Получение воды из воздуха с помощью эффекта гиперконденсации

НАГРЕВ СЛОЯ СОРБЕНТА ЗА СЧЕТ ТЕПЛОТЫ КОНДЕНСАЦИИ ВОДЯНОГО ПАРА

Новизна предлагаемого процесса состоит в использовании теплоты конденсации десорбированного водяного пара для генерации тепла непосредственно в слое сорбента. Основным достоинством данной схемы является возможность рекуперации значительной части тепла, расходуемого на десорбцию водяного пара из насыщенного слоя сорбента.

Данный способ можно реализовать с помощью устройства, в котором организован теплообмен между десорбированным водяным паром и слоем сорбента. Устройство состоит из следующих принципиальных узлов: адсорбера, содержащего слой сорбента, компрессора водяного пара, теплообменника-конденсатора, расположенного внутри адсорбера и состоящего из теплообменных элементов с развитой поверхностью, распределенных в слое сорбента, дополнительного конденсатора для дальнейшей конденсации водяного пара вне адсорбера, системы автоматического сброса воздуха и других неконденсирующихся газов, выделяемых при десорбции, системы автоматического слива воды из конденсаторов.

После завершения стадии адсорбции включают компрессор, который засасывает из адсорбера водяной пар и адиабатически сжимает его. Компримированный водяной пар в дальнейшем подают на расположенные в адсорбере теплообменные элементы теплообменника-конденсатора, на поверхности которых происходит охлаждение водяного пара до температуры сорбента, пересыщение и частичная конденсация. Таким образом, данное изобретение позволяет дополнительно повысить энергетическую эффективность процесса с помощью рекуперации части тепловой энергии, затраченной на десорбцию. Для дальнейшего повышения эффективности работы устройства конструкция адсорбера должна обеспечивать возможность работы при пониженном давлении в камере сорбента.

Продление срока службы компрессора достигают поддержанием температуры компрессора на оптимальном уровне посредством воздушного охлаждения. В качестве охлаждающего агента может быть использован осушенный воздух, поступающий с параллельного адсорбера, находящегося на стадии адсорбции.

Следует отметить, что для уменьшения размеров компрессора и понижения степени сжатия желательно поддерживать достаточно высокую температуру в слое адсорбера, например 80°С или выше, поскольку в этом случае давление десорбированного водяного пара велико и, как следствие, повышается эффективность работы компрессора. Дополнительное уменьшение размеров и потребляемой мощности компрессора может быть достигнуто введением в схему устройства парогенератора, включенного параллельно компрессору, который обеспечивает предварительный разогрев слоя сорбента до требуемой температуры.

Конденсатор водяного пара, расположенный в адсорбере, может быть трубчатого, пластинчатого либо другого известного типа, причем диаметр, количество, форму и пространственное расположение теплообменных элементов выбирают по принципу максимальной эффективности передачи тепла конденсации от теплообменных элементов к сорбенту.

Изготовление самодельного пирамидального генератора воды

Начинать изготовление самодельного пирамидального генератора воды своими руками необходимо со сбора наполнителя, в качестве которого можно использовать обрезки газетной бумаги и т. п. Главное, чтобы на бумаге не было типографской краски, иначе получаемая вода будет содержать соединения свинца. Собрать достаточное количество, возможно, получится не так быстро. За это время можно будет изготовить остальные элементы генератора воды.

Основание нужно сварить из металлических уголков с размерами полок 35 X 35 мм. Снизу к нему необходимо приварить четыре опоры из таких же уголков и восемь кронштейнов. Кронштейны следует соединить между собой с помощью стальных прутков длиной 93 см и диаметром 10 мм.

Сверху на полки уголков нужно будет приварить металлическую сетку с ячейками размером 15 X 15 мм. Диаметр проволоки этой сетки должен составлять 1,5-2 мм. Затем нужно из стальной ленты вырезать четыре накладки. В них сверлятся отверстия диаметром 4,5 мм. По этим отверстиям в дальнейшем следует в уголках основания также просверлить такие же отверстия с резьбой под винты ВМ5.

