Установка конденсации пресной воды из влагонасыщенного морского воздуха

Август 2, 2022

Главная
Разное
Установка конденсации пресной воды из влагонасыщенного морского воздуха

Содержание

2. Цели и задачи Цель работы – выполнить поиск концептуальных и проектно-конструкторских решений проекта платформы конденсации атмосферной
3. Актуальность работы Из всей воды (~1,4 млрд. км3) на земле пригодны для питья и другого использования
4. Водный кризис на карте мира Карта водного стресса Показывает долю водозабора относительно к общему объему возобновляемых
5. Реализованные установки конденсации влаги из воздуха Достоинства: Заявленная высокая энерго/ресурсо-эффективность Недостатки: Малая производительность (не более 0.7
6. Известный промышленный аналог
7. Анализ материалов патентного поиска Основные направления исследований, посвященных конденсации атмосферной влаги (выделены по 8 изученным патентам):
8. Принцип построения предложенной платформы 1 – патрубок для подвода морской воды ; 2 – водяные камеры;
9. Структурная схема комплекса конденсации атмосферной влаги 1 – конденсатор; 2 – система забора охлаждающей морской воды;
10. Варианты 3D модели модуля конденсации предлагаемой установки Вариант №1 с вентилятором ВГ180/4 Вариант №2 с вентилятором
11. Расчет параметров системы охлаждения Определение минимального требуемого размера выбранного теплообменного модуля: Уравнение теплового баланса: Средний коэффициент
12. Основные параметры принятого модуля конденсации (при 2-х секциях)
13. Общий вид комплекса конденсации атмосферной влаги 1 – конденсатор; 2 – система забора охлаждающей морской воды;
14. Выводы Проведен обзор известных решений в области конденсации атмосферной влаги. Проведен анализ рассмотренной литературы, посвященной тематике
16. Скачать презентацию

Слайд 2

Цели и задачи
Цель работы – выполнить поиск концептуальных и проектно-конструкторских решений

проекта платформы конденсации атмосферной влаги, позволяющей добывать конденсат пресной воды в промышленных масштабах (более 1000 т/сутки).
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
рассмотреть известные решения по принципам построения и конструкции устройств конденсации атмосферной влаги,
выполнить поиск и анализ современных исследований по разработкам данной темы,
предложить принцип построения платформы и определить ее основные технические параметры,
разработать схемные и конструктивные решения основных функциональных модулей проектируемой установки конденсации и выбрать ее комплектующие элементы.

Слайд 3

Актуальность работы
Из всей воды (~1,4 млрд. км3) на земле пригодны для

питья и другого использования всего лишь 3% (35 млн. км3). Считается, что 0,77% мировых запасов воды – это доступные подземные и поверхностные источники (озера, реки, болота и т.д.).
Значительная часть потребляемой пресной воды уходит на сельское хозяйство (до 70% всего объема) и промышленность (порядка 20%).
Как и ископаемые виды топлива, водные ресурсы накапливаются медленно и являются мало возобновляемыми. Источником возобновляемых ресурсов пресной воды считаются атмосферные осадки, годовой объем которых ~110300 км3/год. Из них 69600 км3/год возвращаются в атмосферу в результате испарения и транспирации.
Масштабное решение проблемы обеспечения пресной водой природного качества возможно на основе экоинженерной концепции с учетом имеющихся природных форм. В первую очередь, это практически не используемые большие запасы пресной воды в виде водяного пара в атмосфере над акваториями морей (океанов) континентальных и островных территорий.

Слайд 4

Водный кризис на карте мира
Карта водного стресса
Показывает долю водозабора относительно к

общему объему возобновляемых ресурсов.

Карта опреснения морской воды
Показывает объем опреснения морской воды.
Масштаб – 1000 м3 /сутки.

