Генератор атмосферной воды — atmospheric water generator

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.

Варианты внешних контуров теплового насоса

Внешний контур может представлять собой трубопровод-теплообменник, который забирает тепло из скважины, почвы или водоема. Каждый из этих вариантов имеет свои особенности, преимущества и недостатки, как при монтаже, так и при эксплуатации. Поэтому рассмотрим их подробнее.

Источник тепловой энергии – скважина

Для того, чтобы использовать такой источник тепла, необходимо пробурить скважину (одну глубокую или несколько мелких) или использовать уже имеющуюся. Считается, что из одного погонного метра скважины можно получить 50-60 Вт тепловой энергии. Поэтому для 1 кВт мощности теплового насоса потребуется около 20 м скважины.

Внешний контур теплового насоса в скважине

Преимущество: скважина не занимает много места на участке и отличается большой теплоотдачей.

Недостаток: скважину, особенно глубокую, необходимо бурить с помощью с помощью специальных механизмов или машины.

Источник тепла – грунт на участке

В этом случае трубу внешнего контура необходимо уложить на глубину, превышающую максимальную глубину промерзания в данном районе. При этом может быть два варианта укладки: вынуть весь грунт на определенной площади и уложить трубу в виде зигзагов, а потом засыпать все грунтом или можно уложить трубу в вырытые для этого траншеи.

Тепловой насос «грунт-вода»

Для 1 кВт мощности теплового насоса, в зависимости глубины укладки, плотности и обводненности грунта, может понадобится 35-50 м контура. Минимальное расстояние между трубами контура – 0, 8 м.

Недостатки такого вида внешнего контура:

• для его размещения необходима достаточно большая площадь, на которой впоследствии нельзя будет высаживать деревья или кустарники, а только газон, цветы или однолетние растения;
• большой объем земляных работ.

Внешний контур в воде

Еще один вариант внешнего контура – труба укладывается на дно ближайшего водоема, если он есть рядом с домом. При этом водоем должен быть достаточно глубоким, чтобы не промерзать до дна зимой. Из одного погонного метра такого внешнего контура можно получить максимум около 30 Вт тепловой энергии ( минимум 30 м трубы на 1 кВт мощности теплового насоса). Для того, чтобы уложенный на дно трубопровод не всплывал, на него устанавливается груз – около 5 кг на каждый погонный метр.

Внешний контур теплового насоса в водоеме

Преимущество: нет необходимости бурить скважину или выполнять земляные работы на большой площади.

Главный недостаток такого внешнего контура: не всегда рядом с домом есть подходящий водоем.

Чем можно заменить?

О том, как важно, чтобы дома была оптимальная влажность, написано уже достаточно, как и о способах изготовления самодельных приборов для увлажнения. Но что делать, если покупка магазинного увлажнителя невозможна, как и изготовление прибора своими руками? Для таких случаев существует несколько рекомендаций, применение которых улучшит состояние воздуха

1. Самое простое, что можно сделать, это положить на батарею мокрое полотенце и смачивать его по мере высыхания. Также можно поставить возле отопительного прибора небольшую емкость с водой и окунуть в нее часть полотенца, другую часть необходимо расположить на батарее. А можно просто наполнить емкость водой и поместить на батарею, периодически добавляя воду, которая будет испаряться.

2. В летний сезон увлажнить воздух можно таким способом: намочить полотенце и положить его на батарею, затем включить вентилятор и направить поток его воздуха на мокрое полотенце, которое следует смачивать по мере высыхания. Такие несложные советы помогут улучшить качество воздуха в помещении и не требуют затрат времени и средств.

Как сделать увлажнитель воздуха из ведра, смотрите в следующем видео.

Методы осушения воздуха

От качества воздушного потока приточной линии зависит эффективность работы всей вентиляционной системы. Избыточная влага, находящаяся в воздухе, оказывает отрицательное воздействие не только на материалы и конструкции, но и вредит здоровью людей.