После этого нужно установить основание на место на садовом участке или огороде, где и планируется разместить ГВ. Желательно, чтобы данное место не было затенено деревьями или постройками. Когда участок будет выбран, опора основания ГВ фиксируется и прикрепляется к земле цементным раствором. Можно для большей прочности приварить к опорам опорные пятаки (диаметром 10 см), сделанные из стального листа толщиной 2 мм. Далее нужно в углы квадрата основания приварить четыре стойки поочередно. Делать это следует так, чтобы участки стоек длиной 30 мм находились в центре основания на высоте в 1,5 м. Стойки рекомендуется усилить поперечинами, которые лучше приварить к стойкам изнутри. Материал для поперечин можно использовать такой же, как и для стоек.

Затем нужно вырезать поддон из полиэтиленовой пленки толщиной 1 мм. Края поддона должны при сборке оказаться под накладками, для этого их необходимо подвернуть для усиления места крепления. В центре поддона затем следует вырезать круглое отверстие диаметром 70 мм. Оно будет служить стоком для воды. Края отверстий также лучше усилить, приварив к ним дополнительную накладку из полиэтилена.

Теперь необходимо произвести фиксацию на стойках сетчатого каркаса. Он делается из мелкоячеистой рыболовной сети с размером ячеек 15×15 мм. Эта сеть должна быть привязана к стойкам и краям поддона из металлической сетки. Привязать сетку можно с помощью хлопчатобумажной тесьмы: сеть должна быть очень туго натянута между стойками, без провисаний и т. п. Желательно также привязать сеть к поперечинам, разделяя внутренний объем пирамиды на две части.

Прежде чем подвязывать сеть к передней стойке, нужно плотно заполнить отсеки сетчатого каркаса. Начинать необходимо с верхнего отсека, планомерно и равномерно заполняя пространство скомканными обрезками газетной бумаги. Заполнение следует производить так, чтобы совсем не оставалось свободного места внутри пирамиды, но при этом чтобы сетчатые стенки не выступали.

Далее можно приступить к изготовлению прозрачного купола из полиэтиленовой пленки. Плоскости купола нужно сварить паяльником, только без перегрева, чтобы полиэтилен не стал ломким в месте стыка. Чтобы предотвратить нарушение целостности купола, нужно в вершине пирамиды накрыть конструкцию своеобразной полиэтиленовой «шапочкой». Затем эта «шапочка» надевается на полиэтиленовый купол, а купол — на каркас. Купол следует тщательно расправить и затем приварить нижний край к конструкции.

Далее необходимо из резиновой трубки сделать кольцо и надеть его на пирамиду. К кольцу будут привязываться четыре растяжки с крюками. Низ полиэтиленового купола нужно плотно прижать к уголкам основания с помощью амортизатора, представляющего собой кольцо, сделанное из резиновой ленты длиной 5 м и шириной 5 см (можно использовать резиновый бинт).

Если в наличии не имеется полиэтилена нужной площади для изготовления купола, можно сварить его из нескольких фрагментов. Для сварки полиэтилена лучше применять паяльник мощностью 40-65 Вт, жало которого снабжено проточкой с металлическим диском толщиной 3-5 мм, зафиксированным на ее оси.

Инструкция по созданию ассимиляционного осушителя своими руками

Принцип работы ассимиляционного влагоосушителя базируется на постоянном воздушном обмене: мокрый воздух физически вытесняется за пределы помещения, ему на смену снаружи подается более сухой. Такие приборы хороши для промышленных объектов, где приходится перегонять значительные объемы газа. Слабые стороны:

• низкая энергоэффективность(большие затраты электричества, большие потери тепла);
• невозможность применения во влажном климате (в прибрежных районах).

Промышленные ассимиляционные приборы отличаются высокой стоимостью. Стартовая цена оборудования – 400 тысяч рублей. Самостоятельно изготавливать технику специалисты не рекомендуют, так как она обходится дорого и не предназначена для домашнего использования.

Устройство и принцип работы промышленных осушителей воздуха

Все осушители промышленного типа работают по принципу изъятия из воздуха влаги, но делают это разными способами. В связи с этим различают несколько видов этого климатического оборудования.

