Конденсирование воды из воздуха

Конденсирование воды из воздуха

Увидев сегодня с утра обилие росы на своей грядке, я подумал — ОК, вот сейчас у меня есть скважина с чистейшей водой, а что если мне в дальнейшем захочется жить где то в глухом месте на склоне горы в Филиппинах с видом на океан, как быть с водой? Ведь бурение скважины в гористой местности задача проблемная, иногда и 100 метров бурят, а воды нет — куча денег на ветер. Завоз воды тоже удовольствие недешевое.

Эта водяная башня в Африке собирает до 100 литров воды в день — влага конденсируется на сетке из полиэстера

Итак, потребность в воде можно разделить на 2 категории — 1) для стирки, купания, мытья; 2) для питья. С первой категорией все просто — сбор дождевой трубы с ската крыши (главное сделать скат достаточной площади) по водостокам в емкость. А оттуда уже качать обычным насосом в дом — никаких проблем поставить автоматику чтобы кран открыл — вода пошла — схема автоматики у меня уже откатана, в моей времянке. Плюс подогрев проточным нагревателем на 6-7 Квт — также хорошо себя зарекомендовал, и экономно

А вот как быть с питьевой водой? К счастью, есть технологии получения воды прямо из воздуха. Я тут покопался в различных источниках, и удивляюсь насколько все таки раньше были умные люди, уже тысячи лет назад существовали такие технологии получения воды из воздуха, что диву даешься. А еще убеждаюсь что нет плохих мест для проживания (кроме экологически загрязненных), есть только мало знаний. Например добыча воды из воздуха работает на ура в горах (т.к. там повышенная влажность, хорошие потоки воздуха на возвышении), и в пустыне — где разница температур в земле и в воздухе велика, и вода добывается на раз два (смотрел израильского изобретателя конденсационной трубы в пустыне, но в принципе это прототип древнего сооружения по добыче воды из воздуха).

Читайте также:  Корейский котел navien отзывы

Многие не берут участки в горах из за их проблемности в плане водоснабжения, поэтому такие участки стоят дешево. А кому то, кто обладает знаниями и руки на месте, это только на руку )

Варианты получения воды из воздуха

Можно конечно тупо поставить ведро под кондиционером, но рассмотрим более правильные варианты 🙂 Например самый простой, практически без вложений — выкопать яму, над ней установить раму с натянутым на нее полиэтиленом, так чтобы она была под небольшим углом. Внизу рамы желоб для сбора воды, и самотеком в емкость (ведро или др.). Все просто — полиэтилен нагревается лучами солнца, а в яме всегда температура ниже чем на поверхности, а тем более нагретом полиэтилене. Точка росы и т.д.
С литр воды получить можно от ямы 1х1 м. (вообще в источнике указано было 0.5 литров, но я живу у моря и здесь воздух влажный, поэтому накинул). Мало? Можно сделать прям траншею 1 м шириной и длиной 10 м. Уж 10 литров питьевой воды в день думаю будет достаточно.

Вариации подобного способа может быть множество. Здесь положили камень на пленку, чтобы позволить влаге свободно стекать вниз в ведро. Но можно усовершенствовать конструкцию.

Есть еще другие методы получения питьевой воды из воздуха, но там уже задействуются доп. источники энергии (например чтобы принудительно создать поток воздуха через контур, или гонять компрессором хладагент, и др. — в зависимости от технологии). Но хочется получать воду исключительно нахаляву 🙂 Поэтому затратные варианты не рассматриваются.

Пирамида из камней

Довольно интересный способ получения воды из воздуха, который с куба камней (как обещано в одном источнике), обещает получать около 100 литров воды в сутки. Кстати для справки — в 1 кубе воздуха температуры 30 гр. содержится около 25 мл. воды. Правда в источнике не указывалось в какой местности производились эти замеры и при какой влажности воздуха. Тем не менее это дает нам возможность понять хотя бы примерно, какой объем нужно прогнать через пирамиду из камней, чтобы сконденсировать заявленное количество воды.

Пирамида из камней для получения воды из воздуха

Я прочитал с тройку отзывов людей, которые сделали себе такие пирамиды, и еще одно видео, приложу ниже. Если честно, сделано абы как, не соблюдено много условий. Поэтому все они жалуются что пирамида не работает.

