Опріснювач з використанням сонячної теплової енергії

Реферат: UA 80749 U UA 80749 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до хімічної, харчової, будівельної, сільськогосподарської та іншої промисловості, зокрема, до установок для опріснення засоленої і морської води. Відома установка безперервної дії з виморожуванням соленої води штучним холодом (Б.С. Колычев. Атом утоляет жажду. - М.: Атомиздат, 1970), у якій солена вода, до того як надійти в апарат для виробництва льоду, охолоджується холодним розсолом, який утворюється при розтаванні льоду, а також самим льодом. Охолодившись в теплообміннику, вона надходить в генератор, по змійовиках якого тече рідина з низькою температурою з холодильної установки. В генераторі утворюється суспензія льоду. Така концентрація досягається, коли 1/3 соленої води перетворюється в лід. Одержаний уже частково лід разом із незамерзлим розсолом, що залишився, через розвантажувальний люк попадає на сітчастий транспортер. Після відділення незамерзлого розсолу в першій частині конвеєра лід надходить в камери танення, де обдувається теплим повітрям, яке подається компресором. Лід частково топиться, і з утворюваним розсолом виходить ще значна частина солі. Одержаний на першій і останній частині конвеєра розсіл надходить в теплообмінник, де проходить попереднє охолодження вихідною соленою водою. Лід, який залишається, утримує уже тільки 0,5 г/л солі, що відповідає нормі для питної води. Опріснений лід зсипається в ізольовану частину теплообмінника, через яку проходять трубопроводи з вихідною соленою водою, де і тане. Недоліком установки є складність конструкції і значні габаритні розміри. Відомий також опріснювач морської води (Патент України №43256, опубл. в Бюл. № 15 за 2009 p.), який утримує вертикально установлену на основі циліндричну шахту, яка забезпечена з внутрішньої сторони, в заглибленні, циліндричною холодильною установкою, розміщеною між двома ізоляційними кільцевими вкладками та нагрівальним пристроєм кільцевої циліндричної форми. При цьому їх внутрішні діаметри відповідають внутрішньому діаметру шахти, в нижній частині якої по периметру розміщені фіксуючі пристрої, на яких утримуються циліндричні ємності з днищем, кожне з яких забезпечено центральним патрубком з корковими кранами, середніми патрубками з корковими кранами, крайніми патрубками з корковими кранами та упорами між ними, які по висоті більші за патрубки, а ємності обладнані кришками з отворами по периметру. Недоліками установки є: - складність конструкції; - значні затрати енергії; - значні габаритні розміри. Відомий пристрій для опріснення соленої води в південних районах Середньої Азії (Б.С. Колычев. Атом утоляет жажду. - М.: Атомиздат, 1970), де нічна температура опускається нижче нуля, а вдень стає плюсовою, запропоновані майданчики для виморожування побудовані терасами. Солену воду заливають на верхній майданчик шаром біля 20 см. Вода, замерзаючи, з поверхні віддає сіль нижчележачим шарам. Вдень, коли нагрівається повітря, частину води, яка замерзла і утримує найбільшу кількість солей, зливають на нижній майданчик. Туди ж зливають і першу порцію води талого льоду, яка утримує підвищену кількість солей. Решту частину води талого льоду направляють в резервуар для опрісненої води. Таким чином вдається понизити вміст солей у воді з 15 до 0,5 г/л, що для питної води є нормою. 2 Недоліком такого пристрою є низька продуктивність зняття прісної води з 1 м площі та неможливість використання цього методу в кліматичних умовах України. Відома опріснювальна установка (Б.С. Колычев. Атом утоляет жажду - М.: Атомиздат, 1970) з заморожуванням льоду в бунти, яка утримує насосну станцію для подачі соленої води на бунти, які після замерзання води накриваються теплоізоляційним матеріалом, резервуара прісної води, майданчиків заморожування і накопичування розсолу або майданчиків для його випаровування. Майданчики для заморожування бунтів льоду представляють собою басейн глибиною 50-60 см з дном, який має нахил до випускного патрубка. Над дном басейна на висоті 20-30 см розміщується дірчате дно із залізобетонних колесників або дощок, укладених на ребро. Дірчате дно дозволяє стікати розсолу і воді з бунта в басейн, а з нього в резервуар прісної води або в накопичувач розсолу. В стінках басейна мають місце вікна, які закриваються, для вентиляції піддренажного простору і подачі теплого повітря для прискорення танення льоду. Над басейном монтуються труби з отворами або форсунками, які забезпечують розподіл і розбризкування соленої води під час заморожування бунта льоду. Недоліками цієї установки є: - сезонне використання холоду в зимовий період; низька продуктивність при занятості великої площі; 1 UA 80749 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 - не може бути використана в південних районах, де порівняно коротка зима з низькими температурами. Як найближчий аналог вибраний сонячний опріснювач німецької компанії Produkten twicklung названий Waterkone, який утримує великий конус з прозорого полімеру Makrolon, забезпечений загнутими всередину краями великої основи, з отворами на вершині та корком. Недоліки найближчого аналога не задовольняють його широкому втіленню: - конструктивні особливості не дозволяють розміщувати установку на поверхні води; - установка може діяти періодично, так як потребує в часі видаляти прісну воду через отвір у вершині конуса; - виключається поточний ремонт конуса. Задачею опріснювача з використанням сонячної теплової енергії є зменшення