чищення каналу від відкладень солі, збирання солі, транспортування солі по каналу механічними пристосуваннями, машинами, комбайнами, інженерними системами. При цьому такі додаткові канали можуть еквідистантно, в т.ч. паралельно супроводжувати транспортний маршрут морської води, тобто канал 2, тільки на його частині. Форма каналів (у плані) транспортування-опріснення на обмежених ділянках територій, без необхідності віддаленої транспортування прісної води може бути зигзагоподібної, спіральної та іншої складної форми. 5 UA 108882 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Таким чином, в процесі транспортування на материк морська вода опріснюється, перетікаючи у вигляді конденсату з каналу з морською водою в канал опріснення води по всій довжині каналу під впливом інтегрованого накопиченої сонячної енергії. Отже, опріснення морської води здійснюють у вигляді безперервного диференційного процесу під час транспортування води, а для опріснення використовують всю площу каналу. Спосіб здійснюють таким чином. Попередньо організовують систему взаємозв'язаних каналів. Опріснення відбувається під час транспортування, тобто протягом переміщення потоку в каналі 2 транспортування морської води, під дією сонячного випромінювання за рахунок різниці температур для випаровування морської води в випарному каналі 1, що формує парникову структуру, та постійному збору конденсату в процесі його стікання по похилій поверхні оболонки 5 в канал опріснення води 3, де завдяки енергії Землі відбирається надлишок енергії у конденсату 7. Опріснення відбувається по всій довжині каналу перетіканням конденсату з каналу з солоною морською водою 2 в канал опрісненої води 3. Сонячне випромінювання акумулюється на стінці 4, що має активну чорну поверхню - активатор, та на теплопоглинаючому покритті каналу (на фіг. 1-4 не показано), впливаючи на збільшення різниці температур у випарному каналі 1 і зовнішнім середовищем. Крім того, передбачена додаткова концентрація сонячного випромінювання для посилення ефекту випаровування. Наповнення каналів 2 морською водою здійснюється різними способами, наприклад, водозабірний пристрій може бути виконаний у вигляді струминного, циркуляційного, вакуумного насосу, насосу високого тиску, повітряного ежектора. При застосуванні електричного насосу для його живлення використовують сонячну батарею. Рекомендованим способом подачі морської води в опріснюючі канали, є приливні насосні станції для забезпечення гідравлічного напору морської води (фіг. 2). Спосіб забезпечується використанням природної енергії, зокрема енергії сонячного випромінювання в процесі транспортування/доставки морської води на континент, одночасно використовуючи площу поверхні каналу з морською водою для випаровування води, а сам канал - для транспортування морської води, причому в процесі такого транспортування на велику відстань вся вода або велика частина води випаровується, а конденсат зібраний на похилій оболонці перетікає в еквідистантний канал транспортування прісної води. Крім того, накоплений розсіл також використовують як акумулятор сонячної енергії. Опріснення здійснюють безпосередньо в системі взаємозв'язаних транспортних каналів в динамічно-диференційному режимі, зокрема в процесі транспортування морської води на континент її одночасно розділяють на дистилят і розсіл, при цьому морська вода і розсіл весь час безперервно нарощують температурний інгредієнт під впливом інсоляції та енергетичної інтенсифікації, що здешевлює одержання та транспортування питної води до користувачів. При 3 цьому вартість дистиляту значно нижче вартості його в сучасних установках (0,4 долар/м ), оскільки продуктивність способу визначається не швидкістю прогону морської води через геліоопріснювач або створенням значних перепадів тиску, як в аналогічних способах опріснення, а площею дзеркала випарювання з розгорнутою вологою поверхнею і використовує тепло з багаторазово збільшених площ за допомогою конвективної теплопередачі. Таким чином, запропонований спосіб є найбільш дешевим процесом опріснення, оскільки при організації зазначеного канального транспортування морської води в жарких кліматичних умовах, то при такій конструкції системи взаємозв'язаних еквідистантних, в т.ч. паралельних каналів отримують фактично "паразитний" процес опріснення без затрат енергії. В результаті отримують потік чистої прісної води в кількості 70-90 % від потоку прокачуваної морської води, без затрат електричної енергії протягом сотні років експлуатації, а при достатній герметизації каналу з опрісненою водою можна опріснити в рівновіддалений канал майже всю транспортовану морську воду і паралельно зібрати морську сіль. Застосування даної конструкції дозволить скоротити енергетичні витрати на вирішення питання дефіциту питної води, забезпечить високу продуктивність способу та сприятиме економічному розвитку регіону. Конденсаційне опріснення забезпечує високу ступінь опріснення води, що дає можливість використання її для зрошення без загрози засолення ґрунту. