СОЛНЕЧНАЯ МОБИЛЬНАЯ АЭРАЦИОННАЯ СИСТЕМА

Полезная модель относится к охране водной среды и может быть использована для аэрации озер, прудов, рек, каналов, водоемов комплексного назначения, рыбных хозяйств, водохранилищ ГЭС, ирригационных систем, испытывающих высокие уровни техногенных нагрузок, очистных сооружений.
Известно устройство - солнечная аэрационная станция (US №4906359, публ. 06.03.1990) в состав которой входят: плавучее средство, фотоэлектрический преобразователь, компрессор и управляющая электроника. По воздушной трубе, идущей от компрессора под воду, воздух при помощи аэратора поступает в толщу воды и там растворяется.
Недостатком данной станции является то, что она имеет низкий КПД, не может самостоятельно перемещаться по воде, и в случае необходимости аэрации воды в другом месте буксировка ее осуществляется человеком, отсутствует возможность круглогодичной эксплуатации.
Известно устройство - солнечная аэрационная система (US №6676837, публ. 13.01.2004) в состав которой входят фотоэлектрический преобразователь, аккумулятор, компрессор, блок управления, воздуховод, аэратор. Фотоэлектрический преобразователь преобразует энергию солнечного излучения в электрическую, и осуществляет зарядку аккумулятора при помощи блока управления, в качестве электрической нагрузки к этой энергетической системе подключен компрессор. Аэратор располагается на дне водоема. Воздух, произведенный компрессором, по воздуховоду поступает к аэратору, и растворяется в воде в виде мелких пузырьков.
Недостатком данного устройства является низкий КПД, отсутствие возможности автономного перемещения, необходимого в случае аэрирования больших водоемов, отсутствует возможность круглогодичной эксплуатации.
Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является солнечная аэрационная система (RU №52848, публ. 27.04.2006) в состав которой входят фотоэлектрический преобразователь, электрически связанный с аккумулятором, компрессором и блоком управления, а также основной воздуховод с аэратором, соединенным с компрессором, снабжена плавающей платформой, на которой расположены фотоэлектрический преобразователь, аккумулятор, компрессор, основной воздуховод с аэратором, блок управления, и четырьмя дополнительными воздуховодами, снабженными на концах соплами, расположенными под плавающей платформой во взаимно перпендикулярных направлениях и подсоединенными к основному воздуховоду.
Недостатком данного устройства является низкий КПД, в связи с дополнительным расходом воздуха на перемещение плавающей платформы, отсутствует возможность круглогодичной эксплуатации.
Задача, решаемая предлагаемой полезной моделью, состоит в обеспечении процессов аэрирования с максимальным КПД и возможностью круглосуточной эксплуатации.
Поставленная задача решается с помощью предлагаемой солнечной мобильной аэрационной системы, содержащей плавающую платформу на которой расположены фотоэлектрический преобразователь, электрически связанный с аккумулятором и блоком управления, а также воздуховод и аэратор, причем, система дополнительно содержит двигатель внешнего сгорания, с индукционным нагревателем, установленным на нагревательном элементе двигателя и электрически связанным с блоком управления индукционного нагревателя, а также аккумулятором, кроме того, система содержит вихревую воздуходувку, через воздуховод соединенную с аэратором, а также, на плавающей платформе расположены солнечные концентраторы и винтовой подвесной лодочный электродвигатель, установленный на транце плавающей платформы и связанные электрически с блоком управления.
Отличительными признаками предлагаемой модели являются:
- система дополнительно содержит двигатель внешнего сгорания, с индукционным нагревателем, установленным на нагревательном элементе двигателя и электрически связанным с блоком управления индукционного нагревателя, а также аккумулятором, что позволяет создать дополнительный объем воздуха для обогащения, в том числе и в ночное время;
- система содержит вихревую воздуходувку, через воздуховод соединенную с аэратором, что позволяет достигать большей производительности при обогащении водного объема кислородом;
- на плавающей платформе расположены солнечные концентраторы, что позволяет в период инсоляции концентрировать солнечную энергию в точке нагрева рабочей части двигателя внешнего сгорания;
- винтовой подвесной лодочный электродвигатель, расположенный на транце плавающей платформы, что позволяет управлять движением плавающей платформы без дополнительного расхода воздуха за счет аккумулируемой электроэнергии от фотоэлектрических преобразователей.
