Это хорошая статья. Для получения дополнительной информации нажмите здесь.
Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Массивная воздушная скважина бельгийского инженера Ахилла Кнапена в Транс-ан-Провансе .

Воздуха хорошо или антенны также представляет собой конструкцию или устройство , которое собирает воду, способствуя конденсации из влаги из воздуха. [1] Конструкции воздухозаборников 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 потребности в энергии активных конденсаторов или использование устойчивых и возобновляемых источников энергии . [3]

Фон [ править ]

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

Во всех конструкциях воздуховодов используется субстрат с достаточно низкой температурой, чтобы образовывалась роса . Роса - это форма осадков, которые возникают естественным образом, когда водяной пар из атмосферы конденсируется на субстрате. Он отличается от тумана тем , что он состоит из капель воды, которые конденсируются вокруг частиц в воздухе. [4] Конденсация выделяет скрытое тепло, которое необходимо отвести для продолжения сбора воды. [5]

Воздушный колодец требует влаги из воздуха. Повсюду на Земле, даже в пустынях, окружающая атмосфера содержит хоть немного воды. Согласно Бейсенсу и Милимуку: «Атмосфера содержит 12 900 кубических километров (3100 кубических миль) пресной воды, состоящей из 98 процентов водяного пара и 2 процентов конденсированной воды ( облаков ): цифра сопоставима с возобновляемыми жидкими водными ресурсами населенных земель ( 12 500 км 3 ) ". [4] Количество водяного пара, содержащегося в воздухе, обычно указывается как относительная влажность , и это зависит от температуры: более теплый воздух может содержать больше водяного пара, чем более холодный. Когда воздух охлаждается до точки росы, он станет насыщенным, и влага будет конденсироваться на подходящей поверхности. [6] Например, температура росы воздуха при 20 ° C (68 ° F) и относительной влажности 80% составляет 16 ° C (61 ° F). Температура росы падает до 9 ° C (48 ° F), если относительная влажность составляет 50 процентов. [4]

Родственный, но довольно отличный способ получения атмосферной влаги - это противотуманная ограда .

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

Каменная мульча может значительно повысить урожайность в засушливых районах. Это особенно характерно для Канарских островов : на острове Лансароте ежегодно выпадает около 140 миллиметров (5,5 дюйма) дождя, и здесь нет постоянных рек. 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 [ править ]

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

Коллекционер Зибольда [ править ]

Участок конденсатора росы Зибольда. (а) представляет собой усеченный конус из пляжной гальки диаметром 20 метров (66 футов) у основания и 8 метров (26 футов) 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 древнего византийского города Феодосия Зибольд, лесничий и инженер, отвечавший за эту территорию, обнаружил тринадцать больших груд камней . [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 остатками терракотовых труб диаметром 75 миллиметров (3,0 дюйма), 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 возникли утечки, которые вынудили эксперимент закончиться в 1915 году, и сайт был частично демонтирован перед тем, как покинуть его. (Это место было повторно открыто в 1993 году и очищено.) [3] Конденсатор Зибольда был примерно такого же размера, как и найденные древние каменные сваи, [3], и хотя урожай был намного меньше, чем рассчитанный Зибольдом. Оригинальные конструкции, эксперимент послужил источником вдохновения для более поздних разработчиков.

Коллекционер Чапталя [ править ]

Вдохновленный работами Зибольда, Чапталь построил небольшой воздухозаборник недалеко от Монпелье в 1929 году. Конденсатор Чапталя представлял собой пирамидальную бетонную конструкцию площадью 3 метра (9,8 футов) и высотой 2,5 метра (8 футов 2 дюйма), он был заполнен 8 кубическими метрами (280 куб. футов) известнякакуски 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 полученной воды варьировалось от 1 литра (0,22 имп гал; 0,26 галлона США) до 2,5 литров (0,55 имп гал; 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 ненадлежащую установку, чтобы ввести в заблуждение тех, кто позже мог бы продолжить исследования на воздухозаборниках. [2]

Коллекционеры Клафака [ править ]