Слайд 5

Реализованные установки конденсации влаги из воздуха
Достоинства: Заявленная высокая энерго/ресурсо-эффективность
Недостатки: Малая производительность

(не более 0.7 м3/сутки)

Air Drop (США)

Разработка бюро Architecture and Vision (Италия, Африка)

«Воздушный родник» (Россия, Крым)

Слайд 6

Известный промышленный аналог

Слайд 7

Анализ материалов патентного поиска

Основные направления исследований, посвященных конденсации атмосферной влаги

(выделены по 8 изученным патентам):

Создание поверхности конденсации с повышенной эффективностью
Холодильные установки с применением хладагентов аналогичных R22 и R401
Повторное применение охлажденного воздуха в работе установки

Слайд 8

Принцип построения предложенной платформы
1 – патрубок для подвода морской воды ;

2 – водяные камеры; 3 – трубная доска; 4– камера конденсатора с модульными теплообменными элементами; 5 – патрубок для отвода морской воды; 6 – влагоуловитель; 7 – вентиляторы; 8 – диффузор; 9 – сборник конденсата; 10 – патрубок для отвода конденсата в накопитель пресной воды; 11 – корпус конденсатора.

Для решения поставленной задачи предлагается использовать крупногабаритную конденсационную установку на плитном или свайном основании. Строение установки целесообразно по принципу компоновки в виде корпусной вентиляторной градирни.

Слайд 9

Структурная схема комплекса конденсации атмосферной влаги
1 – конденсатор;
2 – система

забора охлаждающей морской воды;
VH20 – накопитель пресной воды на 30 дней;
Ф – ферратор для обеззараживания воды;
С – система соленасыщения питьевой воды;
САУ – система автоматического управления;
ИП – источник питания;

Слайд 10

Варианты 3D модели модуля конденсации предлагаемой установки
Вариант №1 с вентилятором ВГ180/4
Вариант

№2 с вентилятором ВГ104/6

В соответствии с предложенным принципом построения платформы (слайд 7) были разработаны 2 возможных модели установки.

Слайд 11

Расчет параметров системы охлаждения
Определение минимального требуемого размера выбранного теплообменного модуля:
Уравнение теплового

баланса:

Средний коэффициент теплоотдачи при пленочной конденсации на горизонтальной трубе при ламинарном течении пленки конденсата рассчитывают по формуле Нуссельта, диаметр трубы найден из условия ламинарного течения:

Длина труб змеевика найдена из условия упрощения модели теплообменного модуля до цилиндрической поверхности:

Слайд 12

Основные параметры принятого модуля конденсации (при 2-х секциях)

Слайд 13

Общий вид комплекса конденсации атмосферной влаги
1 – конденсатор; 2 – система

забора охлаждающей морской воды; VH20 – накопитель пресной воды на 30 дней; Ф – ферратор для обеззараживания воды; С – система соленасыщения питьевой воды; Н – система отвода конденсированной воды в емкость хранения; ИП – источник питания; Служ. – помещение обслуживающего персонала; Охр. – помещение охраны.

Слайд 14

Выводы
Проведен обзор известных решений в области конденсации атмосферной влаги.
Проведен анализ рассмотренной

литературы, посвященной тематике работы.
Предложен принцип построения платформы конденсации атмосферной влаги, позволяющей добывать пресную воду в промышленных масштабах (около 1400 т/сутки).
Разработаны две упрощенные модели промышленной установки, приближенных к реальности.
Для каждой модели определены основные составляющие элементы конструкции, применяемые типовые элементы, используемые комплектующие.
Сделан вывод о целесообразности дальнейшей проработки предложенной конструкции с целью создания опытно-промышленного образца.

Установка конденсации пресной воды из влагонасыщенного морского воздуха

Содержание

Цели и задачиЦель работы – выполнить поиск концептуальных и проектно-конструкторских решений

Актуальность работы Из всей воды (~1,4 млрд. км3) на земле пригодны для

Водный кризис на карте мираКарта водного стрессаПоказывает долю водозабора относительно к

Реализованные установки конденсации влаги из воздухаДостоинства: Заявленная высокая энерго/ресурсо-эффективностьНедостатки: Малая производительность

Известный промышленный аналог

Анализ материалов патентного поиска Основные направления исследований, посвященных конденсации атмосферной влаги

Принцип построения предложенной платформы1 – патрубок для подвода морской воды ;

Структурная схема комплекса конденсации атмосферной влаги1 – конденсатор; 2 – система

Варианты 3D модели модуля конденсации предлагаемой установкиВариант №1 с вентилятором ВГ180/4Вариант

Расчет параметров системы охлажденияОпределение минимального требуемого размера выбранного теплообменного модуля:Уравнение теплового