Воздуховод (конденсатор) - Air well (condenser)

Массивная воздушная скважина бельгийского инженера Ахилл Кнапен в Транс-ан-Прованс.

An воздух хорошо или же воздушный колодец это конструкция или устройство, которое собирает воду, способствуя конденсация из влага из воздуха.[1] Конструкции вентиляционных колодцев многочисленны и разнообразны, но самые простые конструкции полностью пассивны, не требуют внешнего источника энергии и имеют небольшое количество движущихся частей, если таковые имеются.

Для воздухозаборников используются три основных типа конструкции: высокомассивные, радиационные и активные:

  • Скважины с воздухом большой массы: использовались в начале 20 века, но подход не удался.[2]
  • Радиационные коллекторы с малой массой: Разработанные в конце 20-го века и позже, оказались гораздо более успешными.[2]
  • Активные коллекторы: они собирают воду так же, как осушитель; Хотя конструкции работают хорошо, они требуют источника энергии, что делает их неэкономичными, за исключением особых обстоятельств. Новые инновационные конструкции направлены на минимизацию энергопотребления активных конденсаторов или использование экологически безопасных и Возобновляемая энергия Ресурсы.[3]

Фон

Глобальный атмосферный водяной пар на 30 января 2005 г. Зима в северном полушарии и лето в южном полушарии.

Все конструкции воздуховодов включают в себя субстрат с достаточно низкой температурой, чтобы роса формы. Роса - это форма осадки это происходит естественно, когда водяной пар из атмосферы конденсируется на подложку. Он отличается от туман Этот туман состоит из капель воды, которые конденсируются вокруг частиц в воздухе.[4] Выпуск конденсата скрытая теплота который должен быть рассеян для продолжения сбора воды.[5]

Воздушный колодец требует влаги из воздуха. Повсюду на Земле, даже в пустынях, окружающие атмосфера содержит хоть немного воды. По словам Бейсенса и Милимука: «Атмосфера содержит 12 900 кубических километров (3100 кубических миль) пресной воды, состоящей из 98 процентов водяного пара и 2 процентов конденсированной воды (облака ): цифра сопоставима с возобновляемыми жидкими водными ресурсами населенных земель. (12 500 км3)."[4] Количество водяного пара, содержащегося в воздухе, обычно обозначается как относительная влажность, и это зависит от температуры - более теплый воздух может содержать больше водяного пара, чем более холодный. Когда воздух охлаждается до точка росы, он станет насыщенным, и влага будет конденсироваться на подходящей поверхности.[6] Например, температура росы воздуха при 20 ° C (68 ° F) и 80-процентной относительной влажности составляет 16 ° C (61 ° F). Температура росы падает до 9 ° C (48 ° F), если относительная влажность составляет 50 процентов.[4]

Родственный, но совершенно отличный способ получения атмосферной влаги - это противотуманный забор.

Не следует путать воздушный колодец с пруд с росой. Пруд с росой - это искусственный пруд предназначен для поения скота. Название пруд с росой (иногда облачный пруд или же пруд с туманом) происходит из широко распространенного мнения, что пруд был заполнен влагой из воздуха.[7] Фактически, пруды с росой в основном заполнены дождевой водой.[8]

Камень мульча может значительно повысить урожайность в засушливый области. Это наиболее заметно в случае Канарские острова: на острове Лансароте Ежегодно выпадает около 140 миллиметров (5,5 дюйма) дождя, а постоянных рек нет. Несмотря на это, можно вырастить значительные урожаи, используя мульчу из вулканических камней - уловку, обнаруженную после извержения вулканов в 1730 году. Некоторые считают, что каменная мульча способствует образованию росы; хотя эта идея вдохновила некоторых мыслителей, маловероятно, что эффект будет значительным. Скорее, растения способны впитывать росу прямо со своих листьев, а главное преимущество каменной мульчи - уменьшение потерь воды из почвы и устранение конкуренции со стороны сорняков.[9]

История

Начиная с начала 20 века, ряд изобретателей экспериментировали с коллекторами большой массы. Известными исследователями были русский инженер. Фридрих Зибольд (иногда называют Фридрихом Зибольдом[10]), французский биоклиматолог Леон Шапталь, немецко-австралийский исследователь Вольф Клапхак и бельгийский изобретатель Ахилл Кнапен.