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 60 1. Диференційний спосіб опріснення морської води в каналах за допомогою сонячної енергії, що включає організацію сусідніх каналів, один з яких призначений для подачі морської води, а інший - для опрісненої води; обладнання їх керованою системою гідравлічних засобів, розміщених в каналах; створення парникової структури на одному із вказаних каналів для випаровування води і конденсації; створення структури збору опрісненої води, що з парниковою 6 UA 108882 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 структурою сполучається похилою оболонкою, основа якої занурена в іншому каналі, утворюючи конденсацію охолодженого джерела опрісненої води; обладнання каналу, який пов'язаний з парниковою структурою, стінкою, поглинаючою сонячне випромінювання; застосування каналу для зливу розсолу; концентрацію сонячного опромінення в парниковій структурі, який відрізняється тим, що опріснення здійснюють безпосередньо в системі взаємозв'язаних еквідистантних транспортних каналів в динамічно-диференційному режимі як при рівномірному потоці морської води, так і при циклічній зміні рівня наповнення каналу з морською водою по всій довжині взаємозв'язаної системи еквідистантних каналів шляхом перетікання конденсату з каналу для подачі морської води в канал опрісненої води по внутрішній поверхні похилої оболонки, при цьому передбачено включення щонайменше одного додаткового каналу для еквідистантного транспортування декількох потоків опрісненої води або для еквідистантного транспортування декількох потоків морської води, у тому числі для регулювання концентрації розсолу, або для повернення концентрованого розсолу назад у джерело морської води, або для відводу концентрованого розсолу в басейни випарювання солі для видобутку солі, або для перенаправлення морської води для забезпечення можливості чищення каналу від відкладень солі, збирання солі, транспортування солі по каналу механічними пристосуваннями, машинами, комбайнами, інженерними системами; окрім того, спосіб передбачає регулярну або періодичну примусову подачу морської води в канали для утримання морської води із збереженням безперебійного функціонування парникової структури; передбачає організацію парникової структури з можливістю інтенсифікації випаровування; виконання похилої оболонки парникової структури з прозорих, або напівпрозорих, або непрозорих матеріалів, або їх комбінації; організацію поверхні похилої оболонки парникової структури з ухилом щонайменше в одну сторону по напрямній принаймні першого або другого порядку; із збереженням рівномірності утворення потоку опрісненої води шляхом формування зон інтенсифікації випаровування і збільшення швидкості кристалізації солі; формування парникової структури і каналів з морською водою теплопоглинаючим покриттям з великим коефіцієнтом поглинання тепла, а каналу з опрісненою водою - покриттям з великим коефіцієнтом тепловіддачі; з можливістю здійснення конфігурації каналів транспортуванняопріснення на обмежених ділянках територій складної форми, відмінної від прямолінійної, переважно зигзагоподібної або спіральної, або комбінованої форми; примусову подачу морської води в канали для утримання морської води здійснюють засобами примусового нагнітання, в тому числі приливними пристроями або системами, або їх комбінацією. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що похилу поверхню оболонки виконують з прямолінійним ухилом в одну сторону або прямолінійним ухилом в дві сторони, або похилу поверхню оболонки виконують багатогранною або тороподібною. 3. Спосіб за будь-яким з пп. 1-2, який відрізняється тим, що інтенсифікація випаровування в каналі з морською водою або розсолом підігрівається додатковими площинами збору сонячної енергії з подачею тепла в канал за допомогою теплових трубок або концентраторів, або систем сонячних батарей, або систем лінз, або їх комбінацією. 4. Спосіб за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що інтенсифікація випаровування в каналі з морською водою або розсолом забезпечується розсікачами або турбулізаторами, або розбризкувачами, або їх комбінацією для збільшення ефективності випаровування. 5. Спосіб за будь-яким з пп. 1-4, який відрізняється тим, що формування зон інтенсифікації випаровування і збільшення швидкості кристалізації солі забезпечується організацією складної форми поперечного перерізу каналу. 7 UA 108882 U 8 UA 108882 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 9