الماء من الهواء: كيف تعمل مولدات المياه في الغلاف الجوي. طريقة استخلاص الهواء من الماء

مبدأ التشغيل

GV هو إطار هرمي مع حشو ممتص للرطوبة. يتكون الإطار الهرمي من أربع نقاط بيع. 3 ، ملحومة على نقاط البيع الأساسية. 4 ، مصنوعة من زاوية معدنية.

نقطة بيع شبكة معدنية. 15؛ من الأسفل إلى القاعدة بمساعدة التراكبات pos. 6 أ البليت البولي ايثيلين. 5 مع وجود ثقب في المنتصف.

المساحة الداخلية للإطار الشبكي مملوءة بإحكام (ولكن بدون تشوه الجدران) بمادة ماصة للرطوبة. في الخارج قبة شفافة ، نقاط البيع. 1 ، والذي تم إصلاحه بأربع علامات تمدد. 8 ونقاط البيع لامتصاص الصدمات. 14. HW لها دورتان عمل: امتصاص الرطوبة من الهواء بواسطة مادة الحشو. تبخر الرطوبة من الحشو مع تكثيفه اللاحق على جدران القبة.

عند غروب الشمس ، يتم رفع القبة الشفافة لتوفير وصول الهواء إلى مادة الحشو ؛ تمتص الحشوة الرطوبة طوال الليل.

في الصباح ، يتم إنزال القبة وإغلاقها بممتص الصدمات ؛ تبخر الشمس الرطوبة من الحشو ، ويتجمع البخار في الجزء العلوي من الهرم ، ويتدفق المكثف أسفل جدران القبة على الدرج ويملأ الحاوية بالماء من خلال الفتحة الموجودة فيه.

صنع مولد مياه

يبدأ التحضير لتصنيع HV بجمع الحشو.

كمادة حشو ، يتم استخدام قصاصات ورق الصحف ؛ يجب أخذ الورق من الصحف خاليًا من الخط المطبعي لتجنب تلوث المياه الناتجة بمركبات الرصاص.

سيستغرق عمل جمع الورق الكثير من الوقت ، ولكن خلال هذا الوقت يتم تصنيع العناصر المتبقية من GW.

القاعدة ملحومة من زوايا معدنية بأبعاد أرفف 35 × 35 مم ، أربعة دعامات نقاط البيع. نقاط البيع 10 من نفس الزوايا وثمانية أقواس. 13. الأقواس مترابطة مع نقاط بيع قضبان فولاذية. 17 طول 930 ملم. قطر 10 مم.

من الأعلى ، يتم لحام شبكة معدنية بحجم شبكة 15 × 15 مم على أرفف الزوايا. قطر سلك شبكة 1.5-2 مم.

أربعة نقاط تراكب مقطوعة من الشريط الفولاذي. 6. يتم حفر ثقوب بقطر 4.5 مم من خلال الفتحات الموجودة في التراكبات في زوايا القاعدة ويتم قطع الخيوط لمسامير BM 5 ؛ ثم يتم تثبيت القاعدة في المكان المحدد لـ GW مؤامرة حديقة، حديقة ، إلخ.

يجب اختيار المكان بحيث لا تحجب الأشجار والمباني GW. بعد اختيار مكان الدعم ، يتم تثبيت القاعدة في الأرض ملاط الاسمنت. يُسمح بلحام النيكل الداعم بقطر 100 مم من لوح فولاذي بسمك 2 مم إلى الدعامات.

بعد ذلك ، يتم لحام أربعة رفوف بالتناوب في زوايا المربع الأساسي بحيث يصبح طول الرفوف 30 مم في وسط القاعدة على ارتفاع تقريبًا.

مادة الأعضاء المتقاطعة هي نفسها تلك الموجودة في الرفوف.

ثم من فيلم البولي ايثيلين 1 مم ، منصة نقالة. 5 ؛ حواف البليت ، التي ستكون أسفل التراكبات ، مطوية لتقوية نقطة التعلق. قطع في وسط البليت حفرة مستديرةبقطر 70 مم - لتصريف المياه. يمكن أيضًا تقوية حواف الثقوب باللحام على طبقة إضافية من البولي إيثيلين.

بعد ذلك ، يتم تثبيت إطار شبكي على الرفوف ، وهو عبارة عن شبكة صيد دقيقة مع شبكة مقاس 15 × 15 مم. ترتبط الشبكة بالقوائم وحواف البليت من شبكة معدنيةبمساعدة شريط قطني بذلك. بحيث تكون الشبكة مشدودة بين الرفوف.

من المستحسن أيضًا ربط الشبكة بالقضبان المتقاطعة ، وتقسيم الحجم الداخلي للهرم إلى جزأين.

قبل ربط الشبكة بالوظيفة الأخيرة ، تمتلئ الأجزاء (بدءًا من الأعلى) للإطار الشبكي الناتج بكثافة بقصاصات مجعدة من ورق الصحف. يجب أن يتم التعبئة بطريقة لا مساحة فارغةداخل الهرم وكان نتوء الجدران الشبكية في حده الأدنى.

ثم ننتقل إلى صناعة قبة شفافة.

إنه مصنوع من فيلم بولي إيثيلين ، يتم قطعه وفقًا للرسم ، نقاط البيع. 1 وملحومة بمكواة لحام على طول الطائرات A ، A1. يجب إجراء الدرز دون ارتفاع درجة الحرارة حتى لا يصبح البولي إيثيلين هشًا في موقع اللحام.

لمنع انتهاك سلامة القبة الموجودة أعلى الهرم ، يتم تغطيتها بنوع من "غطاء" البولي إيثيلين - الجزء B وفقًا للرسم ، pos. 1. ثم بعد وضع القطعة B على الهرم ، ضع القبة بعناية على الإطار. بعد تقويم القبة ، يتم لحام حواف الطائرات C معًا: يتم الحصول على نوع من السقف.

استغلال

عند غروب الشمس ، يتم تثبيت القبة الشفافة على مستوى العارضة وتثبيتها في هذا الوضع بعلامات التمدد ، ووضع خطافات على القضبان. 17.

خلال الليل ، تمتص الورق الرطوبة ، وفي الصباح تنخفض القبة ، وتثبت الحافة السفلية للقاعدة بممتص الصدمات.