Коллекционер Зибольда

Участок конденсатора росы Зибольда. (а) усеченный конус пляжа камешки 20 метров (66 футов) в диаметре у основания и 8 метров (26 футов) в диаметре наверху. (б) - бетонная чаша; труба (не показана) ведет от дна чаши к сборному пункту. (c) - уровень земли, (d) - естественное известняковое основание.[11]

В 1900 году на месте древней византийский город Феодосия, тринадцать больших груд камней были обнаружены Зибольдом, который был лесник и инженер, отвечающий за это направление.[12] Каждая каменная куча покрывала чуть более 900 квадратных метров (9700 квадратных футов) и была около 10 метров (33 футов) в высоту. Находки были связаны с останками диаметром 75 миллиметров (3,0 дюйма). терракота трубы, которые, по-видимому, вели к колодцам и фонтанам в городе. Зибольд пришел к выводу, что каменные стопки были конденсаторами, снабжавшими Феодосию водой; и подсчитали, что каждая воздушная скважина производит более 55 400 литров (12 200 имп галлонов; 14 600 галлонов США) каждый день.[10]

Чтобы проверить свою гипотезу, Зибольд построил конденсатор из каменных куч на высоте 288 метров (945 футов) на горе Тепе-Оба недалеко от древнего городища Феодосия. Конденсатор Зибольда был окружен стеной высотой 1 метр (3 фута 3 дюйма) и шириной 20 метров (66 футов) вокруг чашеобразной зоны сбора с дренажем. Он использовал морские камни диаметром 10–40 сантиметров (3,9–15,7 дюйма), сложенные в виде усеченного конуса высотой 6 метров (20 футов), диаметр которого составлял 8 метров (26 футов) на вершине. Форма каменной кучи обеспечивала хорошую циркуляцию воздуха при минимальном тепловом контакте между камнями.[3]

Конденсатор Зибольда начал работать в 1912 году с максимальной суточной производительностью, которая, по последним оценкам, составляла 360 литров (79 галлонов США; 95 галлонов США) - в то время Зибольд не делал публичных отчетов о своих результатах.[10] На базе произошли утечки, из-за которых эксперимент был прекращен в 1915 году, и площадка была частично разобрана перед тем, как покинуть ее. (Сайт был повторно открыт в 1993 году и очищен.)[3] Конденсатор Зибольда был примерно такого же размера, как и найденные древние каменные сваи,[3] и хотя доходность была намного меньше той, которую Зибольд рассчитал для исходных конструкций, эксперимент послужил источником вдохновения для последующих разработчиков.

Коллекционер Чапталя

Вдохновленный работами Зибольда, Чапталь построил небольшой колодец недалеко от Монпелье в 1929 году. Конденсатор Chaptal был пирамидальный бетонная конструкция площадью 3 метра (9,8 футов) и высотой 2,5 метра (8 футов 2 дюйма) была заполнена 8 кубическими метрами (280 кубических футов) известняк куски диаметром около 7,5 сантиметров (3,0 дюйма). Маленькие вентиляционные отверстия окружали вершину и основание пирамиды. Эти отверстия можно было закрывать или открывать по мере необходимости, чтобы контролировать поток воздуха. Структуре давали остыть в течение ночи, а затем в течение дня впускали теплый влажный воздух. На кусках известняка образовывалась роса, которая собиралась в резервуаре ниже уровня земли. Количество получаемой воды варьировалось от 1 литра (0,22 имп гал; 0,26 галлона США) до 2,5 литров (0,55 галлона США; 0,66 галлона США) в день в зависимости от атмосферных условий.[13]

Шапталь не считал свой эксперимент удачным. Выйдя на пенсию в 1946 году, он вывел из строя конденсатор, возможно, потому, что не хотел оставлять неправильную установку, чтобы ввести в заблуждение тех, кто позже мог бы продолжить исследования на воздухозаборниках.[2]

Коллекционеры Клафака

Вольф Клапхак был успешным химиком, работавшим в Берлине в 1920-е и 1930-е годы. За это время он испытал несколько типов воздушных скважин в Югославия и дальше Остров Вис в Адриатическое море. На работу Клапхака вдохновил Зибольд[14] и работами Маймонид, известный еврейский ученый, писавший на арабском языке около 1000 лет назад и упомянувший об использовании водяных конденсаторов в Палестине.[3]

