dobrze napowietrzanie

Article

February 8, 2023

Studnia napowietrzająca lub studnia napowietrzająca to konstrukcja lub urządzenie służące do gromadzenia wody poprzez kondensację pary wodnej w powietrzu. Pomimo wielu konstrukcji szybów powietrznych, najprostsze konstrukcje są nadal w pełni zdolne do pełnienia tej samej roli bez zewnętrznego źródła zasilania, a także mogą nie zawierać żadnych ruchomych części. W odwiertach powietrznych zastosowano trzy główne podejścia projektowe: Odwierty powietrzne o dużym podejściu masowym były stosowane na początku XX wieku, ale próby nie powiodły się. Później, od końca XX wieku, z wielkim sukcesem stosowano kolektory oparte na podejściu niskomasowym i radiacyjnym. Kolektory aktywne, które działają tak samo jak osuszacz. Pomimo wydajnej konstrukcji, eksploatacja wymaga zewnętrznego źródła zasilania, co czyni ją nieopłacalną z wyjątkiem szczególnych przypadków. Obecnie wciąż podejmowane są próby znalezienia innowacyjnych projektów mających na celu zmniejszenie zużycia energii w aktywnych parkach lub wykorzystanie odnawialnych źródeł energii do oszczędzania energii.

wstęp

Wszystkie projekty studni wiatrowych opierają się na podstawowym filarze, którym jest niska temperatura tworzenia rosy. Rosa to naturalny stan, który występuje, gdy para wodna kondensuje się na powierzchniach. Rosa różni się od mgły, ponieważ mgła składa się z kropelek wody kondensujących się wokół cząsteczek w powietrzu. Kondensacja powoduje uwolnienie ciepła utajonego, które musi zostać pochłonięte, aby kontynuować proces poboru wody.Praca studni zależy od wilgotności powietrza. Powietrze atmosferyczne na całej powierzchni Ziemi zawiera pewną ilość wody, nawet na pustyniach. Według Besines i Millimoc: „Ziemska atmosfera zawiera 12 900 km (3 000 mil sześciennych) świeżej wody, 98% pary wodnej i 2% kondensatu (chmury)”. Ilość pary wodnej w powietrzu nazywana jest wilgotnością względną, która zależy od temperatury; Ciepłe powietrze ma większą zdolność przenoszenia pary wodnej niż zimne powietrze. Kiedy powietrze osiąga punkt kondensacji, staje się nasycone, w którym to momencie wilgoć kondensuje na odpowiedniej powierzchni.Na przykład punkt kondensacji powietrza przy 20°C (68°F) i 80% wilgotności względnej wynosi 16°C (61°F). Punkt rosy spada do 9°C (48°F), jeśli wilgotność względna wynosi 50%. Studnia powietrznego nie należy mylić z oczkiem wodnym. Staw rosowy to sztuczny staw przeznaczony do pojenia zwierząt gospodarskich. Nazwano go tą nazwą ze względu na powszechne przekonanie, że stawy wypełnione są skondensowanym powietrzem. W rzeczywistości stawy rosowe są wypełnione głównie wodą deszczową, a ściółka skalna może znacznie zwiększyć plony w suchych regionach. Najwyraźniej widać to na Wyspach Kanaryjskich na wyspie Lanzarote, gdzie każdego roku pada około 140 milimetrów (5,5 cala) i nie ma stałych rzek. Mimo to podstawowe rośliny można uprawiać przy użyciu ściółki łupkowej, sztuczki odkrytej po erupcjach wulkanów w 1730 r. Ta sztuczka zainspirowała niektórych myślicieli, ale prawdopodobnie nie będzie miała wielkiego efektu.Rośliny mogą pobierać rosę bezpośrednio z liści, a główną zaletą ściółki skalnej jest ograniczenie wnikania wody z gleby w celu wyeliminowania chwastów konkurujących o wodę.

Data

Na przełomie XIX i XX wieku grupa wynalazców testowała montaże o dużej masie. Być może najwybitniejszymi w tej grupie byli rosyjski inżynier Friedrich Siebold, bioklimatolog Leon Chaptal, niemiecko-australijski badacz Wolf Clavik i belgijski wynalazca Achille Knaben.