خلال النهار ، ستسخن الشمس الهرم ، وستتبخر الرطوبة من الورق ، ويتكثف البخار على الجدران في الماء الذي يتدفق إلى أسفل. يتم جمع الماء عن طريق استبدال وعاء تحت ثقب في وعاء بلاستيكي.

عند غروب الشمس ، تتكرر الدورة.

يتعلق الاختراع بمعدات الغوص ويمكن استخدامه لإنشاء أجهزة للغوص المستقل. تتميز طريقة استخراج الهواء من الماء عن طريق تبادل الغازات بين الماء والوسط الغازي لحجرة مجوفة محدودة بفيلم غشائي باستخدام مادة مسامية ذات مسام يصل قطرها إلى 100 ميكرومتر كغشاء غشاء. يتم إجراء تبادل الغازات عند ضغط هواء في الغرفة المجوفة يتجاوز الضغط الكلي للغلاف الجوي والعمود الهيدروستاتيكي لغمر الغرفة. تم تحقيق زيادة في معدل تبادل الغازات بين هواء الغرفة والماء وانخفاض كمية غشاء الفيلم المستخدم. 4 w.p. يطير.

يتعلق الاختراع بمجال العمل تحت الماء ويمكن استخدامه لإنشاء أجهزة للغوص الذاتي مع وقت غير محدود عمليًا يقضيه تحت الماء ، وكذلك لدعم حياة الأشخاص تحت الماء وأنشطتهم. حاليًا ، يتم استخدام معدات الغوص أو الأجهزة المغلقة والمختومة مثل الغواصات لهذه الأغراض. في الحالة الأولى ، للتنفس تحت الماء ، اسطوانات مضغوطة أو غاز مسال، والتي تشمل الأكسجين ، وفي الحالة الثانية ، كقاعدة عامة ، يتم استخدام التجديد العناصر الكيميائيةلامتصاص ثاني أكسيد الكربونوتقليل الأكسجين (براءة الاختراع RF 2138421 ، B 63 C ، 11/00 ، 11/36 ، عام 1999). عيوب الحلول المعروفة هي التعقيد والتكلفة العالية ، والوقت الذي يقضيه تحت الماء مقيد بإمداد الغاز في الاسطوانة أو حجم عناصر التجديد. الأقرب إلى الطريقة المقترحة في جوهرها هي الطريقة التي تعتمد على استخراج الأكسجين من الماء وإزالة ثاني أكسيد الكربون من خلال حجرة مجوفة مصنوعة من أغشية بلاستيكية منتقاة ، والتي اتخذناها كنموذج أولي ("العلم والحياة" ، 1965 ، 3 ، ص 139 ؛ "العلم والحياة" ، 1967 ، 2 ، ص 86). ومع ذلك ، فإن العيب الكبير لهذه الطريقة هو أن معدل تبادل الغازات بين الهواء والماء ، والذي يعتمد على معدل انتشار الأكسجين وثاني أكسيد الكربون عبر الغشاء ، مع قوة دافعة صغيرة (يحددها الاختلاف ضغوط جزئيةالأكسجين داخل الغرفة وخارجها فوق الماء) منخفض جدًا ، ونتيجة لذلك يتطلب غشاء 6 م 2 لتزويد الشخص بالأكسجين ، وهو مكلف للغاية ، تصميم معقدالكاميرات واستخدام المواد البلاستيكية النادرة. الهدف من الاختراع هو زيادة معدل تبادل الغازات بشكل كبير بين هواء الحجرة والماء وتقليل كمية غشاء الغشاء المستخدم. تم حل المشكلة بسبب حقيقة أنه في طريقة استخراج الهواء من الماء عن طريق تبادل الغازات بين الماء والوسط الغازي لغرفة مجوفة ، غشاء غشاء ، في حين أن مادة مسامية ذات مسام يصل قطرها إلى 100 ميكرومتر تكون يستخدم كغشاء غشاء ، ويتم تبادل الغازات عند ضغط الهواء في الغرفة المجوفة ، بما يتجاوز الضغط الكلي للغلاف الجوي والعمود الهيدروستاتيكي لغمر الغرفة. بالإضافة إلى ذلك ، يكون ضغط الهواء في الغرفة أقل من الضغط المطلوب للتغلب على قوى التوتر السطحي للماء عند السطح البيني بين مرحلتي الغاز والسائل في مسام غشاء الغشاء. بالإضافة إلى ذلك ، يتم الحفاظ على ضغط الهواء في الغرفة بواسطة الايداع القسريغاز. الغاز المستخدم عبارة عن هواء أو أكسجين أو نيتروجين أو هيليوم أو مخاليط منهما. كغشاء غشاء ، بوليمر منسوج أو غير منسوج ، قطن ، صوف ، مواد اصطناعية. يستخدم الاختراع الحالي قوى التوتر السطحي عند حدود المرحلة (في هذه القضيةماء هواء)؛ تسمح لك قوى التوتر السطحي للماء بالحفاظ على ضغط الهواء الزائد. تقع حدود المرحلة في هذه الحالة في مسام الغشاء المستخدم. وبالتالي ، يتم إنشاء اتصال مباشر بين الوسط الغازي والماء في مسام الغشاء ، ويتم إجراء تبادل الغازات مباشرة ، متجاوزًا الانتشار عبر مادة الغشاء ، مما يزيد سرعته بشكل كبير ، وهذا بدوره يجعل من الممكن تقليل منطقة الغشاء. يكفي فقط 10-50 مم من عمود الماء الضغط الزائدلمنع دخول الماء إلى الحجرة ، على الرغم من أن تبادل الغازات ككل وتبادل الغازات لمكونات الغاز الفردية يحدث أيضًا بشكل كبير قيم كبيرة ضغط زائد. تعتمد شدة تبادل الغازات على الاختلاف في الضغوط الجزئية لمكونات الغاز داخل الغرفة وفوق الماء الملامس للغشاء. تم اختيار مادة الأغشية وحجم مسامها لإنشاء غرفة مجوفة في غرفة قائمة خاصة. تم تركيب عينة من الغشاء المسامي بقطر 50 مم أعلى