Еще нашел в сети драгоценный комментарий человека, который построил пирамиду из камней, реально работающую:

«Во время восстановления Спитака вопрос воды стоял остро. Из рек нельзя — там трупов людей и животных было намеренно. С гор воду не возьмешь — мародеры растащили трубы. Вышли из положение так — на возвышенности ложили лист железа, в середину насыпали песок, затем гальку, потом камешки, камешки обкладывали булыжником, сверху были булыги крупных размеров. Через час пошла струйка воды — молотом сделали русло и забыли. За сутки естественный накопитель влаги мог набрать до тонны воды. И это при ясной погоде — при тумане, или дожде воды было море — чистой, очищенной.»

Выделим основные ключевые факторы:

  1. Пирамида установлена на возвышении. Очевидно потому что на возвышении стабильно присутствуют потоки воздуха, чего не скажешь о низине.
  2. Лист железа. Как известно на металле влага конденсируется лучше.
  3. Уменьшение фракции инерционного материала снизу вверх. Песок вниз ложится очевидно для того чтобы он мог удерживать влагу.
  4. Гористая местность. И как известно Армения — это субтропики. Например я живу близко к субтропикам и летом может быть днем жарко, а ночью замерзаешь от холода.

Далее автор комментария добавил — что лист железа стандартный, 1.5 х 3 м. (из этого можно сделать примерно вывод о объеме горки из камней), воздух очень влажный и туманы. И что тона воды в сутки — это правда, и можно убедиться в этом приехав в совхоз Карахольский, где эта «установка» работает.

Как я понимаю, данная пирамида активно работает именно ночью, когда за день камни нагреваются от солнца, а ночью холодный воздух при активное его токе на возвышении, проходя через эту груду камней конденсируется. Как известно камни обладают большой теплоемкостью, и я думаю они могут быть теплыми чуть не всю ночь, тем более если груда камней достаточно большая.

Автор также не написал, но я думаю что все камни, как крупные так и мелкие, должны быть округлыми, без острых краев, и в идеале — гладкими. Для того чтобы сконденсировавшаяся на них влага, могла свободна стекать вниз.

Делитесь также своими соображениями в комментариях ниже. А я пока еще подумаю над вариантами. Удачного всем дня, и добычи воды 🙂

А да, как обещал вот это единственное видео с пирамидой из камней. Можно убедится что ни одно из вышеуказанных условий не соблюдено, поэтому автор поспешил с утверждением что «не вся информация в интернете правдива». Просто не все делают как надо, и нужно уметь учитывать множество нюансов. Да и не в каждой местности она будет работать — увы и ах, как говорится.

Экология потребления.Наука и техника:Сколько раз уже говорилось, что чистая, пригодная к употреблению вода – основа всей жизни на Земле и с каждым годом становится всё более и более редкой. Что в скором времени войны будут разворачиваться не из-за нефти и прочих полезных ископаемых, а именно из-за неё родимой.

Сколько раз уже говорилось, что чистая, пригодная к употреблению вода – основа всей жизни на Земле и с каждым годом становится всё более и более редкой. Что в скором времени войны будут разворачиваться не из-за нефти и прочих полезных ископаемых, а именно из-за неё родимой. Уже сейчас примерно один человек из пяти испытывает трудности с нехваткой питьевой воды. И даже горожанам, привыкшим к комфорту, предоставляемому современными системами водоснабжения, не стоит об этом забывать.

Как там говорили на уроках географии? «Большая часть поверхности Земли покрыта водой. » А это примерно 326 млн кубических миль воды. 97% из них – солёная из морей и океанов, и лишь 3% – пресная. Но и из этой части 99,3% находятся в виде льда, а половина того, что осталось, – под землёй.

К 2025 году девять миллиардов человек на планете будут делить всё-то же количество доступной воды. Большинство из них будут жить в больших перенаселённых городах, оказывая гигантское давление на местные водные ресурсы. А если вспомнить о том, что городские водопроводы постоянно приходится чинить, латать и обновлять, то будущее кажется совсем уж чёрным и незавидным.

Так где же взять чистую воду? В воздухе содержится, по разным оценкам, от 12 до 16 тыс. км3 влаги (или 0,000012% всей воды на Земле). Этот объём можно сравнить с количеством воды в Великих озёрах Северной Америки (самом крупном природном хранилище пресной воды в мире).