Технический результат, достигаемый полезной моделью, заключается в улучшении растворения кислорода в водном объеме на максимальной площади водоема, за счет увеличения КПД аэрационной системы.
Сущность полезной модели поясняется чертежом.
- На фиг.1 общий вид.
Солнечная мобильная аэрационная система содержит двигатель внешнего сгорания 1, например, «Стирлинга», индукционный нагреватель 2, установленный на нагревательном элементе (на фиг. не показано) и электрически связанный с блоком управления 3 и аккумулятором (на фиг. не показаны), вихревую воздуходувку 4, установленную на стойках 5, воздуховод 6 с аэратором 7, соединенным с вихревой воздуходувкой 4, плавающую платформу 8, на которой расположены солнечные концентраторы 9 и фотоэлектрические преобразователи 10, винтовой подвесной лодочный электродвигатель 11, расположенный на транце 12 плавающей платформы 8, снабженной баллонами 13 для катамаранов.
Солнечная мобильная аэрационная система работает следующим образом: солнечные лучи, попадая на концентраторы 9 фокусируясь, отражаются от них и передаются в точку нагрева двигателя внешнего сгорания 1, и за счет этой солнечной энергии происходит нагрев рабочего тела двигателя внешнего сгорания 1 с преобразованием тепловой энергии в механическую. В результате чего происходит вращение вихревой воздуходувки 4, установленной на стойках 5 и соединенной с двигателем внешнего сгорания 1 и происходит нагнетание воздуха с избыточным давлением по воздуховоду 6 к аэратору 7 после чего воздух поступает в воду в виде мелких пузырьков, и насыщает ее кислородом. Кроме того, на плавающей платформе 8 установлены фотоэлектрические преобразователи 10 назначение которых преобразовывать солнечную энергию в электрическую, и осуществлять зарядку аккумулятора. Фотоэлектрический преобразователь 10, электрически связанный с блоком управления 3 и аккумулятором, а также, с индукционным нагревателем 2 и винтовым подвесным лодочным электродвигателем 11, установленным на транце 12 плавающей платформы 8. С помощью блока управления 3 происходит включение в работу индукционного нагревателя 2 и/или винтового подвесного лодочного электродвигателя 11. В ночное время, а так же при недостатке солнечной энергии в работу в импульсном режиме включается индукционный нагреватель 2, поддерживая температуру нагрева рабочего тела двигателя внешнего сгорания 1 в рабочем диапазоне. Для перемещения солнечной мобильной аэрационной системы по поверхности водоема под плавающей платформой 8 установлены баллоны для катамаранов 13, а в блоке управления 3 предусмотрен автоматический режим движения плавающей платформы 8 по заданному курсу с помощью винтового подвесного лодочного электродвигателя 11.
Отличительной особенностью этой системы является то, что в ней разделены функции аэрации и перемещения платформы, что позволяет повысить КПД и использовать получаемый энергоресурс более экономно по отношению к аналогам. Кроме того, предлагаемая солнечная мобильная аэрационная система позволит автоматически перемещаться по водной поверхности, вследствие чего при работе в автономном режиме, площадь аэрируемой поверхности будет больше.
Внедрение предлагаемой солнечной мобильной аэрационной системы позволит получить: улучшение качества воды в водохранилищах, прудах и прочих водных объектах, увеличение рыбопродуктивности рыбохозяйственных водоемов, увеличение темпов экологической саморегуляции водных объектов, использовать в очистных системах сточных вод. Круглогодичная эксплуатация аэрационной системы на водоемах рыбохозяйственного значения позволит предотвратить заморы рыбы в зимний период.