الحجرة وتم تثبيتها أعلى الجزء السفلي المجوف المحكم من الحامل. الجزء السفلي من الحامل مزود بجهاز قياس ضغط الهواء. بالإضافة إلى ذلك ، يتم توصيل مصدر هواء بأسفل الحامل. عندما يتم تثبيت غشاء جاف مسامي ، يمر الهواء دون عوائق تقريبًا عبر مسام الغشاء. عندما يكون الحامل مغمورًا في الماء ، تزداد مقاومته عدة مرات ، لأنه عند حدود طور الهواء والماء في مسام الغشاء ، تمنع قوى التوتر السطحي للماء المرور الحر للهواء. تتناسب مقاومة الغشاء المجوف عكسياً مع قطر فتحات المسام وتتنوع من 5 مم من عمود الماء بقطر مسامي يبلغ 100 ميكرومتر إلى عدة أجواء من الضغط الزائد بقطر مسام أقل من 0.01 ميكرومتر. مع مزيد من غمر الحامل تحت الماء ، تزداد مقاومة الغشاء بقيمة الضغط الهيدروستاتيكي لعمود الماء وتعتمد على عمق الغمر. تم إجراء اختبار تبادل الغازات بين الماء والحجرة المجوفة على جهاز مصمم خصيصًا. يتم إعطاء نتائج الاختبار في الأمثلة التالية ، والتي توضح ، ولكنها لا تحد من إمكانية استخدام الاختراع. مثال 1. جهاز الاختبار من خلال قطعة فم بها أنبوب فرعي متصل بحجرة مجوفة بحجم حوالي 100 لتر ، مكونة من خلال تغطية حلقتين بقطر 800 مم لكل منهما حجم مسام يصل إلى 100 ميكرومتر مع مسافة بين الحلقات 200 مم ، تم تخفيضها تحت الماء إلى عمق من 0.3 إلى 1.5 متر.كان الضغط داخل الحجرة 30-50 مم من عمود الماء أكثر من الضغط الكلي للجو والعمود الهيدروستاتيكي ، والذي يختلف من 1.03 إلى 1.15 ضغط جوي. عندما تم إنزال الحجرة في الماء ، تم تعليق حمل منها للتغلب على قوة طفو الماء. في هذه الحالة ، يتم التنفس فقط مع الهواء داخل الغرفة. تم إجراء الزفير داخل الغرفة أيضًا. كان الوقت الذي يقضيه المختبر تحت الماء 50 دقيقة. تم إجراء الاستنشاق والزفير عبر الغرفة دون جهد ملحوظ. في حالة عدم وجود تبادل للغازات بين هواء الغرفة والماء ، يمكن للشخص المختبر أن يتنفس هذا الحجم من الهواء لمدة لا تزيد عن 10 دقائق ، وبعد ذلك ، بسبب استنفاد الأكسجين وتراكم ثاني أكسيد الكربون ، سيكون التنفس مستحيلاً. وبالتالي ، تم إجراء تبادل الغازات بين هواء الغرفة والماء بشكل طبيعي. مثال 2. يتم تنفيذ الطريقة بشكل مشابه للمثال 1 ، ولكن يتم استخدام المرشحات "النووية" القائمة على البولي إيثيلين تيريفثاليت بقطر مسامي يبلغ 0.01 ميكرومتر كأغشية مسامية. أمضى المختبر 40 دقيقة تحت الماء. مثال 3. يتم تنفيذ الطريقة بشكل مشابه للمثال 1 ، ولكن يتم استخدام نسيج مدمج يعتمد على الصوف والصوف كأغشية مسامية. ألياف تركيبية. يتراوح قطر مسام المادة من 15 إلى 80 ميكرون. قضى المختبر 2.0 ساعة تحت الماء ، ينخفض ​​إلى عمق 2.6 متر ، وكان الضغط داخل الحجرة 90 ملم من عمود الماء أكثر من الضغط الكلي للغلاف الجوي والعمود الهيدروستاتيكي ، والذي كان 1.26 ضغط جوي. مثال 4. يتم تنفيذ الطريقة بشكل مشابه للمثال 1 ، ولكن يتم الغوص على عمق 7.0 متر عند ضغط داخل الحجرة 70 مم من عمود الماء فوق قيمة 1.7 ضغط جوي. في نفس الوقت ، بسبب الضغط الهيدروستاتيكي ، تم ضغط الحجرة وانخفض حجمها إلى ما يقرب من 58 لترًا. لاستعادة حجم الغرفة من بالون به هواء مضغوطتم توفير الهواء من خلال جهاز خاص حتى تمت استعادة حجم الغرفة إلى 100 لتر. لم يسبب التنفس صعوبات للمختبر. استمرت التجربة 30 دقيقة. مثال 5. يتم تنفيذ الطريقة بشكل مشابه للمثال 4 ، ولكن يتم إجراء المكياج لاستعادة الحجم بمزيج من الهيليوم والأكسجين مع 20٪ أكسجين. لمدة 45 دقيقة ، استنشق الشخص الخاضع للاختبار هذا الخليط دون صعوبة ملحوظة في الشهيق والزفير. في هذه الحالة ، غادر جزء من الغاز الموفر الغرفة عبر أكبر مسام الغشاء. كان الضغط داخل الحجرة 220 مم من الماء فوق قيمة 1.7 ضغط جوي. مثال 6 قبة سعة 50 لترًا مصنوعة من مادة تعتمد على نسيج الفسكوز والزجاج بقطر مسام أقل من 70 ميكرومتر. توضع القبة تحت الماء وتمتلئ بالنيتروجين. بعد 5 ساعات من أن تكون القبة تحت الماء ، يتم أخذ عينة غاز لمحتوى الأكسجين. وأظهر التحليل وجود أكسجين تحت القبة بنسبة 18.7٪ ، مما يدل على انتشار الأكسجين من الماء. كما يتضح من الأمثلة المقدمة ، فإن الطريقة المقترحة تسمح لك بالعمل تحت الماء لفترة طويلة (تصل إلى ساعتين أو أكثر) على أعماق مختلفة ، بينما باستخراج الهواء (الأكسجين) من الماء ، يتم الحفاظ على تركيز الأكسجين ثابت حتى عند أقل بكثير (حوالي 1 ، 5 م 2) من سطح الغشاء.