Между тем во многих даже самых бедных и густонаселённых странах мира воздух настолько влажный и тёпый, что воду можно было бы конденсировать прямо из него.

Кубический метр воздуха содержит (в зависимости от влажности) от 4 до 25 граммов водяных паров. Существующие ныне установки могут собрать в среднем около 20-30% от этого количества. Самые лучшие условия для них (высокие влажность и температура) – в странах, расположенных в пределах 30 градусов широты от экватора.

Так как природа постоянно пополняет запасы воды в воздухе, устройства, производящие ценную жидкость из воздуха, не могут ничем навредить окружающей среде (даже если их будет установлено очень много в каком-то определённом месте). Получается, процесс может идти бесконечно и работа аппаратов ограничена лишь сроком их службы.

Поговорим о том, как работают генераторы атмосферной воды (AWG – Atmospheric water generator). Первые системы, поставляющие воду из воздуха, были разработаны ещё в 1990-х.

По сути, они были похожи на систему, что используется для дегидратации воздуха в холодильниках (ещё можно вспомнить про дождь из-под кондиционеров в современном мегаполисе). Компрессор заставляет хладагент проходить через хитросплетение трубок, в то же время вентилятор прогоняет над трубками воздух. Если температура охлаждающих спиралей чуть ниже точки росы, около 40% жидкости из воздуха будет конденсироваться на них, стекая в специальный контейнер. Если же трубки будут слишком холодными, то на их поверхности будет образовываться лёд (что, конечно же, отразится на функциональности аппарата).

Но то в холодильнике, а в генераторах воды из атмосферы также присутствуют специальные воздушные фильтры, ультрафиолетовые стерилизаторы и угольные фильтры для собранной во¬ы, приборы, обогащающие её кислородом, датчики уровня воды в контейнере.

Оптимальные параметры работы установок: температура выше 15,5°С и относительная влажность (RH) выше 40%, а также не слишком большая высота над уровнем моря (не выше 1200 метров). Хотя в большинстве инструкций говорится о 20-40 °С и RH 60-100%.

Понятно, что установка таких генераторов предполагает наличие входа воздуха извне помещения. Тут целый букет факторов: как это ни удивительно, атмосферный воздух намного чище «домашнего», а «офисный» уже высушен кондиционерами. Да и собирать влагу из помещения вредно: люди и так страдают от его низкой влажности. Хотя самые маленькие установки при наличии хорошей вентиляции можно поставить на кухне или в ванной.

Где может пригодиться такой дегидратор? Начинали мы с пустыни – там он пригодится жителям далёких поселений, для которых подвоз бутилированной воды дорог или невозможен, военным, ведущим боевые действия вдали от источников воды, и представителям гуманитарных и спасательных миссий (в том числе врачам).

AWG могут быть использованы для домашних и сельскохозяйственных нужд, в офисных помещениях, школах, отелях, на кораблях, совершающих круизные путешествия, в спортивных центрах и прочих общественных местах. В коммерческих целях некоторые производители предлагают даже вариант розлива воды из воздуха в бутылки!

А теперь попробуем рассказать об основных предлагаемых продуктах на рынке добычи воды из воздуха.

Element four

Основной продукт компании Element four называется «Водяная мельница» (WaterMill).

Она собирает до 12 л воды в сутки для различных домашних нужд и при этом обладает приятным дизайном. Владельцы могут не беспокоиться о наличии в собранной жидкости токсинов и бактерий. Специальные системы заботятся о затрате устройством как можно меньшего количества энергии (а в скором времени установку можно будет подсоединить к альтернативным источникам энергии). На специальном экране отображается информация о температуре, относительной влажности и количестве полученной влаги.

Цены на WaterMill объявят в начале 2009 г. А началось все в 2004 г., когда Джонатан Ритчи и Рик Ховард решили создать свой генератор воды из воздуха. Поначалу они работали в канадской исследовательской компании Freedom Water, но в 2008-м был произведён ребрендинг, и вот Element Four выпустила свой первый продукт.

AirWater Corporation

Эта компания была образована в феврале 2003 г. после корпоративного решения Universal Communication Systems (UCSY) начать работу в области высоких технологий по извлечению воды из воздуха. Впрочем, различные научные исследования она проводила более 13 лет, в течение которых запатентовала многие свои технологические решения.

