Атмосферный генератор воды из воздуха своими руками. Генератор воды из воздуха Схема получения воды из воздуха
С проблемой получения воды сталкивались многие, кому доводилось попадать в экстремальные условия. Путешественники нередко оказывались в ситуациях, когда поблизости нет ни реки, ни даже самого крошечного родника. Между тем, вода для человеческого организма важнее, чем пища, и если ее не добыть, то попавший в беду путешественник помощи может и не дождаться. Воду можно получить из воздуха. Она имеет свойство конденсироваться, и если построить специальное устройство, то за несколько часов удастся получить количество влаги, достаточное для поддержания жизнедеятельности организма. Предметы, необходимые для строительства конденсирующего устройства, любители экстрима обычно берут с собой в поход.
Вам понадобится:
- лопата;
- кусок полиэтилена или другого пластика;
- трубка от капельницы;
- несколько камней.
Инструкция
1. Для конденсации воды необходимо использовать солнечное тепло. Если положить на землю кусок полиэтилена, воздух под ним начнет прогреваться. Какое-то количество влаги в воздухе всегда есть, даже если давно не было дождя. Надо только эту воду забрать. Воздух, оказавшийся между землей и полиэтиленом, будет греться до тех пор, пока не насытится влагой так, что не сможет больше ее удерживать. Полиэтилен в любом случае будет холоднее находящегося под ним воздуха, а соответственно, капельки начнут оседать на полиэтилен. Если их станет много, они станут срываться и могут даже потечь небольшими ручейками. Поэтому надо построить для них ловушку.
2. Выройте яму диаметром примерно 1 м и глубиной около 0,5 м. На дно ямы поставьте ведро. Это и будет «ловушка» для воды. В ведро вставьте трубку от капельницы и выведите ее наверх. Трубка может быть и резиновой. Главное, чтобы она была достаточно длинной, не меньше расстояния между краем ямы и ведром. Если вы вставляете трубку сразу, то ее нужно чем-нибудь закрепить — например, положить на краю ямы камень и привязать к нему трубку. Но ее можно вставить и потом, когда все будет готово.
3. Расстелите над ямой кусок полиэтилена. Он должен не только полностью закрывать яму, но и основательно провисать, поэтому кусок нужен длиной 1,5-2 м. Короткие края его прижмите камнями. На середину полиэтилена тоже положите камень. Груз должен оказаться прямо над ведром.
Обратите внимание!
Вода сконденсируется не сразу. Нужно подождать примерно сутки, прежде чем наберется 0,5 литра. Но ведь можно сделать и несколько таких приспособлений, если есть полиэтилен или другой пластик. При этом ночью вода будет конденсироваться быстрее, чем днем, поскольку полиэтилен очень быстро охлаждается, а почва остывает гораздо медленнее.
Нельзя выжать сок из камня, а вот добыть воду из пустынного неба вполне возможно, и все благодаря новому устройству, которое использует солнечный свет для всасывания водного пара из воздуха даже при низкой влажности. Устройство может производить до 3 литров воды в день и, по словам исследователей, в будущем технология станет еще эффективнее. Это значит, что в домах жителей засушливых районов в скором времени может появиться источник чистой воды на солнечной батарее, что поможет существенно повысить уровень жизни населения.
В атмосфере находится порядка 13 триллионов литров воды, что эквивалентно 10% от запаса всей пресной воды в озерах и реках нашей планеты. На протяжении многих лет исследователи разрабатывали технологии конденсации воды их воздуха, но большинство из них требует несоразмерно больших затрат электроэнергии, так что в странах с развивающейся экономикой они вряд ли окажутся востребованы большинством.
Чтобы найти универсальное решение, исследователи под руководством Омара Яги, химика из Калифорнийского университета в Беркли, обратились к семейству кристаллических порошков, называемых металлическими органическими каркасами или MOF. Яги разработал первые MOF-кристаллы, образующие объемные сети, около 20 лет назад. Основой для структуры этих сетей выступают атомы металлов, а липкие полимерные частицы соединяют ячейки вместе. Экспериментируя с органикой и неоганикой, химики могут создавать различные типы MOF и контролировать то, какие газы вступают с ними в реакцию и насколько прочно они удерживают те или иные вещества.
