Атмосферный генератор воды из воздуха своими руками. Как получить воду из воздуха в экстремальных условиях Вода из воздуха в домашних условиях
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.
Предлагаю Вашему вниманию интересную статью на которую случайно наткнулся и выкладываю сюда. Сайт с которого он был сохранен назывался магов.нет, но у меня он туда так и не зашел. Поэтому выкладываю текст статьи и схемки:
"Проблема воды на приусадебном участке, на даче, в кооперативе не является редкостью. Прокладка водопровода или бурение скважины не всегда может себе позволить даже кооператив. Копание колодца вряд ли дешевле и целесообразней.
Есть ли выход из этого положения?
Есть и довольно простой и надёжный.
Насыпается пирамида из щебня на бетонном основании. Днём в тёплое время года щебёнка прогревается прямыми солнечными лучами и потоками тёплого воздуха. Ночью водяные пары, содержащиеся в атмосфере, конденсируются на остывшей щебёнке и вода стекает в углубление фундамента и далее по отводной трубе - в место сбора.
Высота пирамиды выбирается от потребности воды.
Ориентировочно, при высоте 2,5 м. за сутки такая конструкция может дать, в зависимости от влажности воздуха и суточных перепадов температуры, от 150 до 350 литров воды, что практически обеспечит любой приусадебный или дачный участок.Для насыпки пирамиды лучше брать крупную щебёнку (гравий) размером 5-7 см. т.к. тогда вся конструкция свободно будет продуваться тёплым воздухом.
Щебень из гранита можно считать пределом мечтаний.Для насыпки щебня на основание в форме пирамиды используется металлический каркас, который устанавливается на фундамент и по нему выравниваются грани.
После окончания формовки сверху можно натянуть металлическую оцинкованную сетку для предотвращения сползания щебня.
Высота фундамента выбирается по желанию и материальным возможностям владельца. Однако, он должен быть достаточно прочным, чтобы выдержать вес щебня.
Чтобы фундамент не делать высоким для стока воды, лучше всего пирамиду строить на пригорке, если на участке или рядом такой имеется.Ориентированная по краям света пирамида помимо конденсации воды будет оздоравливать и нормализовать всё окружающее пространство.
Если есть биопатогенные зоны, то они будут нейтрализованы;
вода, полученная в пирамиде, будет целебной и для человека, и для растений, и для животных;
Если вода из этого конденсатора будет использоваться для питья и приготовления пищи, что весьма желательно, то перед насыпкой пирамиды, основание фундамента и весь щебень следует хорошо промыть водой, а полученную воду пропускать через механический фильтр.Чтобы эта конструкция приносила максимальную пользу, строить её следует с соблюдением всех пропорций, которые даны в таблице 1 для наиболее вероятных размеров пирамиды.
Если у кого-либо появится желание и возможность рядом с пирамидой построить бассейн, куда будет стекать вода, то переоценить такой комплекс будет практически невозможно.
Утренняя ванна, принятая в воде, пропитанной энергией пирамиды, на всю жизнь заменит всех врачей и лекарства.
В качестве бассейна можно использовать обыкновенную ванну, установленную с северной стороны пирамиды.Саму пирамиду весьма желательно строить с южной стороны по отношению к дому или дачной постройки.
В целях экономии средств, материалов, времени постройки и площади, пирамиду можно построить одну на несколько участков.
Чтобы дождевая вода не попадала на конструкцию, над ней желательно сделать навес из прозрачного материала (стеклопластик, плёнка, стекло)
Генератор воды из воздуха на приусадебном участке. March 9th, 2009
Египет на дачном участке
Проблема воды на приусадебном участке, на даче, в кооперативе не является редкостью. Прокладка водопровода или бурение скважины не всегда может себе позволить даже кооператив. Копание колодца вряд ли дешевле и целесообразней.
Есть ли выход из этого положения?
Есть и довольно простой и надёжный. . .