Monter Siebold

W 1900 Siebold odkrył 13 dużych bloków kamienia w pobliżu historycznego miasta Feodosia w Cesarstwie Bizantyjskim. Powierzchnia zajmowana przez każdy blok wynosiła ponad 900 metrów kwadratowych (9700 stóp) i miała około 10 metrów (33 stopy) długości. Znaleziska zetknęły się ze szczątkami 75-milimetrowych (3,0 calowych) sączących się glinianych rurek, które prowadziły do ​​miejskich studni i fontann. Siebold doszedł do wniosku, że masywy skalne dostarczały wodę Feodosia i obliczył, że każda studnia napowietrzająca wytwarzała ponad 55 400 litrów dziennie.Aby zrealizować swoją hipotezę, Siebold zbudował kondensat z kamienia 288 metrów (945 stóp) na górze Tepe Oba w pobliżu historycznego miejsca Teodozji. Skraplacz był zamknięty w ścianie o wysokości 1 m (3 stopy 3 cale) i szerokości 20 m (66 stóp), wokół obszaru zbiorczego w kształcie misy z odpływem. Sebold użył kamieni morskich o średnicy 10 centymetrów (3,9 cala), które ułożył razem do wysokości 6 metrów (20 stóp) w formie ściętego stożka o średnicy 8 metrów (26 stóp) u góry.Kształt skraplacza pozwalał na dobry przepływ powietrza przy minimalnym kontakcie termicznym z kamieniami.Skraplacz Ziebolda zaczął działać w 1912 roku z dzienną produkcją – później szacowaną – maksymalnie 360 ​​litrów. Siebold nie ogłosił wówczas żadnych wyników. Wycieki z bazy zakończyły eksperyment w 1915 roku, teren został częściowo rozebrany, zanim został całkowicie opuszczony. Miejsce to zostało odkryte w 1993 roku i zostało uporządkowane. Rozmiar kondensatora Sibold był mniej więcej taki sam jak rozmiar odkrytych zabytkowych bloków kamiennych i chociaż przepustowość kondensatora Sibold była znacznie niższa niż ta, którą Sibold obliczyła dla starego kondensatora, eksperyment uznano za inspirację dla późniejszych twórców.Miejsce to zostało odkryte w 1993 roku i zostało uporządkowane. Rozmiar kondensatora Sibold był mniej więcej taki sam jak rozmiar odkrytych zabytkowych bloków kamiennych i chociaż przepustowość kondensatora Sibold była znacznie niższa niż ta, którą Sibold obliczyła dla starego kondensatora, eksperyment uznano za inspirację dla późniejszych twórców.Miejsce to zostało odkryte w 1993 roku i zostało uporządkowane. Rozmiar kondensatora Sibold był mniej więcej taki sam jak rozmiar odkrytych zabytkowych bloków kamiennych i chociaż przepustowość kondensatora Sibold była znacznie niższa niż ta, którą Sibold obliczyła dla starego kondensatora, eksperyment uznano za inspirację dla późniejszych twórców.

Kompleks Kaptali

Chaptal został zainspirowany przez Siebolda i zbudował mały szyb powietrzny w pobliżu Montpellier w 1929 roku. Chaptal zbudował swój kondensat w formie betonowej piramidy o podstawie 3 metrów (9,8 stopy) kwadratu i wysokości 2,5 metra (8 stóp 2 cale) , wypełniając piramidę 8 metrami sześciennymi (280 stóp 3) kawałkami wapienia, miał średnicę około 7,5 centymetra (3,0 cala). Wykonał otwory wentylacyjne wokół góry i podstawy piramidy, aby można je było otwierać lub zamykać w zależności od chęci kontrolowania przepływu powietrza. Pozostaw strukturę do ostygnięcia przez noc, a następnie wpuść ciepłe, wilgotne powietrze w ciągu dnia. Rosa tworzy się na kawałkach wapienia i jest zbierana z podziemnego złoża. Ilość produkowanej wody wahała się od 1 do 2,5 litra dziennie, w zależności od warunków pogodowych. Chaptal nie uważał tego za sukces. Po przejściu na emeryturę w 1946 roku wyłączył skraplacz, być może chcąc nie pozostawić śladu po nieudanym projekcie, który wprowadzałby w błąd tych, którzy później będą badać studnie powietrzne.