За последние два десятилетия химики синтезировали более 20 000 MOF, каждый из которых обладает уникальными свойствами захвата молекул. Например, Яги и другие недавно разработали MOF, который поглощает, а затем высвобождает метан, делая их своего рода бензобаками большой емкости для транспортных средств, работающих на природном газе.
В 2014 году Яги и его коллеги синтезировали MOF-860 на основе циркония, который превосходно поглощал воду даже в условиях низкой влажности. Это привело его к Эвелин Ванг, инженеру-механику Массачусетского технологического института в Кембридже, с которой он ранее работал над проектом использования MOF для кондиционирования воздуха в автомобиле.
Система, разработанная Ван и ее учениками, состоит из килограмма пылевидных кристаллов MOF, спрессованных в тонкий лист пористой меди. Этот лист помещается между светопоглотителем и пластиной конденсатора внутри камеры. Ночью камеру открывают, позволяя окружающему воздуху диффундировать через пористый MOF, в процессе чего молекулы воды, чтобы прилипать к ее внутренним поверхностям, собираются в группы по восемь штук и образуют крошечные кубические капельки. Утром камера закрывается, и солнечный свет проникает через окно сверху устройства, нагревая MOF и освобождая воду, что превращает капли в пар и транспортирует его к более холодному конденсатору. Разность температур, а также высокая влажность внутри камеры заставляют пар конденсироваться в виде жидкой воды, которая капает в коллектор. Установка работает настолько хорошо, что при непрерывном запуске она вытягивает 2,8 литра воды из воздуха в день, сообщает сегодня команда Berkeley и MIT.
Стоит отметить, что установке еще есть куда расти. Во‑первых, цирконий стоит 150 долларов за килограмм, что делает устройства для сбора воды слишком дорогими, чтобы его можно было массово производить и продавать за скромную сумму. Яги говорит, что его группа уже успешно спроектировала водосборный MOF, в котором цирконий заменен в 100 раз более дешевым алюминием. Это может сделать будущие водосборщики пригодными не только для утоления жажды людей в засушливых районах, но, возможно, даже для снабжения водой фермеров в пустыне.
Больше всего удручает что люди утратили технологии и удивляются, охотно покупают то, что вообще без платы из бросовых или малой ценой сами могут за небольшое время сделать.
Пример — вода, получение воды в условиях засушливого климата известно с глубокой древности.
Хочется тут разделить на разные части устройства
— для «выжимки» воздуха,
— для выжимки тумана утреннего
— устройства для получения воды в местах где всё-же есть растительность, часто но не всегда это дистилляторы и
— устройства получения воды когда есть грязная или солёная вода и солнце/ветер/холод, обычно это дистилляторы
Устройства сбора воды с расщелин скал известны Человечеству десятки тысяч лет, как впрямую, посредством сбора из-за разницы температур охлаждаемого воздуха у поверхности скал и в лабиринтах подземных городов, к примеру падение температуры может достигать в зной более 45градусов, обеспечивая выпадение росы на стенах или специальных каменных или металлических пластинах, так и посадки определённых растений туда съедобных способных долго накапливать влагу. При этом воздух поступающий в подземные системы может быть очень сухой, 12-15%, к слову как в квартирах холодной зимой, относительной влажности воздуха, характерных для сильно засушливых районов и пустынь. Последнее предпочтительнее т.к. позволяет всегда иметь полноценную влагу свежей и полезно при кочевом образе жизни, возможно будущем части человечества, если вообще сектор миров не прикроют, что возможно из-за плохих параметров.
В том что от предыдущих цивилизаций осталось, судя по резам — высокоразвитых — машинная массовая обработка, применялись методы как геотермального охлаждения так и получения при +40-50С воды из воздуха, обычно используя места с трещинами, иногда их специально образуя с колодцем или иным водоёмом внутри. В частности такие системы имеют многие подземные города Малой Азии и Ближнего Востока.
Это позволяло иметь города подземные на 20тысяч и более человек в новейшей истории а судя по некоторым вещам они же применялись и цивилизациями до людей, вероятно неантропогенными.