Адсорбционные

Адсорбционные осушители работают по принципу впитывания влаги. В конструкцию аппаратов этого типа входят несколько обязательных элементов:

• адсорбционный ротор, заполненный гигроскопичным материалом;
• вентилятор, нагнетающий в аппарат воздух;
• нагреватель;
• электродвигатель.

В агрегате одновременно происходят два процесса

1. Поступает влажный воздух, который осушается, проходя через адсорбент в роторе.
2. Создается регенерирующий поток, удаляющий влагу из адсорбента. Для того чтобы осушение впитавшего влагу материала было эффективным, воздух нагревается до 140°С.

По методу регенерации различают три типа адсорбционных осушителей.

1. Оборудование, работающее по принципу холодной регенерации. Используется в помещениях малых и средних площадей. Производительность оборудования — до 100 м³/мин. Эти аппараты отличаются простым устройством, недороги и экономичны.
2. Оборудование с внешней горячей регенерацией. Дорогостоящее, высокопроизводительное, используется на больших площадях.
3. Оборудование, работающее по принципу горячей регенерации под вакуумом.От предыдущего отличается тем, что воздух в ротор подается под давлением ниже атмосферного.

   Осушители этого типа отличаются высокой производительностью.

Диапазон цен оборудования этого типа — 410-1127 тыс руб.

Абсорбционные

Принцип работы осушителей этого типа основан на химическом процессе абсорбции, при котором влага извлекается из воздуха посредством твердых веществ или газов. В промышленных осушителях для этой цели используется соль на основе NaCl. 1 кг химического агента способен извлечь из воздуха 13 л воды. После чего происходит замена отработавшего абсорбента на новый.

Максимальная точка росы, достигаемая с помощью аппаратов этого типа — -15°С.

Конденсационные

Самый востребованный тип осушителей воздуха. Влага извлекается из воздуха посредством ее конденсации и отвода в специальную емкость. Основные элементы аппарата:

• вентилятор;
• конденсатор;
• испаритель;
• капиллярная трубка;
• фильтр:
• электродвигатель;
• бак для воды.

Испаритель, компрессор и конденсатор объединены трубкой, в которой находится фреон. Воздух, нагнетаемый вентилятором, охлаждается, и влага, находящаяся в нем, конденсируется. Перед выводом в помещение осушенный воздух нагревается до комнатной температуры. Средняя цена 140 тыс руб.

Мембранные

Осушители мембранного типа состоят из множества пустотелых синтетических волокон, закрученных в спираль. В емкость, в которой они находятся, поступает сжатый воздух. По мере прохождения через волокна, влага проникает сквозь их стенки, проходит во внутренние полости, и выводится в бак. Осушенный воздух поступает в помещение.

Оборудование этого типа считают самым надежным и неприхотливым, не требующим регулярного обслуживания.

Оно выгодно своей невысокой ценой и возможностью монтажа в труднодоступных и удаленных от источников питания местах. Достигаемая с помощью мембранных осушителей точка росы — -10 — -40°C. Средняя цена 44590 руб.

Получение воды из воздуха с помощью эффекта гиперконденсации:

Получение воды из воздуха с минимальными энергетическими затратами, а то и вовсе без них является перспективной технологией.

Существующие генераторы воды из атмосферы имеют ряд существенных недостатков: дорогие, имеют малую производительность, не в состоянии обеспечить растущие потребности в воде в связи с ростом населения, ростом промышленного и сельскохозяйственного производства. Но их используют, потому что лучше аппаратов нет. Необходимы новые источники чистой воды, которые не имели бы этих недостатков. Одними из таких новых источников получения воды являются установки, экстрагирующие воду из атмосферы с помощью эффекта гиперконденсации.

Технология очень проста, надежна, не дорога и очень эффективна. Основана на принципе обратной диффузии газов при искусственном создании точки росы. По сути это не одна, а целый сплав технологий, взаимодополняющих друг друга.

Принцип конденсации воды, из содержащего её в виде пара воздуха, достаточно хорошо известен. Благодаря солнечной энергии этот процесс во много раз увеличен. Эффект назван гиперконденсацией.

