Секция солнечного опреснителя

Полезная модель относится к устройствам опреснения солесодержащих минерализованных вод, в частности к солнечным опреснителям соленой воды и может быть использована в приморских районах для получения опресненной воды посредством использования только солнечной энергии без затраты дополнительной энергии.
Известен солнечный опреснитель, содержащий корпус с лицевой панелью, выполненной из прозрачного материала теплоизолированную емкость с минерализованной водой, установленную внутри корпуса с зазором к его боковым стенкам и днищу, устройство для залива минерализованной воды и слива концентрированного рассола, емкость для сбора конденсата, причем корпус теплоизолированной емкости с минерализованной водой выполнен из теплопроводного материала, имеющего большой коэффициент поглощения солнечного излучения и малую степень черноты, а на дне этой емкости установлен экран, материал которого со стороны, обращенной к светопропускающей поверхности, имеет большие коэффициент поглощения солнечного излучения и степень черноты (см патент РФ №2142913 по МПК C02F 1/14, опубл. 20.12.1999).
Известный солнечный опреснитель имеет сложную конструкцию и низкую производительность, неэффективное использование солнечной энергии, обусловленное большими потерями тепловой энергии с поверхности прозрачного слоя, с поверхности и со дна солевого раствора, с поверхности конденсированных капель дистиллята, потери от вторичного испарения конденсированных капель.
Наиболее близким является солнечный опреснитель, секция которого содержит корпус, выполненный коробчатой формы с лицевой панелью, выполненной из прозрачного материала, патрубок входа и патрубки и выхода рассола и дистиллята, расположенные внутри корпуса слои теплопоглощающих абсорберов, секция опреснителя дополнительно снабжена мембранным узлом дистилляции солевого раствора, который размещен между слоями абсорбера и теплоизолятора и составлен из слоя микропористой мембраны, которая с обеих сторон покрыта фиксирующим сетчатым слоем, и из слоя пластины, имеющей конденсирующую поверхность, причем все последовательные слои опреснителя герметично прикреплены друг к другу своими краями, мембранный узел дистилляции солевого раствора выполнен многоступенчатым и составлен из слоев последовательных одинаковых ступеней (см. патент РФ на полезную модель №109753 по МПК C02F 1/00, опубл. 22.10.2011).
Недостатками данного опреснителя являются низкая удельная производительность установки и сложность конструкции, что повышает стоимость и снижает надежность.
Недостатком данной установки является трудность монтажа и транспортировки, большое количество различных элементов, что снижает надежность конструкции и невозможность использования данной установки в бытовых условиях.
Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в упрощении конструкции, повышении надежности и производительности.
Технический результат достигается тем, что в секции солнечного опреснителя, содержащей корпус, выполненный коробчатой формы с лицевой панелью, выполненной из прозрачного материала, патрубок входа и патрубки выхода рассола и дистиллята, расположенные внутри корпуса слои теплопоглощающих абсорберов, согласно полезной модели внутри корпуса расположены три секционные перегородки из прозрачного материала, разделяющие внутреннюю полость корпуса на верхнюю нагревательную секцию, две средних дистилляционных секций и нижнюю дистилляционную секцию, в качестве абсорберов используют тканевые абсорберы из гигроскопичной черной ткани, прикрепленные к тыльным сторонам верхней нагревательной секции и двух средних дистилляционных секций, корпус выполнен с впускным водораспределителем с желобами V-образной формы и выпускным водораспределителем с желобами сбора рассола и желобами сбора дистиллята, которые отделены разделительными ребрами. В качестве прозрачного материала использован сотовый поликарбонат, толщиной 10 мм. Верхние концевые участки тканевых абсорберов размещены во впускном водораспределителе, а нижние концевые участки тканевых абсорберов опущены в желоба сбора рассола выпускного водораспределителя. Верхняя нагревательная секция, две средних дистилляционных секций и нижняя дистилляционная секция соединены между собой боковыми скрепляющими пластинами, выполненными из листового поликарбоната толщиной 3-4 мм. В качестве гигроскопичной черной ткани используют хлопчатобумажную ткань толщиной 1-1,5 мм.
Сущность полезной модели поясняется схематичными чертежами.
На фиг. 1 изображена секция опреснителя в разрезе; на фиг. 2 - вид со стороны торца корпуса: на фиг. 3 - вид с боковой стороны корпуса.
