CZ305255B6 - Method of saltwater solar distillation for obtaining freshwater and apparatus for making the same - Google Patents
Method of saltwater solar distillation for obtaining freshwater and apparatus for making the same Download PDFInfo
- Publication number
- CZ305255B6 CZ305255B6 CZ2014-469A CZ2014469A CZ305255B6 CZ 305255 B6 CZ305255 B6 CZ 305255B6 CZ 2014469 A CZ2014469 A CZ 2014469A CZ 305255 B6 CZ305255 B6 CZ 305255B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- air
- solar
- salt water
- water
- heat exchanger
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/02—Treatment of water, waste water, or sewage by heating
- C02F1/04—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
- C02F1/14—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation using solar energy
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D1/00—Evaporating
- B01D1/0005—Evaporating devices suitable for floating on water
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D1/00—Evaporating
- B01D1/0011—Heating features
- B01D1/0029—Use of radiation
- B01D1/0035—Solar energy
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D1/00—Evaporating
- B01D1/14—Evaporating with heated gases or vapours or liquids in contact with the liquid
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
- B01D3/34—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping with one or more auxiliary substances
- B01D3/343—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping with one or more auxiliary substances the substance being a gas
- B01D3/346—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping with one or more auxiliary substances the substance being a gas the gas being used for removing vapours, e.g. transport gas
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D5/00—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
- B01D5/0057—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation in combination with other processes
- B01D5/006—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation in combination with other processes with evaporation or distillation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/02—Treatment of water, waste water, or sewage by heating
- C02F1/04—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
- C02F1/10—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation by direct contact with a particulate solid or with a fluid, as a heat transfer medium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/08—Seawater, e.g. for desalination
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/124—Water desalination
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/20—Controlling water pollution; Waste water treatment
- Y02A20/208—Off-grid powered water treatment
- Y02A20/211—Solar-powered water purification
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/20—Controlling water pollution; Waste water treatment
- Y02A20/208—Off-grid powered water treatment
- Y02A20/212—Solar-powered wastewater sewage treatment, e.g. spray evaporation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
Abstract
Description
Způsob solární destilace slané vody pro zisk sladké vody a zařízení k provádění tohoto způsobuA process for the solar distillation of salt water to obtain fresh water and an apparatus for carrying out the process
Oblast technikyTechnical field
Vynález se týká způsobu solární destilace slané vody pro zisk sladké vody v oblastech sužovaných nedostatkem pitné a užitkové sladké vody, které mají přístup k vodě slané, a dále se vynález týká zařízení k provádění tohoto způsobu.The invention relates to a process for the solar distillation of salt water for obtaining fresh water in areas suffering from a lack of potable and non-potable fresh water having access to salt water, and the invention further relates to an apparatus for carrying out the process.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Dosavadní stav techniky je především zastoupen skupinou technologií známou pod anglickým názvem Humidifier - Dehumidifier technology, která se v odborných kruzích zkráceně označuje zkratkou HDH technologie. Technologie zahrnuje zařízení pracující na známé fyzikálním principu vodního cyklu, ve kterém se působením dodaného tepla mění skupenství vody z kapalného na plynné, vodní páru. Při odebrání tepla z vodní páry se skupenství mění nazpět. Vzhledem k tomu, že slaná voda je směsí solí rozpuštěných ve vodě, tak v průběhu odpařování dochází k oddělení příměsí od samotné vody, čímž lze získat vodu destilovanou, sladkou.The prior art is primarily represented by a group of technologies known under the English name Humidifier - Dehumidifier technology, which is abbreviated as HDH technology in professional circles. The technology comprises a device operating on the known physical principle of the water cycle, in which the state of water is changed from liquid to gaseous water vapor by the effect of the supplied heat. When heat is removed from the water vapor, the state changes back. Since the salt water is a mixture of salts dissolved in water, during the evaporation, the impurities are separated from the water itself, whereby distilled, sweet water can be obtained.
Jedno ze známých řešení popisuje přihláška vynálezu EP 2 690 069 Al, ve které je představeno zařízení pro destilaci mořské slané vody, či znečištěné vody, na vodu čistou a sladkou. Zařízení zahrnuje kiyt v podobě pyramidového stanu, který je uvnitř opatřen tmavou plochou a z vnějšku je transparentní. Kryt je postaven nad stabilní základnou, která je upevněna k zemi, nebo je stabilně posazena na vodní hladinu. Pod vrcholem pyramidy krytu jsou prostředky pro zachytávání vodní páry, které jsou napojeny na dutý středový sloup. Vodní páraje středovým sloupem odvedena pod úroveň základny, kde panuje nižší teplota, a vodní pára kondenzuje do předem připravené nádrže. Pod kryt je přiváděna další slaná voda.One known solution is described in the patent application EP 2 690 069 A1 in which a device for distilling sea salt water or polluted water into pure and fresh water is presented. The device comprises a kiyt in the form of a pyramid tent which has a dark surface inside and is transparent from the outside. The cover is placed above a stable base which is fixed to the ground or is steadily set on the water surface. Below the top of the pyramid of the casing are means for trapping water vapor which are connected to the hollow central column. The water vapor is discharged through the central column below the base level, where the temperature is lower, and the water vapor condenses into the pre-prepared tank. Additional salt water is supplied under the cover.
Nevýhody řešení spočívají vtom, že řešení využívá kdestilaci sladké vody dopadající sluneční světlo, které vodu ohřeje a přivede k odparu, načež je vodní pára kondenzována. Teplo z vodní páry je v průběhu kondenzace přeneseno do okolí, jako teplo odpadní. Čímž je bez užitku ztraceno.The disadvantages of the solution are that the solution uses distillation of fresh water falling in sunlight, which heats the water and leads to evaporation, whereupon the water vapor is condensed. The heat from water vapor is transferred to the environment during condensation as waste heat. Which is useless lost.
V jiném známém řešení desalinizace vody podle mezinárodní patentové přihlášky WO 85/04159 Aje popsáno zařízení pro odsolování vody, které zahrnuje dutý válec, vodorovně orientovaný, do kterého je vpouštěna slaná voda. Nad hladinu slané vody uložené ve válci je přiváděn proud vzduchu ze zachyceného větru, který odnáší odpařující se vodní páru do chladiče. Teplota vzduchu odpovídá teplotě celého proudu vzduchu, tedy okolní teplotě. V chladiči vodní pára kondenzuje aje zachytávána v zásobní nádrži. Proud vzduchu opouští chladič a vrací se zpět do atmosféry.In another known solution of water desalinization according to international patent application WO 85/04159 A, a water desalination plant is described, which comprises a hollow cylinder, horizontally oriented, into which salt water is admitted. Above the surface of the salt water stored in the cylinder, an air stream is drawn from the captured wind, which carries the evaporating water vapor to the cooler. The air temperature corresponds to the temperature of the entire air stream, that is, the ambient temperature. In the cooler, the water vapor condenses and is trapped in the storage tank. The air stream leaves the cooler and returns to the atmosphere.