Kompleksy Klavk

Wolf Clafke był odnoszącym sukcesy chemikiem pracującym w Berlinie w latach 20. i 30. XX wieku. W tym okresie Klavk przetestował kilka form studni powietrznych w Jugosławii i na wyspie Vis na Adriatyku. Klavk czerpał również inspirację do swoich prac od Siebolda, a także od Majmonidesa, żydowskiego uczonego, który prawie 1000 lat temu pisał po arabsku i wspomniał o stosowaniu zagęszczaczy wody w Palestynie. Klavk eksperymentował z bardzo prostym projektem: oczyścił i wygładził obszar stoku górskiego. Następnie zacienił tę przestrzeń prostym baldachimem wspartym na kolumnach. Zamknij boki projektu, ale pozostaw górną i dolną krawędź otwartą. W nocy na stoku jest chłodno, aw dzień wilgoć gromadzi się na zboczu i spływa po gładkiej, pochyłej powierzchni. Chociaż system działał, Clavic przyjął inną, bardziej kompaktową konstrukcję, aby przezwyciężyć wysokie koszty pierwszego projektu.Nowoczesny projekt był konstrukcją w kształcie lejka do cukru, o wysokości 15 metrów (49 stóp) i grubości 2 metrów (6 stóp i 7 cali), z otworami na górze i na dole. Ściany zewnętrzne wykonano z betonu o dużej pojemności cieplnej, a powierzchnie wewnętrzne z materiału porowatego, takiego jak piaskowiec.Wg Klavka budynek produkował wodę w ciągu dnia i schładzał się w nocy; O wschodzie słońca ciepłe powietrze z górnych otworów wchodzi do budynku i staje się chłodne w wyniku kontaktu z zimnymi powierzchniami, a następnie wychodzi z wody, woda wytrąca się i jest zbierana od dołu.W 1935 Klavk i jego żona Maria wyemigrowali do Australia. Decyzja o emigracji mogła być pierwotnie wynikiem zmagań Marii z władzami nazistowskimi, na decyzję o emigracji do Australii (zamiast np. Wielkiej Brytanii) wpłynęła również chęć Klavka do intensywnego rozwoju rosy.Australia to suchy kontynent, więc potrzebne są alternatywne źródła świeżej wody, a premier Australii Południowej, który spotkał się z Clavic w Londynie, wyraził zainteresowanie. Klavk złożył propozycję budowy skraplacza w wiosce Cook w Południowej Australii, która nie miała żadnego źródła wody pitnej. W tej wiosce przedsiębiorstwo kolejowe zbudowało wcześniej duży skraplacz węglowy, ale wysokie koszty eksploatacji doprowadziły do ​​jego przerwania, zwłaszcza że tańszy był transport wody z innych miejsc. Mimo to rząd australijski odrzucił propozycję Clavica, a następnie zrezygnował z zainteresowania projektem.Mimo to rząd australijski odrzucił propozycję Clavica, a następnie zrezygnował z zainteresowania projektem.Mimo to rząd australijski odrzucił propozycję Clavica, a następnie zrezygnował z zainteresowania projektem.

Studnia Nippen Air

Wcześniej pracował nad systemami osuszania budynków, zainspirowany pracą Chaptala postanowił zbudować dużą studnię wentylacyjną na wzgórzu o wysokości 180 m (590 stóp) w Trans-en-Provence we Francji. Budowa Nippen Tower rozpoczęła się w 1930 roku i trwała 18 miesięcy.Wieża stoi, choć w opłakanym stanie. Podczas budowy wieża przyciągnęła uwagę publiczności.Wieża ma wysokość 14 metrów (46 stóp) z masywnymi ścianami o grubości 3 metrów (9,8 stopy) i licznymi otworami do wpuszczania powietrza. Wewnątrz wieży znajduje się ogromny betonowy słup. W nocy cały budynek jest schładzany, aw dzień ciepłe, wilgotne powietrze wchodzi do budynku przez górne otwory wentylacyjne i schładza się, a następnie wychodzi przez dolne otwory wentylacyjne.Konstrukcja Nippena przeznaczona do kondensacji wody na szybie wewnątrz wieży. Pokrył więc zewnętrzną powierzchnię kolumny widocznymi płatkami łupka, zgodnie z ustaleniami Chaptala, że ​​powierzchnia kondensacji musi być szorstka, a napięcie powierzchniowe tak niskie, że woda łatwo spływa.Podkładki są nachylone prawie pionowo, aby pomóc ściekać wodę z dachów do zbiornika zbiorczego na dole budynku. Niestety studnia powietrza nie wytwarzała niczego bliskiego oczekiwaniom, zaledwie kilka litrów dziennie.