Вольф Клафаке был успешным химиком, работавшим в Берлине в 1920-1930-х годах. За это время он испытал несколько типов воздушных скважин в Югославии и на острове Вис в Адриатическом море . Работа Клапхака была вдохновлена ​​Зибольдом [14] и работами Маймонида , известного еврейского ученого, писавшего на арабском языке около 1000 лет назад и упомянувшего использование 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 сахарной головой-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 восходит солнце, теплый воздух втягивается через верхние отверстия в здание выходящим более холодным воздухом, охлаждается на холодной поверхности, откладывает воду, которая затем просачивается 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 Великобритании) повлияло желание Вольфа разработать конденсатор росы. [18] Поскольку Австралия является засушливым континентом, вероятно, потребуются альтернативные источники пресной воды, и премьер-министр Южной Австралии , которого он встретил в Лондоне, выразил заинтересованность. Клапхак сделал конкретное предложение по установке конденсатора в маленьком городке Кук , 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]

Воздушный колодец Кнапена [ править ]

Интерьер.
Ахилл Кнапен хорошо проветривает.

Knapen, который ранее работал над системами для удаления влаги из зданий, [21] [22] [23], в свою очередь, был вдохновлен работой Чапталя, и он приступил к постройке амбициозно большого puits aerien (воздушный колодец) на высоте 180 метров (590 метров). футов) высокий холм в Транс-ан-Провансе во Франции. [1] [24] Начиная с 1930 года, башню росы Кнапена 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] Кнапен хотел, чтобы вода конденсировалась 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 из сланца.. Сланцы были размещены почти вертикально, чтобы способствовать стеканию в сборный резервуар на дне конструкции. [3] К сожалению, воздушная скважина так и не достигла ожидаемых результатов и производила не более нескольких литров воды каждый день. [27]

Международная организация по утилизации росы [ править ]

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 с малой массой, которые быстро теряют тепло из-за излучения, работают лучше всего. Над этим методом работал ряд исследователей. [28] В начале 1960-х конденсаторы росы, сделанные из листов полиэтилена, поддерживаемые на простой раме, напоминающей коньковый тент, 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 году в Нью-Мексико конденсаторы, сделанные из специальной фольги, производили воду, достаточную для снабжения молодых саженцев. [4]

В 1992 году группа французских ученых посетила конференцию по конденсированным веществам в Украине, на которой 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 были древними курганами (часть некрополя).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 вообще работал, то, вероятно, это 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 основала Международную организацию по использованию росы (OPUR) с конкретной целью - сделать росу доступной в качестве альтернативного источника воды. [31]

OPUR начал исследование конденсации росы в лабораторных условиях; они разработали специальную гидрофобную пленку и экспериментировали с пробными установками, включая коллектор площадью 30 квадратных метров (320 квадратных футов) на Корсике . [32] Важнейшие идеи включали идею о том, что масса конденсирующей поверхности должна быть как можно меньше, чтобы она не могла легко удерживать тепло, что она должна быть защищена от нежелательного теплового излучения слоем изоляции и что она должна быть гидрофобной. , чтобы легко удалить 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 Котара, Индия. В апреле 2001 года Шаран случайно заметил значительный конденсат на крыше коттеджа в курортном отеле Toran Beach Resort в засушливом прибрежном районе Катч , где он ненадолго остановился. В следующем году он более внимательно изучил явление и опросил местных жителей. При финансовой поддержке Агентства развития энергетики Гуджарата и Всемирного банка Шаран и его команда продолжили разработку пассивных радиационных конденсаторов для использования в засушливом прибрежном районе Катч. [34] Активная коммерциализация началась в 2006 году. [35]

Компания Sharan протестировала широкий спектр материалов и получила хорошие результаты от оцинкованного железа и алюминиевых листов, но обнаружила, 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 диоксидом титана и сульфатом бария .