Секция солнечного опреснителя содержит корпус с лицевой панелью 1, выполненной из прозрачного материала, патрубок входа 2, патрубки 3 и 4 выхода рассола и дистиллята, расположенные внутри корпуса слои теплопоглощающих абсорберов 5. Внутри корпуса расположены три секционные перегородки 6 из прозрачного материала, разделяющие внутреннюю полость корпуса на верхнюю нагревательную секцию 7, две средних дистилляционных секций 8, 9 и нижнюю дистилляционную секцию 10, днище которой является тыльной панелью корпуса опреснителя. В качестве абсорберов 5 используют тканевые абсорберы из гигроскопичной черной, прикрепленные к тыльным сторонам секций 7, 8 и 9.
Крепление ткани абсорберов 5 выполнено посредством термического точечного приваривания к секционным перегородкам 6.
Корпус выполнен с впускным водораспределителем 11 с расположенными друг за другом желобами 12 V-образной формы и выпускным водораспределителем 13 с желобами сбора рассола 14 и желобами сбора дистиллята 15, которые отделены друг от друга разделительными ребрами 16.
Верхняя нагревательная секция 7, две средних дистилляционных секций 8, 9 и нижняя дистилляционная секция 10 соединены между собой скрепляющими пластинами, выполненными из листового поликарбоната толщиной 3-4 мм, образуя торцевые стенки корпуса 17 и боковые стенки корпуса 18.
Нижние концевые участки тканевых абсорберов 5 опущены в желоба сбора рассола 14 выпускного водораспределителя 13. Верхние концевые участки тканевых абсорберов 5 размещены во впускном водораспределителе 11.
Желоба 13 впускного водораспределителя 11 торцами прикреплены к торцевым стенкам корпуса 17 с помощью клея-герметика. Ткань через правую сторону V-образного желоба 12 опущена до дна желоба 12. Левая сторона желоба 12 прилегает к ткани предыдущей секции, что закрывает выход пара, но не препятствует прохождению исходной воды по ткани.
В качестве гигроскопичной черной ткани используют хлопчатобумажную ткань 1,5 мм. В качестве прозрачного материала использован сотовый поликарбонат толщиной 10 мм.
Работа опреснителя осуществляется следующим образом.
Исходная соленая вода подается из емкости исходной воды посредством дозатора (на чертеже не показаны) самотеком через патрубок входа 2 во впускной водораспределитель 11 с желобами 12, пропитывает хлопчатобумажную ткань абсорберов 5 и за счет гигроскопичности ткани медленно стекает в выпускной водораспределитель 13 с желобами сбора рассола 14.
Ткань абсорберов 5 нагревается солнечными лучами и происходит испарение исходной воды с дальнейшей конденсацией паров на днище следующей секции и получаемый дистиллят стекает в желобы сбора дистиллята 15.
Тепло от конденсации паров нагревает днище последующей секции и ткань абсорберов 5, прикрепленную к ней с обратной стороны, что вызывает испарение исходной воды и дальнейшую конденсацию на днище третьей секции. Пары третьей дистилляционной секции конденсируются на днище четвертой нижней дистилляционной секции.
Полученный дистиллят собирается желобами сбора дистиллята 15 и через патрубок выхода дистиллята 4 поступает в емкость пресной воды (на чертеже не показано). Остаток неиспарившейся воды с повышенной концентрацией солей стекает по ткани в желоба сбора рассола 14 и через патрубки выхода рассола 3 поступает в емкость для рассола.
Данная конструкция солнечного опреснителя предназначена для получения пресной воды из морской или подпочвенной соленой воды с исходной концентрацией солей до 50 грамм на литр с использованием только энергии солнечного излучения.
Предлагаемая конструкция имеет высокую производительность (до 15 л/день с 1 м2), проста по устройству и эксплуатации, изготавливается из экологически безопасного материала.
В предлагаемой конструкции процесс испарения и конденсации происходит на тыльной стороне "горячего ящика" и лицевая сторона абсолютно не подвержена запотеванию и не препятствует прохождению солнечной радиации внутрь с последующим преобразованием практически полностью в тепловую энергию, направленную на выпаривание исходной соленой воды.
Предлагаемая конструкция секции солнечного опреснителя позволяет использовать метод многоступенчатой дистилляции путем добавления желаемого количества секций с тыльной стороны опреснителя.
Предлагаемый опреснитель имеет простую и надежную конструкцию с высокой производительностью.