Клапхак экспериментировал с очень простой конструкцией: участок горного склона был расчищен и сглажен водонепроницаемой поверхностью. Его затенял простой навес, поддерживаемый столбами или гребнями. Стороны конструкции были закрыты, но верхний и нижний края остались открытыми. Ночью склон горы остывал, а днем ​​влага собиралась и стекала по сглаженной поверхности. Хотя система, по-видимому, работала, она была дорогостоящей, и Klaphake, наконец, принял более компактную конструкцию, основанную на каменной конструкции. Этот дизайн был сахарная Голова -образное здание высотой около 15 метров (49 футов), стены толщиной не менее 2 метров (6 футов 7 дюймов), с отверстиями наверху и внизу. Наружная стена была сделана из бетона, чтобы обеспечить высокую теплоемкость, а внутренняя поверхность была сделана из пористого материала, такого как песчаник.[15] По словам Клапхака:

Здание производит воду днем ​​и охлаждается ночью; когда встает солнце, теплый воздух втягивается через верхние отверстия в здание выходящим холодным воздухом, охлаждается на холодной поверхности, откладывает воду, которая затем сочится вниз и собирается где-то внизу. Неверно думать, что этот процесс работает только в дни с росой, так как внутренняя поверхность становится намного холоднее, чем можно было бы ожидать. В Далмации тот день был редким исключением, когда не производилась вода.[14]

Следы конденсаторов Клапхака были идентифицированы предварительно.[16]

В 1935 году Вольф Клапхак и его жена Мария эмигрировали в Австралию. Решение Клафхаки эмигрировать было, вероятно, в первую очередь результатом встреч Марии с нацистскими властями;[17][18] на их решение поселиться в Австралии (а не, скажем, в Британии) повлияло желание Вольфа разработать конденсатор росы.[18] Австралии как засушливому континенту, вероятно, потребовались альтернативные источники пресной воды, и премьер-министр Южная Австралия, которого он встретил в Лондоне, проявил интерес. Клафак сделал конкретное предложение по установке конденсатора в маленьком городке повар, где не было питьевой воды. В Куке железнодорожная компания ранее установила большой активный конденсатор, работающий на угле,[19] но управлять им было непомерно дорого, и дешевле было просто транспортировать воду. Однако правительство Австралии отклонило предложение Клапхака, и он потерял интерес к проекту.[20][14]

Антенна Кнапена

Колодец Ахилла Кнапена (внешний вид)
Внешний вид
Воздуховод Achille Knapen (интерьер)
Интерьер.
Ахилл Кнапен хорошо проветривает.

Кнапен, ранее работавший над системами отвода влаги из зданий,[21][22][23] был, в свою очередь, вдохновлен работами Чапталя, и он приступил к созданию амбициозно большого Puits Aerien (воздушный колодец) на холме высотой 180 метров (590 футов) в Транс-ан-Прованс во Франции.[1][24] Начиная с 1930 года, башню росы Knapen строили за 18 месяцев; он все еще стоит сегодня, хотя и в ветхом состоянии. На момент постройки конденсатор вызвал некоторый общественный интерес.[25]

Башня имеет высоту 14 метров (46 футов) и имеет массивные каменные стены толщиной около 3 метров (9,8 фута) с несколькими отверстиями для впуска воздуха. Внутри - массивная колонна из бетона. Ночью всей конструкции дают остыть, а днем ​​теплый влажный воздух входит в конструкцию через высокие отверстия, охлаждается, опускается и покидает здание через нижние отверстия.[26] По замыслу Кнапена, вода должна конденсироваться на холодном внутреннем столбе. В соответствии с выводом Шапталя о том, что поверхность конденсации должна быть шероховатой, а поверхностное натяжение должно быть достаточно низким, чтобы конденсированная вода могла капать, внешняя поверхность центральной колонны была усеяна выступающими пластинами. шифер. Сланцы были размещены почти вертикально, чтобы способствовать стеканию в сборный резервуар на дне конструкции.[3] К сожалению, аэродинамический колодец так и не смог достичь желаемого результата и производил не более нескольких литров воды в день.[27]

Международная организация по утилизации росы

Конденсатор Big OPUR Dew на Корсике
Конденсатор Big OPUR Dew на Корсике
Испытательный полигон радиационного конденсатора росы в деревне Котар на северо-западе Индии у побережья Аравийского моря.

