КОЛОДЕЦ

Полезная модель относится к устройствам для водоснабжения и, в частности, к устройствам для получения воды.
Устройство предназначено для получения воды путем конденсации водяных паров из воздуха.
В настоящее время весьма актуальной является задача получения пресной воды при отсутствии или недоступности традиционных источников.
Одним из возможных методов решения проблемы является конденсация воды, содержащейся в атмосферном воздухе.
Способ добывания воды путем конденсации водяных паров из воздуха известен очень давно. Известны устройства для добывания воды путем конденсации водяных паров из воздуха.
Известно http://www.diary.ru/~aural6/p63701733.htm?oam стационарное устройство в виде пирамиды.
К недостаткам устройства - низкий КПД; высокие трудозатраты (сооружение выполняется ручным способом); незащищенность от внешних воздействий (дождь, пыль, мусор); требуется регулярная разборка пирамиды для очистки от скопившейся на поверхности щебня грязи и мусора; массовое сооружение пирамид не будет соответствовать архитектурным планам градостроительства в местах плановой застройки
Известно устройство по патенту RU №2169032. Автономная перевозимая установка для получения пресной воды в любом удобном месте.
Недостатком устройства является необходимость подключения к внешнему источнику электроснабжения для питания охладителя и нагнетателя.
Это устройство выбрано в качестве прототипа.
Полезная модель относится к устройствам автономного получения пресной воды питьевого качества из влаги окружающего атмосферного воздуха и может быть использовано в быту для удовлетворения потребностей населения в питьевой воде, а также для использования в сельском хозяйстве для ведения очагового земледелия и отгонного животноводства.
Техническим результатом является достижение полной автономности и энергонезависимости устройства для получения пресной воды при отсутствии или недоступности ее традиционных источников.
Целью настоящего технического решения является получение компактного устройства, пригодного для промышленного мелкосерийного производств.
Заявленный технический результат и цель достигнуты благодаря устройствам, приспособленным для того, чтобы входящий поток воздуха, содержащий пары воды, поступал по входному каналу и охлаждался от естественного источника низкой температуры. Полученная при этом пресная вода - конденсат собрана в емкость для сбора.
ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА
На фиг.1 изображено устройство - вид спереди и пояснения по принципу его работы.
На фиг.2 изображено устройство - вид сбоку.
Принятые обозначения.
1 - корпус емкости для конденсации;
2 - выходное устройство - вытяжная труба;
3 - входное устройство - всасывающая труба;
4 - Фильтр - сетка;
5 - решетка;
6 - емкость для сбора воды;
7 - гранулы - гранитный щебень или другие;
8 - поверхность земли;
9 - грунт;
10 - направление движения воздуха;
11 - направление стекания конденсата;
12 - устройство для забора воды - шахта колодца;
13 - крышка люка колодца;
14 - корпус колодца;
15 - люк технологического отверстия.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ УСТРОЙСТВА
Для достижения заявленного технического результата предложено устройство - Колодец Ермолаева.
Схема устройства и принцип работы проиллюстрированы на фиг.1 и 2.
Устройство состоит из одного или более входного устройства 3, емкости для конденсации 1, одного или более выходного устройства 2, емкости для сбора воды 6, устройства для забора воды 12 из емкости для сбора 6.
Внутри корпуса размещены: нижние части труб входных устройств, гранулы 7 для конденсации воды, емкость для сбора конденсата 6, решетка 5, шахта колодца 12.
Устройство работает следующим образом. За счет естественной вентиляции формируется поток воздуха 10, содержащий пары воды, проходящий через входное 3 устройство, емкость для конденсации 1, выходное устройство 2, так что при прохождении емкости для конденсации 1 осуществляется охлаждение потока воздуха, конденсация паров воды и получаемая при этом пресная вода -конденсат 11 стекает в емкость для сбора воды 6.
Устройство для забора воды выполнено в виде колодца 12 с крышкой-люком 13.
Все составляющие устройства для удобства смонтированы в единый модуль 1.
Входное устройство 3 может быть выполнено из пластмассы. Главное требование ко входному устройству - не нагреваться на солнце. Нагревание может помешать правильному направлению конвекции воздуха в устройстве.
Выходное устройство 2 предпочтительно выполнено из металла. Основное требование к выходному устройству - способность нагреваться от наружного воздуха и от солнечных лучей. Для этого оно может быть дополнительно покрыто темным или черным покрытием, например, краской или напылением.
Кроме того, выходное устройство выполнено значительно более высоким, чем входное устройство. Это сделано для достижения эффекта «тяги», для организации желаемого направления конвекции воздуха в устройстве.
3
3
Емкость для конденсации 1 содержит гранулы 7. Гранулы имеют пониженную температуру и охлаждают воздух до появления на них конденсата. Гранулы позволяют значительно увеличить поверхность конденсации (например, 10 м гранитного щебня конденсирует на своей поверхности от 0.8 до 1.5 м влаги в сутки). Обычно в виде гранул используют более доступный преимущественно гранитный щебень - предварительно промытый. Размер гранул выбирают 50-70 мм. При этом не создается большого сопротивления протекающему воздуху.