Типы [ править ]

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 много исследований маломассивных радиационных коллекторов; они оказались гораздо более успешными. [38]

Большая масса [ править ]

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, призванные гарантировать, что это произойдет. [3] Хотя некоторые мыслители полагали, что Зибольд, возможно, был прав, [39] [40] в статье в Journal of Arid Environments обсуждается, 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) существенно не меняется при стабильной погоде. 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. [Курсив как в оригинале] [2]

Хотя в некоторых источниках упоминаются древние воздухозаборники, свидетельств о них очень мало, а стойкая вера в их существование носит характер современного мифа . [2]

Радиационный [ править ]

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

Колодец с радиационным воздухом предназначен для охлаждения субстрата за счет излучения тепла в ночное небо. Подложка имеет небольшую массу, поэтому она не может удерживать тепло, и она термически изолирована от любой массы, в том числе от земли. [41] Типичный радиационный коллектор представляет собой конденсирующую поверхность под углом 30 ° от горизонтали. Конденсирующая поверхность поддерживается 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 излучения площадью 550 м 2 (660 квадратных ярдов) 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) питьевой воды для школы, которая владеет и управляет этим участком. [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 жуком пустыни Намиб , 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 Массачусетского технологического института смоделировали эту возможность, создав текстурированную поверхность, сочетающую чередующиеся гидрофобные и гидрофильные материалы. [50]

Активный [ править ]

Основная статья: Генератор атмосферной воды
Коммерческий атмосферный водогенератор, предназначенный для бытового использования. [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 использовались с момента коммерциализации механического охлаждения . По сути, все, что требуется, - это охладить теплообменник ниже точки росы, и будет получена вода. Такое производство воды может иметь место как побочный продукт , возможно, нежелательный при осушении . [3] Система кондиционирования воздуха Бурдж-Халифа в Дубае , например, производит около 15 миллионов галлонов США (57 000 м 3 ) воды каждый год, которая используется для орошения ландшафтных насаждений башни. [52]

Поскольку механическое охлаждение является энергоемким, активные коллекторы обычно ограничиваются местами, где нет воды, которую можно опреснять или очистить с меньшими затратами, и которые находятся достаточно далеко от источников пресной воды, что делает транспортировку неэкономичной. Такие обстоятельства случаются нечасто, 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 к дирижаблям  - в этом 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 Международной космической станции в модуль "Звезда" включена система контроля влажности. Собираемая им вода обычно используется для подачи в систему Elektron , которая электролизует воду на водород и кислород , но ее можно использовать для питья в аварийной ситуации. [54]

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

  • Один из методов - использовать землю в качестве радиатора , втягивая воздух через подземные трубы. [55] Это часто делается для обеспечения источника холодного воздуха для здания с помощью теплообменника с заземлением (также известного как заземляющие трубы ), в котором 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 по трубам с помощью вентилятора, но требуемая мощность может обеспечиваться (или дополняться) ветровой турбиной . [57]
  • Холодная морская вода используется в теплице с морской водой как для охлаждения, так и для увлажнения внутренней части теплицы . Охлаждение может быть настолько эффективным, что не только растения внутри получают выгоду от снижения транспирации , но и роса собирается на внешней стороне конструкции и может легко собираться через желоба. [4]
  • Другой тип атмосферного водосборника использует осушители, которые адсорбируют атмосферную воду при температуре окружающей среды, что позволяет извлекать влагу даже при относительной влажности всего 14 процентов. [58] Подобные системы оказались очень полезными в качестве аварийных источников чистой питьевой воды. [59] [60] Для регенерации адсорбент необходимо нагреть. [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 при солнечном опресненииВ 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 металлоорганического каркаса в исключительно засушливом климате с минусовой точкой росы ( Темпе , Аризона, США). [62]
  • Французская компания недавно разработала небольшую ветряную турбину, в которой используется электрический генератор мощностью 30 кВт для питания бортовой механической холодильной системы для конденсации воды. [63]

См. Также [ править ]

  • Генератор атмосферной воды
  • Конденсатоотводчик
  • Пруд росы
  • Сбор тумана
  • Groasis Waterboxx
  • Сбор дождевой воды
  • Солнечный дымоход
  • Солнечный еще
  • Производитель воды

Ссылки [ править ]

Примечания [ править ]