.Насыпается пирамида из щебня на бетонном основании. Днём в тёплое время года щебёнка прогревается прямыми солнечными лучами и потоками тёплого воздуха. Ночью водяные пары, содержащиеся в атмосфере, конденсируются на остывшей щебёнке и вода стекает в углубление фундамента и далее по отводной трубе - в место сбора.
На Рис. 1 показан разрез фундамента.Высота пирамиды выбирается от потребности воды.
Ориентировочно, при высоте 2,5 м. за сутки такая конструкция может дать, в зависимости от влажности воздуха и суточных перепадов температуры, от 150 до 350 литров воды, что практически обеспечит любой приусадебный или дачный участок.Для насыпки пирамиды лучше брать крупную щебёнку (гравий) размером 5-7 см. т.к. тогда вся конструкция свободно будет продуваться тёплым воздухом.
Щебень из гранита можно считать пределом мечтаний.Для насыпки щебня на основание в форме пирамиды используется металлический каркас, который устанавливается на фундамент и по нему выравниваются грани.
После окончания формовки сверху можно натянуть металлическую оцинкованную сетку для предотвращения сползания щебня.
Высота фундамента выбирается по желанию и материальным возможностям владельца. Однако, он должен быть достаточно прочным, чтобы выдержать вес щебня.
Чтобы фундамент не делать высоким для стока воды, лучше всего пирамиду строить на пригорке, если на участке или рядом такой имеется.Ориентированная по краям света пирамида помимо конденсации воды будет оздоравливать и нормализовать всё окружающее пространство.
Если есть биопатогенные зоны, то они будут нейтрализованы;
вода, полученная в пирамиде, будет целебной и для человека, и для растений, и для животных;Если вода из этого конденсатора будет использоваться для питья и приготовления пищи, что весьма желательно, то перед насыпкой пирамиды, основание фундамента и весь щебень следует хорошо промыть водой, а полученную воду пропускать через механический фильтр.
Чтобы эта конструкция приносила максимальную пользу, строить её следует с соблюдением всех пропорций, которые даны в таблице 1 для наиболее вероятных размеров пирамиды.
Таблица 1Если у кого-либо появится желание и возможность рядом с пирамидой построить бассейн, куда будет стекать вода, то переоценить такой комплекс будет практически невозможно.
Утренняя ванна, принятая в воде, пропитанной энергией пирамиды, на всю жизнь заменит всех врачей и лекарства.
В качестве бассейна можно использовать обыкновенную ванну, установленную с северной стороны пирамиды.Саму пирамиду весьма желательно строить с южной стороны по отношению к дому или дачной постройки.
В целях экономии средств, материалов, времени постройки и площади, пирамиду можно построить одну на несколько участков.
Чтобы дождевая вода не попадала на конструкцию, над ней желательно сделать навес из прозрачного материала (стеклопластик, плёнка, стекло)
ostrovУченые создали машину, извлекающую воду из воздуха
«Водяную мельницу» можно использовать для получения чистой питьевой воды практически везде, где есть электричество. Для производства воды устройству достаточно электроэнергии, расходуемой тремя электрическими лампами.
Получение воды, пригодной для питья, проходит несколько этапов. Вначале устройство втягивает в себя воздух через специальные фильтры, очищая его от пыли и сора, потом воздух охлаждается до температуры, при которой появляется влага. Конденсированная вода проходит через резервуар, где с помощью ультрафиолетовых излучений уничтожаются возможные инфекции. В итоге вода очищается, а затем по трубам поступает в холодильник или кухонный кран. Сделанное из белого пластика устройство напоминает гигантский мяч для гольфа, расколотый пополам.
Разработчики утверждают, что сейчас в «Водяной мельнице» нет острой необходимости. Однако уже сегодня люди не хотят зависеть от систем водоснабжения, на которые нельзя положиться.
Устройством в первую очередь должны заинтересоваться сторонники «зеленого» образа жизни. Дело в том, что производство и потребление воды в пластиковых бутылках уже давно превратилось в экологическую катастрофу. Только жители США потребляют порядка 30 миллиардов литров воды в бутылках в год. 30 миллионов бутылок каждый день оказываются на свалках. Неудивительно, что в Тихом океане несколько лет назад был обнаружен целый остров из мусора, значительную часть которого составляют именно пластиковые бутылки.