Nevýhody řešení spočívají v tom, že k proudění vzduchuje potřeba větru, který je velice nepředvídatelným přírodním jevem. Dále zařízení trpí nízkou efektivitou odsolování, protože se voda odpařuje do chladného vzduchu, který zachytí a odvede malé množství páry.The disadvantages of the solution are that there is a need for wind to flow, which is a very unpredictable natural phenomenon. Furthermore, the device suffers from low desalination efficiency because the water evaporates into the cold air, which captures and evacuates a small amount of steam.
Úkolem vynálezu je vytvoření způsobu solární destilace slané vody pro zisk vody sladké, který by byl efektivnější z hlediska ceny v poměru k výkonu, než známá provedení Humidifier - Dehumidifier (HDH) technologií, způsobu který by nebyl komplikovaně proveditelný a který by se snadno udržoval v provozu. Dále je úkolem vynálezu vytvoření zařízení k provádění právě takového způsobu, které by bylo finančně dostupné, téměř bezúdržbové, snadno opravitelné a mělo dlouhou životnost.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a salt water distillation process for obtaining fresh water that is more cost-effective than performance of known Humidifier-Dehumidifier (HDH) technology, a process that is not complicated and easy to maintain. traffic. It is a further object of the present invention to provide a device for carrying out such a method which is affordable, almost maintenance-free, easy to repair and long-lasting.
- 1 CZ 305255 B6- 1 GB 305255 B6
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Vytčený úkol je vyřešen způsobem solární destilace slané vody pro zisk vody sladké podle tohoto vynálezu.The object is solved by a solar salt distillation process for obtaining fresh water according to the invention.
Způsob zahrnuje známý vodní cyklus, ve kterém se nejprve ze slané vody odpařuje vodní pára v odpařovacím solárním kolektoru pomocí slunečního záření. Poté se vodní pára zkondenzuje na sladkou vodu pomocí odebrání tepla z vodní páry v tepelném výměníku.The method comprises a known water cycle in which water vapor in the evaporating solar collector is first evaporated from the salt water by solar radiation. Then the water vapor is condensed to fresh water by removing heat from the water vapor in the heat exchanger.
Podstata vynálezu spočívá v tom, že se nejprve ohřívá vzduch pomocí solárního záření v teplovzdušném solárním kolektoru a tím získává schopnost nést větší množství vlhkosti, na daný objem vzduchu, se kterým se bude dále pracovat. Pak se horký vzduch transportuje nad vodní hladinu slané vody v odpařovacím solárním kolektoru a sytí se vodní parou. Po nasycení vodní parou je vodní parou nasycený horký vzduch transportován do tepelného výměníku, ve kterém předá teplo chladicímu médiu a vodní pára zkondenzuje na sladkou vodu. Současně je ohřáté chladicí médium využito při ohřevu vzduchu pro solární destilaci a/nebo při ohřevu slané vody pro solární destilaci. Tím je zvýšena efektivita zařízení oproti stavu, kdy by toto teplo bylo čistě ztraceno jako odpadní teplo. Zchlazením páry nastává kondenzace vodní páry, to znamená, že přechází do kapalného stavu a je tím získána voda pro využití, což je cílový a požadovaný stav.SUMMARY OF THE INVENTION The principle of the invention is that the air is first heated by solar radiation in a hot-air solar collector and thereby acquires the ability to carry a greater amount of moisture to a given volume of air to be further worked. Then the hot air is transported above the water surface of the salt water in the evaporating solar collector and saturated with water vapor. After steam saturation, the steam-saturated hot air is transported to a heat exchanger in which it transfers heat to the cooling medium and the water vapor condenses to fresh water. At the same time, the heated coolant is used for heating air for solar distillation and / or for heating salt water for solar distillation. This increases the efficiency of the plant compared to the state where the heat would be lost as waste heat. By cooling the steam, condensation of water vapor occurs, that is to say it passes into a liquid state and thereby obtains water for use, which is the target and desired state.
Výhoda tohoto přístupu spočívá v tom, že horká pára unese velké množství vlhkosti a že existuje mezi ní a chladicím médiem velký rozdíl teplot. Tím vzniká velký potenciál pro kondenzaci vodní páry. A dále v tom, že získané teplo je předáno zpět do výpamého procesu.The advantage of this approach is that hot steam can carry a large amount of moisture and that there is a large temperature difference between it and the coolant. This creates great potential for water vapor condensation. Furthermore, the heat obtained is transferred back to the leaching process.
V dalším výhodném provedení způsobu solární destilace slané vody podle tohoto vynálezu je chladicím médiem tepelného výměníku okolní vzduch, který je po odebrání tepla z vodní parou nasyceného horkého vzduchu transportován do teplovzdušného solárního kolektoru a/nebo do odpařovacího solárního kolektoru. Okolní vzduch je snadno přístupným chladicím médiem, snadno se transportuje a nese dobře teplo z tepelného výměníku. Ohřátý vzduch, který nese teplo z tepelného výměníku, se rychleji ohřeje na požadovanou teplotu v teplovzdušném solárním kolektoru, neboť je teplotní rozdíl menší, než v případě ohřevu okolního vzduchu. Rovněž je možné tímto vzduchem s vyšší teplotou předehřívat slanou vodu v odpařovacím solárním kolektoru, aby dopadající sluneční záření generovalo více vodní páiy.In a further preferred embodiment of the salt water distillation process of the present invention, the heat exchanger coolant is ambient air, which is transferred to the hot-air solar collector and / or the evaporative solar collector after heat removal from the steam-saturated hot air. The ambient air is an easily accessible coolant, easy to transport and carrying heat well from the heat exchanger. The heated air carrying the heat from the heat exchanger is heated more quickly to the desired temperature in the hot-air solar collector, since the temperature difference is smaller than in the case of ambient air heating. It is also possible to preheat the salt water in the evaporating solar collector with this higher temperature air so that the incident solar radiation generates more water vapor.
V jiném dalším výhodném provedení způsobu solární destilace slané vody podle tohoto vynálezu je chladicím médiem slaná voda, která je po odebrání tepla z vodní parou nasyceného horkého vzduchu v tepelném výměníku transportována do odpařovacího solárního kolektoru. Předehřátá slaná voda se v odpařovacím solárním kolektoru snadněji dohřeje na optimální teplotu odparu, protože nemusí být překonán podstatný teplotní rozdíl mezi čerstvou slanou vodou a optimální teplotou v kolektoru.In another preferred embodiment of the salt water distillation process of the present invention, the coolant is salt water, which is transferred to the evaporating solar collector after heat removal from the steam-saturated hot air in the heat exchanger. The preheated salt water in the evaporative solar collector is more easily heated to the optimum evaporation temperature, since the substantial temperature difference between the fresh salt water and the optimum collector temperature may not be overcome.
V jiném dalším výhodném provedení způsobu solární destilace slané vody podle tohoto vynálezu je nezkondenzovaná vodní pára z tepelného výměníku transportována zpět do teplovzdušného solárního kolektoru. Vodní pára, která nezkondenzovala v tepleném výměníku je navrácena do destilační fáze, kde opět získá vysokou teplotu a je doplněna novým množstvím vody. Při opakovaném průchodu tepelným výměníkem zkondenzuje všechna vygenerovaná vodní pára na sladkou vodu a nedochází ke ztrátě vodní páry jejím předčasným vypuštěním do okolí jako odpadního zbytku.In another preferred embodiment of the salt water distillation process of the present invention, non-condensed water vapor from the heat exchanger is transported back to the hot-air solar collector. Water vapor that has not condensed in the heat exchanger is returned to the distillation phase, where it regains a high temperature and is replenished with a new amount of water. Upon repeated passage through the heat exchanger, all generated water vapor condenses into fresh water and there is no loss of water vapor by its premature discharge into the environment as a waste residue.
