Как ускорить солнечный опреснитель
[IC2] Создание дистиллированной воды
McRazoR
Страшный сон моцерапторов
Существует 2 способа создания дистиллированной воды: с помощью солнечного опреснителя и с помощью парогенератора. Плюсы и минусы есть и там, и там.
Сначала рассмотрим солнечный опреснитель.
Плюсы:
— требуется только установка и подача воды, после чего он бесконечно будет работать без каких-либо вмешательств.
Минусы:
— создание дистиллированной воды в очень малых количествах, поэтому нужно устанавливать много таких механизмов, чтоб обеспечить хорошую прибыль, что в свою очередь занимает много места.
— работает только днём.
Теперь парогенератор.
Плюсы:
— создание дистиллированной воды в больших количествах;
— занимает минимум места;
— работает в любое время суток.
Минусы:
— не будет работать при отсутствии электроэнергии;
— собирается накипь, которая через некоторое время останавливает работу парогенератора, поэтому требуется переустановка и перенастройка;
Начнем с солнечного опреснителя. Устанавливаем его и подключаем к нему бесконечный источник воды.
Готово. Открываем опреснитель и кладём туда пустые капсулы.
Всё сделано. Можно наблюдать, как образуется дистиллированная вода. Процесс очень долгий: чтобы получить 1 капсулу (а это 1000 mB) дистиллированной воды, придется ждать 1 час в лучшем случае (на создание 1 mB дистиллированной воды уходит приблизительно 4 секунды), если не учитывать то, что ночью работа не идет. Поэтому, как описывалось выше, можно поставить побольше опреснителей, чтоб ускорить данный процесс.
Переходим к парогенератору. Нам понадобится:
— электрический термогенератор (2 штуки);
— катушка (20 штук);
— конденсатор;
Устанавливаем парогенератор и подключаем к нему (желательно сзади) бесконечный источник воды.
После этого к левой и правой сторон парогенератора подключаем впритык электрические термогенераторы (оранжевыми отверстиями к парогенератору) и помещаем в каждый по 10 катушек.
Впритык к передней части парогенератора устанавливаем конденсатор и помещаем в него пустые капсулы.
На создание 100 mB дистиллированной воды уходит 10 секунд, то есть приблизительно за 1.6 минуты вы получите 1 капсулу дистиллированной воды.
[!] Нашли ошибку? Проблемы с прогрузкой изображений в теме? Есть предложения насчёт дополнений к гайду? Пишите автору темы!
Изобретен опреснитель морской воды, работающий на солнечной энергии
Ученые NEWT разработали технологию дистилляции при помощи нанофотонной солнечной мембраны
В исследовательском центре Университета Райса изобрели технологию опреснения морской воды, которой достаточно энергии солнечного света. Это первая крупная инновация центра водоочистных нанотехнологий (NEWT) при университете.
Ученые NEWT разработали технологию дистилляции при помощи нанофотонной солнечной мембраны (NESMD), сочетающей традиционные способы очистки воды с новейшими нанотехнологиями, превращающими солнечный свет в тепло.
Несмотря на то, что в полутора сотнях стран действует более 18 000 станций опреснения, инженеры NEWT изобрели новый, уникальный подход, пригодный как для домашнего использования, так и для крупных общин и деревень.
Давно известный метод опреснения соленой воды заключается в выпаривании соли и конденсации пара. Его применяли веками, но он требует сложного оборудования и больших затрат энергии. Больше половины стоимости работы такой станции уходит на источник энергии. Опреснение при помощи мембраны, когда горячая соленая вода течет с одной стороны пористого материала, а холодная пресная — с другой, требует гораздо меньше энергии, поскольку кипячения не происходит. Тем не менее, и этот метод довольно энергозатратный.
Технология NEWT основана на дешевых и коммерчески доступных наночастицах, которые впитывают около 80% солнечного света, вырабатывая тепло. В сочетании с этими наночастицами мембрана превращается в односторонний нагревательный элемент, которому не требуется дополнительный источник энергии. При этом производительность опреснителя возрастает, если применяется концентрированный солнечный свет. «Линза с 25-кратной концентрацией дает интенсивность до 17,5 кВт на кв. м, а выработка воды повышается до примерно 6 литров на кв. метр в час», — говорит Цилинь Ли, глава испытательной группы.