ваги та удосконалення конструкції установки. Задача вирішується тим, що заявлений опріснювач з використанням сонячної теплової енергії утримує прозору випуклу оболонку з матеріалу, призначеного для харчової промисловості, з фланцем, який переходить в кільцеву напівциліндричну оболонку і округлену до внутрішньої сторони оболонки, верхня частина якої утворює проміжок з її внутрішньою стороною і забезпечена отворами, які співпадають з отворами перегородки, виконаної у вигляді шару чорного текстильного матеріалу, забезпеченої закріпленими з нижньої сторони стрічками із того ж матеріалу, яка затиснута між фланцем випуклої оболонки і фланцем з отворами, який переходить в циліндр з відкритою нижньою частиною, а до отворів приєднані симетрично розміщені патрубки зі з'єднуючими вузлами ємностей. Основними ознаками опріснювача з використанням сонячної теплової енергії і аналога є: куполоподібна оболонка, яка з нижньої сторони вигнута в середину і вверх, виконані із прозорого матеріалу. Опріснювач з використанням сонячної теплової енергії у порівнянні з найближчим аналогом забезпечує суттєві відмінності ознак, основними з яких є: 1. Частково нове сполучення ознак, що свідчить про наявність суттєвих відмінностей: прозора випукла оболонка форми півкулі з матеріалу призначеного для харчових продуктів; фланець, який переходить в кільцеву напівциліндричну оболонку. 2. Введення нових ознак, що теж свідчить про наявність суттєвих відмінностей: фланці, які переходять в кільцеву напівциліндричну; округлена до внутрішньої сторони циліндрична оболонка; отвори, які співпадають з отворами перегородки; перегородка виконана у вигляді шару чорного текстильного матеріалу; стрічки з текстильного матеріалу закріплені з нижньої сторони перегородки; отвори у фланцях, які співпадають з патрубками зі з'єднуючими вузлами симетрично розміщених ємностей; фланець, який переходить у відкритий циліндр, на верхній стороні якого розміщена перегородка затиснута фланцем оболонки. 3. Враховуючи пп. 1 і 2, опріснювач з використанням сонячної теплової енергії забезпечує нове взаємоположення ознак і нові типи зв'язків між ними. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де приведений опріснювач з використанням сонячної теплової енергії в поперечному перерізі. Опріснювач утримує прозору випуклу оболонку 1, з матеріалу призначеного для харчової промисловості, з фланцем 2, який переходить в кільцеву напівциліндричну оболонку 3 і округленої до внутрішньої сторони оболонки 1, верхня частина 4 якої утворює проміжок з її внутрішньою стороною і забезпечена отворами 5, які співпадають з отворами 6 перегородки 7, виконаної у вигляді шару чорного текстильного матеріалу, забезпеченої закріпленими з нижньої сторони стрічками 8 з того ж матеріалу, яка затиснута між фланцем 2 випуклої оболонки 1 та фланцем 9 з отвором 10, співпадаючими з отворами 5 і 6, який переходить в циліндр 11 з відкритою нижньою частиною, а до отворів 5, 6 і 10 приєднані симетрично розміщені патрубки 12 зі з'єднуючими вузлами 13 ємностей 14. Опріснювач з використанням сонячної теплової енергії працює таким чином. В зібраному стані з порожніми ємностями опріснювач опускається під гострим кутом на поверхню засоленої чи морської води так, щоб в горизонтальному положенні перегородки 7 з шару чорного текстильного матеріалу, її нижня сторона разом зі стрічками 8 ввійшли з нею в контакт (без наявності повітряної подушки). При проходженні сонячної теплоти променів через прозору випуклу оболонку 1 солена вода нагрівається і у вигляді пари піднімається вверх, конденсується на внутрішній стороні прозорої випуклої оболонки 1 і стікає в кільцеву напівциліндричну оболонку 3, а далі, через отвори 5, 6 і 10 і патрубок 12 наповнює ємності 14. 2 UA 80749 U 5 10 Одночасно солена вода втративши прісну воду, опускається вниз водоймища чи ємності. Після наповнення ємності прісною водою, вони замінюються новими і процес обезсолювання продовжується. Закріплені стрічки 8 збільшують площу стикування соленої води і одночасно утримують разом з циліндром 11 і ємностями 14, опріснювач у вертикальному положенні. Завдяки парниковому ефекту сонячні теплові промені проходять через прозору оболонку 1, нагрівають перегородку 7 насичену водою, яка випаровує при будь-якій наявній температурі, але теплове випромінювання самої перегородки з водою не може вийти за рамки прозорої оболонки 1, чим і пояснюється наявність конденсації пари на внутрішній стороні цієї оболонки, так як вона завжди холодніша за перегородку 7. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 Опріснювач з використанням сонячної теплової енергії, що містить куполоподібну оболонку, вигнуту з нижньої сторони в середину і вверх, виконану з прозорого матеріалу, який відрізняється тим, що він утримує прозору випуклу оболонку з матеріалу, призначеного для харчової промисловості, з фланцем, який переходить в кільцеву напівциліндричну оболонку і округлену до внутрішньої сторони оболонки, верхня частина якої утворює проміжок з її внутрішньою стороною і забезпечена отворами, які співпадають з отворами перегородки, виконаної у вигляді шару чорного текстильного матеріалу, забезпеченої закріпленими з нижньої сторони стрічками з того ж матеріалу, яка затиснута між фланцем випуклої оболонки та фланцем з отвором, співпадаючими з отворами, який переходить в циліндр з відкритою нижньою частиною, а до отворів приєднані симетрично патрубки зі з'єднуючими вузлами ємностей. Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3