К концу двадцатого века механизм конденсации росы был гораздо лучше понят. Ключевой вывод заключался в том, что коллекторы малой массы, которые быстро теряют тепло за счет радиация работать лучше всего. Над этим методом работал ряд исследователей.[28] В начале 1960-х конденсаторы росы из листов полиэтилен поддерживаемые на простой раме, напоминающей коньковый шатер, использовались в Израиле для орошения растений. Саженцы, получившие росу и очень незначительные осадки от этих коллекторов, выжили намного лучше, чем контрольная группа, посаженная без таких вспомогательных средств - все они засохли за лето.[29] В 1986 г. Нью-Мексико конденсаторы из специальной фольги давали воду, достаточную для снабжения молодых саженцев.[4]

В 1992 году группа французских ученых посетила конденсированное вещество конференция в Украина куда физик Даниэль Бейсенс познакомил их с историей о том, как древняя Феодосия снабжалась водой из конденсаторов росы. Они были настолько заинтригованы, что в 1993 году поехали посмотреть все своими глазами. Они пришли к выводу, что курганы, которые Зибольд идентифицировал как конденсаторы росы, на самом деле древние курганы (часть некрополь древней Феодосии) и что трубки имели средневековое происхождение и не были связаны со строительством курганов. Они нашли остатки конденсатора Зибольда, который они привели в порядок и внимательно изучили. Конденсатор Зибольда, по-видимому, работал достаточно хорошо, но на самом деле его точные результаты не совсем ясны, и возможно, что коллектор улавливал туман, что значительно увеличивало урожайность.[10] Если конденсатор Зибольда и работал, то это, вероятно, было связано с тем, что несколько камней у поверхности насыпи могли терять тепло ночью, будучи термически изолированными от земли; тем не менее, это никогда не могло дать той прибыли, которую предполагал Зибольд.[2][30]

Восторженная партия вернулась во Францию ​​и организовала Международная организация по утилизации росы (OPUR), с конкретной целью сделать росу доступной в качестве альтернативного источника воды.[31]

OPUR начал исследование конденсации росы в лабораторных условиях; они разработали специальный гидрофобный фильма и экспериментировали с пробными установками, включая коллектор площадью 30 квадратных метров (320 квадратных футов) в Корсика.[32] Важнейшие идеи включали идею о том, что масса поверхность конденсата должна быть как можно ниже, чтобы она не могла легко удерживать тепло, чтобы она была защищена от нежелательного теплового излучения слоем изоляция, и что он должен быть гидрофобным, чтобы легко удалять конденсированную влагу.[33]

К тому времени, когда они были готовы к своей первой практической установке, они услышали, что один из их членов, Гирджа Шаран, получил грант на строительство конденсатора росы в Котаре, Индия. В апреле 2001 года Шаран случайно заметил значительный конденсат на крыше коттеджа в Торан Бич Резорт в засушливом прибрежном районе Kutch, где он ненадолго остановился. В следующем году он более внимательно изучил это явление и опросил местных жителей. Финансируется Агентством развития энергетики Гуджарата и Всемирный банк, Шаран и его команда продолжили разработку пассивных радиационных конденсаторов для использования в засушливом прибрежном районе Катч.[34] Активная коммерциализация началась в 2006 году.[35]

Sharan протестировал широкий спектр материалов и получил хорошие результаты от оцинкованное железо и алюминий листы, но обнаружил, что листы специального пластика, разработанного OPUR, толщиной всего 400 микрометров (0,016 дюйма) обычно работают даже лучше, чем металлические листы, и были менее дорогими.[36] Пластиковая пленка, известная как фольга OPUR, является гидрофильной и изготовлена ​​из полиэтилена, смешанного с оксид титана и сульфат бария.

Типы

Существует три основных подхода к конструкции радиаторов, собирающих влагу в воздушных колодцах: массивный, радиационный и активный. В начале двадцатого века проявлялся интерес к скважинам с большой массой воздуха, но, несмотря на множество экспериментов, включая строительство массивных конструкций, этот подход оказался неудачным.[37]

Начиная с конца двадцатого века, было проведено много исследований маломассивных, радиационный коллекционеры; они оказались гораздо более успешными.[38]

Большая масса

Конструкция воздухозаборника с высокой массой воздуха пытается охладить большую массу кладки с помощью холодного ночного воздуха, поступающего в конструкцию из-за бриза или естественной конвекции. Днем тепло солнца приводит к повышенной влажности воздуха. Когда влажный дневной воздух хорошо попадает в воздух, он конденсируется на предположительно прохладной кладке. Ни один из крупномасштабных коллекторов не показал хороших результатов, особенно заметным примером является воздушная скважина Кнапена.