AirWater Corporation специализируется на установках, поставляющих воду в количестве от 100 до 5000 литров в день. Правда, и габариты у этих аппаратов соответствующие. Есть даже специальные мобильные установки, снабжающие питьевой водой армейские подразделения в полевых условиях.

В арсенале этой фирмы присутствуют мобильные устройства и те, что одновременно делают лёд. У Air Water Corporation уже существуют решения для ирригации и отдалённых районов, в которых их продукт может работать от солнечных батарей (кстати, эта компания производит и их тоже).

Более крупные (и сопоставимые) генераторы воды из атмосферного воздуха производят также компании White Buffalo Nation и Aqua Sciences.

Air2Water

Устройства, разработанные компанией Air2Water, дают от 3 до 38 литров воды в сутки, то есть являются не столь уж большими.

Принцип работы этих машин соответствует всем остальным, хотя есть и некоторые отличия: поначалу воздух проходит электростатические фильтры, которые задерживают около 93% взвешенных частиц. Конденсированная вода проходит освещение ультрафиолетовой лампой в течение 30 минут (на этом этапе умирает 99,9% микробов и бактерий), затем отделяется осадок, на угольных фильтрах задерживается около 99,9% вредных летучих органических веществ, а микропористая мембрана отделяет вирусы. Но и это ещё не всё – каждый час воду в контейнере снова обрабатывают ультрафиолетом. Основное производство аппаратов сосредоточено в Китае и Сингапуре, хотя доставка осуществляется по всему миру.

Aquair

Aquair – американское дочернее предприятие RG Global Lifestyles, появившееся на свет в 2004 г. Её конёк, пожалуй, в том, что кроме просто высасывания влаги из воздуха она специализируется ещё и на системах очистки питьевой воды. В результате получается пятиступенчатый фильтр (схема установки показана на предыдущей стр.).

Кстати, на сайте компании можно найти калькулятор, который позволяет приблизительно подсчитать расход воды на разные нужды в течение года.

Австралийская фирма AirtoH2O тоже делает воду из воздуха и гордится тем, что насобирала более 360 тысяч литров живительной влаги (о чём открыто сообщает на своём сайте). Её продукция почти ничем не отличается от других таких же мелких производителей: китайского Water Master и расположившегося в Техасе Aqua Maker.
Добавим, что о цене литра воды, полученной любой из установок, говорить сложно. Однако все производители заявляют о том, что у них низкие затраты энергии, а стоимость литра оценивается от 1 до 15 амер. центов.

Вообще, подсчёт таких значений – сложное дело, ведь стоимость литра драгоценной жидкости зависит от вместимости генератора (ежегодного выхода воды), а также от влажности и температуры воздуха за его бортом.
Отметим также, что существуют альтернативные методы получения воды из воздуха. Так, один из методов основан на интенсивном впитывании атмосферной влаги жидким хлоридом лития. Полученная смесь затем проходит несколько полупронецаемых мембран благодаря эффекту обратного осмоса, в результате чего вода отделяется от литиевой соли.

Основные же выводы таковы: направление это определённо перспективное и почти безвредное для окружающей среды. Однако вряд ли любая из существующих компаний сможет решить мировую проблему нехватки чистой питьевой воды. Отчасти из-за того, что недостаточно крупны пока что производители воды из воздуха. Кроме того, граждан развитых стран не так-то просто научить ценить природные ресурсы, а бедным странам вряд ли по карману обеспечить всех своих жителей удобным и достаточно простым источником воды в виде описанных генераторов. опубликовано econet.ru

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:

Одна из трудно решаемых проблем нашего времени — неравномерное распределение воды на суше. Особенно — питьевой воды. Подземные месторождения её малочисленны и запасы в них воды небольшие.

Для опреснения морской воды нужны значительные затраты электричества. К тому же оборудование таких установок стоит весьма дорого. Проекты по доставке из Антарктиды айсбергов (например, в Африку и в страны Европы) тоже очень затратные в части финансов. Реки и открытые водоемы использовать для подачи питьевой воды опасно из-за высокой степени их загрязненности промышленными и химическими веществами. Мир пришел к ситуации, когда великой драгоценностью становится обычная питьевая вода.

В странах Африки и Азии население вынуждено пить плохо очищенную от примесей воду. При этом сама очистка зачастую ведется устаревшими способами. В Китае, Индии и других перенаселенных странах вообще нет такого понятия, как качество питьевой воды.