  1. ^ a b Popular Science 1933 .
  2. ^ a b c d e f Beysens et al. 2006 .
  3. ^ Б с д е е г ч Nelson 2003 .
  4. ^ Б с д е е Beysens и Milimouk 2000 .
  5. ^ Николаев и др. 1996 , стр. 23–26.
  6. ^ "Что такое точка росы?" . Weather Savvy . Архивировано из оригинала на 1 декабря 2010 года . Проверено 10 сентября 2010 года .
  7. ↑ Оксфордский словарь английского языка : «pond pond»
  8. ^ Пагсли 1939 .
  9. ↑ Пирс, Фред (9 сентября 2006 г.). «Чудо камней». Новый ученый . 191 (2568): 50–51. DOI : 10.1016 / S0262-4079 (06) 60439-9 .
  10. ^ а б в г Николаев и др. 1996 , стр. 4.
  11. ^ По диаграмме Николаева и др. , 1996 г.
  12. ^ Николаев и др. 1996 , стр. 20–23.
  13. Перейти ↑ Hills, 1966 , p. 232.
  14. ^ а б в Клапхак 1936 .
  15. Перейти ↑ Sharan 2006 , p. 72.
  16. ^ «В Хорватии» (PDF) . Информационный бюллетень OPUR . OPUR. Апрель 2003. Архивировано (PDF) из оригинала 11 сентября 2010 года . Проверено 10 сентября 2010 года .
  17. Перейти ↑ Neumann 2002 , p. 7.
  18. ^ а б Клаус Нойман. «Вольф Клафаке - иммигрант или беженец» . Uncommon Lives ( Национальный архив Австралии ) . Архивировано из оригинального 18 февраля 2011 года . Проверено 10 сентября 2010 года .
  19. ↑ Клаус Нойман. «Фотография, сделанная Трансавстралийской железной дорогой охладителя конденсатора в Куке, 10 декабря 1917 года» . Uncommon Lives ( Национальный архив Австралии ) . Архивировано из оригинального 18 февраля 2011 года . Проверено 10 сентября 2010 года .
  20. ^ а б Клаус Нойман. "Волк Клапхак - создатель дождя?" . Uncommon Lives ( Национальный архив Австралии ) . Архивировано из оригинального 18 февраля 2011 года . Проверено 10 сентября 2010 года .
  21. ^ "Британский Knapen - Ранние годы" (PDF) . Услуги ProTen. Архивировано из оригинального (PDF) 9 мая 2009 года . Проверено 10 сентября 2010 года .
  22. ^ Предотвращение сырости в зданиях. Манчестер Гардиан , 27 февраля 1930 г., стр. 6 столбец F.
  23. ^ «Службы ProTen празднуют 80 лет службы» (PDF) . Услуги ProTen. Архивировано из оригинального (PDF) 24 мая 2010 года . Проверено 10 сентября 2010 года .
  24. ^ "Ну, как гигантский муравейник собирает воду из воздуха" . Популярная механика . 58 (6): 868. декабрь 1932 . Проверено 10 сентября 2010 года .
  25. ^ "Воздушные колодцы и выжженные фермы" Популярная наука , март 1933 г.
  26. ^ Achile Knappen. «Улучшенное средство для улавливания влаги из атмосферы» . Европейское патентное ведомство . Проверено 10 сентября 2010 года .
  27. Перейти ↑ Sharan 2006 , p. 70.
  28. Перейти ↑ Sharan 2006 , p. 22.
  29. ^ Гиндель 1965 .
  30. ^ Николаев и др. 1996 .
  31. ^ «OPUR Ou la Conquete de la Rosee - OPUR или The Conquest of Dew» (на французском и английском языках). OPUR. Архивировано 7 сентября 2010 года . Проверено 10 сентября 2010 года .
  32. ^ Muselli, Beysens & Milimouk 2006 .
  33. Перейти ↑ Sharan 2006 , pp. 20–28.
  34. ^ Sharan 2006 , раздел благодарностей.
