Алван Насир Тавфик – аспирант, кафедра атомных станций и возобновляемых источников энергии
ул. Мира, 19, Екатеринбург 620002;
Киркук, 36001
тел.: +79122713619
Alwan Naseer Tawfeeq – PhD Candidate, Department of Nuclear Power Plants and Renewable Energy Sources
620002, 19 Mira St., Yekaterinburg;
36001 Kirkuk
tel.: +79122713619
Щеклеин Сергей Евгеньевич – доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Атомные станции и возобновляемые источники энергии»
ул. Мира, 19, Екатеринбург 620002
Sergey E. Shcheklein – Doctor of technical science, professor, head of Atomic Stations and Renewable Energy Sources Department
620002, 19 Mira St., Yekaterinburg
Получение питьевой воды в зонах, где полностью отсутствуют водные ресурсы (даже загрязненные или соленые воды) является чрезвычайно важной и сложной проблемой. В тоже время в присутствующем повсеместно атмосферном воздухе всегда содержится некоторое количество водяного пара. Атмосфера Земли содержит значительное количество водяного пара в дополнение к сухим газам, таким как кислород, азот, углекислый газ и т.д. В среднем концентрация водяного пара составляет около 3% от массы воздуха (4% в объеме), а остальные сухие газы.
Однако известные методы получения пресной воды из содержащихся в воздухе паров имеют чрезвычайно низкую эффективность, сложны в реализации и не находят в последние годы широкого применения в практике. В тоже время климатологические исследования указывают, что максимальное количество паров воды появляется в воздухе в ночные часы, однако естественная скорость их конденсации является чрезвычайно низкой. Эффективность конденсации можно значительно повысить, используя методы искусственного охлаждения, что требует наличия внешнего источника энергии. Возможен путь получения требуемой энергии от возобновляемых источников (например – солнца) в дневной период и аккумулирования ее для использования в ночной период в рефрижираторных системах конденсации.
В данной работе представлены экспериментальные результаты получения питьевой воды, особенно в областях без какого-либо источника воды, таких как пустыня, с использованием метода конденсации влаги в воздухе с помощью компрессионной холодильной системы – фотоэлектрической системы. Результаты экспериментального исследования показали, что компрессионно- охладительная - фотоэлектрическая система производит около 6,5 литров пресной воды в день, потребляя при этом 0,7 кВт*ч / л энергии.
Полученные результаты в десятки раз превышают эффективность процессов естественного (конвективного) извлечения воды из воздуха и имеют затраты энергии более низкие, чем на получение пресной воды путем термической дистилляции из морской воды 0,72 кВт*ч / л.
Obtaining drinking water in areas where water resources (even contaminated or salty water) are completely lacking is an extremely important and complex problem. At the same time, there is always a certain amount of water vapor in the air present everywhere. The Earth's atmosphere contains a good amount of water vapor in addition to dry gases such as oxygen, nitrogen, carbon dioxide, etc. Water vapor constitutes 3% of the air mass by 4% in volume and the rest are dry gases.
However, known methods of obtaining fresh water from air vapors are extremely low-efficiency, difficult to implement and have not been widely used in practice in recent years.
At the same time, climatological studies indicate that the maximum amount of water vapor appears in the air at night, but the natural rate of their condensation is extremely low. Condensation efficiency can be significantly improved by artificial cooling techniques, which requires an external source of energy. There is a way to get the required energy from renewable sources (e.g. the sun) during the day and accumulate it for use during the night in refrigerated condensation systems.
The current study included experimental results for economical method to get a potable water, especially in areas without any the water source, such as the desert by using the air humidity condensing technique through vapor compression refrigeration -photovoltaic system. The results of the experimental study showed that the compression refrigeration – photovoltaic model produces about than 6.5 liters of freshwater per day, while consuming 0.7 kW*h/l of energy.
The results are ten times higher than the efficiency of natural (convective) water extraction processes and have lower energy costs than for obtaining fresh water by thermal distillation of 0.72 kWh/l from seawater.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.