Острая нехватка питьевой воды заставила ученых искать пути решения проблемы. Путей этих несколько:

  • перевод промышленности на полностью замкнутый цикл водопользования;
  • ограничение аграрной сферы с посевами культур, нуждающихся в большом количестве воды;
  • сокращение расхода питьевой воды на бытовые нужды;
  • разработка и внедрение устройств по получению питьевой воды из воздуха.

Однако, если внимательно проанализировать исторические документы, выяснится поразительный факт. Оказывается, технология получения чистой воды из воздуха появилась много тысяч лет назад, но потом по ряду причин была забыта.

Главной причиной стало то, что в прежние времена острого дефицита питьевой воды не было. Так что строить относительно трудоемкие сооружения «отжатия» воды из воздуха не имело особого смысла. Хотя в некоторых засушливых местах их строили. Например, в Крыму. Археологи нашли эти сооружения, но долгое время не могли понять их предназначение.
Крым. Ручей в горах
Фото: Depositphotos

По своей сути это были генераторы воды. В скалах пробивали пещеры и в них в виде пирамид складывали камни. Пещеры втягивали в себя воздух снаружи и пропускали его через эти пирамиды. Воздух охлаждался и в виде капель оседал на камнях. Дальше капли собирались в вытекающие из пещер ручейки.

По мере освоения в Крыму подземных источников воды о древней технологии забыли — пещерные генераторы пришли в полное разрушение.

Похожая технология действовала и в других местах планеты. Достаточно было сложить (даже на открытом месте) пирамиды камней таким образом, чтобы они продувались воздухом. Капли оседали на самом низу и при наличии канавок в почве могли вытекать куда-либо. Скажем, под огородные растения или в кувшин. Все зависело только от размера и количества камней. Ну и, конечно, от степени влажности воздуха. Конденсат можно было собрать даже простейшим способом — подставив внутрь каменной пирамиды какую-либо емкость. При ее наполнении вода начинала стекать в канавки для полива. И. И. Шишкин, «Ручей в Гурзуфе», 1879 г.
Фото: artchive.ru

Изобретение моторов разного типа привело к тому, что древнейшая технология стала не нужна, поскольку каменные пирамиды отнимали часть земли и требовали усилий для поддержания в рабочем состоянии (из-за перепада температур камни трескались и со временем разваливались на части).

Достоверно известно, что в Феодосию и в некоторые другие города Крыма питьевая вода текла по керамическим трубам издалека. Это была чистейшая вода из конденсата. Остатки этих труб археологи еще находят.

Получается, что простейший кондиционер был придуман людьми в глубокой древности. Охлаждающим элементом в нем были камни. Вместо холода это устройство давало воду. Пещерные города Крыма (а их известно несколько) могли успешно отражать набеги кочевников, так как совершенно не зависели от того, где в горной местности найти источник воды. Кочевники же эту проблему так и не решили и отступали с лошадьми на равнину. Пещерные города пали только с появлением новых методов их осады.

Специалисты Крымского федерального университета придумали установку, которая работает по принципу конденсации воды из воздуха. Эксперименты ведутся недалеко от Фороса. Установка состоит из двух частей. Фактически это две большие секции полых трубок. В одну из секций поступает теплый воздух и направляется в секцию для охлаждения, зарытую в грунт на глубину примерно два метра. Здесь собираются капли конденсата и вытекают наружу водой, готовой к употреблению, так как, по сути, это обычная роса. Она слабо минерализована и не требует никакой очистки.

Аналогичные опыты ведутся и специалистами Ростовского федерального университета. Интересно то, что идея получения воды из воздуха стала уже международной. В Калифорнийском университете (США) ученые создали компактную опытную переносную установку. Основа установки — пористый гибридный материал нового типа, хорошо впитывающий в себя влагу. При насыщении конденсатом избыток влаги начинает стекать в емкость. За сутки установка в обычной комнате дает более литра питьевой воды, не требующей фильтрации. Влага впитывается преимущественно ночью, а отдается в основном днем, когда устройство нагревается солнечным светом и начинается активное выделение конденсата.

СМИ сообщают, что такие же опыты делаются и в других научных центрах мира. Видимо, в скором времени генераторы питьевой воды из воздуха станут вполне обычными в нашей жизни. Ведь всё новое — хорошо забытое старое. Разве не так?

Оценить статью
Добавить комментарий