V jiném dalším výhodném provedení způsobu solární destilace slané vody podle tohoto vynálezu je horká neodpařená slaná voda transportována z odpařovacího solárního kolektoru do vodního tepelného výměníku, ve kterém předá teplo nové slané vodě transportované do odpařovacího solárního kolektoru. Slaná voda v odpařovacím solárním kolektoru zvyšuje svoji salinitu. Aby nedošlo k zanášení odpařovacího solárního kolektoru minerály, je stále slaná voda obměňovánaIn another preferred embodiment of the salt water distillation process of the present invention, the hot, non-evaporated salt water is transported from the evaporating solar collector to a water heat exchanger, in which it transfers heat to the new salt water transported to the evaporating solar collector. Salt water in the evaporative solar collector increases its salinity. In order to prevent mineral evaporation of the evaporating solar collector, the salt water is constantly replaced
-2CZ 305255 B6 za čerstvou. Současně však čerstvá voda má nižší teplotu než je optimální teplota pro odpař a je nutno dodávat energii na ohřev. Aby se energií na ohřev slané vody neplýtvalo, je teplo z koncentrované slané vody odebíráno a předáváno nově přečerpávané slané vodě, čímž se podstatně sníží teplotní rozdíl.-2GB 305255 B6 for fresh. At the same time, however, the fresh water is below the optimum temperature for evaporation and energy needs to be heated. In order not to waste energy for the heating of salt water, the heat from the concentrated salt water is taken and transferred to the newly pumped salt water, which significantly reduces the temperature difference.
Součástí řešení je rovněž zařízení pro solární destilaci slané vody prováděné způsobem podle tohoto vynálezu.The invention also includes a device for the solar distillation of salt water carried out by the method of the present invention.
Zařízení zahrnuje alespoň jeden odpařovací solární kolektor pro tvorbu vodní páry a alespoň jeden tepelný výměník pro kondenzaci vodní páry.The apparatus comprises at least one evaporating solar collector for generating water vapor and at least one heat exchanger for condensing water vapor.
Podstata vynálezu spočívá v tom, že odpařovací solární kolektor má nad hladinou odpařované slané vody hermeticky uzavřený prostor, ke kterému je připojen výstup z alespoň jednoho teplovzdušného solárního kolektoru. Hermeticky uzavřený prostor brání úniku vodní páry a snižování teploty proudícím vzduchem v prostoru. Výstup z teplovzdušného solárního kolektoru přináší do prostoru horký vzduch, který se dobře sytí vodní parou. Na výstupu z hermeticky uzavřeného prostoru je připojen alespoň jeden tepelný výměník. Vodní parou nasycený horký vzduch je odveden do tepelného výměníku ke kondenzaci vodní páry odebráním tepla. Vedení chladicího média tepelného výměníku má vstup chladicího média do vedení upravený pro nasávání vzduchu. Výstup ohřátého chladicího média z vedení tepelného výměníku je přepínatelně připojitelný k teplovzdušnému solárnímu kolektoru nebo k odpařovacímu solárnímu kolektoru. Přepínáním lze rozhodnout, do jaké fáze solární destilace je potřeba dodávat teplo. Zdaje potřeba předehřívat vzduch, nebo novou slanou vodu. A/nebo vedení chladicího média tepelného výměníku má vstup chladicího média do vedení upravený pro načerpání slané vody a výstup ohřáté slané vody připojitelný k odpařovacímu solárnímu kolektoru. Pokud je používaná kombinace chladicího média jako vzduchu a slané vody, je možné návrat zachyceného tepla rozdělit, nebo mohou obě vedení pracovat odděleně a střídavě.The principle of the invention is that the evaporating solar collector has a hermetically sealed space above the evaporating salt water surface to which the outlet of the at least one hot-air solar collector is connected. The hermetically sealed space prevents the escape of water vapor and the lowering of the temperature by the flowing air in the space. The output of the hot-air solar collector brings hot air into the space, which is well saturated with water vapor. At least one heat exchanger is connected at the outlet of the hermetically sealed space. Steam-saturated hot air is led to a heat exchanger to condense water vapor by removing heat. The heat exchanger coolant line has a coolant inlet for the air suction line. The heated coolant outlet from the heat exchanger line is switchable to a hot-air solar collector or an evaporative solar collector. Switching can be used to decide to which stage of solar distillation the heat needs to be supplied. Data need to preheat air or new salt water. And / or the coolant line of the heat exchanger has a coolant inlet into the line adapted to pump salt water and a heated salt water outlet connectable to the evaporative solar collector. If a combination of coolant such as air and salt water is used, the return of the captured heat can be divided, or both lines can operate separately and alternately.
V dalším výhodném provedení zařízení pro solární destilaci slané vody podle tohoto vynálezu je tepelný výměník protiproudý tepelný výměník. Díky přenosu tepla dochází ktomu, že horký vzduch s vodní párou postupně chladne a přibližuje se tak k teplotě vzduchu, pohybujícího se v opačném směru tepelným výměníkem jako chladicí médium. Tento vzduch se naopak ohřívá k teplotě blížící se teplotě páry při vstupu do protiproudého výměníku.In another preferred embodiment of the salt water distillation apparatus of the present invention, the heat exchanger is a countercurrent heat exchanger. Due to the heat transfer, the hot air with the water vapor gradually cools and thus approaches the temperature of the air moving in the opposite direction through the heat exchanger as a cooling medium. This air, in turn, is heated to a temperature approaching the temperature of the steam at the inlet of the countercurrent exchanger.
V jiném dalším výhodném provedení zařízení pro solární destilaci slané vody podle tohoto vynálezu je opatřeno alespoň jedním zdrojem elektrické energie ze skupiny fotovoltaický panel, generátor na větrný pohon, baterie, elektrocentrála. Zařízení je opatřena prostředky, jako jsou čerpadla, ventilátory, senzory, ovládací zařízení, které jsou poháněny elektrickou energií a které jsou nezbytné pro správný chod zařízení pro destilaci slané vody.In another further preferred embodiment of the salt water distillation apparatus according to the invention, it is provided with at least one power source from the group of a photovoltaic panel, a wind generator, a battery, a power generator. The device is provided with means, such as pumps, fans, sensors, control devices, which are electrically powered and which are necessary for the proper operation of the salt water distillation device.
V jiném dalším výhodném provedení zařízení pro solární destilaci slané vody podle tohoto vynálezu jsou solární kolektory opatřeny polohovacím pohonem pro sledování polohy Slunce na obloze. Natáčením solárních kolektorů za Sluncem je dosaženo pohlcení více slunečního záření, které znamená i více energie předané do destilačního zařízení.In another preferred embodiment of the salt water distillation apparatus of the present invention, the solar collectors are provided with a positioning drive to track the position of the Sun in the sky. By rotating the solar collectors behind the sun, more solar radiation is absorbed, which means more energy is transferred to the distillation plant.