Хорошо рассказал на себе испытав что такое сбор росы Антуан де Сент Экзепюри в «Планете людей»
Использовался подобный метод и для добычи, например в соляных копях Велички под Краковом. Имея рассол и пресную воду, кроме того, можно производить весьма большое давление, штамповать твёрдые металлы, порошки перед спеканием в искусственные камни (есть в изделиях от Тебаиса до Москвы нынешней и по всему миру) и пр. Вероятно это уже применялось в древности.
например в Деринкую современном, Каппадокия.
Попалась статья в «Технике-Молодёжи» №10 за 1938 год, почти 80 лет назад:
Устройства для выжимки утренней росы и тумана известны ДЕСЯТКИ тысяч лет как минимум, более того, даже животные применяют сбор росы со скал и трещин в них. Сбор воды состоял и в получении воды с куч крупных камней, как в статье ниже, проветриваемых ночью. Впрочем те кучи могли иметь и ряд других функций, часто это пирамиды, т.е. преобразователи энергии.
Современные в принципе мало отличны от того что в пустынях тысячи лет применяются, но более удобны, пример сбора воды на вершинах, вероятно в интересах горных подразделений ВС США:
Здесь можно резко, в разы, повысить выживаемость воздуха применяя нанотехнологии, в принципе тот же нильский ил мог ранее применяться как и ряд прочих пропиток:
Стационарный вариант слишком ненадёжен и дорог по сравнению с обычным тентом из сетки:
В данном решении применён двойной принцип. Но это опять же попросту сочетание того что было, натянутое на конструкцию повторяющую ряд работ Шухова.
Стоит отметить, что в Израиле и вероятно Сирии, Ливане, Месопотамии, Иране есть армянские дома из ранневизантийской эпохи, где сбором занимаются вместе с охлаждением дома батарея вмурованных кувшинов с определёнными свойствами, как надо думать и часть обмазки пористые, но по-разному. Как-то публиковал на своей страниче в ФБ но не могу найти фото быстро.
Простейшие дистилляторы в местности где грунтовая вода или просто растительность используются сотни лет, ранее из с светопропускающей пропитанной ткани, теперь с плёнки, того же плаща:
Один из вариантов опреснителя для тропиков выглядит на удивление похожим:
Как видимо всё новое как правило это хорошо известные древним технологии, выдаваемые за хай-тек.
Некоторые фирмы, например в устройстве SeaKettle, усовершенствовали, сочетав опреснитель и сам спасательный плот, что даёт из-за бОльших размеров бОльше времени на выживание спасаемым что безусловно хорошо:
» статьёй про то, как получить воду из воздуха . Где попробуем рассмотреть этот вопрос настолько подробно, насколько это возможно.
Как получить воду из воздуха? На самом деле всё очень просто. На эту мысль меня натолкнул видео-ролик от канала Интер, где рассказывалось про некоего изобретателя из США по имени Терри Леблю, который бесплатно раздаёт воду из воздуха для всех желающих. А злобные и неизвестные конкуренты делают набеги на дом этого изобретателя и подавляют его. Собственно, вот сам ролик:
Естественно, первая мысль у здравого человека при просмотре этого ролика: «Что же это такое супер-пупер нашёл этот изобретатель, что его подавляют неизвестные враги?» А вторая мысль: «Надо бы посмотреть про получение воды из воздуха в интернете».
И что оказывается? Оказывается, что этот изобретатель изобрёл велосипед — то есть, прибор, который уже много лет известен, но не очень распространён по ряду причин, о которых мы расскажем далее. Причём не так далеко — в Крыму — есть остатки попросту гигантских генераторов воды именно этим способом, построенных тысячи лет назад. Подробнее про это — в статье «Назначение загадочных пещерных комплексов в «пещерных городах» Крыма «. Но у нас цель — не древность, а свременность, поэтому продолжим работу.
Так, по слухам, получение воды из воздуха путем его конденсации на холодной поверхности известно с глубокой древности. Город Феодосия еще в средние века снабжался водой, которую собирали специально организованными сооружениями, заполненными щебнем, на поверхности которого в засушливые летние месяцы конденсировалось такое количество воды, которое обеспечивало 80 тысяч жителей
Кстати, между прочим, практически каждый из вас знаком с таким прибором, получающим воду. Этот прибор называется «кондиционер». Принцип работы генераторов атмосферной воды — приборов по получению воды из воздуха — аналогичен работе кондиционера.