Międzynarodowa Organizacja ds. Wykorzystania Rosy

Pod koniec XX wieku mechanizm działania kondensatu rosy uległ znacznemu polepszeniu. Główną ideą było to, że preferowane były kolektory o małej masie, które szybko tracą ciepło na skutek promieniowania cieplnego. Nad tą metodą pracowało wielu badaczy. Na początku lat 60. do podlewania elektrowni w Izraelu stosowano kondensatory rosy z folii polietylenowej wzmocnione prostą ramą podobną do namiotu. Sadzonki nawadniane tymi skraplaczami i niewielkim deszczem przetrwały lepiej niż inne sadzonki, którym nie podano tych roztworów i wszystkie wyschły latem. W 1986 roku w Nowym Meksyku kondensatory wykonane ze specjalnej folii wytworzyły wystarczającą ilość wody do nawadniania młodych sadzonek.W 1992 roku grupa francuskich naukowców wzięła udział w konferencji na temat fizyki materii skondensowanej na Ukrainie, na której fizyk Daniel Baysin zademonstrował, jak starożytna Feodozja wykorzystywała rosę -kondensująca woda. Byli na tyle zafascynowani, że sami poszli to zobaczyć w 1993 roku.Doszli do wniosku, że masy, które Siebold zinterpretował jako kondensat rosy, były niczym innym jak starożytnymi kopcami grobowymi (część miasta grobowego w starożytnej Teodozji) i że rury należały do ​​średniowiecza i nie były połączone z kopcami, które według Siebolda kondensowały. Grupa znalazła pozostałości kondensatora Ziebolda, zebrała je i dobrze przestudiowała. Oczywiście kondensator Ziebold działał dobrze, ale jego wyniki nie są do końca rozstrzygające i możliwe, że kondensator przechwytuje mgłę, co znacznie zwiększa wydajność. Jeśli kondensator Siebold w ogóle działał, to prawdopodobnie z powodu kilku kamieni w pobliżu powierzchni wzgórza, które były w stanie tracić ciepło w nocy, dzięki czemu byłyby izolowane termicznie od gruntu, ale nadal nie można było uzyskać produktywności, którą Sibold Grupa z wielkim entuzjazmem utworzyła Międzynarodową Organizację ds. Wykorzystania Rosy (OPUR), której celem jest udostępnienie rosy jako źródła wody.Organizacja rozpoczęła od zbadania kondensacji rosy w warunkach laboratoryjnych, a następnie opracowała hydrofobową folię i przetestowała ją w obiektach eksperymentalnych, w tym w kompleksie o powierzchni 30 metrów kwadratowych (320 stóp kwadratowych) na Korsyce. Wizje obejmowały pewne ważne kwestie przy projektowaniu powierzchni kondensacyjnej, takie jak, aby jej masa termiczna była jak najmniejsza, aby nie zatrzymywała łatwo ciepła i musi być chroniona przed niepotrzebnym promieniowaniem cieplnym za pomocą warstwy izolacji termicznej, oraz musi być również hydrofobowy, aby skroplona woda swobodnie się po nim poruszała. Kiedy byli gotowi zbudować swój pierwszy funkcjonalny budynek, dowiedzieli się, że jeden z ich członków, Girga Charan, uzyskał wsparcie na budowę Nada Concentrator w Kotharze w Indiach. W kwietniu 2001 r. w swojej rezydencji Sharan przypadkowo zauważył dużą kondensację na dachu chaty w nadmorskim kurorcie Turan w suchym nadmorskim regionie Kutch. W następnym roku dokładniej zbadał to zjawisko i przeprowadził wywiady z mieszkańcami.Dzięki finansowaniu z Agencji Rozwoju Energii Gujarat i Banku Światowego Sharan i jego zespół pracowali nad opracowaniem koncentratorów promieniotwórczych do użytku w suchym regionie przybrzeżnym Kutch. Właściwy marketing rozpoczął się w 2006 roku. Sharan przetestował szeroką gamę materiałów i uzyskał dobre wyniki dla arkuszy z ocynkowanego żelaza i aluminium, ale odkrył, że arkusze specjalnego tworzywa opracowanego przez Światową Organizację do stosowania w punkcie rosy o grubości zaledwie 400 mikrometrów (0,016 cala) działała wydajniej niż blacha, a także mniej. Taśma z tworzywa sztucznego, znana jako folia OPUR, jest hydrofilową taśmą wykonaną z polietylenu zmieszanego z dwutlenkiem tytanu i siarczanem baru.016 cala) działa tylko wydajniej niż blacha, a także kosztuje mniej.Folia OPUR to hydrofilowa taśma wykonana z polietylenu zmieszanego z dwutlenkiem tytanu i siarczanem baru.016 cala) działa tylko wydajniej niż blacha, a także kosztuje mniej.Folia OPUR to hydrofilowa taśma wykonana z polietylenu zmieszanego z dwutlenkiem tytanu i siarczanem baru.