Недостатков у «Водяной мельницы» всего два. Во-первых, цена – 1200 долларов. Как отмечают разработчики, в условиях кризиса машина может оказаться недоступной для массового потребителя. Однако покупка WaterMill окупит себя уже через пару лет, ведь ее обладатель перестанет покупать воду в пластиковых бутылках.
Во-вторых, устройство может работать не везде. Например, в Аризоне нередко происходит снижение уровня относительной влажности ниже 30%, что мешает получению воды из воздуха. Впрочем, ученые нашли выход и из этой ситуации: встроенный в устройство компьютер позволяет увеличивать производительность воды на рассвете, когда уровень влажности выше всего.
Материал подготовлен редакцией rian.ru на основе информации открытых источников
Н. ХОЛИН, профессор, Г. ШЕНДРИКОВ, инженер
Рис. И. КАЛЕДИНА и Н. РУШЕВА
Техника молодёжи №7 1957 год.Подземный дождь
Нещадно палит летнее солнце и дуют знойные ветры.
Почва настолько иссушена, что покрылась густой сетью глубоких трещин. Растения опустили листья, им явно не хватает влаги.Там, где близко находится вода, люди поливают землю. Но попробуйте напоить ее, когда поблизости нет большого водоема.
А ведь поверхностному поливу сопутствует ряд отрицательных моментов, в результате чего нарушается жизнедеятельность растения. Сильно переувлажняется верхний слой и в то же время прекращается доступ воздуха в нижние слои почвы, снижается полезная деятельность микроорганизмов. Для развития же сорняков и вредителей такой полив создает особо благоприятные условия. На поверхности почвы откладываются вредные соли, образуется корка. А потом, когда рыхлят почву, ухудшается ее структура, повреждаются корни. Помимо всего, теряется много воды на испарение и фильтрацию.
Поэтому уже давно ведутся работы по созданию такого способа орошения, при котором влага попадала бы сразу к корням растений.
Испытывались различные системы, но все они широкого распространения не получили, так как были несовершенными. В одних случаях поливные сооружения получались сложными и очень дорогими, в других - не удовлетворяли агротехническим требованиям.
Однажды авторы этой статьи сконструировали очень простой и удобный гидробур для нагнетания в почву глинистого раствора. Этот гидробур представляет собой отрезок водопроводной трубы, на конце которой укреплена насадка с автоматически действующим затвором. К трубе присоединяется шланг, по которому от любой машины, имеющей насос и емкость (опрыскиватели, автоцистерны и т. д.), или трубопровода под напором подается вода. Принцип его работы основан не на вращении рабочего органа и не на разрушении грунта, а на его размывании. При включении гидробура вода сама открывает затвор и размывает почву. Рабочий слегка нажимает на трубу, и гидробур очень легко, за несколько секунд, углубляется в почву на 60-100 см. Размытые при этом частицы вмываются водой в поры грунта.
И вот при помощи этого несложного орудия однажды было спасено несколько миллионов кустов виноградника от гибели.
Было это так. Летом прошлого года в Крыму все задыхалось от засухи. Молодые виноградники на площади более 15 тыс. гектаров находились на грани гибели, так как влаги, доступной для растений, в почве уже не было. Листья растений начали увядать и желтеть. Для спасения их при поверхностном поливе нужно было на каждый гектар вылить минимум по 500- 800 куб. м воды. Но где ее взять в таком количестве в иссыхающей степи? Агроном Д. Коваленко, работавший заместителем начальника Крымского областного управления сельского хозяйства, предложил каждому виноградному кусту «выдать» хотя бы 3-4 л воды. Но не выливать ее на поверхность почвы, как это делается обычно, а подать воду прямо к корням. Для этой цели и был применен наш гидробур.