Проблема с коллекторами большой массы заключалась в том, что они не могли избавиться от достаточного количества тепла в ночное время, несмотря на конструктивные особенности, предназначенные для обеспечения этого.[3] Хотя некоторые мыслители полагали, что Зибольд все-таки мог быть прав,[39][40] статья в Журнал засушливых сред обсуждает, почему конструкции конденсаторов с большой массой этого типа не могут давать полезное количество воды:

Мы хотели бы подчеркнуть следующее. Для образования конденсата температура конденсатора камней должна быть ниже температуры точки росы. Когда нет тумана, температура точки росы всегда ниже температуры воздуха. Метеорологические данные показывают, что температура точки росы (показатель влажности воздуха) при стабильной погоде существенно не меняется. Таким образом, ветер, который в конечном итоге влияет на температуру воздуха в конденсаторе, не может охлаждать конденсатор, чтобы обеспечить его работу. Другое явление охлаждения - радиационное охлаждение - должно действовать. Таким образом, именно в ночное время, когда конденсатор охлаждается за счет излучения, жидкая вода может быть извлечена из воздуха. Очень редко температура точки росы может значительно повыситься и превысить температуру камня внутри каменной кучи. Иногда, когда это происходит, роса может быть обильной в течение короткого периода времени. Вот почему последующие попытки Л. Чапталя и А. Кнапена построить массивные конденсаторы росы лишь в редких случаях приводили к значительным выходам. [Выделение как в оригинале][2]

Хотя в некоторых источниках упоминаются древние воздухозаборники, свидетельств о них очень мало, и стойкая вера в их существование имеет характер современный миф.[2]

Радиационный

Схема радиационного коллектора. (а) излучающая / конденсирующая поверхность, (б) сборный желоб, (в) изоляция подложки, (г) подставка.

Колодец излучающего воздуха предназначен для охлаждения субстрата путем излучение тепла к ночному небу. Подложка имеет небольшую массу, поэтому она не может удерживать тепло, и она термически изолирована от любой массы, в том числе от земли.[41] Типичный коллектор излучения представляет собой конденсирующую поверхность под углом 30 ° от горизонтали. Конденсирующая поверхность покрыта толстым слоем изоляционного материала, такого как пенополистирол и поддерживается на высоте 2–3 метра (7–10 футов) над уровнем земли. Такие конденсаторы удобно устанавливать на коньковых крышах малоэтажных домов или опираться на простой каркас.[42] Хотя другие высоты обычно не работают так хорошо, может быть дешевле или удобнее установить коллектор рядом с уровнем земли или на двухэтажном здании.[43]

Конденсатор в Сатапаре в Индии состоит из одиннадцати гребней. Гряды имеют в сечении трапециевидную форму (верх 50 см, основание 200 см, две стороны наклонены под углом 30 градусов от горизонтали, высота 100 см) и имеют длину 20 м каждая. Гряды построены на пологом грунте. Все гребни стекают в общую трубу внизу и ведут в подземные хранилища. Вода для использования забирается ручным насосом. Система была введена в эксплуатацию в начале апреля 2007 года. Общая стоимость установки составила 117 000 рупий.
550 м2 (660 кв. Ярдов) радиационный конденсатор на северо-западе Индии.[44]

Конденсатор излучения площадью 550 квадратных метров (5900 квадратных футов), показанный слева, построен рядом с землей. В районе северо-запада Индии, где она установлена, роса возникает в течение 8 месяцев в году, и установка собирает около 15 миллиметров (0,59 дюйма) росы за сезон с почти 100 ночами росы. В год он обеспечивает в общей сложности около 9000 литров (2000 имп галлонов; 2400 галлонов США) Питьевая вода для школы, которая владеет и управляет сайтом.[44]

Конструкции с металлической кровлей, такие как эта, можно использовать для сбора росы, просто добавив желоба и, для увеличения производительности, слой изоляции на нижней стороне. Без изоляции мощность почти вдвое меньше, чем у пластиковых конденсаторов.

Хотя плоские конструкции имеют преимущество простоты, другие конструкции, такие как перевернутые пирамиды и конусы, могут быть значительно более эффективными. Вероятно, это связано с тем, что конструкции защищают конденсирующие поверхности от нежелательного тепла, излучаемого нижними слоями атмосферы, и, будучи симметричными, они не чувствительны к направлению ветра.[45]

Новые материалы могут сделать коллекционеров еще лучше.[46] Один из таких материалов вдохновлен Намибский пустынный жук, который выживает только за счет влаги, которую извлекает из атмосферы. Было обнаружено, что его спина покрыта микроскопическими выступами: пики гидрофильные, а впадины гидрофобные.[47][48][49] Исследователи из Массачусетский Институт Технологий смоделировали эту способность, создав текстурированную поверхность, сочетающую чередующиеся гидрофобные и гидрофильные материалы.[50]