Однако, забор воздуха производится снаружи, и возможности контролировать атмосферные условия пока не существует. Поэтому принимаются меры по осушению воздуха, обладающего избыточной влагой. Для этого применяются специальные технологии и используются соответствующие установки.

Для удаления влаги из приточного воздуха используют три метода:

Ассимиляция

Методика достаточно проста, но используется редко из-за серьезных теплопотерь в результате выведения нагретого внутреннего воздуха и необходимости подогревать до приемлемого значения приточный поток. Кроме того, процесс в значительной степени зависит от внешних условий и отличается серьезной нестабильностью, что ограничивает его применение. В настоящее время он практически не используется, уступив место более эффективным технологиям.

Адсорбция

https://youtube.com/watch?v=ZZhzf1hkBuE

Этот способ гораздо экономичнее, чем ассимиляция, поскольку нагрев горячего воздуха производится только по необходимости. Недостатком считается необходимость периодической замены сорбента, наиболее долговечным видом которого является силикагель.

Конденсация

Метод основан на охлаждении воздушного потока ниже точки росы, при котором влага из воздуха переходит в жидкую фазу и оседает на холодных поверхностях. Приточный воздух пропускается через холодильную камеру, после чего он сразу же проходит в испаритель и конденсатор.

С экономической точки зрения наиболее эффективны конденсационный и адсорбционный методы, причем первый оптимален в условиях средних и повышенных температур, а второй удачно используется в холодильниках, ледовых дворцах и прочих помещениях с низкими температурами. По степени распространенности лидируют осушители конденсационного типа.

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.

Принцип действия – этапы проведения фильтрации

Схема взята от представителей компании Yummy Aqua:

1. Воздух проход через электростатический фильтр (1), проход очистки от пыли, бактерий и взвешенных частиц.
2. Прошедший очистку воздух охлаждается конденсатором до точки росы, и влага воздуха становится водой (2).
3. Из конденсатора вода начинает стекать в лоток (3) и собирается в накопительном баке снизу, где проходит очищение через гранулированный фильтр (в котором есть природный цеолит в виде кристаллов и активированный уголь) от железа, марганца, аммония и проходит стерилизацию  УФ лучами.
4. Вода прокачивается через блок фильтров (5) благодаря насосу высокого давления (4).

Пре-карбоновый фильтр для грубой очистки помогает очищать воду от нерастворенных микроскопических частиц, высокомолекулярной органики, катионов металлов (переходных и тяжелых) и коллоидных веществ. Пост-карбоновый фильтр для тонкой очистки помогает задерживать ионы от тяжелых металлов, запахи, аммикак, хлор и пестициды (размер которых всего 2 мкм). Мембрана обратного осмоса является очень важным этапом фильтрации, так как обеспечивает почти 100% очищение и стерилизацию воды. У этого фильтра мембрана способна задерживать даже самые маленькие молекулы, размер которых от 0,3 нанометров, что помогает обеспечить уникальную чистоту воды. Например, у вирусных молекул размер от 25 до 500 нанометров.

ТЦР-карбоновый фильтр тонкой очистки помогает обогащать воду необходимыми микроэлементами и минералами в требуемых для физиологии человека пропорциях, помогает повысить уровень рН, тем самым делаем воду живой.

1. Вода, которая поступила в накопительный бак сверху (6) еще раз проходит стерилизацию УФ лучами.
2. Из верхнего бака вода распределяется в два бака, которые предназначены для горячей и холодной воды.
3. На выходе из бака есть третья лампа (7) с УФ лучами, чтобы вода была на 100% обеззаражена.
4. Каждые 20 минут генератор повторно прокачивает воду по самому большому кругу очистки. За счет этого застаивание воды исключено и на выходе получается всего самую свежую и чистую воду.

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.

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.

Преимущества технологии воды из воздуха

Достоинств более, чем достаточно:

• Лучшее качество. Генератор будет создавать «живую» воду за счет великолепной и мощной 14-ти ступенчатой системе очистки воды посредством фильтров. Химические и бактериологические свойства атмосферной воды будут соответствовать и даже превосходить нормы по СанПину 2.1.4.1074-01 (питьевой стандарт).
• «Живая» вода. За счет процесса испарния-конденсации, который будет проходить вода внутри генератора, первозданная структура вода будет восстановлена, больная информационная память будет стерта, и вода буквально «оживет».