مطالبة

1. طريقة لاستخراج الهواء من الماء عن طريق تبادل الغازات بين الماء والوسط الغازي لحجرة مجوفة محدودة بفيلم غشائي ، يتميز باستخدام مادة مسامية ذات مسام يصل قطرها إلى 100 ميكرومتر كغشاء غشاء ، ويتم تبادل الغازات عند ضغط الهواء في الغرفة المجوفة الذي يتجاوز الضغط الكلي للغلاف الجوي والعمود الهيدروستاتيكي لغمر الغرفة. تتميز الطريقة وفقًا لعنصر الحماية 1 ، بأن ضغط الهواء في الغرفة أقل من الضغط اللازم للتغلب على قوى التوتر السطحي للماء عند السطح البيني بين مرحلتي الغاز والسائل في مسام غشاء الغشاء. الطريقة وفقًا للمطالبة 1 أو 2 ، تتميز بأن ضغط الهواء في الغرفة يتم الحفاظ عليه عن طريق الإمداد القسري بالغاز. طريقة وفقًا لعنصر الحماية 3 ، تتميز بأن الغاز المستخدم عبارة عن هواء ، أو أكسجين ، أو نيتروجين ، أو هيليوم ، أو مخاليط منها. الطريقة وفقًا لأي عنصر من عناصر الحماية من 1 إلى 4 ، تتميز باستخدام البوليمر المنسوج أو غير المنسوج ، والقطن ، والصوف ، والحرير ، والمواد الاصطناعية كغشاء غشاء.

NF4A إعادة براءة اختراع أو براءة اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية الاتحاد الروسيلاختراع

يجب تقدير قيمة الماء وعدم سكبه سدى. في العالم الحديثحتى الأطفال يعرفون ذلك. أسهل طريقة لسكان المدينة لتقدير الأهمية الكاملة لهذا الحكم هي إذا تخيلت نفسك في صحراء حيث لا يمكن الحصول على المياه إلا من باطن الأرض ومن الهواء. وبعد ذلك بمهارة معينة. لكننا لن نتحدث عن طرق جمع المياه النظيفة في الظروف القصوى ، ولكن عن الأجهزة التي تجعل الحياة أسهل للناس عن طريق استخراجها من الهواء.

كم مرة قيل إن المياه النظيفة الصالحة للاستخدام هي أساس كل أشكال الحياة على الأرض وكل عام تصبح أكثر ندرة. أن الحروب في المستقبل القريب لن تتكشف بسبب النفط والمعادن الأخرى ، ولكن على وجه التحديد بسبب حبيبها؟ ..

بالفعل ، يعاني واحد من كل خمسة أشخاص من مشاكل نقص. يشرب الماء. وحتى سكان البلدة ، اعتادوا على الراحة المقدمة الأنظمة الحديثةإمدادات المياه ، لا تنسى ذلك.

ماذا قالوا في حصة الجغرافيا؟ "معظم سطح الأرض مغطى بالمياه ..." أي حوالي 326 مليون ميل مكعب من الماء. 97٪ منها مالحة من البحار والمحيطات ، و 3٪ فقط منها طازجة. لكن حتى من هذا الجزء ، 99.3٪ على شكل جليد ، ونصف ما تبقى تحت الأرض.

دورة المياه في الطبيعة ومشاركة مولدات المياه من الهواء فيها (رسم توضيحي بواسطة شركة AirWater).

بحلول عام 2025 ، سيتقاسم تسعة مليارات شخص على هذا الكوكب نفس المقدار المياه المتاحة. سيعيش معظمهم في مدن كبيرة مكتظة ، مما يشكل ضغطًا هائلاً على موارد المياه المحلية.

وإذا كنت تتذكر أن أنابيب المياه بالمدينة يجب إصلاحها باستمرار ، وتصحيحها وتحديثها ، فإن المستقبل يبدو أسودًا تمامًا ولا يحسد عليه.

إذن من أين لك ماء نظيف؟ يحتوي الهواء ، وفقًا لتقديرات مختلفة ، من 12 إلى 16 ألف كيلومتر مكعب من الرطوبة (أو 0.000012٪ من إجمالي المياه على الأرض). يمكن مقارنة هذا الحجم بكمية المياه في منطقة البحيرات العظمى. أمريكا الشمالية(أكبر مستودع طبيعي مياه عذبةفى العالم).

وفي الوقت نفسه ، في العديد من أفقر بلدان العالم وأكثرها اكتظاظًا بالسكان ، يكون الهواء رطبًا ودافئًا لدرجة أن الماء يمكن أن يتكثف خارجه مباشرة.

يحتوي المتر المكعب من الهواء (حسب الرطوبة) من 4 إلى 25 جرامًا من بخار الماء. يمكن للمنشآت الحالية أن تجمع في المتوسط ​​حوالي 20-30٪ من هذا المبلغ. معظم ظروف أفضلبالنسبة لهم ( رطوبة عاليةودرجة الحرارة) - في البلدان الواقعة ضمن 30 درجة من خط العرض من خط الاستواء.

نظرًا لأن الطبيعة تعمل باستمرار على تجديد المياه في الهواء ، فإن الأجهزة التي تنتج سائلًا ثمينًا من الهواء لا يمكنها الإضرار بالبيئة بأي شكل من الأشكال (حتى لو كان هناك الكثير منها مثبت في مكان معين). اتضح أن العملية يمكن أن تستمر إلى أجل غير مسمى وأن تشغيل الأجهزة مقيد فقط بعمر الخدمة.

دعنا نتحدث عن كيفية عمل مولدات المياه في الغلاف الجوي (AWG - مولد مياه الغلاف الجوي). تم تطوير الأنظمة الأولى التي تزود الماء من الهواء في التسعينيات.

في الواقع ، كانت مشابهة للنظام المستخدم لتجفيف الهواء في الثلاجات (يمكنك أيضًا تذكر المطر من تحت مكيفات الهواء في المدينة الحديثة). يدفع الضاغط المبرد عبر تعقيدات الأنابيب ، بينما تدفع المروحة الهواء فوق الأنابيب. إذا كانت درجة حرارة ملفات التبريد أقل بقليل من نقطة الندى ، فإن حوالي 40٪ من السائل من الهواء سوف يتكثف عليها ، ويتدفق في وعاء خاص. إذا كانت الأنابيب شديدة البرودة ، فسوف يتشكل الجليد على سطحها (والذي سيؤثر بالطبع على وظائف الجهاز).

خريطة توافر المياه في جليك 1998 (موضحة بواسطة Water Master).

ولكن بعد ذلك في الثلاجة ، وفي مولدات المياه من الغلاف الجوي توجد أيضًا خاصة مرشحات الهواء، معقمات فوق بنفسجية وفلاتر كربونية للمياه المجمعة ، أجهزة تثريها بالأكسجين ، حساسات مستوى الماء في الحاوية.