Активный

Основная статья: Генератор атмосферной воды
Коммерческий атмосферный водогенератор, предназначенный для использования в жилых помещениях.[51]
Пример установки конденсатора на крыше, конденсатор из полиэтиленовой пленки со специальными свойствами, с изоляционным слоем между пленкой и бетонной поверхностью крыши. Эта инсталляция находится на школьных зданиях в Саяре (Катч, Индия). В отличие от металлических крыш, бетонные крыши не притягивают конденсат без какой-либо обработки, поэтому требуется внешний конденсатор. Мощность таких конденсаторов почти в два раза выше, чем от голой металлической крыши, при прочих равных условиях.

Активные атмосферные водосборники используются с момента коммерциализации механических охлаждение. По сути, все, что требуется, - это охладить теплообменник ниже точки росы, и будет производиться вода. Такое производство воды может происходить как побочный продукт, возможно, нежелательный из осушение.[3] Система кондиционирования воздуха Бурдж-Халифа в Дубай, например, производит около 15 миллионов галлонов США (57000 м3) воды каждый год, которая используется для орошения ландшафтных насаждений башни.[52]

Поскольку механическое охлаждение является энергоемким, активные коллекторы обычно ограничиваются местами, где нет подачи воды, которая может быть опресненный или очищенные по более низкой цене и достаточно удаленные от источников пресной воды, что делает транспортировку неэкономичной. Такие обстоятельства редки, и даже тогда крупные установки, подобные той, что была опробована в 1930-х годах в Куке в Южной Австралии, терпели неудачу из-за стоимости эксплуатации установки - было дешевле транспортировать воду на большие расстояния.[20]

В случае небольших установок удобство может перевешивать затраты. Существует множество небольших машин, предназначенных для использования в офисах, которые производят несколько литров питьевой воды из атмосферы. Однако есть обстоятельства, при которых действительно нет источника воды, кроме атмосферы. Например, в 1930-х годах американские конструкторы добавили конденсаторные системы в дирижабли - в данном случае воздух выбрасывался выхлопными газами двигателей, и поэтому он содержал дополнительную воду в качестве продукта сгорания. Влага собиралась и использовалась в качестве дополнительного балласта для компенсации потери веса при израсходовании топлива. Собирая балласт таким образом, можно было поддерживать относительно постоянную плавучесть дирижабля без необходимости выделять газообразный гелий, который был дорогостоящим и находился в ограниченном количестве.[53]

Совсем недавно на Международная космическая станция, то Модуль Звезда включает систему контроля влажности. Собираемая им вода обычно используется для подачи Электрон система электролиза воды в водород и кислород, но его можно использовать для питья в экстренных случаях.[54]

Существует ряд конструкций, которые минимизируют потребность в энергии активных конденсаторов:

  • Один из способов - использовать землю в качестве радиатор путем втягивания воздуха по подземным трубам.[55] Часто это делается для обеспечения источника прохладного воздуха в здании с помощью заземленный теплообменник (также известен как Земляные трубы), где конденсация обычно рассматривается как серьезная проблема.[56] Основная проблема таких конструкций заключается в том, что подземные трубы подвержены загрязнению, и их трудно содержать в чистоте. Конструкции этого типа требуют, чтобы воздух втягивался через трубы с помощью вентилятора, но требуемая мощность может обеспечиваться (или дополняться) за счет ветряная турбина.[57]
  • Холодная морская вода используется в Теплица с морской водой охладить и увлажнить интерьер теплица -подобная структура. Охлаждение может быть настолько эффективным, что не только растения внутри получат испарение, но роса собирается на внешней стороне конструкции и может быть легко собрана по желобам.[4]
  • Другой тип атмосферного водосборника использует осушители которые адсорбируют атмосферную воду при температуре окружающей среды, это позволяет извлекать влагу даже при относительной влажности до 14 процентов.[58] Подобные системы оказались очень полезными в качестве аварийных источников чистой питьевой воды.[59][60] Для регенерации необходимо нагреть адсорбент.[61] В некоторых конструкциях энергия регенерации обеспечивается солнцем; ночью воздух вентилируется над слоем осушителя, адсорбирующего водяной пар. Днем помещения закрыты, парниковый эффект повышает температуру, и, как в солнечное опреснение В бассейнах водяной пар частично десорбируется, конденсируется на холодной части и собирается.[4] Нанотехнологии улучшают и эти типы коллекторов. Одно такое устройство на основе адсорбции собирало 0,25 л воды на кг металлоорганический каркас в исключительно засушливом климате с минусовой точкой росы (Темпе, Аризона, США).[62]
  • Французская компания недавно разработала небольшую ветряную турбину, которая использует электрический генератор мощностью 30 кВт для питания бортовой механической системы охлаждения для конденсации воды.[63]