V jiném dalším výhodném provedení zařízení pro solární destilaci slané vody podle tohoto vynálezu je zařízení opatřeno plováky pro umístění nad hladinu vodní plochy slané vody. Umístěním zařízení na mořskou hladinu, nebo na hladinu slaného jezera se usnadní proces odsolování o přečerpávání slané vody z vodního zdroje do zařízení na souši. Rovněž je v případě mořského využití možné zařízení sestavit v docích a na místo určení jej mohou pouze odtáhnout remorkérem.In another further preferred embodiment of the salt water distillation apparatus of the present invention, the apparatus is provided with floats for positioning above the surface of the water surface of the salt water. Placing the equipment on the sea surface or on the surface of a salt lake will facilitate the desalination process by pumping salt water from a water source into the land facility. In the case of marine use, it is also possible to assemble the equipment at the docks and can only tow it to the destination by tug.
V jiném dalším výhodném provedení zařízení pro solární destilaci slané vody podle tohoto vynálezu je po obvodu zařízení uspořádána stínící nomá stěna pro vytvoření zastíněného a závětmého prostoru pod zařízením, přičemž vstup pro nasávání vzduchu do vedení chladicího média tepelného výměníku je uspořádán v zastíněném prostoru. Zastíněním a vytvořením závětří je zabráně-3 CZ 305255 B6 no dopadu slunečních paprsků a proudění teplého větru do prostoru, které by vzduch v prostoru ohřívaly. Tím, že není vzduch ohříván, je dosaženo většího teplotního rozdílu mezi horkým vzduchem nasyceným vodní párou a okolním vzduchem použitém v tepelném výměníku jako chladicí médium.In another further preferred embodiment of the salt water distillation apparatus of the present invention, a shielding wall is provided around the periphery of the apparatus to create a shaded and damp space beneath the apparatus, the inlet for sucking air into the heat exchanger coolant conduit in the shaded space. By shading and leaching, the sun's rays and warm winds are prevented from reaching the room, which would heat the air in the room. By not heating the air, a greater temperature difference is achieved between the hot air saturated with water vapor and the ambient air used in the heat exchanger as a cooling medium.
V jiném dalším výhodném provedení zařízení pro solární destilaci slané vody podle tohoto vynálezu je uvnitř zastíněného prostoru na hladině slané vody vytvořena tepelně izolovaná nádrž pro zadržení chladné slané vody. Chladnější slaná voda je čerpána z nižších částí vodního sloupce a je dočasně zadržovaná v nádrži. Nádrž je izolovaná, takže chladnější voda pohlcuje teplo ze vzduchu nacházejícího se uvnitř zastíněného prostou, čímž klesá vzduch vzduchu. Jak se slaná voda ohřívá, je odpouštěna z nádrže a do nádrže je doplňována nová chladnější voda.In another preferred embodiment of the salt water distillation apparatus of the present invention, a thermally insulated tank for retaining cold salt water is formed within the shaded space at the salt water level. Colder salt water is pumped from the lower parts of the water column and is temporarily retained in the tank. The tank is insulated so that cooler water absorbs heat from the air inside it, shaded by a simple, thereby dropping the air air. As the salt water heats up, it is drained from the tank and new cooler water is added to the tank.
Způsob destilace slané vody a zařízení k provádění tohoto způsobu umožňují získávat sladkou vodu efektivněji v poměru cena/výkon oproti známým destilačním zařízením. Efektivita zařízení vytvořeného podle vynálezu pro destilaci slané vody odpovídá finančně nákladným známým systémů a zařízením, která jsou však konstrukčně složitější a poruchovější. Zařízení lze univerzálně využít jak na souši, tak přímo na vodní ploše.The salt water distillation method and apparatus for carrying out this method make it possible to obtain fresh water more efficiently in a cost / performance ratio over the known distillation apparatus. The efficiency of the device produced according to the invention for the distillation of salt water corresponds to the costly known known systems and equipment, which, however, are structurally more complex and more disturbing. The device can be used universally both on land and directly on the water surface.
Objasnění výkresůClarification of drawings
Vynález bude blíže objasněn pomocí výkresů, na nichž znázorňuje obr. 1 schematické vyobrazení zařízení pro destilaci slané vody.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic illustration of a salt water distillation apparatus.
Příklady uskutečnění vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Rozumí se, že dále popsané a zobrazené konkrétní příklady uskutečnění vynálezu jsou představovány pro ilustraci, nikoli jako omezení příkladů provedení vynálezu na uvedené případy. Odborníci znalí stavu techniky najdou nebo budou schopni zjistit za použití rutinního experimentování větší, či menší počet ekvivalentů ke specifickým uskutečněním vynálezu, která jsou zde speciálně popsána. I tyto ekvivalenty budou zahrnuty v rozsahu následujících patentových nároků.It is to be understood that the specific embodiments of the invention described and illustrated below are presented by way of illustration and not by way of limitation of the examples to the examples. Those skilled in the art will find or will be able to detect, using routine experimentation, more or less equivalents to the specific embodiments of the invention specifically described herein. These equivalents will also be included within the scope of the following claims.
Ohledně energetického toku se předpokládá průměrný roční sluneční příkon v dané oblasti tropů 250 W/m2. Přibližně 15 % této energie může být pohlceno nebo odraženo krytem z polykarbonátových fólií nebo jiného materiálu na solárních kolektorech 2 a 6. Tato energie je tím ztracena. Další ztráta energie nastává odrazem slunečního záření 4 od absorbéru. Vodní vrstva přemění přibližně 80 % dodané energie na latentní teplo výparu a 20 % energie zvýší zjevnou teplotu slané vody 23 v odpařovacím solárním kolektoru 6. Se zvyšováním teploty slané vody 23 v odpařovacím solárním kolektoru 6 se bude exponenciálně zvyšovat intenzita výparu. Vodní pára bude unášena horkým proudícím vzduchem 5 o teplotě okolo 90 °C z teplovzdušného solárního kolektoru 2. Hustota vodní páry o této teplotě bude 0,4235 kg/m3. V navazujícím protiproudem tepelném výměníku 8 může být předáno asi 90 % tepelné energie vodní parou nasyceného horkého vzduchu 7 chladicímu médiu - vzduchu 9 z okolí. Pokud by byla průměrná teplota vzduchu 9 okolního prostředí 30 °C, zchladí vodní páru na 39 °C. Hustota vodní páry o této teplotě je asi 0,05115 kg/m3 a pokud by takto zchlazená vodní pára JJ odešla do okolí, ztráta nevysrážené vlhkosti bude asi 12 %. Zhruba 87 % vlhkosti se vysráží na sladkou vodu 18 v tepelném výměníku 8.Regarding the energy flow, the average annual solar input in the tropics is assumed to be 250 W / m 2 . Approximately 15% of this energy can be absorbed or reflected by a cover made of polycarbonate foils or other material on solar collectors 2 and 6. This energy is thereby lost. Further energy loss occurs by reflection of solar radiation 4 from the absorber. The water layer converts approximately 80% of the supplied energy to the latent heat of vapor and 20% of the energy increases the apparent temperature of the salt water 23 in the evaporation solar collector 6. As the temperature of the salt water 23 in the evaporation solar collector 6 increases. The water vapor will be entrained by the hot air 5 at a temperature of about 90 ° C from the hot-air solar collector 2. The water vapor density at this temperature will be 0.4235 kg / m 3 . In the downstream countercurrent heat exchanger 8, about 90% of the thermal energy of the steam-saturated hot air 7 can be transferred to the cooling medium-ambient air 9. If the average ambient air temperature 9 is 30 ° C, it will cool water vapor to 39 ° C. The water vapor density at this temperature is about 0.05115 kg / m < 3 > and if the water vapor cooled in this way would pass into the environment, the loss of non-precipitated moisture would be about 12%. About 87% of the moisture is precipitated to fresh water 18 in the heat exchanger 8.