Устройство может дополнительно содержать один или более технологический люк 15 для загрузки/выгрузки гранул, проведения других работ по обслуживанию.
Далее сконденсированная вода попадает в емкость для сбора воды 6. Уровень воды в емкости не должен доходить до нижнего среза трубы входного устройства. Для предотвращения этого на емкости для сбора воды может быть установлен сливной трубопровод, другое устройство против переполнения емкости.
Забор воды из емкости для слива выполняют через шахту 12 и люк 13 колодца.
Возможно устройство забора воды через сливную трубу, выходящую их нижней точки емкости для сбора. Однако этот вариант имеет очень ограниченное применение, поскольку требует большого перепада высот на местности, поэтому не был приведен здесь.
Устройство может содержать фильтр 4, очищающий воздух на входе.
3
3
Устройство «Колодец Ермолаева» работает следующим образом. Сформированный поток воздуха за счет естественной вентиляции проходит через фильтр (4) входной трубы (3) воздухозаборника в условиях окружающей среды с относительной влажностью от 60 до 100% и температурой от +15 до +50°C, а затем через слои гранул (гранитного щебня) 7 направляется в выходное устройство 2 - вытяжную вентиляционную трубу. При этом объем проходящего через массу щебня воздуха из условия 20 г влаги на 1 м воздуха и среднесуточной производительности установки до 150 л/сутки лежит в пределах 8-10 тыс. м (воздуха) в сутки.
Установка «Колодец Ермолаева» работает при условии подземного размещения. Требуется заглубление на 0.5-1.0 м от поверхности земли.
В верхней части корпуса установки расположены отверстия для установки верхних частей вентиляционных труб и корпуса 14 и люка 13 колодца. Здесь же расположены два герметически закрывающихся люка 15 технологических отверстий, предназначенных для засыпки щебня 7 во время монтажа установки и проведения работ по обслуживанию.
Корпус 1 и его внутренние части изготовлены, преимущественно, из армированного стеклопластика толщиной 25-30 мм в соответствии с ТУ 2296-001-48117609-99. Материал обладает прочностными характеристиками (на разрыв и изгиб) превосходящими прочность стали, а долговечность (срок эксплуатации не менее 50 лет), коррозионная стойкость, герметичность, устойчивость к перепаду температур и воздействию ультрафиолета делают его незаменимым в производстве данной установки.
Две всасывающие вентиляционные трубы 3, предпочтительно, d=0.25 м выполнены из стеклопластика и предпочтительно, возвышаются над уровнем земли на 0.3-0.5 м. На них могут быть установлены противопыльная и противомоскитная сетки 4.
Верхняя часть вытяжной вентиляционной трубы 2 выполнена предпочтительно d=0.3 м из тонкостенного металла и возвышается над землей на 3.0-5.0 м. Предпочтительно, окрашена черной, не отражающей солнечный свет, краской. При установке верхней части вытяжной трубы свыше 3.0 м должны быть предусмотрены растяжки.
Люк 14 верхней части шахты колодца предпочтительно d=0. 6 м выполнен из стеклопластика и возвышается над уровнем земли на 1.0 м.
В корпус 1 установки, через технологические отверстия 15, загружен промытый (продутый) гранитный щебень 7 размером 50-70 мм.
Нормальная работа данного способа получения воды из атмосферного воздуха происходит при следующих основных условиях окружающей среды: относительная влажность от 60 до 100%, температура от +15 до +50°C.
Более эффективно получение воды из атмосферного воздуха происходит в среде с повышенной абсолютной влажностью воздуха и значительным суточным перепадом температуры. Объем получаемой воды зависит также от скорости перемещения воздушных масс (ветер) и объема конденсирующего материала.
Установка «Колодец Ермолаева» имеет следующие преимущества:
- экологически чистый и безопасный для окружающей среды способ получения воды из атмосферного воздуха;
- безопасна для жизни человека при эксплуатации установки;
- дает воду высокого качества, которая может долго храниться;
- несложное исполнение, надежна и долговечна в работе;
- не требуется постоянное обслуживание;
- не требуются высококлассные специалисты при монтаже установки;
- автономна, не требуются энергозатрат;
- установка транспортабельна к месту монтажа;
К недостаткам следует отнести сезонность работы установки в умеренном климате, однако на местности в пределах между 35°с.ш. и 35°ю.ш. от экватора установка может работать круглогодично.
Предельными условиями, при которых эксплуатация установки становится не эффективной, являются:
- понижение дневной температуры окружающего воздуха ниже +15°C;
- повышение температуры окружающего воздуха выше +50°C;
- понижение влажности окружающего воздуха ниже 40% при +20°C;
- высокая запыленность окружающего воздуха.
Устройство промышленно применимо, поскольку состоит из промышленно производимых частей и может выпускаться в промышленных масштабах.