Смотрите также

Рекомендации

Примечания

  1. ^ а б Популярная наука 1933.
  2. ^ а б c d е ж Beysens et al. 2006 г..
  3. ^ а б c d е ж грамм час Нельсон 2003.
  4. ^ а б c d е ж Бейсенс и Милимук 2000.
  5. ^ Николаев и др. 1996 г. С. 23–26.
  6. ^ "Что такое точка росы?". Weather Savvy. Архивировано из оригинал 1 декабря 2010 г.. Получено 10 сентября 2010.
  7. ^ Оксфордский словарь английского языка: "пруд росы"
  8. ^ Пагсли 1939.
  9. ^ Пирс, Фред (9 сентября 2006 г.). «Чудо камней». Новый ученый: 50–51.
  10. ^ а б c d Николаев и др. 1996 г., п. 4.
  11. ^ По схеме Николаева и все, 1996
  12. ^ Николаев и др. 1996 г., стр. 20–23.
  13. ^ Холмы 1966, п. 232.
  14. ^ а б c Клапхак 1936.
  15. ^ Шаран 2006, п. 72.
  16. ^ «В Хорватии» (PDF). Информационный бюллетень OPUR. OPUR. Апрель 2003 г. В архиве (PDF) из оригинала 11 сентября 2010 г.. Получено 10 сентября 2010.
  17. ^ Нойман 2002, п. 7.
  18. ^ а б Клаус Нойман. «Вольф Клапхаке - иммигрант или беженец». Необычные жизни (Национальный архив Австралии ). Архивировано из оригинал 18 февраля 2011 г.. Получено 10 сентября 2010.
  19. ^ Клаус Нойман. "Фотография, сделанная Трансавстралийской железной дорогой охладителя конденсатора в Куке, 10 декабря 1917 г.". Необычные жизни (Национальный архив Австралии ). Архивировано из оригинал 18 февраля 2011 г.. Получено 10 сентября 2010.
  20. ^ а б Клаус Нойман. "Волк Клапхак - создатель дождя?". Необычные жизни (Национальный архив Австралии ). Архивировано из оригинал 18 февраля 2011 г.. Получено 10 сентября 2010.
  21. ^ "Британский Кнапен - Ранние годы" (PDF). Услуги ProTen. Архивировано из оригинал (PDF) 9 мая 2009 г.. Получено 10 сентября 2010.
  22. ^ Предотвращение сырости в зданиях. Манчестер Гардиан, 27 февраля 1930 г. с. 6 столбец F.
  23. ^ «ProTen Services отмечает 80-летие службы» (PDF). Услуги ProTen. Архивировано из оригинал (PDF) 24 мая 2010 г.. Получено 10 сентября 2010.
  24. ^ «Как гигантский муравейник собирает воду из воздуха». Популярная механика. 58 (6): 868. Декабрь 1932 г.. Получено 10 сентября 2010.
  25. ^ "Воздушные колодцы и сушеные фермы" Популярная наука, Март 1933 г.
  26. ^ Ахиле Кнаппен. «Улучшенное средство для улавливания влаги из атмосферы». Европейское патентное ведомство. Получено 10 сентября 2010.
  27. ^ Шаран 2006, п. 70.
  28. ^ Шаран 2006, п. 22.
  29. ^ Гиндель 1965.
  30. ^ Николаев и др. 1996 г..
  31. ^ "OPUR Ou la Conquete de la Rosee - OPUR или Покорение росы" (на французском и английском языках). OPUR. В архиве из оригинала 7 сентября 2010 г.. Получено 10 сентября 2010.
  32. ^ Муселли, Бейсенс и Милимук, 2006 г..
  33. ^ Шаран 2006 С. 20–28.
  34. ^ Шаран 2006, Раздел благодарностей.
  35. ^ Мукунд, Диксит; Шаран, Гирха (1 апреля 2007 г.). «Управление инновациями с использованием рычагов: ключевые темы из истории систем сбора урожая Dewrain» (PDF). Индийский институт менеджмента Ахмедабад, Индия. Архивировано из оригинал (PDF) 14 июня 2011 г.. Получено 10 сентября 2010.
  36. ^ Шаран 2006, п. 27.
  37. ^ Альтон Стюарт и Хауэлл 2003, п. 1014.