В автоцистернах, опрыскивателях издалека возили воду к виноградным плантациям. К ним присоединяли резиновые шланги гидробуров и подавали скромный паек воды на глубину 60 см. Через несколько дней кусты оживились, расправились листочки. Засуха была побеждена. Удалось не только спасти растения, но они даже стали бурно развиваться. На фоне поблекшей растительности это казалось чудом.
У читателей может возникнуть вопрос: «Неужели оказалось достаточным четырех литров воды, чтобы на все лето напоить большой куст винограда?» Такой же вопрос в свое время возник и у специалистов по орошению земель.
Еще в октябре 1954 года в Одесской области нами были поставлены такие опыты: гидробуром мы подавали в скважины на глубину 60 см по 5 литров воды. После этого было произведено несколько разрезов почвы по оси скважины. В одном из них, сделанном через 12 час, воды оказалось в четыре раза больше, чем было туда налито. А в разрезе, сделанном через 48 час, ее стало еще больше.
Откуда же она взялась?
Ученые давно наблюдали подобное явление в природе. Виднейший советский почвовед и мелиоратор академик А. Н. Костяков писал: «Нужно особо отметить проблему подпочвенного конденсационного орошения, в основе которого должно лежать всяческое усиление процессов конденсации в активных слоях почвы парообразной влаги, содержащейся в атмосферном и почвенном воздухе, и использование этих процессов для увлажнения почвы».Наш опыт наглядно подтвердил высказывания ученого. Увеличение влаги в разрезанных нами скважинах произошло за счет конденсации водяных паров воздуха в увлажненном, а следовательно, и охлажденном участке почвы. По нашему мнению, такое же явление произошло и при поливе крымских виноградников в исключительно засушливый 1957 год, когда под куст выливалось в среднем не более 4 л воды.
Реки текут над землёй
Точного объяснения всех явлений, связанных с конденсацией паров воздуха в почве, пока еще не дано. К наиболее значительным работам в этой области относятся труды советского профессора В. В. Тугаринова. Ученый на протяжении всей своей жизни занимался вопросом получения воды из воздуха в тех районах, где люди, животные и растения испытывают в ней недостаток. В воздухе проносятся огромные массы влаги. Подсчитано, что в центральной полосе СССР над участком длиной в 100 км при скорости ветра в 5 м/сек за одни сутки проносится столько воды, что из нее можно было бы образовать озеро длиной 10 км, шириной 5 км и глубиной 60 м. А в более жарких. районах на таком пространстве ее будет еще больше. Но она пока остается недосягаемой ни для животных, ни для растений. Только иногда по утрам на почве ничтожное количество ее конденсируется и выпадает в виде росы, которая затем быстро испаряется.Можно ли заставить пары воды, находящиеся в атмосфере, превращаться в воду?
Профессор Тугаринов доказал, что это вполне осуществимо. В 1936 году на территории Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева он построил интересную установку, которая представляла собой небольшой песчаный холм высотой 6 м. В этом холме была устроена вертикальная шахта, соединенная с двумя слегка наклонными трубами. После нескольких лет упорного труда ученый добился блестящего результата: из холма по трубам стала сочиться вода. Ее было тем больше, чем жарче стояла погода. В июле количество воды достигало максимума. Физически это явление, вполне объяснимо. Внутри холма температура ниже, чем у окружающего воздуха. На поверхности более холодных частиц грунта, из которого был сложен холм, происходила конденсация паров - оседала «роса». Вследствие этого давление воздуха внутри холма тоже понижалось, и туда устремлялся наружный теплый воздух. Воды накапливалось еще больше, и она начинала вытекать через трубы. Получается, что воду можно добывать из воздуха. Причем добывать в количествах, достаточных даже для орошения полей. Если бы, например, в условиях Крыма можно было создать конденсирующую поверхность площадью в один квадратный километр, то летом при высокой температуре за 10 час. можно было бы получить около 4 500 куб. м воды. К сожалению, в то время идею ученого не поддержали.