معلمات التشغيل المثلى للمنشآت هي: درجة حرارة أعلى من 15.5 درجة مئوية ورطوبة نسبية (RH) أعلى من 40٪ ، بالإضافة إلى ارتفاع غير مرتفع (لا يزيد عن 1200 متر). على الرغم من أن معظم التعليمات تشير إلى حوالي 20-40 درجة مئوية ورطوبة نسبية 60-100٪.

ومن الواضح أن تركيب هذه المولدات يتطلب وجود دخول هواء من خارج الغرفة. هناك مجموعة كاملة من العوامل هنا: من المدهش أن الهواء الجوي أنظف بكثير من هواء "المنزل" ، وهواء "المكتب" يتم تجفيفه بالفعل بواسطة مكيفات الهواء. نعم ، ومن الضار تجميع الرطوبة من الغرفة: فالناس يعانون بالفعل من انخفاض رطوبتها. على الرغم من أن أصغر التركيبات ، مع تهوية جيدة ، يمكن وضعها في المطبخ أو في الحمام.

أين يمكن أن يكون المجفف مفيدًا؟ لقد بدأنا من الصحراء - هناك سيكون مفيدًا لسكان المستوطنات النائية التي يكون توفير المياه المعبأة فيها مكلفًا أو مستحيلًا ، الجيش ، مما يؤدي قتالبعيداً عن مصادر المياه ، وممثلي البعثات الإنسانية والإنقاذ (بما في ذلك الأطباء).

يمكن استخدام AWG في التطبيقات المنزلية والزراعية والمكاتب والمدارس والفنادق والسفن السياحية والمراكز الرياضية والمزيد. في الأماكن العامة.

للأغراض التجارية ، تقدم بعض الشركات المصنعة خيار تعبئة المياه من الهواء في زجاجات!

والآن دعونا نحاول التحدث عن المنتجات الرئيسية المعروضة في السوق لاستخراج المياه من الهواء.

العنصر الرابع

Air2Water

توفر الأجهزة التي طورتها Air2Water ما بين 3 إلى 38 لترًا من الماء يوميًا ، أي أنها ليست كبيرة جدًا.

يتوافق مبدأ تشغيل هذه الآلات مع جميع الأجهزة الأخرى ، على الرغم من وجود بعض الاختلافات: في البداية ، يمر الهواء عبر المرشحات الكهروستاتيكية ، والتي تحبس حوالي 93 ٪ من الجسيمات العالقة. يمر الماء المكثف بالإضاءة مصباح الأشعة فوق البنفسجيةفي غضون 30 دقيقة (في هذه المرحلة ، تموت 99.9٪ من الميكروبات والبكتيريا) ، ثم يتم فصل الراسب ، من أجل فلاتر كربونيتم الاحتفاظ بحوالي 99.9٪ من المواد المتطايرة الضارة المواد العضوية، والغشاء الصغير الذي يسهل اختراقه يفصل الفيروسات. لكن هذا ليس كل شيء - كل ساعة يتم معالجة الماء الموجود في الحاوية مرة أخرى بالأشعة فوق البنفسجية.

يتركز الإنتاج الرئيسي للأجهزة في الصين وسنغافورة ، على الرغم من أن التسليم يتم في جميع أنحاء العالم.

Aquair هي شركة أمريكية تابعة لشركة RG Global Lifestyles ، التي تأسست عام 2004. ربما تكون نقطة قوتها هي أنه بالإضافة إلى مجرد امتصاص الرطوبة من الهواء ، فهي متخصصة أيضًا في أنظمة تنقية مياه الشرب (والنتيجة هي مرشح من خمس مراحل).

إيكولوجيا الاستهلاك: العلم والتكنولوجيا: كم مرة قيل إن المياه النظيفة الصالحة للاستخدام هي أساس كل أشكال الحياة على الأرض وتزداد ندرة كل عام. أن الحروب في المستقبل القريب لن تتكشف بسبب النفط والمعادن الأخرى ، ولكن على وجه التحديد بسبب حبيبها؟ ..

كم مرة قيل إن المياه النظيفة الصالحة للاستخدام هي أساس كل أشكال الحياة على الأرض وكل عام تصبح أكثر ندرة. أن الحروب في المستقبل القريب لن تتكشف بسبب النفط والمعادن الأخرى ، ولكن بسببها يا عزيزي؟ .. بالفعل ، يعاني شخص واحد من كل خمسة من صعوبات في نقص مياه الشرب. وحتى سكان المدن الذين اعتادوا على الراحة التي توفرها أنظمة إمدادات المياه الحديثة يجب ألا ينسوها.

ماذا قالوا في حصة الجغرافيا؟ "معظم سطح الأرض مغطى بالمياه ..." أي حوالي 326 مليون ميل مكعب من الماء. 97٪ منها مالحة من البحار والمحيطات ، و 3٪ فقط منها طازجة. لكن حتى من هذا الجزء ، 99.3٪ على شكل جليد ، ونصف ما تبقى تحت الأرض.

بحلول عام 2025 ، سيتقاسم تسعة مليارات شخص على هذا الكوكب نفس الكمية من المياه المتاحة. سيعيش معظمهم في مدن كبيرة مكتظة ، مما يشكل ضغطًا هائلاً على موارد المياه المحلية. وإذا كنت تتذكر أن أنابيب المياه بالمدينة يجب إصلاحها باستمرار ، وتصحيحها وتحديثها ، فإن المستقبل يبدو أسودًا تمامًا ولا يحسد عليه.

إذن من أين تحصل على الماء النظيف؟ يحتوي الهواء ، وفقًا لتقديرات مختلفة ، من 12 إلى 16 ألف كيلومتر مكعب من الرطوبة (أو 0.000012٪ من إجمالي المياه على الأرض). يمكن مقارنة هذا الحجم بكمية المياه في البحيرات الكبرى بأمريكا الشمالية (أكبر خزان طبيعي للمياه العذبة في العالم).

وفي الوقت نفسه ، في العديد من أفقر بلدان العالم وأكثرها اكتظاظًا بالسكان ، يكون الهواء رطبًا ودافئًا لدرجة أن الماء يمكن أن يتكثف منه مباشرة.