NEWT планирует производить сборные панели, которые люди смогут заказывать в зависимости от своих потребностей. Например, если надо получать 20 литров воды в час, а панели производят 6 литров в час на кв. метр, то достаточно будет приобрести 3 кв. метра панелей.
Способ сокращения коррозии мембраны при воздействии горячего соляного раствора изобрели калифорнийские инженеры. Благодаря углеродным нанотрубкам, которые нагревают рассол только на поверхности мембраны, они добились почти 100% выхода пресной воды. опубликовано econet.ru
Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:
Обессоливание воды. Новый солнечный опреснитель с КПД 46%
Дефицит пресной воды, одна из самых серьезных глобальных проблем, угрожает развитию общества во многих регионах. Инженеры из Даляньского морского университета Китая разработали устройство на солнечной энергии для обессоливания воды, которое сочетает в себе высокую эффективность, долговечность и дешевизну.
Солнечное испарение на границе раздела фаз, локализующее преобразование солнечной энергии в тепловую на границе раздела пар-жидкость, обеспечивает новый подход к опреснению морской воды.
В основе устройства лежит вспененный полиэтилен, обеспечивающий плавучесть и теплоизоляцию. Массив пенополиэтилена обернут нетканым материалом типа айрлайд, содержащим абсорбент. Аналогичное полотно используется для впитывания влаги в гигиенических изделиях. В опреснителе айрлайд служит для подъема воды к верхней части устройства, покрытой оксид-нитридом титана.
«В солнечной энергетике оксид-нитрид титана — стандартное покрытие для коммерческих продуктов, оно способно поглощать лучи солнца и широко используется в солнечных водонагревателях и в фотоэлектрических установках, — рассказывает Чао Чан, ведущий автор исследования. — У этого вещества коэффициент поглощения солнечной энергии высокий, а коэффициент теплового излучения — небольшой, поэтому оно эффективно превращает солнечную энергию в тепловую».
Для сбора создаваемого опреснителем водяного пара можно использовать любой конденсатор стандартной конструкции. Например, прозрачный контейнер с наклонной верхней поверхностью, на которой вода будет переходить в жидкое состояние и затем стекать по стенкам в приемник.
В ходе испытаний разработки эффективность всего процесса получения чистой воды с помощью солнечной энергии составила 46%. Это высокий показатель для опреснителя, так как у аналогичных моделей КПД обычно равен 30–40%.
Другое важное преимущество устройства — способность к длительной работе. Применяемый айрлайд препятствует скоплению соли на испаряющей поверхности, которое часто становится причиной снижения производительности подобных опреснителей, и кроме того может использоваться повторно до 30 раз.
Несмотря на обилие воды на Земле, питьевая пресной воды составляет около 3,5×108 м, 3что составляет всего 2,53% от общего объема мировых запасов воды. Для решения проблемы глобальной нехватки воды были предприняты многочисленные усилия по разработке новых передовых материалов и технологий для улучшения качества и производства пресной воды из морской и даже загрязненной воды. Современные технологии очистки воды в основном включают технологию очистки с помощью мембран обратного осмоса и технологию опреснения методом испарения. Однако обычные технологии очистки воды имеют сложную структуру, высокую стоимость, высокое потребление энергии и высокую стоимость обслуживания, что затрудняет их практическое применение, особенно в развивающихся странах. Солнечная энергия, как возобновляемый и чистый ресурс, применяется в солнечных водонагревателях, солнечных электростанциях и солнечных фотоэлектрических установках. Как правило, солнечная энергия может быть преобразована в электрическую с помощью фотоэлектрических процессов или тепловую энергию с помощью фототермических процессов. По сравнению с фотовольтаикой, технологии преобразования солнечной энергии в тепловые, в которых используются фототермические материалы для сбора солнечной энергии и преобразования ее в тепловую энергию, стали наиболее прямым способом подачи энергии и привода турбин во многих важных промышленных процессах. Недавно технология межфазного испарения с использованием солнечной энергии, которая локализует преобразование солнечной энергии в тепловую на границе раздела пар-жидкость, была предложена в качестве потенциального способа снижения тепловых потерь и повышения эффективности преобразования солнечной энергии в тепловую.