Сейчас описанный выше способ применения средств гидромеханизации позволяет более простым и легким путем претворить в жизнь замыслы профессора Тугаринова. Конденсатором влаги здесь становится сама почва. Гидробур же создает каналы в почве, по которым водяные пары воздуха устремляются в этот естественный кон денсатор. По сути дела, введение воды через гидробур нужно лишь для того, чтобы создать в почве каналы, по которым устремляется горячий воздух, а это вызывает появление своеобразного подпочвенного дождя. Так может решиться проблема, которую в течение длительного времени пытались осуществить многие ученые.
Однако применение гидробура не ограничивается только поливом почвы.
Известно, что знаменитый селекционер Иван Владимирович Мичурин большое внимание уделял глубинной подкормке растений. И это было не случайно. При таком способе подкормки подача питательных веществ происходит непосредственно в зону активной деятельности корневой системы, благодаря чему урожайность увеличивается в 1,5-2 раза. Но, несмотря на исключительную перспективность глубинной подкормки, осуществить ее из-за высокой стоимости работ и низкой производительности труда в широких масштабах не удалось.С изобретением гидробура эта задача стала разрешимой. Большой опыт применения гидробуров для глубинной подкормки показал, что это очень экономичный способ. Один человек за день может пробурить несколько тысяч скважин с одновременным введением в них необходимого количества подкормочной жидкости. К тому же применение гидробуров позволяет совместить подкормку с глубинным орошением.
У виноградника есть злейший враг- филлоксера. Это очень маленькое насекомое, поражающее корневую систему кустов. Растение заболевает, начинает чахнуть и в конце концов погибает.
Раньше, чтобы избавиться от этой болезни, приходилось зараженные филлоксерой виноградники вырубать и забрасывать их на несколько лет. Гидробур дал возможность проводить борьбу с этим страшным врагом. Ядохимикаты вносятся в почву поярусно на разную глубину. Филлоксера от них погибает, а обреченные на гибель растения полностью выздоравливают и начинают снова обильно плодоносить.
Но и это еще не все. В 1957 году с помощью гидробуров в колхозах и совхозах Одесской области было засажено более 25 тыс. гектаров виноградников. В течение нескольких секунд гидробуром пробуривается скважина определенной глубины. В ней образуется земляная жижа, в которую погружается саженец или черенок. Просто, надежно и высокопроизводительно!
Стоимость посадки виноградников с помощью гидробура обходится в четыре раза дешевле, а посаженные таким образом растения приживаются лучше. Затем они бурно развиваются и раньше начинают давать плоды.
В заключение мы хотим отметить, что гидробур уже сейчас начинает при меняться и на других работах: при осушении болот, при установке опор для виноградников, при борьбе с фильтрацией и засолением почвы. С помощью этого несложного приспособления стало возможным осуществить мечту о превращении пустынных земель Кара-Кумов в цветущие сады. Ведь на орошение возделываемых там хлопчатника, виноградников, субтропических, эфиромасличных и других растений понадобится очень малое количество воды, которую можно относительно легко получить даже в пустыне. Нам кажется, что применение малой гидромеханизации в сельском хозяйстве поможет успешно решить проблему значительного повышения урожайности плодовых садов, хлопчатника, технических культур, да и многих других сельскохозяйственных растений.
Гидробуром пробурили несколько скважин глубиной 0,5 - 0,6 м. В каждую из них подали по 5 л воды под давлением в 2 атмосферы. Через 12 час, сделали раскопки части скважин в виде траншеи глубиной около метра. На фотографии справа показаны разрезы скважин. Количество влаги в зоне увлажнения через 12 час. возросло в четыре раза. Слева дана схема распределения воды в почве. При подаче гидробуром жидкости в почву под большим давлением она устремляется в поры почвы наибольшего диаметра, одновременно расширяя их. В почве создаются многочисленные каналы различных сечений и улучшается ее структурность. Эти каналы создают хорошие условия для движения в почве потоков воздуха и особенно паров воды. Величина конденсации по формуле, выведенной профессором В. В. Тугариновым, зависит от разности упругости паров наружного воздуха и паров у конденсирующей поверхности. Если разность упругости паров воздуха и паров почвы составляет один миллиметр ртутного столба при условии идеального прохождения паров в почве, то за счет конденсации за один час в одном кубическом метре почвы выделится 60 л воды.