يحتوي المتر المكعب من الهواء (حسب الرطوبة) من 4 إلى 25 جرامًا من بخار الماء. يمكن للمنشآت الحالية أن تجمع في المتوسط ​​حوالي 20-30٪ من هذا المبلغ. أفضل الظروف لهم (ارتفاع الرطوبة ودرجة الحرارة) في البلدان الواقعة على بعد 30 درجة من خط الاستواء.

نظرًا لأن الطبيعة تعمل باستمرار على تجديد المياه في الهواء ، فإن الأجهزة التي تنتج سائلًا ثمينًا من الهواء لا يمكنها الإضرار بالبيئة بأي شكل من الأشكال (حتى لو كان هناك الكثير منها مثبت في مكان معين). اتضح أن العملية يمكن أن تستمر إلى أجل غير مسمى وأن تشغيل الأجهزة مقيد فقط بعمر الخدمة.

دعنا نتحدث عن كيفية عمل مولدات المياه في الغلاف الجوي (AWG - مولد مياه الغلاف الجوي). تم تطوير الأنظمة الأولى التي تزود الماء من الهواء في التسعينيات.

في الواقع ، كانت مشابهة للنظام المستخدم لتجفيف الهواء في الثلاجات (يمكنك أيضًا تذكر هطول الأمطار من تحت مكيفات الهواء في مدينة حديثة). يدفع الضاغط المبرد عبر تعقيدات الأنابيب ، بينما تدفع المروحة الهواء فوق الأنابيب. إذا كانت درجة حرارة ملفات التبريد أقل بقليل من نقطة الندى ، فإن حوالي 40٪ من السائل من الهواء سوف يتكثف عليها ، ويتدفق في وعاء خاص. إذا كانت الأنابيب شديدة البرودة ، فسوف يتشكل الجليد على سطحها (والذي سيؤثر بالطبع على وظائف الجهاز).

لكن هذا موجود في الثلاجة ، وفي مولدات الماء من الغلاف الجوي توجد أيضًا فلاتر هواء خاصة ومعقمات فوق بنفسجية وفلاتر كربون للمياه المجمعة ، وأجهزة تثريها بالأكسجين ، وأجهزة استشعار لمستوى الماء في الحاوية.

معلمات التشغيل المثلى للمنشآت هي: درجة حرارة أعلى من 15.5 درجة مئوية ورطوبة نسبية (RH) أعلى من 40٪ ، بالإضافة إلى ارتفاع غير مرتفع (لا يزيد عن 1200 متر). على الرغم من أن معظم التعليمات تشير إلى حوالي 20-40 درجة مئوية ورطوبة نسبية 60-100٪.

ومن الواضح أن تركيب هذه المولدات يتطلب وجود دخول هواء من خارج الغرفة. هناك مجموعة كاملة من العوامل هنا: من المدهش أن الهواء الجوي أنظف بكثير من هواء "المنزل" ، وهواء "المكتب" يتم تجفيفه بالفعل بواسطة مكيفات الهواء. نعم ، ومن الضار تجميع الرطوبة من الغرفة: فالناس يعانون بالفعل من انخفاض رطوبتها. على الرغم من أن أصغر التركيبات ، مع تهوية جيدة ، يمكن وضعها في المطبخ أو في الحمام.

أين يمكن أن يكون المجفف مفيدًا؟ بدأنا في الصحراء - حيث سيكون مفيدًا لسكان المستوطنات النائية التي يكون تزويد المياه المعبأة فيها باهظ التكلفة أو مستحيلًا ، والجيش ، والقيام بعمليات عسكرية بعيدًا عن مصادر المياه ، وممثلي البعثات الإنسانية والإنقاذ (بما في ذلك الأطباء) .

يمكن استخدام AWGs في التطبيقات المنزلية والزراعية والمكاتب والمدارس والفنادق والسفن السياحية والمراكز الرياضية والأماكن العامة الأخرى. للأغراض التجارية ، تقدم بعض الشركات المصنعة خيار تعبئة المياه من الهواء في زجاجات!

والآن دعونا نحاول التحدث عن المنتجات الرئيسية المعروضة في السوق لاستخراج المياه من الهواء.

العنصر الرابع

المنتج الرئيسي للعنصر الرابع يسمى " مطحنة المياه»(طاحونة الماء).

تجمع ما يصل إلى 12 لترًا من الماء يوميًا لتلبية الاحتياجات المنزلية المختلفة وفي نفس الوقت تتمتع بتصميم رائع. لا داعي للقلق بشأن وجود السموم والبكتيريا في السائل الذي تم جمعه. تتأكد الأنظمة الخاصة من أن الجهاز يستهلك أقل قدر ممكن من الطاقة (وسيتم توصيل التثبيت قريبًا به مصادر بديلةطاقة). تعرض شاشة خاصة معلومات حول درجة الحرارة والرطوبة النسبية وكمية الرطوبة المتلقاة.

سيتم الإعلان عن أسعار WaterMill في أوائل عام 2009. بدأ كل شيء في عام 2004 عندما قرر جوناثان ريتشي وريك هوارد إنشاء مولد المياه الخاص بهما من الهواء الرقيق. في البداية عملوا في شركة الأبحاث الكندية Freedom Water ، ولكن في عام 2008 أعادوا تسمية علامتهم التجارية ، والآن أصدرت Element Four منتجها الأول.

شركة اير ووتر

تأسست هذه الشركة في فبراير 2003 بعد قرار شركة Universal Communication Systems (UCSY) لبدء العمل في هذا المجال تقنية عاليةاستخلاص الماء من الهواء. ومع ذلك ، مختلفة بحث علميأمضت أكثر من 13 عامًا حصلت خلالها على براءات اختراع للعديد من حلولها التكنولوجية.

شركة AirWater متخصصة في التركيبات التي تزود المياه من 100 إلى 5000 لتر في اليوم. صحيح أن أبعاد هذه الأجهزة مناسبة. هناك حتى خاص وحدات متنقلةتوريد يشرب الماءوحدات الجيش في الميدان.

في ترسانة هذه الشركة هناك أجهزة محمولةوتلك التي تصنع الثلج في نفس الوقت. تمتلك شركة Air Water Corporation بالفعل حلولًا للري والمناطق النائية حيث يمكن تشغيل منتجها الألواح الشمسية(بالمناسبة ، هذه الشركة تصنعها أيضًا).

مولدات مياه أكبر (وقابلة للمقارنة) من الهواء الجويأنتج أيضا من قبل White Buffalo Nation و Aqua Sciences.