  35. ^ Мукунд, Диксит; Шаран, Гирха (1 апреля 2007 г.). «Управление инновациями с использованием рычагов: ключевые темы из пути систем сбора урожая Dewrain» (PDF) . Индийский институт менеджмента Ахмедабад, Индия. Архивировано из оригинального (PDF) 14 июня 2011 года . Проверено 10 сентября 2010 года .
  36. Перейти ↑ Sharan 2006 , p. 27.
  37. ↑ Alton Stewart & Howell 2003 , стр. 1014.
  38. ^ Tomaszkiewicz, 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. DOI : 10,1139 / эр-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 оригинального (PDF) 14 июня 2011 года . Проверено 10 сентября 2010 года .
  41. Перейти ↑ Sharan 2006 , pp. 20–39.
  42. ↑ Sharan, 2006 , стр. 40–59.
  43. ^ а б Шаран 2007 .
  44. ^ Clus et al. 2006 .
  45. Перейти ↑ Sharan 2006 , p. 20.
  46. ^ Паркер, AR и CR Лоуренс (2001). «Захват воды пустынным жуком». Природа . 414 (6859): 33–34. Bibcode : 2001Natur.414 ... 33P . DOI : 10.1038 / 35102108 . PMID 11689930 . 
  47. ^ Harries-Rees, Карен (31 августа 2005). «Пустынный жук представляет собой модель нанопокрытия без запотевания» . Мировые новости химии . Королевское химическое общество . Проверено 10 сентября 2010 года .
  48. ^ Pawlyn, Майкл (ноябрь 2010). «Использование гения природы в архитектуре (в 7:45)» . TED . п. 2. Архивировано 11 февраля 2011 года . Проверено 14 февраля 2011 года .
  49. ^ Парк, Kyoo-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 . DOI : 10,1038 / природа16956 . PMID 26909575 . 
  50. ^ "Йети Кондиционер-12" . Эверест . Проверено 15 марта 2011 года .
  51. ^ «Бурдж-Халифа: высокий вызов для строителей» . GulfNews.com. 4 января 2010 года. Архивировано 25 января 2011 года . Проверено 12 января 2011 года .
  52. ^ Аллен 1931 , стр. 37.
  53. ^ "Звезда" . МКС: продолжение сборки и работы . НАСА. Архивировано 25 августа 2010 года . Проверено 10 сентября 2010 года .
  54. ^ Линдслей, EF (январь 1984). «Airwell извлекает чистую воду из воздуха» . Популярная наука . 224 (1) . Проверено 10 сентября 2010 года .
  55. ^ Дэвид Дарлинг . «Трубка охлаждения земли» . Энциклопедия альтернативной энергии и устойчивого образа жизни . Проверено 10 сентября 2010 года .
  56. ^ Патент США 4351651 , Courneya, Калисы, Г., «Устройство для извлечения питьевой воды», выданного 1980-12-06 
  57. ↑ Одри Хадсон (6 октября 2006 г.). «Изготовление воды из разреженного воздуха» . Проводной . Архивировано 31 июля 2010 года . Проверено 10 сентября 2010 года .
  58. ^ Шер, Абэ М. «Передовые водные технологии» . Aqua Sciences. Архивировано 17 сентября 2010 года . Проверено 10 сентября 2010 года .
  59. ^ Картлиддж 2009 , стр. 26-27.
  60. ^ Картлиддж 2009 , стр. 16.
  61. ↑ Kim H, Rao SR, Kapustin EA, Zhao L, Yang S, Yaghi OM, Wang EN (март 2018). «Адсорбционное устройство для сбора атмосферной воды для засушливого климата» . Nature Communications . 9 (1): 1191. DOI : 10.1038 / s41467-018-03162-7 . PMC 5864962 . PMID 29568033 .  
  62. ^ "Eolewater" . Архивировано из оригинального 24 -го октября 2017 года . Проверено 7 октября 2011 года .