В ОБЩУЮ КОПИЛКУ
(журнал "Приусадебное хозяйство")Много лет я пользуюсь на своем участке простым и удобным гидробуром, о котором я прочел в журнале «Техника молодежи» (№ 7, 1958). Профессор Н. Хомин и инженер Г. Шендриков в статье «Воду можно добывать из воздуха» рассказывали, как при помощи сконструированного ими гидробура за год до публикации статьи в Крыму удалось спасти несколько миллионов виноградных кустов. Молодой виноградник на площади 15 000 гектаров погибал от засухи. Требовалось минимум 500, а то и 800 м3 воды(на 1 га), а ее-то и не было. Но стоило с помощью гидробура подать прямо к корням растений всего по 3-4 л воды, как уже через несколько дней они не только «ожили», но и стали бурно развиваться.
Опыты, проведенные авторами, показали, что если на глубину 60 см подать 5 л воды, то через 12 часов там окажется ее в несколько раз больше, потому что, вводя воду, мы создаем под землей многочисленные каналы, где будет конденсироваться влага.
Под действием воды, подаваемой в гидробур под давлением 1,5-2 атмосферы, он заглубляется на нужную глубину.
При работе с этим приспособлением можно не ограничиваться поливом, а проводить глубинную подкормку растений, вводить для защиты от филлоксеры химикаты, за несколько секунд пробурить скважину, заполняющуюся тут же влагой, для посадки черенка винограда.
Несколько слов о конструкции гидробура (см. рис.).
Он состоит из дюймовой трубы длинной 1м. На конце ввернут наконечник. Поперек другого конца трубы приварена тоже дюймовая трубка длиной 40 см. Один конец ее заварен. Через кран по поперечной трубке подается вода, поступающая в наконечник. Эта трубка служит одновременно и рукояткой.
Наконечник состоит из корпуса и конуса, закрепленного в корпусе фигурной шайбой. Конус, прижатый к корпусу гайкой, перекрывает подач; воды из канала. Она может поступать наружу только по шести канавкам, выфрезерованным в нижней части корпуса, к которому прижимается верхняя часть конуса.
Выходя из наконечника гидробура, вода размывает почву, и он погружается в почву. После перекрытия крана необходимо дать возможность остаткам воды выйти наружу, с тем чтобы при подъеме оставшаяся в гидробуре вода не смыла бы грунт со стенок скважины. Почва и дождевая вода не попадают в скважину, потому что я закрываю ее консервной банкой, предварительно проделав на ее боковой стенке отверстия. Чтобы снабдить, например, двадцатилетнее плодовое дерево влагой, мне достаточно сделать 6-8 «уколов». Нужное давление в гидробуре создано с помощью опрыскивателя харьковского производства с баком емкостью 50 л. После...(к великому сожалению окончания у меня нет) .
[email protected]Нехватка воды становится одним из главных факторов, сдерживающих развитие цивилизации во многих регионах Земли. В ближайшие 25-30 лет мировые запасы пресной воды сократятся в два раза.
За последние сорок лет количество чистой пресной воды из расчета на каждого человека уменьшилось практически на 60%. Как результат, сегодня около двух миллиардов людей в более чем 80 странах страдают от недостатка питьевой воды.
А уже к 2025 году ситуация более усугубится, по прогнозам недостаток питьевой воды ощутят на себе более трех миллиардов человек.
Только 3% пресной воды Земли находятся в реках, озёрах и почве, из них для человека легкодоступен только 1%. Несмотря на то, что цифра невелика этого было бы вполне достаточно для полного удовлетворения человеческих потребностей в случае если бы вся пресная вода (именно этот 1%) была распределена равномерно по местам проживания человека.
