Устройство для получения воды из атмосферного воздуха.
Гидропанель является устройством, позволяющим извлекать воду из атмосферного воздуха в разной местности при её освещенности солнцем и относительной влажности более 5%.
Особенности отечественного устройства для производства воды из воздуха
Некоторые из критичных направлений применения
Преимущества устройства для производства воды из воздуха
Общий принцип работы устройства для производства воды из воздуха
Особенности отечественного устройства для производства воды из воздуха:
Инженеры из России создали сорбционный генератор или гидропанель – устройство, с помощью которого возможно получать питьевую воду из атмосферного воздуха. Причем это можно делать в различных местах на планете при условиях, что местность освещается солнцем, а относительная влажность воздуха превышает 5%, то есть во многих местах.
Особенностью отечественной разработки является применение в ней твёрдого пористого поглотителя воды, что явно отличается от зарубежного аналога, где применяется жидкий. За счет этого удалось получить большее количество воды в сопоставимых условиях.
Вода, производимая с помощью такого устройства, не требует очистки, так как в конструкции предусмотрен воздушный фильтр, который способен предотвращать попадание твердых частиц и иного мусора, а также используется адсорбент, улавливающий преимущественно молекулы воды. При этом получается вода, приближенная по составу к дистиллированной, но после прохождения через минерализатор она становится пригодной для питья.
На данный момент известно, что завершается работа над промышленным образцом. При этом производство в России запланировано на 2023 год. В течение первых трёх лет планируется выпускать несколько тысяч гидропанелей в год. Как предполагают создатели разработки, в будущем она сможет интегрироваться в системы управления современными домами.
Некоторые из критичных направлений применения:
- выращивание растений и разведение животных в засушливых районах;
- создание автономных поилок для различных животных;
- оказание гуманитарной помощи населению в районах с дефицитом воды;
- организация медицинских и иных полевых пунктов.
Преимущества устройства для производства воды из воздуха:
- работа при малой влажности воздуха (от 5%);
- производство воды до 4.6 литров* с 1 м² в сутки;
- получение воды высокого качества;
- возможность автономной работы (энергонезависимость);
- компактность конструкции;
- экологичность при работе.
*Количество получаемой воды может зависеть от количества облаков и относительной влажности атмосферного воздуха окружающей среды и температуры.
Данное изделие превосходит зарубежные аналоги по нескольким показателям, включая:
- габариты;
- производительность;
- рабочие условия (порог влажности воздуха);
- стоимости оборудования.
Общий принцип работы устройства для производства воды из воздуха:
Ночью гидропанель осуществляет накопление влаги за счет адсорбента, который способен впитывать влагу из окружающего его воздуха в данный период времени суток. При наступлении дня влага начинает высвобождаться. Это происходит из-за активного воздействия солнечной энергии, которая поглощается селективным экраном, способствуя выделению паров. А уже жидкое состояние вода принимает благодаря процессу конденсации.
Таким образом в целом можно выделить 4 этапа:
- Сбор и накопление влаги с помощью адсорбента;
- Высвобождение влаги в виде пара;
- Конденсация водяного пара;
- Скопление воды в жидком состоянии.
Основные понятия:
Атмосфера — газовая оболочка небесного тела, удерживаемая около него гравитацией. Поскольку не существует резкой границы между атмосферой и межпланетным пространством, то обычно атмосферой принято считать область вокруг небесного тела, в которой газовая среда вращается вместе с ним как единое целое;
Атмосферная вода — вода, находящаяся в атмосферном воздухе в виде водяного пара или взвешенных продуктов конденсации: капель, кристаллов. В составе атмосферы Земли находится изменяющееся количество водяного пара (в среднем около 1 %);
Воздух — смесь газов, главным образом состоящая из азота и кислорода (в совокупности 98—99 % в зависимости от влажности, то есть концентрации водяного пара), а также аргона, углекислого газа, водорода, образующая земную атмосферу;
Относительная влажность — отношение парциального давления паров воды в газе (в первую очередь, в воздухе) к равновесному давлению насыщенных паров при данной температуре. Обозначается греческой буквой φ, измеряется гигрометром;
Пар — газообразное состояние вещества в условиях, когда газовая фаза может находиться в равновесии с жидкой или твёрдой фазами того же вещества, то есть при температурах ниже критической температуры вещества. Процесс возникновения пара из жидкой (твёрдой) фазы называется «парообразованием». Обратный процесс называется конденсация;
Водяной пар — газообразное агрегатное состояние воды. Не имеет цвета, вкуса и запаха. Водяной пар — в чистом виде или в составе влажного газа, — находящийся в термодинамическом равновесии с поверхностью влажного вещества, называют равновесным водяным паром;
Конденсация паров — переход вещества в жидкое или твёрдое состояние из парообразного (обратный последнему процессу называется сублимация). Максимальная температура, ниже которой происходит конденсация, называется критической. Пар, из которого может происходить конденсация, бывает насыщенным или ненасыщенным;
Вода — бинарное неорганическое соединение, молекула которого состоит из двух атомов водорода и одного — кислорода, которые соединены между собой ковалентной связью. При нормальных условиях представляет собой прозрачную жидкость, не имеющую цвета (при малой толщине слоя), запаха и вкуса. В твёрдом состоянии называется льдом (кристаллы льда могут образовывать снег или иней), а в газообразном — водяным паром. Вода также может существовать в виде жидких кристаллов (на гидрофильных поверхностях);
Дистиллированная вода — вода, очищенная от растворённых в ней минеральных солей, органических веществ и других примесей путём дистилляции;
Питьевая вода — вода, предназначенная для ежедневного неограниченного и безопасного потребления живыми существами. Также это вода, которая не вредит здоровью человека и отвечает требованиям действующих стандартов качества;
Сорбция — поглощение твёрдым телом либо жидкостью различных веществ из окружающей среды. Поглощаемое вещество, находящееся в среде, называют сорбатом (сорбтивом), поглощающее твёрдое тело или жидкость — сорбентом;
Сорбенты — твердые тела или жидкости, избирательно поглощающие (сорбирующие) из окружающей среды газы, пары или растворённые вещества. В зависимости от характера сорбции различают абсорбенты — тела, образующие с поглощённым веществом твёрдый или жидкий раствор, адсорбенты — тела, поглощающие (сгущающие) вещество на своей (обычно сильно развитой) поверхности, и химические поглотители, которые связывают поглощаемое вещество, вступая с ним в химическое взаимодействие.