Rozumí se, že zchlazená pára 11 může přecházet zpátky do teplovzdušného solárního kolektoruIt is understood that the cooled steam 11 can pass back to the hot-air solar collector.
2. Zbytkové teplo a zbytková vlhkost tak nejsou ztraceny. Rovněž teplo slané vody 23 nacházející se v odpařovacím solárním kolektoru 6, která předáním vlhkosti do vzduchu 5 zvyšuje svou salinitu, může být využito. Při její náhradě za novou mořskou vodu 23 může své teplo předat ve2. The residual heat and residual moisture are thus not lost. Also, the heat of the salt water 23 located in the evaporative solar collector 6, which increases its salinity by passing moisture to the air 5, can be utilized. By replacing it with new seawater 23, it can transfer its heat in
-4CZ 305255 B6 vodním tepelném výměníku 21 této nově přitékající slané vodě 23. Účinnost přenosu tepla z koncentrované do čerstvé slané vody 23 bude přibližně 70 až 90 %.The heat transfer efficiency from concentrated to fresh salt water 23 will be approximately 70 to 90%.
Teplovzdušný solární kolektor 2 může být sestaven z transparentního hermeticky uzavřeného vnějšího krytu, kterým prochází roura. Ta obsahuje dvě části a to drátěnou konstrukci a aluminiovou fólii, která je kolem ní natažena. Tato roura je čtvercového profilu, má velkou plochu a má vroubkovaný nebo pilovitý profil vrchní stěny. Její vrchní strana je shora zaěeměná. Díky větší ploše lépe předává energii pohlceného slunečního záření 4 procházejícímu vzduchu 3 a díky tvaru povrchu snižuje odrážení slunečního záření 4 pryč z kolektoru. Žádná její plocha nedoléhá na vnější transparentní kryt, ale je k němu fixovaná pouze bodově. Hermeticky uzavřený prostor mezi krytem a rourou je vyplněn suchým vzduchem nebo těžkým plynem pro horší přestup tepla, mimo vnitřní prostor roury, formou konvekce. Na spodní straně krytu teplovzdušného solárního kolektoru 2 je umístěná aluminiová fólie, která odráží sálavé teplo z roury zpět na ní. Ve spodní části tohoto teplovzdušného solárního kolektoru 2 může procházet vzduch 3 z tepelné rekuperace a je přiveden na vstup teplovzdušného solárního kolektoru 2. Ze spodní a boční strany navazuje kryt s izolačního materiálu pro omezení úniku tepla.The hot-air solar collector 2 may be composed of a transparent hermetically sealed outer cover through which the pipe passes. It consists of two parts - wire structure and aluminum foil, which is stretched around it. This pipe is of square profile, has a large surface area and has a serrated or serrated profile of the top wall. Its top side is grounded from above. Due to the larger surface area it better transmits the energy of absorbed solar radiation 4 to the passing air 3 and, due to the shape of the surface, reduces the reflection of solar radiation 4 away from the collector. None of its surface abuts the outer transparent cover, but is fixed to it only by a point. The hermetically sealed space between the casing and the pipe is filled with dry air or heavy gas for worse heat transfer, outside the inside of the pipe, by convection. An aluminum foil is placed on the underside of the cover of the hot-air solar collector 2, which reflects the radiant heat from the pipe back to it. At the bottom of this hot-air solar collector 2, air 3 from the heat recovery can pass through and is brought to the inlet of the hot-air solar collector 2. A cover with insulating material is connected from the bottom and side to reduce heat leakage.
Alternativním řešením je teplovzdušný solární kolektor 2 sestavený z vrchního transparentního krytu ze dvou fólií, mezi nimiž je hermeticky uzavřená vzduchová kapsa pro snížení přenosu tepla. Její výplň může být těžký plyn, který má lepší izolační vlastnost než běžný vzduch. Pod vrchním krytem se nachází ohraničený prostor, ve kterém je umístěn černý absorbér z tenkého hliníkového plechu. Jeho příčný profil má pilovitý tvar, čímž je minimalizován odraz světla mimo kolektor. Vzduch 3 proudí kolem tohoto plechu a zahřívá se. Ve spodní části je oddělující tepelně izolační fólie, která odděluje zahřívající se vzduch od tepelně rekuperovaného přívodního vzduchu 3.An alternative solution is a hot-air solar collector 2 composed of a top transparent cover made of two foils, between which there is a hermetically sealed air pocket to reduce heat transfer. Its filling may be a heavy gas that has better insulating properties than normal air. Under the top cover is a limited space in which a black absorber made of thin aluminum sheet is placed. Its cross-section has a sawtooth shape, minimizing light reflection outside the collector. Air 3 flows around the sheet and heats up. In the lower part there is a separating heat-insulating foil which separates the heated air from the heat-recovered supply air 3.
Odpařovací solární kolektor 6 slané vody 23 s prostorem pro výpar z volné hladiny obsahuje tepelně izolovanou podkladovou plochu, například polykarbonátovou desku dutinkového profilu, vyplněnou tepelně izolační pěnou. Na ní je položena černá pryžová fólie tvořící dno a zároveň absorbér kolektoru. Strop kolektoru je vodorovný, asi 10 cm nad dnem a sestává z dvou polykarbonátových fólií, jejichž hermeticky uzavřený meziprostor tvoří vzduchovou kapsu omezující únik tepla z kolektoru.The evaporation solar collector 6 of the salt water 23 with a space for evaporation from the free surface comprises a thermally insulated substrate surface, for example a polycarbonate sheet of corrugated profile, filled with thermal insulation foam. On it is laid black rubber foil forming the bottom and at the same time collector absorber. The collector ceiling is horizontal, about 10 cm above the bottom, and consists of two polycarbonate sheets, the hermetically sealed space of which forms an air pocket limiting heat escape from the collector.
Alternativní provedení odpařovacího solárního kolektoru 6 spočívá v tom, že dno - černá piyžová fólie a podkladová deska na sebe nepřiléhají, ale podpěrná konstrukce mezi nimi vymezuje prostor, kterým proudí ohřátý vzduch z tepelné rekuperace. Předává tím část svého tepla skrze dno slané vodě 23 v odpařovacím solárním kolektoru 6.An alternative embodiment of the evaporative solar collector 6 is that the bottom - black rubber foil and the backing plate do not abut one another, but the supporting structure delimits between them the space through which heated air flows from the heat recovery. This transfers part of its heat through the bottom of the salt water 23 in the evaporative solar collector 6.