Атмосферный воздух является гигантским резервуаром влаги, и даже в засушливых районах содержит, как правило, более 6-10 г воды на 1 м3. А в 1 км3 приземного слоя атмосферы в жарких, засушливых и пустынных областях Земли содержится до 20 000 тонн водяных паров. Количество воды, находящейся в каждый данный момент в атмосфере Земли, равно 14 тыс. км3, в то время как во всех речных руслах всего 1,2 тыс. км3. Однако погодно-климатические условия в этих зонах не позволяют водяным парам достигнуть состояния насыщения и выпасть в виде осадков.
Ежегодно с поверхности суши и океана испаряется около 577 тысяч кубокилометров воды которые потом выпадают в виде осадков. В этом объеме речной годовой сток составляет лишь 7% от общего количества осадков. Сравнивая общее количество испаряющейся влаги и количество воды в атмосфере можно сделать вывод: в течение года вода в атмосфере обновляется 45 раз.
Взгляд в прошлое
В истории человечества есть примеры добывания атмосферной влаги из воздуха, один из них – колодцы, построенные вдоль Великого шёлкового пути, величайшего в истории человечества инженерно-транспортного сооружения. Они были вдоль всего пустынного пути на расстоянии в 12-15 км друг от друга. В каждом из них количество воды было достаточно для того, чтобы напоить караван в 150 - 200 верблюдов.В таком колодце чистая вода получалась из атмосферного воздуха. Разумеется, процентное содержание водяных паров в пустынном воздухе крайне незначительно (меньше 0,01% удельного объёма). Но, благодаря конструкции колодца через его объём «прокачивался» пустынный воздух тысячами кубометров в сутки и у каждого такого кубометра отнималась практически вся масса воды, содержащаяся в нём.
Сам колодец был наполовину своей высоты вкопан в грунт. Путешественники спускались за водой по лестницам, на отмостки и черпали воду. В центре возвышалась аккуратно выложенная высоким конусом груда камней углубления для скопившейся воды. Арабы свидетельствуют, что скопившаяся вода, и воздух на уровне отмостков, были на удивление холодными, хотя снаружи колодца стояла убийственная жара. Нижняя тыльная часть камней в груде была влажной, а на ощупь камни были холодными.
Стоит только обратить внимание на тот факт, что керамическая облицовка и в те времена была недешёвым материалом, но строители колодцев не считались с затратами и делали такие покрытия над каждым колодцем. А ведь это делалось неспроста, материалу из глины можно придать любую необходимую форму, затем отжечь и получить готовую деталь, способную работать в самых тяжёлых климатических условиях,долгие годы.
В конусном или шатровом своде колодца были выполнены радиальные каналы, прикрытые керамической облицовкой, или сама керамическая облицовка представляла собой набор деталей с уже готовыми сечениями радиальных каналов. Нагреваясь под лучами солнца, облицовка передавала часть тепловой энергии воздуху в канале. Возникало конвективное течение нагретого воздуха по каналу. В центральную часть свода вбрасывались струи нагретого воздуха. Но, как и почему появлялось вихревое движение внутри здания колодца?
Самое первое предположение – ось каналов не совпадала с радиальным направлением. Имелся небольшой угол между осью канала и радиусом свода, то есть, струи были тангенциальными (Рис. 2). Строители использовали очень малые углы тангенциальности. Вероятно, поэтому технологический секрет инженеров древности остаётся неразгаданным и по сей день.
Использование струй малой тангенциальности с доведением их числа до бесконечности открывает новые возможности в вихревых технологиях. Только не надо при этом воображать себя первопроходцами. Инженеры в древности довели эту технологию до совершенства. Высота здания колодца, включая его вкопанную часть, составляла 6 - 8 метров при диаметре здания в основании не более 6 метров, но в колодце возникало и устойчиво работало вихревое движение воздуха.