Фильтр-опреснитель для соленой воды из пластиковой бутылки и жестяной банки, изготовление и порядок опреснения соленой воды.
Простейший фильтр-опреснитель для соленой морской воды можно изготовить буквально за несколько минут из любой подходящей пластиковой бутылки и жестяной банки из под пива или других напитков.
Фильтр-опреснитель для соленой воды из пластиковой бутылки и жестяной банки, изготовление и порядок опреснения соленой воды.
Соленая вода морей и океанов непригодна для питья из-за высокого содержания в ней солей и минеральных веществ. Для их выведения из организма человека потребуется воды больше, чем ее выпитое количество.
Так, например, в одном литре морской или океанской воды содержится около 30-35 грамм солей, в зависимости от региона. Для выведения такого количества солей из организма человека потребуется примерно 1,2-1,6 литра пресной воды. То есть, чем больше пить соленой воды, тем больше будет нужно пресной воды.
Таким образом, соленая вода не только не утолит жажду, а наоборот, приведет к быстрому обезвоживанию организма. Кроме того, обычное обезвоживание усугубляется тем, что в соленой морской воде среди прочих солей содержится сульфат магния. А он вызывает сильное расстройство желудка. Поэтому употребляя соленую морскую воду, вы умрете еще быстрее, чем совсем без воды.
Однако, после опреснения, соленую воду из морей и океанов можно спокойно пить. Кроме того, в чрезвычайных ситуациях, соленую морскую воду можно пить, если разбавить ее пресной как минимум в соотношении 2:3.
Конструкция и изготовление простейшего фильтра-опреснителя для соленой воды из пластиковой бутылки и жестяной банки.
Предлагаемый фильтр-опреснитель имеет простейшую конструкцию и для своей работы использует тепло Солнца. Он состоит из двух частей, пластиковой бутылки и жестяной банки. Как правило, их сейчас в достаточном количестве можно найти практически на любом диком побережье.
Чтобы сделать фильтр-опреснитель, надо:
Отрезать ножом или ножницами дно от пустой пластиковой бутылки цилиндрической формы.
Отрезать верхнюю часть у жестяной банки из под пива или других напитков.
Нижнюю часть пластиковой бутылки надо согнуть внутрь. Так, чтобы образовался желоб высотой не менее 5 см.
Заполнить жестяную банку соленой морской водой. Поставить ее на твердую поверхность под прямые солнечные лучи.
Надеть сверху подготовленную пластиковую бутылку. Ее крышка обязательно должна быть плотно закручена.
От жары соленая вода будет испаряться. Испарения будут конденсироваться на верхней внутренней поверхности пластиковой бутылки, а соль останется внутри жестяной банки. Капли пресной воды, которые соберутся на стенках пластиковой бутылки, стекут вниз и окажутся в желобе. Когда в желобе пластиковой бутылки соберется достаточное количество питьевой воды, надо просто открутить крышку и выпить ее.
Особенности изготовление и работы простейшего фильтра-опреснителя для соленой воды из пластиковой бутылки и жестяной банки.
Чем больше по объему будет пластиковая бутылка, тем лучше.
Чем прозрачнее будут стенки бутылки, тем лучше.
Когда фильтр-опреснитель находится в работе, крышка бутылки должна быть хорошо завинчена.
Чем темнее будет поверхность жестяной банки, тем лучше.
Место соприкосновения опреснителя с землей, желательно герметизировать. Например тем же песком.
Фильтр-опреснитель должен постоянно находится на Солнце.