توفر الأجهزة التي طورتها Air2Water ما بين 3 إلى 38 لترًا من الماء يوميًا ، أي أنها ليست كبيرة جدًا.

يتوافق مبدأ تشغيل هذه الآلات مع جميع الأجهزة الأخرى ، على الرغم من وجود بعض الاختلافات: في البداية ، يمر الهواء عبر المرشحات الكهروستاتيكية ، والتي تحبس حوالي 93 ٪ من الجسيمات العالقة. يضيء الماء المكثف بمصباح فوق بنفسجي لمدة 30 دقيقة (تموت 99.9٪ من الميكروبات والبكتيريا في هذه المرحلة) ، ثم يتم فصل الراسب ، ويتم الاحتفاظ بحوالي 99.9٪ من المواد العضوية المتطايرة الضارة على مرشحات الكربون ، ويفصل الغشاء الصغير الذي يسهل اختراقه الفيروسات. لكن هذا ليس كل شيء - كل ساعة يتم معالجة الماء الموجود في الحاوية مرة أخرى بالأشعة فوق البنفسجية. يتركز الإنتاج الرئيسي للأجهزة في الصين وسنغافورة ، على الرغم من أن التسليم يتم في جميع أنحاء العالم.

أكواير

Aquair هي شركة أمريكية تابعة لشركة RG Global Lifestyles ، التي ولدت في عام 2004. وربما تكون نقطة قوتها أنه بالإضافة إلى امتصاص الرطوبة من الهواء ، فهي متخصصة أيضًا في أنظمة معالجة مياه الشرب. والنتيجة هي مرشح من خمس مراحل (مخطط التثبيت الموضح في الصفحة السابقة).

بالمناسبة ، يمكنك العثور على موقع الويب الخاص بالشركة على آلة حاسبة تسمح لك بحساب استهلاك المياه تقريبًا لمختلف الاحتياجات على مدار العام.

شركات أخرى

تقوم الشركة الأسترالية AirtoH2O أيضًا بتصنيع المياه من الهواء وتفخر بجمعها لأكثر من 360 ألف لتر من الرطوبة التي تمنح الحياة (والتي تم الإبلاغ عنها علنًا على موقعها على الإنترنت). لا تختلف منتجاتها تقريبًا عن غيرها من الشركات المصنعة الصغيرة مثل: Chinese Water Master و Aqua Maker ومقرها تكساس.
نضيف أنه من الصعب الحديث عن سعر لتر الماء الذي تصله أي من المنشآت. ومع ذلك ، يدعي جميع المصنّعين أن لديهم تكاليف طاقة منخفضة ، وتقدر تكلفة اللتر من 1 إلى 15 دولارًا أمريكيًا. سنتا.

بشكل عام ، يعد حساب هذه القيم أمرًا صعبًا ، لأن تكلفة لتر من السائل الثمين تعتمد على قدرة المولد (الناتج السنوي من الماء) ، وكذلك على الرطوبة ودرجة حرارة الهواء بالخارج.
لاحظ أيضًا أن هناك طرق بديلةالحصول على الماء من الهواء. وبالتالي ، تعتمد إحدى الطرق على الامتصاص المكثف للرطوبة الجوية بواسطة كلوريد الليثيوم السائل. ثم يمر الخليط الناتج عبر عدة أغشية شبه منفذة نتيجة لتأثير التناضح العكسي ، حيث يتم فصل الماء عن ملح الليثيوم.

الاستنتاجات الرئيسية هي كما يلي: هذا الاتجاه بالتأكيد واعد وغير ضار بيئة. ومع ذلك ، فمن غير المرجح أن تتمكن أي من الشركات الحالية من حل المشكلة مشكلة العالمنقص مياه الشرب النظيفة. يرجع ذلك جزئيًا إلى حقيقة أن منتجي الماء من الهواء ليسوا بعد بالقدر الكافي. بالإضافة إلى ذلك ، ليس من السهل تعليم مواطني البلدان المتقدمة التقدير الموارد الطبيعية، والبلدان الفقيرة بالكاد تستطيع أن توفر لجميع سكانها مصدرًا مناسبًا وبسيطًا للمياه في شكل المولدات الموصوفة. نشرت

انضم إلينا على

»مقال عن كيفية الحصول على الماء من الهواء. حيث سنحاول النظر في هذه المشكلة بأكبر قدر ممكن من التفاصيل.

كيف تحصل على الماء من الهواء؟ في الواقع ، كل شيء بسيط للغاية. دفعتني هذه الفكرة إلى مقطع فيديو من قناة إنتر ، يخبرنا عن مخترع معين من الولايات المتحدة يدعى تيري ليبلو ، يوزع الماء من الهواء مجانًا للجميع. والمنافسون الأشرار والمجهولون يداهمون منزل هذا المخترع ويقمعونه. في الواقع ، ها هو الفيديو:

بطبيعة الحال ، فإن أول ما يفكر فيه شخص عاقل عند مشاهدة هذا الفيديو هو: "ما هذا المخادع الفائق الذي وجده هذا المخترع بأنه يتعرض للقمع من قبل أعداء مجهولين؟" والفكرة الثانية: "يجب أن نبحث عن الحصول على الماء من الهواء على الإنترنت."

وماذا اتضح؟ اتضح أن هذا مخترع الدراجة- أي جهاز معروف منذ سنوات عديدة ، ولكنه ليس شائعًا جدًا لعدد من الأسباب ، والتي سنناقشها أدناه. وليس بعيدًا - في شبه جزيرة القرم - توجد بقايا مولدات مياه عملاقة بهذه الطريقة ، تم بناؤها منذ آلاف السنين. المزيد عن هذا - في مقال "الغرض من مجمعات الكهوف الغامضة في" مدن الكهوف "في شبه جزيرة القرم". لكن هدفنا ليس العصور القديمة ، بل الحداثة ، لذلك سنواصل عملنا.

لذلك ، وفقًا للشائعات ، فإن الحصول على الماء من الهواء بتكثيفه على سطح بارد معروف منذ العصور القديمة. حتى في العصور الوسطى ، تم تزويد مدينة فيودوسيا بالمياه ، والتي تم جمعها بواسطة هياكل منظمة بشكل خاص مليئة بالركام ، على سطحها في المناطق القاحلة أشهر الصيفتكثف هذه الكمية من المياه التي وفرت 80 ألف نسمة

بالمناسبة ، بالمناسبة ، كل واحد منكم تقريبًا على دراية بمثل هذا الجهاز الذي يستقبل الماء. هذا الجهاز يسمى مكيف الهواء. يشبه مبدأ تشغيل مولدات المياه في الغلاف الجوي - أجهزة الحصول على الماء من الهواء - تشغيل مكيف الهواء.