Установки, создаваемые на этом принципе, отличаются простотой конструкции, не имеют подвижных узлов и агрегатов, а значит в них нечему ломаться, получают воду из воздуха без использования каких-либо традиционных и привычных нам источников энергии.

Установки используют и преобразуют для получения воды энергию получаемую от Солнца! Им не нужно для работы ни топливо, ни электроэнергия. Солнечные панели тоже не используются.

Эти установки не требуют техобслуживания и ремонтов и могут работать совершенно автономно, с высокой производительностью десятки лет подряд, круглый год в пустынях и жарком климате и тёплое время года в средних широтах.

Идеальными условиями для наиболее производительной работы установок являются повышенная влажность воздуха и солнечный свет. Таким условиям наиболее соответствуют прибрежные регионы планеты между 50 параллелями северной и южной широты. Но установки прекрасно будут работать и в условиях Ливийской пустыни, одном из самых засушливых мест на планете, где относительная влажность воздуха не превышает 35%.

Проектируемые установки для получения пресной воды имеют несколько вариантов модульной конструкции и производительность: от 1 500 до 125 000 литров воды в день. Вода по качеству сравнима с родниковой, не требует какой-либо ещё дополнительной очистки и полностью готова к употреблению, а также к упаковке для дальнейшего хранения и транспортировки.

Разновидности самодельных приборов

Если нет возможности приобрести для дома готовый увлажнитель воздуха, сделать его своими руками не составит особого труда. Подойдут простые варианты приспособлений, изготовленные из подручных материалов. Заводские и самодельные увлажнители работают по одному из принципов: нагревание или вентиляция.

Емкости с водой

Для повышения влажности можно повесить на батарею специальные емкости с водой

Чтобы воздух насыщался влагой, можно расставить везде емкости с водой. Способ малоэффективный, если воздух очень сухой, потому что вода естественным образом испаряется долго.

Из пластиковой бутылки

В бутылке объемом 1,5-2 л сбоку нужно сделать отверстие длиной примерно 10-15 см и шириной 5-7 см. Емкость привязывают к трубе центрального отопления отверстием вверх. Из ткани или бинта, сложенного в несколько слоев, делают длинную полосу. Ее центр помещают в отверстие в бутылке, а саму емкость заполняют водой. Концы тканевой полосы наматывают на трубу по спирали. Материал будет постепенно увлажняться благодаря тому, что средняя часть погружена в воду. Жидкость быстро испарится, повысив уровень влажности в комнате, за счет воздействия высокой температуры от батареи.

Полотенце на батарею

Нужно взять махровое полотенце. Тонкое не подойдет, потому что будет высыхать очень быстро. Чем больше и толще полотенце, тем лучше. Его нужно хорошо смочить, отжать, чтобы не стекала вода, и накрыть им батарею сверху. Если сделать так в каждой комнате и периодически увлажнять ткань, дышать станет заметно легче.

Некоторые пользователи усовершенствуют этот метод, прикрепляя один край полотенца к батарее сверху, а нижний опуская в емкость с водой. Ткань не приходится каждый раз смачивать.

Из пластикового контейнера

Можно купить в магазине большой пластиковый контейнер с крышкой. Желательно взять на колесиках. Дополнительно потребуются:

• вентилятор или кулер;
• блок питания;
• паяльник, нож.

По бокам нужно сделать небольшие отверстия нагретым сверлом или ножом, а в крышке – отверстие для монтажа вентилятора. Кулер необходимо надежно закрепить, чтобы он не свалился в наполненный водой короб, и подключить к блоку питания. Провода следует заизолировать. Затем в короб наливают воду и включают вентилятор.

Из керамзита и ведра

Керамзит хорошо впитывает воду и долго испаряет ее

Наполнителем в этом самодельном увлажнителе служит керамзит, потому что он хорошо впитывает влагу. Для изготовления устройства понадобятся:

• две большие пластиковые корзины для мусора и две поменьше;
• 12-литровое ведро;
• аквариумная помпа;
• кулер диаметром 140 мм;
• строительный фен или пластиковые стяжки.