Производительность показанного фильтра-опреснителя крайне низкая. В зависимости от интенсивности солнечного излучения, за 4-6 часов работы днем, он способен дать вам всего около 50-70 грамм пресной воды. Поэтому желательно, по возможности, сделать и использовать сразу с десяток, а то и больше, таких устройств.
В условиях выживания, в аварийных и чрезвычайных ситуациях, имеет смысл пить не чистую опресненную воду, а разбавить ее с соленой морской водой. В соотношении 1,5-1, а еще лучше 2:1.
Также имеет смысл оставлять такой фильтр-опреснитель в работе и на ночь. За счет разницы дневных и ночных температур, процесс конденсации капель воды на внутренних стенках пластиковой бутылки будет продолжаться.
Процесс опреснения соленой воды из жестяной банки можно искусственно ускорить. Например аккуратно поместив всю конструкцию над жаром костра. Однако, при этом надо учитывать, что жестяная банка может сильно нагреться и деформировать пластиковую бутылку.
Как ускорить солнечный опреснитель
Инженеры MIT вместе с коллегами из Шанхайского университета разработали устройство для опреснения воды на солнечной энергии, не потребляющее дополнительных ресурсов и производящее 5,7 литра свежей воды в час при использовании солнечных модулей площадью 1 м2. Такие системы, по мнению разработчиков, можно будет задействовать в неэлектрифицированных прибрежных районах для обеспечения местных жителей дешевой и качественной питьевой водой.
Инновационный девайс представляет собой многослойную систему плоских солнечных испарителей и конденсаторов, установленных вертикально и закрытых сверху прозрачным аэрогелем, выполняющим функцию изолирующего материала.
Ключевой фактор энергоэффективности системы обеспечивается тем, что выработанное на каждом этапе технологического процесса тепло накапливается, а не теряется, и на демонстрационном прототипе команда инженеров показала конверсию солнечного света в энергию для выпаривания воды на уровне 385%.
Многослойная система испарения и конденсации похожа на систему дистилляции спирта. Плоские панели абсорбируют тепло и переносят его в слой воды, которая при нагревании начинает испаряться. Затем эта вода конденсируется на следующей панели, куда передается и накопленное тепло.
«При конденсации воды энергия высвобождается как тепло, которое можно использовать для выпаривания воды на следующем этапе»,- поясняет профессор Ван.
Каждый новый уровень конденсации улучшает качество питьевой воды, однако и увеличивает стоимость всей системы, и разработчики выбрали в качестве золотой середины десятиступенчатую систему опреснения. С одного квадратного метра солнечной установки за час было получено 5.78 литра воды, полностью соответствующей стандартам питьевой воды.
Достигнутый показатель производительности в два с лишним раза выше, чем у всех применяемых сегодня пассивных систем опреснения. Теоретически, при совершенствовании системы ее эффективность можно поднять с 385% до 700% или даже 800%, уверяют ученые.
В отличие от других опреснительных систем, новая установка не накапливает соль. По словам исследователей, все солевые растворы будут просто вымываться ночью через впитывающий материал обратно в морскую воду. Также, ее дополнительным достоинством служит возможность изготовления из недорогих, легкодоступных материалов.
Самым дорогостоящим компонентом прототипа является слой прозрачного аэрогеля, используемого в качестве изолятора, но команда предлагает использовать для этих целей другие менее дорогие материалы (сам аэрогель сделан из дешевого кремнезема, но для его изготовления требуется специальное сушильное оборудование).
Одним из возможных применений могут служить плавучие панели, размещаемые на поверхности водохранилищ. Они будут полностью автономными и обеспечат доставку пресной воды по трубам на берег в солнечную погоду. Другие системы могут быть спроектированы для обслуживания отдельных домохозяйств. По оценкам ученых, установка с солнечным коллектором площадью 1 м2 сможет обеспечивать суточный объем воды для одного человека, а при запуске в серию, устройство, обеспечивающее потребности одной семьи, будет стоить около 100 долларов.
А вы что думаете по этому поводу? Дайте нам знать – напишите в комментариях!
Понравилась статья? Поделитесь ею и будет вам счастье!