أي أن تسلسل الحصول على الماء من الهواء يكون كما يلي:

1. يمر الهواء الرطب عبر الجهاز.
2. يهدئ.
3. تتكثف الرطوبة على أسطح التبريد.
4. ويتدفق في وعاء خاص.
5. حسنًا ، يتم تنظيفه من الغبار والبكتيريا - وفويلا ، يمكنك شربه!

من حيث التركيب ، فإن الماء الذي يتم الحصول عليه من الهواء يشبه مياه الأمطار - وبالتالي ، الندى والضباب والتناضح العكسي والمياه الذائبة. وهذا يعني أن الماء من الهواء ينتمي إلى الطبقة " المياه قليلة الملوحة". على عكس المياه العادية أو العادية ، تحتوي المياه منخفضة المعادن على ما يصل إلى 50 ملليغرام من الأملاح المختلفة لكل لتر (ديسيمتر مكعب).

ذكرنا سابقًا أن مولدات المياه في الغلاف الجوي أقل شيوعًا من المرشحات العادية لعدد من الأسباب. دعونا ننظر في هذا بمزيد من التفصيل. العوامل التي تؤثر على أداء مولدات المياه في الغلاف الجوي واستهلاكها للطاقة:

• كمية الماء
• درجة حرارة الهواء
• حجم الهواء المار لكل وحدة زمنية.

تبعا لذلك ، أكثر هواء رطب، كلما قلت الطاقة اللازمة لتبريده من أجل تكثيف الرطوبة. والأكثر ربحية من الناحية الاقتصادية هو إنتاج الماء من الهواء. وفقًا لذلك ، كلما زادت درجة حرارة الهواء ، زادت الحاجة إلى مزيد من الطاقة لتبريده. وكلما تم تبريد المزيد من الهواء لكل وحدة زمنية ، سيتم الحصول على المزيد من الماء.

في ظروف الهواء الساخن والجاف ، أي في الأماكن التي تحتاج فيها المياه حقًا ، ستستهلك مولدات المياه في الغلاف الجوي أكبر عددطاقة. ولكن يمكن تقليل هذا الرقم إذا أثرت على العوامل المذكورة.

لذلك ، عليك أن تفهم:

مولد الماء من الهواء = التكييف

لذلك ، هناك اتجاه في تطوير مولدات المياه في الغلاف الجوي ، والذي يتضمن استخدام مرحلة إضافية: بين الخطوتين الأولى والثانية للحصول على الماء من الهواء ، يظهر اتجاه آخر - تطبيق مادة ماصة أو ماصة، أي المواد التي تمتص الماء من الهواء بطريقة أو بأخرى. حسنًا ، إذن يجب إطلاق الماء من المادة التي امتصته (والتي ، على سبيل المثال ، يتم تسخين المادة لها) في شكل أبخرة ، وبالفعل في شكل أكثر تركيزًا ، فإنه يبرد ويتكثف عند درجة حرارة منخفضة.

من المفترض أن يتم امتصاص الماء ليلاً عند زيادة الرطوبة النسبية ، ويتم استخراجه أثناء النهار باستخدام طاقة شمسيةلتسخين الهواء الموفر للطبقة الممتزة (سخان الهواء في هذه الحالة هو جهاز استقبال للطاقة الشمسية).

هلام السيليكا واسع المسام ، يمكن استخدام الزيوليت كمادة ماصة. كمادة ماصة - محلول ملح استرطابي (على سبيل المثال ، كلوريد الليثيوم). من الممكن الجمع بين الممتزات والممتصات ، مما يزيد من كفاءة امتصاص الماء وإصداره. لتقليل استهلاك الطاقة لإنتاج المياه ، يُقترح استخدام مراكم الحرارة و / أو البرودة (بشكل أساسي في شكل هياكل رخيصة ولكن ضخمة مصنوعة من الحجر أو الخرسانة) تعمل في الطور المضاد أو مبادل حراري متدفق أو مضخة حرارية لاستعادة حرارة الماء المتكثف

بطبيعة الحال ، لا يتم دائمًا الجمع بين كل هذه الشروط على النحو الأمثل ، ولا يتم استخدام الممتزات فيها ، ولهذا السبب أصبح التنقية أكثر ربحية الآن ماء الصنبورباستخدام مجموعة متنوعة ، وعدم إخراجها من فراغ. ولكن مع تزايد ندرة المياه ، من الممكن تمامًا أن يتم استبدال المرشحات المنزلية العادية تدريجياً بمولدات المياه الموجودة في الغلاف الجوي.

وبالمناسبة ، إلى جانب تزايد النقص في المياه ، الاحتباس الحرارى. لذلك ليس فقط المولدات ، ولكن أيضًا مكيفات الهواء تصبح ذات صلة. وبالتالي ، فإن الاستنتاج هو أنه إذا فكرت حتى في إنشاء مولد للمياه في الغلاف الجوي ، فاحرص على استكماله فقط بمكيف هواء ، مما يقلل من تكلفة المياه المعالجة وتكلفة تبريد الغرفة. لذلك إذا كنت تمتلك مكيفًا للهواء ، فأنت تمتلك أيضًا مولدًا للمياه في الغلاف الجوي ويمكنك بسهولة الحصول على الماء من الهواء.

أو إذا كنت المالك منطقة الضواحي، وإذا كنت تريد أن تزود نفسك بالماء من الهواء ، فيمكنك استخدام الاختراع من الصفحة http://www.freeseller.ru/dompower/vodosnab/2401-generator-vody-iz-vozdukha.html ، حيث تستخدم الصحيفة كممتاز وكمصدر للطاقة - الشمس.

وأخيرا ، جهاز مثير للاهتمامللحصول على الماء من الهواء - مخروط الماء:

On7gbKIa5zc

النظام بسيط للغاية ، وكلما زادت مساحة السطح لتكثيف الرطوبة ، زادت كفاءة التثبيت.

وبالتالي ، فإن الحصول على الماء من الهواء سهل للغاية!