  38. ^ Томашкевич, Марлен; Абу Наджм, Маджди; Бейсенс, Дэниел; Аламеддин, Ибрагим; Эль-Фадель, Мутасем (сентябрь 2015 г.). «Роса как устойчивый нетрадиционный водный ресурс: критический обзор». Экологические обзоры. 23 (4): 425–442. Дои:10.1139 / er-2015-0035. ISSN  1181-8700.
  39. ^ Пирс, Фред (16 апреля 2005 г.). «Пирамиды росы». Новый ученый (2495).
  40. ^ Шаран, Гирджа. «Урожайность росы из пассивных конденсаторов в прибрежной засушливой зоне - Катч» (PDF). п. 2. Архивировано из оригинал (PDF) 14 июня 2011 г.. Получено 10 сентября 2010.
  41. ^ Шаран 2006 С. 20–39.
  42. ^ Шаран 2006 С. 40–59.
  43. ^ а б Шаран 2007.
  44. ^ Clus et al. 2006 г..
  45. ^ Шаран 2006, п. 20.
  46. ^ Паркер, А. Р. и К. Р. Лоуренс (2001). «Захват воды пустынным жуком». Природа. 414 (6859): 33–34. Bibcode:2001Натура 414 ... 33П. Дои:10.1038/35102108. PMID  11689930.
  47. ^ Харрис-Рис, Карен (31 августа 2005 г.). «Пустынный жук представляет собой модель нанопокрытия без тумана». Мировые новости химии. Королевское химическое общество. Получено 10 сентября 2010.
  48. ^ Паулин, Майкл (ноябрь 2010 г.). «Использование гения природы в архитектуре (в 7:45)». ТЕД. п. 2. В архиве из оригинала 11 февраля 2011 г.. Получено 14 февраля 2011.
  49. ^ Пак, Киу-Чул; Ким, Филсок; Гринталь, Элисон; Он, Нил; Фокс, Дэвид; Уивер, Джеймс С.; Айзенберг, Джоанна (2016). «Конденсат на скользких асимметричных неровностях». Природа. 531 (7592): 78–82. arXiv:1501.03253. Дои:10.1038 / природа16956. PMID  26909575.
  50. ^ «Йети Кондиционер-12». Эверест. Получено 15 марта 2011.
  51. ^ «Бурдж-Халифа: высшая задача для строителей». GulfNews.com. 4 января 2010 г. В архиве из оригинала 25 января 2011 г.. Получено 12 января 2011.
  52. ^ Аллен 1931, п. 37.
  53. ^ "Звезда". МКС: продолжение сборки и работы. НАСА. В архиве из оригинала 25 августа 2010 г.. Получено 10 сентября 2010.
  54. ^ Линдсли, Э. Ф. (январь 1984 г.). «Airwell извлекает чистую воду из воздуха». Популярная наука. 224 (1). Получено 10 сентября 2010.
  55. ^ Дэвид Дарлинг. «Трубка охлаждения земли». Энциклопедия альтернативной энергии и устойчивого образа жизни. Получено 10 сентября 2010.
  56. ^ Патент США 4351651, Courneya, Calice, G., "Аппарат для извлечения питьевой воды", выпущенный 1980-12-06. 
  57. ^ Одри Хадсон (6 октября 2006 г.). «Изготовление воды из разреженного воздуха». Проводной. В архиве из оригинала 31 июля 2010 г.. Получено 10 сентября 2010.
  58. ^ Шер, Эйб М. «Передовые водные технологии». Aqua Sciences. В архиве из оригинала 17 сентября 2010 г.. Получено 10 сентября 2010.
  59. ^ Картлидж 2009 С. 26–27.
  60. ^ Cartlidge 2009, п. 16.
  61. ^ Ким Х, Рао С.Р., Капустин Е.А., Чжао Л., Ян С., Яги О.М., Ван Э.Н. (март 2018 г.). «Адсорбционная установка для сбора атмосферной воды для засушливого климата». Nature Communications. 9 (1): 1191. Дои:10.1038 / s41467-018-03162-7. ЧВК  5864962. PMID  29568033.
  62. ^ «Эолуотер». Архивировано из оригинал 24 октября 2017 г.. Получено 7 октября 2011.

Источники

внешняя ссылка