Protiproudý výměník 8 je tvořen dutinami, kterými vede horkou vodní páru se vzduchem 7 jedním směrem, a dalšími dutinami vytvořeními mezi nimi, v nichž jde vzduch 9 okolního prostředí směrem opačným. Tyto dutiny jsou vymezeny velkou plochu, skrze kterou dochází k předávání tepelné energie páry a k ohřívání opačnou stranou proudícího vzduchu 9 a tato teplosměnná plocha, vymezující jednotlivé dutiny, může být vyhotovena z aluminiové fólie napnuté na drátěné konstrukci. Kryt protiproudého výměníku je tepelně izolován od okolí.The countercurrent exchanger 8 is formed by cavities through which hot water vapor with the air 7 passes in one direction, and by other cavities formed therebetween, in which the ambient air 9 goes in the opposite direction. These cavities are delimited by a large area through which the heat energy of the steam is transmitted and heated by the opposite side of the air flow 9, and the heat exchange surface defining the individual cavities can be made of aluminum foil stretched on a wire structure. The countercurrent heat exchanger cover is thermally insulated from the environment.
V jednom možném případě provedení ohřátý vzduch 3 z protiproudého výměníku zahřívá spodní stranu pryžové fólie a vyhřívá tím vrstvu vody v odpařovacím solárním kolektoru 6 zespod. Za tímto účelem je pryžová fólie umístěná na drátěném sítu zajišťující mechanickou pevnost dna, které je fixováno k podkladové desce bodově sloupky a meziprostor je určen k pohybu teplého vzduchu 3 a k předávání tepla slané vodě 23. Na spodní podkladové desce může být umístěna aluminiová fólie odrážející sálavé teplo od drátěné konstrukce a piyžové fólie zpět k nim.In one possible embodiment, the heated air 3 from the upstream heat exchanger heats the underside of the rubber foil and thus heats the water layer in the evaporative solar collector 6 from below. For this purpose, a rubber foil is placed on a wire mesh providing mechanical strength of the bottom, which is fixed to the base plate by point pillars and the interspace is intended to move warm air 3 and to transfer heat to salt water 23. heat from the wire construction and the rubber foil back to them.
Tyto příklady rekuperace nebo akumulace tepla mohou být v daném zařízení zastoupeny současně.These examples of heat recovery or heat storage can be present in the plant at the same time.
-5CZ 305255 B6-5GB 305255 B6
Předání tepla ze slané vody 24 se zvýšenou salinitou, z odpařovacího solárního kolektoru 6 do nově přitékající slané vody 23, se může dít přes rekuperační vodní tepelný výměník 21 steplosměnnou vlnitou plochou šnekové trubky. Odpadní koncentrovaná slaná voda odtéká z výměníku 21 na bázi sifonového efektu. Slaná voda 23 z nižší hloubky se po načerpání dostává na hladinu.The transfer of heat from the saline water 24 with increased salinity, from the evaporating solar collector 6 to the newly flowing salt water 23, can take place via the heat exchanger water heat exchanger 21 by a step-wavy corrugated surface of the worm tube. Waste concentrated salt water flows from the siphon effect exchanger 21. Salt water 23 from a lower depth reaches the surface after pumping.
Rozumí se, že v zařízení I jsou zapojeny elektronické prvky jako větráky nebo čerpadla. Energie pro jejich pohon může být dodána pomocí fotovoltaických panelů, větrníku s generátorem elektřiny nebo jinak.It is understood that electronic devices such as fans or pumps are connected in the device I. The energy for their propulsion can be supplied by photovoltaic panels, a pinwheel with an electricity generator or otherwise.
Celé zařízení i může být umístěno v blízkosti moře na souši, nebo přímo na vodní hladině. V takovém případě obnáší konstrukce plováky 17, které jí nesou. Jsou úzké, takže mají malou plochu, proti které by působil mechanický odpor vln. Pro jejich větší mechanickou odolnost proti tlaku vln mohou být v ponořené části navzájem spojeny spojkou 19.The whole device i can be located near the sea on land or directly on the water surface. In this case, the structure involves the floats 17 carrying it. They are narrow, so they have a small area against which the mechanical wave resistance would act. Due to their greater mechanical resistance to wave pressure, they can be connected to each other in the submerged part by a coupling 19.
Pro to, aby se z horké páry ve vzduchu 7 v protiproudém výměníku 8 vysráželo větší množství vlhkosti, je výhodné, aby vzduch 9 v opačném směru měl nízkou počáteční teplotu. Za tímto účelem může být z nosné konstrukce zařízení i po bocích spuštěna stínící nomá stěna 12. Vznikne tím prostor pod zařízením 1, mezi ním a mořem, na který nesvítí Slunce, do kterého vítr nepřivane teplý vzduch okolního prostředí a kde tak vznikají základní podmínky pro ochlazení vzduchu 9. To může být doplněno o přívod slané vody 23 z větší hloubky do nádrže 14 v podobě plytkého bazénku. Ten je tepelně izolován. Materiál, kteiý by mohl být pro sestavení takového bazénku použit je bublinková fólie. Slaná voda 23 z nižší hloubky se tak dostává mezi touto vodou a vzduchem 9 v prostoru ohraničeném nomou stínící stěnou 12 z boků a samotným odsolovacím zařízením 1 z vrchu. Nomé stínící stěny 12 obsahují průduchy, kterými je nasáván vzduch z okolí, chladí se o hladinu chladné vody a až poté vstupuje do protiproudého výměníku 8 jako chladicí médium. Jedná se tedy o tepelný výměník; vzduch/voda, bez oddělující teplosměnné plochy.In order to precipitate more moisture from the hot steam in the air 7 in the upstream exchanger 8, it is preferred that the air 9 in the opposite direction has a low initial temperature. For this purpose, the shielding wall 12 can be lowered from the supporting structure of the device even on the sides. This creates a space under the device 1, between it and the sea, to which the sun does not shine. cooling the air 9. This may be supplemented by the supply of salt water 23 from a greater depth to the tank 14 in the form of a shallow pool. It is thermally insulated. The material that could be used to build such a pool is a blister foil. Thus, the salt water 23 from a lower depth reaches between this water and air 9 in the space bounded by the side shielding wall 12 from the sides and the desalination device 1 itself from the top. The minimum shielding walls 12 contain vents through which air is drawn in from the surroundings, cooled by the cold water level, and then enters the countercurrent heat exchanger 8 as a cooling medium. It is therefore a heat exchanger; air / water, without separating heat transfer surface.
Součástí odsolovacího zařízení 1 může být dále tepelně izolovaná nádrž s vnitřní teplosměnnou plochou, v níž dochází k předávání tepelné energie páry a horkého vzduchu 7 nebo tepelně rekuperovaného vzduchu 3 do mořské vody. Tato voda může být následně přečerpána do výpamého prostoru odpařovacího solárního kolektoru 6 za účelem opětovného vypařování z vodní hladiny. Teplovzdušný solární kolektor 2 je možno naklápět za Sluncem.The desalination plant 1 may further comprise a thermally insulated tank with an internal heat exchange surface in which the heat energy of steam and hot air 7 or heat-recovered air 3 is transferred to the sea water. This water can then be pumped into the vaporization space of the evaporative solar collector 6 for re-evaporation from the water surface. The hot-air solar collector 2 can be tilted behind the sun.