То есть, последовательность получения воды из воздуха такова:
- Влажный воздух проходит через прибор.
- Охлаждается.
- Влага конденсируется на охлаждающих поверхностях.
- И стекает в специальную ёмкость.
- Ну а затем очищается от пыли и бактерий — и вуаля, её можно пить!
По составу вода, которая получается из воздуха, сродни дождевой — а, значит, и росе, туману, дистилированной, обратноосмотической и талой воде. То есть, вода из воздуха относится к классу «слабоминерализованные воды «. В отличие от или воды обычной, слабоминерализованные воды содержат до 50 миллиграмм разнообразных солей в литре (кубическом дециметре).
Ранее мы упоминали, что генераторы атмосферной воды менее распространены, чем обычные фильтры, по ряду причин. Разберёмся в этом подробнее. Факторы, которые влияют на производительность генераторов атмосферной воды и их энернозатратность:
- количество воды
- температура воздуха
- пропущенный обЪём воздуха в единицу времени.
Соответственно, чем более влажный воздух, тем меньше нужно энергии на его охлаждение для конденсации влаги. И тем более экономически выгодно получение воды из воздуха. Соответственно, чем более нагрет воздух, тем больше нужно энергии, чтобы его охладить. И чем больше воздуха охлаждается в единицу времени, тем больше будет получено воды.
В условиях жаркого и сухого воздуха, то есть, в тех местах, где вода действительно необходима, атмосферные генераторы воды будут потреблять наибольшее количество энергии. Но это количество можно уменьшить, если повлиять на перечисленные факторы.
Итак, нужно понимать:
Генератор воды из воздуха = кондиционер
Так, существует направление в разработке атмосферных генераторов воды, которое предполагает использование дополнительной фазы: между первым и вторым шагом получения воды из воздуха появляется ещё один — применение адсорбента или абсорбента , то есть, веществ, которые тем или иным способом поглощают воду из воздуха. Ну а потом вода должна выделиться из поглотившего её материла (для чего материал, например, нагревается) в виде испарений, и уже в более концентрированном виде охлаждается и конденсируется при меньшей температуре.
Воду предполагается поглощать ночью, когда относительная влажность повышена, а извлекать днем путем использования солнечной энергии для нагрева воздуха, подаваемого в слой адсорбента (воздухонагревателем в этом случае является приемник солнечной энергии).
В качестве адсорбента может использоваться широкопористый силикагель, цеолит. В качестве абсорбента — раствор гигроскопичной соли (например, хлорида лития). Возможны комбинации адсорбента и абсорбента, повышающие эффективность поглощения и выдачи воды. Для уменьшения энергозатрат на получение воды предлагают использовать аккумуляторы тепла и/или холода (в основном в виде дешевых, но массивных конструкций из камня или бетона), работающие в противофазе, противоточный теплообменник либо тепловой насос для рекуперации тепла конденсации воды
Естественно, не всегда все эти условия сочетаются оптимально, и адсорбенты в них не применяются, и именно поэтому сейчас более выгодно очищать водопроводную воду с помощью разнообразных , а не получать её из воздуха. Но с ростом дефицита воды вполне возможно, что обычные бытовые фильтры будут постепенно вытесняться генераторами атмосферной воды.
И, кстати, одновременно с ростом дефицита воды прогнозируется и глобальное потепление. Так что актуальными становятся не только генераторы, но и кондиционеры. И, следовательно, вывод — если уж и задумываться о создании генератора атмосферной воды, то лишь в комплекте с кондиционером, что снижает и себестоимость очищенной воды, и себестоимость охлаждения комнаты. Так что если вы — владелец кондиционера, то вы также владеете генератором атмосферной воды и легко можете получать воду из воздуха.
Ну или, если вы — владелец дачного участка, и хотите обеспечить себя водой из воздуха — то можно воспользоваться изобретением со странички http://www.freeseller.ru/dompower/vodosnab/2401-generator-vody-iz-vozdukha.html, где в качестве адсорбента используется газета, а в качестве источника энергии — солнце.
И, напоследок, интересный прибор для получения воды из воздуха — водяной конус:
On7gbKIa5zc
Система очень проста, и чем больше площадь поверхности для конденсации влаги, тем произвоидтельнее установка.