Маленькие корзины нужно сплавить феном или скрепить стяжками. Две большие корзины тоже соединяют, но предварительно помещают в них скрепленные между собой маленькие. В дне верхней корзины вырезают отверстие и через него засыпают керамзит. Камешки должны быть достаточно крупными, чтобы не просыпались в отверстия. В ведро наливают воду и кладут туда помпу для аквариума. Конструкцию из корзин ставят в ведро. Трубки от помпы подводят к верхней ее части, чтобы вода смачивала керамзит. Жидкость будет снова стекать в ведро. Сверху необходимо установить кулер, который будет направлять поток воздуха на керамзит, чтобы вода испарялась интенсивнее.

Ультразвуковой увлажнитель воздуха

Самодельный ультразвуковой увлажнитель

Можно приобрести в магазине готовый домашний ультразвуковой увлажнитель или сделать его самостоятельно.

Потребуется:

• блок питания на 12 В;
• преобразователь ультразвука;
• гофротруба длиной 30 см;
• пластиковый контейнер с крышкой;
• пистолет для горячего клея и клеевые стержни.

В контейнере нужно проделать одно отверстие сбоку для провода, а другое в крышке для трубы по ее диаметру. На дно устанавливают преобразователь, подсоединяют к нему блок питания, качественно заизолировав соединение. Отверстие, через которое проходит провод, заливают горячим клеем и трубу фиксируют тем же способом. Затем в контейнер нужно залить воды и устройство можно использовать. За полчаса такой прибор способен увлажнить воздух в одной жилой комнате.

Из вентилятора

Вентилятор используется в различных самодельных устройствах для увлажнения воздуха:

• Проще всего повесить на вентилятор, с той стороны, куда направлен выдуваемый воздух, мокрое полотенце. За счет движения потока вода будет испаряться довольно быстро. Только по мере высыхания полотенце нужно будет смачивать.
• Под работающий вентилятор ставят любую емкость с водой. Поток воздуха будет распространять испаряющуюся влагу.

Устройство и принцип работы бытового влагопоглотителя

Сегодня в продаже можно найти самые разнообразные модели бытовых и промышленных осушителей воздуха. Они отличаются по функциональным возможностям, степени эффективности, надёжности, долговечности и стоимости.

Выделяют переносные и стационарные осушители. Мобильные устройства отличаются удобством эксплуатации, так как могут без проблем быстро устанавливаться в нужном помещении. Но стационарные устройства отличаются более высокой производительностью. Они чаще всего крепятся на стену.

Обычный влагопоглотитель состоит из следующих деталей:

1. Вентилятор, работающий за счёт электродвигателя.
2. Испаритель (холодный теплообменник) – радиатор с низкой температурой поверхности. По радиатору циркулирует охлаждающая жидкость (фреон).
3. Ёмкость для сбора конденсата, который копится и стекает по стенкам испарителя.
4. Дренажная трубка для вывода жидкости из устройства.
5. Конденсатор (горячий теплообменник). Находится на «выходе» воздуха из прибора. Поднимает температуру воздуха до нужных показателей, чтобы не «заморозить» помещение.
6. Панель управления, регулирующая интенсивность и уровень конденсации, температурный режим выходящего воздуха.

Принцип работы осушителя воздуха

Принцип работы осушителей основан на конденсации влаги из воздуха. Прибор работает следующим образом:

1. С помощью вентиляторов в прибор поступает воздух из помещения.
2. Воздух попадает в испаритель. За счёт резкого перепада температур влага конденсируется (переходит из газообразного в жидкое состояние).
3. Капли образовавшейся жидкости стекают по трубкам испарителя в специальную сборную ёмкость. При достижении определённого уровня вода выводится из осушителя с помощью дренажных трубок.
4. Осушенный воздух проходит через радиатор с высокой температурой и, перед выходом в помещение, нагревается до нужной температуры.
5. Комната насыщается сухим и тёплым воздухом.

Дополнительные советы по увлажнению воздуха

Рекомендуется сушить белье в квартире для повышения влажности

Небольшие бытовые изменения помогут улучшить домашний микроклимат, повысить влажность на несколько процентов, хотя бы на некоторое время.