Na obr. 1 je znázorněno schématické propojení zařízení 1 pro solární destilaci slané vody 23. Do teplovzdušného solárního kolektoru 2 vstupuje vzduch 3 a tento vzduch je ohříván slunečním zářením 4. Vzduch 3 může být přímo vzduchem 9 z okolí zařízení 1 odpovídající svoji teplotou okolní teplotě, neboje to předehřátý vzduch 3 vystupující z tepelného výměníku 8.Fig. 1 shows a schematic connection of a device 1 for solar distillation of salt water 23. Air 3 enters the hot-air solar collector 2 and this air is heated by solar radiation 4. The air 3 can be directly air 9 from the surroundings of the device 1 corresponding to its ambient temperature or it is preheated air 3 exiting the heat exchanger 8.
Horký vzduch 5 dále proudí přes odpařovací solární kolektor 6. V odpařovacím solárním kolektoru 6 je slaná voda 23 rozlita v tenké vrstvě a nad slanou vodou 23 je vytvořen hermeticky uzavřený prostor 25, kterým prochází sluneční záření 4 do slané vody 23. Nad její hladinou přebírá horký vzduch 5 odpařující se vlhkost a sytí se k 100 % relativní vlhkosti.The hot air 5 continues to flow through the evaporating solar collector 6. In the evaporating solar collector 6, the salt water 23 is spilled in a thin layer and above the salt water 23 a hermetically sealed space 25 is formed, through which the solar radiation 4 passes into the salt water 23. hot air 5 evaporates moisture and saturates to 100% relative humidity.
Z odpařovacího solárního kolektoru 6 vystupuje horký vlhký vzduch 7 a přechází do protiproudého tepelného výměníku 8, ve kterém dochází k rekuperaci tepla a kondenzací vodní páry na sladkou vodu 18. V protisměru proudí vzduch 9 poháněný ventilátorem 10. Převzetím tepla horkého vlhkého vzduchu 7 se stává nosičem tepelné energie a jako takový vyhřívá dutinu odpařovacího solárního kolektoru 6, teplovzdušného solárního kolektoru 2 a následně tvoří teplý vzdušný proud vstupující do teplovzdušného solárního kolektoru 2. Proud vzduchu 3 je tedy nositelem zbytkového tepla a vznikl na základě rekuperace tepla.Hot humid air 7 emerges from the evaporative solar collector 6 and passes to a countercurrent heat exchanger 8, in which heat recovery and condensation of water vapor to fresh water 18 occur. In the opposite direction, air 9 driven by the fan 10 flows. as such, it heats the cavity of the evaporative solar collector 6, the hot-air solar collector 2, and subsequently forms a warm air stream entering the hot-air solar collector 2. The air stream 3 thus carries residual heat and is generated by heat recovery.
Vlhký teplý vzduch 7 chlazením vzduchem 9 v tepelném výměníku 8 ztrácí většinu vlhkosti a tepla a odchází do volného prostoru jako vzduch 1_E V tomto provedení zařízení i není zbytková vlhkost ve vzduchu recyklována. Vzduch 9 určený k chlazení páry má počátek v prostoru mezi hladinou moře a spodní částí zařízení 1. Jedná se o neosluněný stíněný prostor 26 po bocíchMoist warm air 7 by air cooling 9 in heat exchanger 8 loses most of the moisture and heat and goes into the free space as air. In this embodiment of the device, the residual moisture in the air is not recycled. The air 9 for cooling the steam has an origin in the space between the sea level and the bottom of the device 1. It is a non-sunlit screened area 26 on the sides
-6CZ 305255 B6 ohraničený flexibilní nomou stínící stěnou 12, která nepředstavuje mechanický odpor pro okolní vlny a nezatěžuje tím nosnou konstrukci zařízení L Okolní vzduch do tohoto prostoru 26 vstupuje z okolí díky průduchům v nomé stěně 12 a je aktivně ochlazován o hladinu moře, kde byla načerpaná slaná voda 23 z větší hloubky čerpadlem 13, takže je chladnější než povrchová vrstva slané vody 23 a lépe tak ochlazuje vzduch 9. Tato chladná slaná voda 23 je ohraničená od okolní masy slané vody 23 umělou nádrží 14, která snižuje prostup tepla směrem dolů. Pokud dojde k přílišnému zahřátí této slané vody 23 na hladině, aktivuje se výpusť 15. Nádrž 14, která je lehčí než slaná voda 23 se tak dostane nad hladinu, čímž se vyprázdní a následně může být načerpána nová chladná slaná voda 23.The ambient air enters this space 26 due to the vents in the nominal wall 12 and is actively cooled down to the sea level where it was located. pumped salt water 23 from a greater depth by the pump 13, so that it is cooler than the surface layer of salt water 23 and thus better cools the air 9. This cold salt water 23 is bounded from the surrounding mass of salt water 23 by an artificial tank 14 which reduces heat transmission downwards. If this salt water 23 becomes too hot on the surface, the drain 15 is activated. A tank 14 that is lighter than the salt water 23 thus gets above the surface, thereby emptying and subsequently pumping new cold salt water 23.
Nádrž 14 je flexibilně připevněna ke konstrukci zařízení 1 spojkou 16 k plováku 17 tvořícím nosný pilíř. Vodní pára, po kondenzaci v protiproudém tepelném výměníku 8, odtéká jako sladká voda 18 do zásobníku. Plováky 17, které nadnášejí zařízení 1, tak aby bylo nad hladinou, jsou ve své spodní části propojeny spojkou 19, čímž se zvyšuje mechanická pevnost konstrukce a snáze tak odolává dynamickému prostředí mořské hladiny.The tank 14 is flexibly attached to the construction of the device 1 by a connector 16 to the float 17 forming the support pillar. The water vapor, after condensation in the upstream heat exchanger 8, flows as fresh water 18 into the storage tank. The floats 17 that lift the device 1 so that it is above the surface are connected at their lower part by a coupling 19, thereby increasing the mechanical strength of the structure and thus more easily withstanding the dynamic sea-level environment.
Slaná voda 24 nacházející se v odpařovacím solárním kolektoru 6 se intenzivním výparem zasoluje, což by mohlo vést až ke krystalizací evaporitu na dně odpařovacího solárního kolektoru 6. Proto je po určité době nahrazena za novou slanou vodu 23. Děje se tak čerpadlem 20, a aby nedošlo ke zbytečné ztrátě tepla v průběhu výměny slané vody 24, slaná koncentrovaná voda 24 z odpařovacího solárního kolektoru 6 předává teplo nově přitékající slané vodě 23 v rekuperačním vodním tepelném výměníku 21_.The salt water 24 present in the evaporative solar collector 6 is intensively vaporized, which could lead to the evaporation of crystallite at the bottom of the evaporative solar collector 6. Therefore, it is replaced after some time with a new salt water 23. This is done by the pump 20 and there is no unnecessary heat loss during the exchange of the salt water 24, the saline concentrated water 24 from the evaporative solar collector 6 transfers the heat to the newly introduced salt water 23 in the recovery water heat exchanger 21.
