СОЛНЕЧНЫЙ ОПРЕСНИТЕЛЬ

Полезная модель относится к опреснительным установкам, в частности к опреснительным гелиоустановкам для опреснения минерализованной (морской, соленой) воды.
Известен солнечный опреснитель, содержащий корпус с наклонно установленной светопропускающей перегородкой (стекло или пленка), ванну и сборник конденсата (Солнечные опреснители и холодильники. Изд-во ″ФАН″ Уз. ССР, Ташкент, 1976, стр.15-16).
Недостатком известного солнечного опреснителя является низкая производительность.
Известен солнечный опреснитель, содержащий корпус со светопропускающей поверхностью, установленную с зазором к боковым стенкам и днищу корпуса теплоизолированную емкость с минерализованной водой, устройство для залива минерализованной воды и слива концентрированного рассола, емкость для сбора конденсата, причем на внешнюю поверхность корпуса нанесено селективное покрытие с малым коэффициентом поглощения солнечного излучения и большой степенью черноты для выполнения всей поверхностью корпуса опреснителя совместно со светопропускающей поверхностью функции конденсатора, а на внутреннюю нанесено селективное покрытие с большим коэффициентом поглощения солнечного излучения и малой степенью черноты, при этом на часть внутренней поверхности боковых стенок корпуса опреснителя, расположенную выше уровня емкости с минерализованной водой, нанесено зеркальное покрытие (Пат 2126770 РФ, МПК C02F 1/14).
Недостатком известного опреснителя является низкая производительность.
Известен также солнечный опреснитель, содержащий корпус со светопропускающей перегородкой, ванну, сборник конденсата, устройство для залива минерализованной воды и слива концентрированного рассола, отличающийся тем, что внутри корпуса у его задней стенки с зазором к ней установлена емкость, снабженная устройствами заправки и слива минерализованной воды, а перед емкостью смонтирован экран-отражатель (Пат 2185327 РФ, МПК C02F 1/14).
Недостатком известного опреснителя является низкая производительность.
Наиболее близким к предложенному техническому решению является установка для опреснения морской воды, которая содержит запорные и контрольно-измерительные устройства, камеру испарения воды, связанную с магистралью подачи морской воды, оборудованной насосом, и с магистралью слива рассола, камеру конденсации пара, связанную с циркуляционной магистралью пресной воды, снабженной насосом, теплообменным устройством и трубопроводом вывода опресненной воды, и паропровод, соединяющий камеру испарения и камеру конденсации, при этом камера испарения, паропровод и камера конденсации размещены на высоте, превышающей барометрическую высоту столба воды над свободной поверхностью опресняемой морской воды (Пат 2309125 РФ, МПК C02F 1/04).
Недостатками известной установки являются высокие энергетические затраты.
Задачей и техническим результатом предлагаемой полезной модели является снижение энергетических затрат.
Технический результат достигается тем, что солнечный опреснитель содержит камеру испарения воды, связанную с магистралью подачи морской воды, оборудованной насосом, и с магистралью слива рассола, камеру конденсации пара, снабженную насосом, теплообменником и трубопроводом вывода опресненной воды, при этом камера испарения воды выполнена в виде парогенератора улиточного типа, входной патрубок которого соединен магистралью подачи морской воды с коллектором, установленным на некоторую высоту относительно парогенератора улиточного типа для создания напора воды, а коллектор также соединен с солнечными батареями, в свою очередь соединенными магистралью или магистралями с солнечным или солнечными насосами для подачи морской воды из приповерхностных слоев через входной патрубок, установленный через теплообменник над камерой конденсации, а теплообменник имеет связь с выходным патрубком для рассола парогенератора улиточного типа, а камера конденсации с парогенератором установлены ниже уровня моря на плавающей платформе (на плоту).
На фиг. 1 показан общий вид солнечного опреснителя, на фиг. 2 - парогенератор улиточного типа.
Солнечный опреснитель содержит солнечные батареи 1, соединенные магистралью с коллектором 2 на стойках 3 плавающей платформы 4. Коллектор 2, установленный на определенной высоте, соединен магистралью с входным патрубком 5 парогенератора улиточного типа 6, установленного в емкости 7 ниже уровня моря, причем парогенератор соединен с камерой конденсации 8. Выходной патрубок 9 парогенератора улиточного типа 6 для вывода горячего рассола из парогенератора 6 соединен с теплообменником 10. Входной патрубок 11 забора морской воды через теплообменник 10 и через солнечный насос 12 имеет соединение с солнечными батареями 1. При этом входной патрубок 11 с теплообменником 10 установлен в приповерхностных слоях над камерой конденсации 8 для отбора тепла от камеры конденсации 10 и предварительного подогрева морской воды, предназначенной для опреснения. Камера конденсации 8 снабжена трубопроводом вывода опресненной воды 15, на котором установлены насос опресненной воды 13 и задвижка 14.
Принцип действия солнечного опреснителя следующий. Морская вода через входной патрубок 11 солнечным насосом 12 подается вверх в солнечные батареи 1, нагревается и затем подается в коллектор 2. Из коллектора 2 через регулируемую арматуру (на чертеже не показана) под напором морская вода поступает во входной патрубок 5, установленный тангенциально на парогенераторе улиточного типа 6, в котором поток воды закручивается и мгновенно частично испаряется, пар в камеру конденсации 8 поступает из парогенератора в обильном количестве и конденсируется в чистую воду, которая собирается на дне камеры конденсации 8. Камера конденсации 8 охлаждается естественным образом морской водой, образующей около теплых стенок камеры конденсации 8 восходящие потоки, которые поступают в приповерхностный слой в область входного патрубка 11 и теплообменника 10. Таким образом, морская вода поступает во входной патрубок 11 уже подогретая. Морская вода, поступающая в улиточный парогенератор 6 из коллектора 2 для испарения и последующей конденсации в конденсационной камере 8, испарятся в улиточном парогенераторе 6 не полностью, часть ее в виде горячего рассола выходит из выходного патрубка 9 улиточного парогенератора 6, затем горячий рассол поступает в теплообменник 10, отдает тепло морской воде, проходящей во входном патрубке 11 через теплообменник 10 к солнечному насосу 12, и затем рассол, отдавший тепло в теплообменнике 10, выбрасывается в море. Опресненная вода (конденсат пара) из камеры конденсации 8 выводится через трубопровод вывода опресненной воды 15.
В процессе закрутки потока морской воды в парогенераторе улиточного типа 6 в центре потока образуется область пониженного давления, в результате происходит обильное парообразование при пониженном давлении и низких температурах морской воды, пар выходит в конденсационную камеру 8, а оставшийся рассол - в выходной патрубок 9 и через теплообменник 10, отдав тепло поступающей морской воде во входном патрубке 11, выбрасывается в окружающее пространство, в море.
Таким образом, парообразование происходит при низких температурах, при этом не образуется накипь на магистралях и оборудовании, что повышает функциональные и эксплуатационные свойства конструкции солнечного опреснителя. Регулируя на практике высоту подъема коллектора 2 относительно расположения парогенератора 6, можно менять напор воды, а следовательно, и температуру нагрева, добиваясь оптимальных режимов.
Конструкция не требует высоконапорных и энергетически затратных насосов, вакуумных насосов и работает полностью на солнечной энергии. При необходимости возможны различные варианты конструкции.
Парогенераторы улиточного типа известны в практике и хорошо зарекомендовали себя как парогенераторы, дающие большое количество пара подогретой воды.