Источники [ править ]

  • Аллен, Хью (1931). История дирижабля . Компания Goodyear Tire and Rubber.
  • Альтон Стюарт, Бобби; Хауэлл, Терри А. (2003). Энциклопедия науки о воде . Марсель Деккер. ISBN 978-0-8247-0948-8.
  • Beysens, D .; Милимук, И. (2000). «Дело в пользу альтернативных источников пресной воды» (PDF) . Международная организация по утилизации росы . Проверено 10 сентября 2010 года .
  • Beysens, D .; Milimouk, I .; Николаев ВС; Berkowicz, S .; Muselli, M .; Heusinkveld, B .; Джейкобс, АФГ (2006). «Комментарий к книге Когана и Трахтмана« Влага из воздуха как водный ресурс в засушливом регионе: надежды, сомнения и факты »» (PDF) . Журнал засушливых сред . 67 (2): 343–352. Bibcode : 2006JArEn..67..343B . DOI : 10.1016 / j.jaridenv.2006.01.011 . Проверено 10 сентября 2010 года .
  • Картлидж, Через (2009). Вода из воздуха: водоуборочные машины . Норвуд Хаус. ISBN 978-1-59953-196-0.
  • Клас, Оуэн; Уаззани, Джалил; Муселли, Марк; Николаев, Вадим; Шаран, Гирджа; Бейсенс, Дэниел (2006). «Конденсаторы росистой воды с радиационным охлаждением, исследованные методом вычислительной гидродинамики (CFD)». Европейская встреча пользователей PHOENICS, // 12, Уимблдон, Лондон, Великобритания (CD-ROM) 1 . 2006 (30): 11–1. arXiv : 0707.2514 . Bibcode : 2007arXiv0707.2514C .
  • Гиндель, И. (11 сентября 1965 г.). «Орошение растений атмосферной водой в пустыне». Природа . 207 (5002): 1173–1175. Bibcode : 1965Natur.207.1173G . DOI : 10.1038 / 2071173a0 .
  • Холмы, Эдвин Шербон (1966). Засушливые земли: географическая оценка . Метуэн.
  • Клафак, Вольф (1936). «Практические методы конденсации воды из атмосферы». Труды Общества химической промышленности Виктории . 36 : 1093–1103.
  • Muselli, M .; Beysens, D .; Милимук, И. (январь 2006 г.). «Сравнительный выход росы из двух больших плоских конденсаторов росы». Журнал засушливых сред . 64 (1): 54–76. Bibcode : 2006JArEn..64 ... 54M . DOI : 10.1016 / j.jaridenv.2005.04.007 .
  • Нельсон, Роберт А. (2003). «Воздушные колодцы, противотуманные ограждения и пруды росы - методы восстановления атмосферной влажности» . Rex Research . Проверено 10 сентября 2010 года . Эта статья была широко воспроизведена, включая выдержки из Sharan, 2006.
  • Нойман, Клаус (2002). "Пятые колонисты? Немецкие и австрийские беженцы в австралийских лагерях для интернированных" (PDF) . Национальный архив Австралии . Архивировано из оригинального (PDF) 20 февраля 2012 года . Проверено 18 марта 2011 года .
  • Николаев ВС; Beysens, D .; Gioda, A .; Milimouk, I .; Катюшин, Е .; Морель, JP (1996). «Восстановление воды от росы» . Журнал гидрологии . 182 (1): 19–35. Bibcode : 1996JHyd..182 ... 19N . DOI : 10.1016 / 0022-1694 (95) 02939-7 .
  • Пагсли, Альфред Дж (1939). Росы в баснях и фактах . Country Life Ltd .
  • Шаран, Гирджа (2006). Урожай росы . Книги Фонда. ISBN 978-81-7596-326-9.
  • Шаран, Гирджа (2007). «Сбор росы для пополнения запасов питьевой воды в засушливых прибрежных деревнях Гуджарата» (PDF) . Индийский институт менеджмента . Архивировано из оригинального (PDF) 14 июня 2011 года . Проверено 10 сентября 2010 года .
  • Аноним (март 1933 г.). "Воздушные колодцы иссушенные фермы" . Популярная наука . 122 (3) . Проверено 10 сентября 2010 года .

Внешние ссылки [ править ]

  • Крупномасштабный сбор росы как источник пресной воды
  • Составной параболический концентратор для пассивного радиационного охлаждения