Охлаждающий эффект вихря использовался с очень высоким КПД. Конусная груда камней действительно исполняла роль конденсатора. Ниспадающий «холодный» осевой поток вихря отнимал тепло камней, охлаждал их. Водяной пар, содержащийся в ничтожных количествах в каждом удельном объёме воздуха, конденсировался на поверхностях камней. Таким образом, в углублении колодца шёл постоянный процесс накопления воды.
«Горячий» периферийный поток вихря выбрасывался наружу через входные проёмы лестничных спусков в колодец (Рис. 3). Только этим можно объяснить наличие сразу нескольких спусков внутрь колодца. Благодаря большой инерционности вращения вихревого образования, колодец работал круглосуточно. При этом каких-либо других видов энергии, кроме солнечной, использовано быть не может. Вода добывалась и днём, и ночью. Вполне возможно, что ночью колодец работал даже интенсивнее, чем днём, поскольку температура воздуха пустыни после захода солнца падает на 30…40єС, что сказывается на его плотности и влажности.
Современный метод
В результате проведённых экспериментов омским изобретателем было найдено комплексное технологическое решение. Изобретенная им установка по извлечению влаги из атмосферного воздуха, помимо основной своей задачи, позволяет удалить из воздуха частицы пыли, даже самой мельчайшей фракции.Метод позволяет сконденсировать всю газообразную влагу, присутствующую в воздушном потоке, достигая температуры конденсации и каплеобразования, исключительно газодинамическим способом без применения хладагента.
Технологическое решение состоит из двух ступеней. При прохождении воздуха через первую ступень создается интенсивно-закрученное течение с целью разделения частиц пыли и воздуха с последующим осаждением пыли в бункере. Во второй ступени чтобы с достаточной эффективностью сконденсировать влагу воздух необходимо охладить.
Итак, весь объём поступающего воздуха в градиентном сепараторе интенсивно закручивается, и в конфузорной части градиентного сепаратора происходит его расслоение и разделение на основные две составляющие зоны – центральную и периферийную.
Так как, в поперечном сечении закрученного потока разряжение формирующееся центрального вихря намного превышает разряжение периферийного торроидального вихря, то газообразная влага попросту втягивается и концентрируются в центральной зоне канала в виде «шнура». В центре закрученного потока вследствие понижения температуры начинает происходить частичная конденсация водяных паров, мельчайших частицы пыли соприкасаются друг с другом, это в результате приводит к интенсивной коагуляции частиц пыли.
На основании вполне изученных инерционных сил, сам воздух прижимается по периферии и абсолютно без какого-либо избыточного давления как бы «переуплотняется», правильнее даже применить такой термин как «псевдо-уплотнение» и через отборный периферийно-радиальный патрубок посредством дымососа направляется обратно в атмосферу.
При работе градиентного сепаратора, над его заборным соплом формируется искусственный смерч, имеющий размеры как у естественно образовавшегося, но с гораздо более высокой интенсивностью вращения.
Далее насыщенную влаго-воздушную смесь отсасывают через пылеотборный патрубок по оси канала и направляют на вторую ступень сепарации, где она пропускается через второй градиентный сепаратор и происходит конденсация водяных паров в водоприёмном бункере.
В результате в бункере под первым сепаратором оседает мельчайшая пыль, присутствующая в воздухе. А во втором бункере под вторым сепаратором, конденсируется практически вся влага, содержащаяся в закрученном воздухе.
Общий вид Установки:
1. Градиентный сепаратор 1-й ступени;
2. Улитка периферийного отбора Градиентного сепаратора 1-й ступени;
3. Градиентный сепаратор 2-й ступени;
4. Улитка периферийного отбора Градиентного сепаратора 2-й ступени;
5. Основной дымосос;
6. Дымосос периферийного отбора 1-й ступени;
7. Дымосос периферийного отбора 2-й ступени;
8. Пылеосадительный бункер №1.
9. Водопринимаемый бункер №2.Минимальная производительность установки, при которой можно получить ощутимый эффект влагообразования – 150 000 нм³/час. Количество воды, которое можно получить с этой установки составляет 1,357 тонны в час или 32,58 тонн в сутки.