После стирки рекомендуется сушить белье дома. Влажность повысится немного, но и это лучше, чем ничего. Если белье сохнет в ванной, нужно открывать двери, а лучше разместить его на специальной сушилке около радиатора или обогревателя.

Комнатные растения также помогают увеличить влажность воздуха в квартире. Если цветы расставлены на подоконниках, от батареи центрального отопления вода после полива быстро испаряется. Нужно только регулярно поливать растения. Некоторые виды растений испаряют воду в особенно большом объеме. Например, циперус способен выделять в воздух до 3 л воды в день.

Влажная уборка приносит двойную пользу. Воздух становится чище, потому что со всех поверхностей вытирается пыль. В то же время влага, оставленная после уборки, испаряется с большой площади, благодаря этому уровень влажности повышается за короткое время. Убравшись, стоит развесить постиранные тряпочки на батарее, чтобы пользы было еще больше.

Аквариум способствует постоянному увлажнению воздуха. Чтобы испарение было более интенсивным, его не нужно накрывать крышкой. Оптимальный вариант – аквариум с улитками и живыми растениями.

С помощью простого пульверизатора можно увлажнить воздух, распыляя воду на шторы, комнатные цветы

Важно, чтобы вода и сам пульверизатор были чистыми, иначе на ткани останутся пятна

Чтобы воздух в доме всегда был достаточно влажным, необязательно приобретать дорогостоящую бытовую технику, вполне можно обойтись самодельными приспособлениями. Все они более или менее эффективны. При должных навыках нетрудно собрать устройство, не уступающее по производительности покупным моделям.

Влажность воздуха

Увлажнитель воздуха можно собрать своими руками из доступных материалов

Оптимальный уровень влажности воздуха варьируется в пределах 40-70%. В зимний период в квартирах, где не используются специальные приспособления для увлажнения, он не поднимается выше 35%.

Для измерения насыщенности воздуха влагой используют специальное устройство – гигрометр. В разных помещениях уровень влажности будет разным

На кухне обычно выше за счет испарений во время готовки, поэтому особое внимание нужно уделить другим комнатам

Особенно важно, чтобы воздух был в достаточной степени влажным в спальне

Полезные рекомендации

Воспользуйтесь простыми, но эффективными советами от народных умельцев и специалистов:

При покупке сухого поглотителя влажности обязательно обращайте внимание на состав силикагеля, так как в продаже можно встретить варианты, содержащие химические соединения. Устанавливать конструкцию с токсическими веществами в квартире или доме нельзя, так как это чревато интоксикацией организма.
При герметизации стыковых участков дополнительно проклеивайте швы скотчем, силиконом или самоклеющейся лентой.
Помните, что в основе работы осушителей лежит приточно-напорное действие – воздушные массы сначала задуваются внутрь, потом выдуваются обратно.
Для повышения коэффициента полезного действия рекомендовано устанавливать самодельные приборы в центральной части квартиры.
Не забывайте контролировать уровень влажности

Для человеческого организма оптимальная влага составляет 40-60%. Включать осушитель требуется по достижению 65-70% влажности, не меньше. Чтобы проверять показатели в комнате, приобретите гидрометр. Сегодня в продаже можно найти как стрелочные варианты, так и цифровые.
Не допускайте пересушивания воздуха, так как это оказывает негативное воздействие на организм. Особенно тщательно следите за этим в летний период года.
Если вы изготовили абсорбционную разновидность поглотителя влаги, раз в несколько дней просушивайте или меняйте абсорбент (соль, силикагель).
Наряду с использованием агрегата обязательно проветривайте комнату, чтобы внутрь поступал кислород. Не забывайте о чистке вентиляционной централизованной системы, вытяжек.

Если вы сделаете своими руками осушитель воздуха, то значительно сэкономите семейный бюджет, так как магазинные варианты имеют достаточно высокую стоимость. Особенно актуальны самодельные системы в помещениях с высоким уровнем влажности – ванной, кухне, бассейне, домашней бане и сауне, погребе и подвале, гараже и дачном домике.