рН. Вода имеет рН 8,5 и она обогащена кислородом и минералами, является структурированной – это идеальное питье для малышей и будущих мам, так как вода очень похожа по свойствам с талой водой из горного ледника. Этим и можно объяснить благотворное влияние на человеческий организм.
Эликсир жизни. Вода, которая является атмосферной, обогащенной микроэлементами и минералами в хорошо выверенных физиологических соотношениях будет легко проникать через мембраны клеток, послужит мощным антиоксидантом, поможет привести в норму метаболизм, улучшит настроение, самочувствие и повысит энергетику.
Свежесть. Вода через каждые 20 минут прогоняется по всем фильтрам, а это исключает возможность застаивания, обеспечивает чистоту и свежесть, а также требуемый уровень рН.
Чистый воздух

При работе генератор помогает очищать воздух от пыли, взвешенных частиц, запахов, а это важно для людей, которые страдают от аллергии.
В быту. Такую воду можно использовать для того, чтобы готовить пищу, поливать рассаду и домашние цветы

Как было отмечено пользователями, цветы стали лучше расти. А если сполоснуть очищенной водичкой свежи зелень, фрукты и овощи, они будут храниться дольше.
Для экологии. Самым главным преимуществом генератором воды из воздуха является полный отказ от пластика, который нельзя сжигать, а его естественный срок разложения равен 500 лет. Использование генератором поможет сберечь планету от загрязнения пластиковыми отходами.

Как видите, это лучшее, что может предложить нам наука, если мы хотим увидеть через 50 лет нашу планету не полностью «убитой», а наоборот, начинающей оправляться.

Особенности и польза

Чем же грозит пересушенный воздух в квартире? Недостаточная влажность способствует тому, что пыль не оседает, а находится в воздухе. Пыль содержит в себе вредные бактерии, клещи и микроорганизмы, поэтому у человека может развиться аллергия или астма. Носовая полость служит защитным барьером от бактерий, которые задерживаются на слизистой оболочке носа и выходят естественным путем. Таким образом, если полость носа пересушена, это облегчает бактериям доступ в организм. Достаточная влажность в комнате позволяет сохранять правильное состояние слизистой носовой полости.

Для поддержания оптимального уровня влажности существует специальный увлажнитель – небольшой прибор, имеющий несложную конструкцию и простой в применении. В зимний период, когда работают отопительные системы, увлажнитель просто необходим в помещении. Он способен благотворно влиять не только на здоровье дыхательной системы, но и улучшает общее состояние организма, благоприятно влияет на состояние кожи, придает чувство бодрости и легкости.

Польза от увлажнителя есть и для растений, и домашних животных, при этом домашний любимец будет здоров и активен, а комнатные растения станут крепкими и сильными. Пожалуй, единственным минусом увлажнителя воздуха является его цена. Однако этот прибор можно сделать самостоятельно из легкодоступных материалов.

Увлажнитель из бутылки и кулера ↑

Увлажнитель на холодном пару стоит в магазине 1500-3000 тысяч рублей. Но его цена может упасть в сто раз прямо на ваших глазах. Для наблюдения этого невероятного зрелища вам понадобится одна бутыль из под воды (желательно десятилитровая), один компьютерный кулер и скотч.

Технология изготовления

1. Обрежьте у бутылки верхнюю часть с горлышком таким образом, чтобы в образовавшееся отверстие можно было установить кулер.
2. Закрепите вентилятор на бутылке при помощи скотча. Можно взять какую-нибудь плотную картонку, сделать в ней прорезь размером чуть меньше корпуса кулера и прикрепить к бутылке тем же скотчем – так будет надежнее.
3. Включите вентилятор в сеть.

Эти простые варианты изготовления для увлажнения обязательно вам пригодятся. Пусть даже не в городской квартире, а на даче. Воздух везде и всегда должен быть комфортным.