Ke stabilizaci zařízení I v prostoru moře dochází díky několikanásobnému ukotvení 22 tvořeného rolnou, na které je nasazeno lano se závažím na jednom svém konci a s druhým koncem zakotveným do mořského dna. Zařízení 1 je stabilizováno na vodní ploše a současně reaguje na změnu výšky vodního sloupce.The stabilization of the device 1 in the sea space is due to the multiple anchoring 22 formed by a roller, on which a rope with a weight at one end and a second end anchored in the seabed is mounted. The device 1 is stabilized on the water surface and at the same time responds to a change in the height of the water column.
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Způsob solární destilace slané vody pro zisk sladké vody a zařízení k provádění tohoto způsobu podle vynálezu jsou využitelné v oblastech s nedostatkem sladké pitné a užitkové vody, které však mají přístup k vodě slané, ať už mořské, nebo k vodě slaných jezer.The salt water distillation process for obtaining fresh water and the apparatus for carrying out the process according to the invention are useful in areas lacking fresh drinking and service water, but which have access to salt water, either seawater or saltwater water.
Claims (12)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2014-469A CZ2014469A3 (en) | 2014-07-08 | 2014-07-08 | Method of saltwater solar distillation for obtaining freshwater and apparatus for making the same ) |
| PCT/CZ2015/000070 WO2016004907A1 (en) | 2014-07-08 | 2015-07-02 | A method for solar distillation of saltwater for acquiring fresh water and a device for carrying out this method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2014-469A CZ2014469A3 (en) | 2014-07-08 | 2014-07-08 | Method of saltwater solar distillation for obtaining freshwater and apparatus for making the same ) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ305255B6 true CZ305255B6 (en) | 2015-07-01 |
| CZ2014469A3 CZ2014469A3 (en) | 2015-07-01 |
Family
ID=53512876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2014-469A CZ2014469A3 (en) | 2014-07-08 | 2014-07-08 | Method of saltwater solar distillation for obtaining freshwater and apparatus for making the same ) |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2014469A3 (en) |
| WO (1) | WO2016004907A1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4172767A (en) * | 1976-07-26 | 1979-10-30 | Sear Walter E | Water purification system |
| DE202006000195U1 (en) * | 2006-01-02 | 2007-02-08 | Dohm, Rudolf, Dipl.-Ing. | Distillation plant for energy-saving solar seawater desalination, includes seawater evaporation chamber, solar collectors, separating foil, intake valve, control valve, compressor, and a device for opening of the evaporation chamber |
| WO2007098534A1 (en) * | 2006-02-28 | 2007-09-07 | Water Un Limited | Apparatus for purification of water |
| DE102006010894A1 (en) * | 2006-03-09 | 2007-09-13 | Christoph Ahlke | Device for the sea water desalination by solar energy comprises solar absorber, distillation device container, inlet, outlet, condenser for condensation of water vapor resulting during the distillation, heating device, and heat exchanger |
| EP1923354A2 (en) * | 2006-11-07 | 2008-05-21 | Eco-Solar GmbH | Method and assembly for desalinising saline raw water |
| JP2012245445A (en) * | 2011-05-25 | 2012-12-13 | Takahisa Jitsuno | Desalination apparatus |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2940886A1 (en) * | 1979-10-09 | 1981-05-07 | Alfred Prof. Dr. 5100 Aachen Boettcher | Sea-water desalination plant - uses solar energy and preheated air carrier system |
| AU2008238608B2 (en) * | 2007-04-11 | 2013-05-02 | Solar Sustain International Pty Ltd | Apparatus for purifying contaminated liquid |
| DE102011007292A1 (en) * | 2011-04-13 | 2012-10-18 | Reinhold Barth | Device useful for desalination of raw water, preferably sea water, comprises preheater, into which raw water is introduced, a solar collector field, first condenser, a spherical condenser and fireplace, into which process air is supplied |
-
2014
- 2014-07-08 CZ CZ2014-469A patent/CZ2014469A3/en not_active IP Right Cessation
-
2015
- 2015-07-02 WO PCT/CZ2015/000070 patent/WO2016004907A1/en active Application Filing
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4172767A (en) * | 1976-07-26 | 1979-10-30 | Sear Walter E | Water purification system |
| DE202006000195U1 (en) * | 2006-01-02 | 2007-02-08 | Dohm, Rudolf, Dipl.-Ing. | Distillation plant for energy-saving solar seawater desalination, includes seawater evaporation chamber, solar collectors, separating foil, intake valve, control valve, compressor, and a device for opening of the evaporation chamber |
| WO2007098534A1 (en) * | 2006-02-28 | 2007-09-07 | Water Un Limited | Apparatus for purification of water |
| DE102006010894A1 (en) * | 2006-03-09 | 2007-09-13 | Christoph Ahlke | Device for the sea water desalination by solar energy comprises solar absorber, distillation device container, inlet, outlet, condenser for condensation of water vapor resulting during the distillation, heating device, and heat exchanger |
| EP1923354A2 (en) * | 2006-11-07 | 2008-05-21 | Eco-Solar GmbH | Method and assembly for desalinising saline raw water |
| JP2012245445A (en) * | 2011-05-25 | 2012-12-13 | Takahisa Jitsuno | Desalination apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2016004907A1 (en) | 2016-01-14 |
| CZ2014469A3 (en) | 2015-07-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sathyamurthy et al. | A review of integrating solar collectors to solar still | |
| Kumar et al. | Solar stills system design: A review | |
| Abujazar et al. | The effects of design parameters on productivity performance of a solar still for seawater desalination: A review | |
| Sangeetha et al. | A review on PCM and nanofluid for various productivity enhancement methods for double slope solar still: Future challenge and current water issues | |
| Sharon et al. | A review of solar energy driven desalination technologies | |
| Sampathkumar et al. | Active solar distillation—A detailed review | |
| US9623344B2 (en) | Seawater, brine or sewage solar desalination plant, and desalination method | |
| Mohsenzadeh et al. | Development and experimental analysis of an innovative self-cleaning low vacuum hemispherical floating solar still for low-cost desalination | |
| CN102674490A (en) | Self-sufficient water supply disc type solar sea water desalting device | |
| Bhargva et al. | Factors affecting the performance of a solar still and productivity enhancement methods: a review | |
| US10954138B2 (en) | Liquid purification with film heating | |
| US20210380437A1 (en) | Solar ocean thermal energy seawater distillation system | |
| Pourkiaei et al. | Status of direct and indirect solar desalination methods: comprehensive review | |
| CN104528853B (en) | A kind of embedded pair of chimney type solar seawater desalination system and desalination method thereof | |
| Zala et al. | Present status of solar still: a critical review | |
| Deniz | Solar-powered desalination | |
| Mohamed et al. | A comprehensive review of the vacuum solar still systems | |
| US8465628B1 (en) | Floating solar energy conversion and water distillation apparatus | |
| IL168779A (en) | Method and plant for desalinating salt-containing water | |
| CN202671244U (en) | Disk type solar seawater desalting plant with self water feeding and replenishing functions | |
| WO2006005242A1 (en) | Method and equipment of power generation | |
| Lindblom | Solar thermal technologies for seawater desalination: state of the art | |
| US20140124356A1 (en) | Process for solar thermal energy production | |
| Chaibi et al. | Solar thermal processes: A review of solar thermal energy technologies for water desalination | |
| CN111895662B (en) | Solar heat collection device with automatic drainage control function |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20170708 |