Gatunek

Istnieją trzy główne podejścia do projektowania radiatorów gromadzących wilgoć z powietrza: masywne, radiacyjne i aktywne. Na przełomie XIX i XX wieku zainteresowanie szybami powietrznymi o dużej masie, mimo wielu eksperymentów obejmujących budowę dużych budynków, podejście to okazało się porażką. Od końca XX wieku wzrosło zainteresowanie i badania kolekcjonerów małomasywnych i radioaktywnych, które okazały się znacznie bardziej udane.

duży blok

Konstrukcja studni wentylacyjnych o dużych blokach opiera się na chłodzeniu dużego bloku budowlanego przez wpuszczanie zimnego powietrza w nocy i wymianę ciepła na drodze naturalnej konwekcji. W ciągu dnia powietrze staje się bardziej wilgotne z powodu ciepła słonecznego. Gdy wilgotne powietrze w ciągu dnia dostaje się do budynku, para skrapla się na stosunkowo chłodnym budynku. Żaden kolektor masy nie wykazał dobrych wyników, a studnia pneumatyczna Nippen jest wyraźnym praktycznym przykładem. Problem z tymi kolektorami polega na tym, że nie są one w stanie pozbyć się wystarczającej ilości ciepła w nocy, chociaż cechy konstrukcyjne mają zapewnić, że tak się stanie. Chociaż niektórzy myśliciele twierdzą, że Ziebold mógł mieć jednak rację, artykuł w Journal of Dry Environments omawia, dlaczego metoda masowa nie może wytworzyć użytecznych ilości wody: aby osiągnąć kondensację, temperatura skał musi być poniżej punktu rosy. Jeśli nie ma mgły, punkt rosy jest zawsze niższy niż temperatura powietrza.Dane meteorologiczne pokazują, że punkt rosy (który wskazuje ilość wody w powietrzu) ​​nie zmienia się znacząco przy stabilnej pogodzie. Ponadto wiatr, który wymusza na skraplaczu temperaturę powietrza, nie jest w stanie go ochłodzić i dlatego nie wykonuje w pełni swojej pracy. Musi wystąpić inne zjawisko chłodzenia - chłodzenie radiacyjne. Tak więc w nocy, kiedy skraplacz jest chłodzony przez promieniowanie, woda może być odciągana z powietrza. Bardzo rzadko punkt rosy podnosi się znacznie powyżej temperatury skał, ale kiedy tak się dzieje, rosa może stać się ciężka na krótki okres czasu. Stąd rzadko spotykana dobra wydajność, jaką osiągały duże kondensatory w próbach Chaptala i Nippena.Chociaż w niektórych źródłach wspomina się o archeologicznych studniach powietrznych, nie ma na nie słabych dowodów, a są też przekonania, że ​​ich istnienie jest tylko mitem.Ponadto wiatr, który wymusza na skraplaczu temperaturę powietrza, nie jest w stanie go ochłodzić i dlatego nie wykonuje w pełni swojej pracy. Musi wystąpić inne zjawisko chłodzenia - chłodzenie radiacyjne. Tak więc w nocy, kiedy skraplacz jest chłodzony przez promieniowanie, woda może być odciągana z powietrza. Bardzo rzadko punkt rosy podnosi się znacznie powyżej temperatury skał, ale kiedy tak się dzieje, rosa może stać się ciężka na krótki okres czasu. Stąd rzadko spotykana dobra wydajność, jaką osiągały duże kondensatory w próbach Chaptala i Nippena.Chociaż w niektórych źródłach wspomina się o archeologicznych studniach powietrznych, nie ma na nie słabych dowodów, a są też przekonania, że ​​ich istnienie jest tylko mitem.Ponadto wiatr, który wymusza na skraplaczu temperaturę powietrza, nie jest w stanie go ochłodzić i dlatego nie wykonuje w pełni swojej pracy. Musi wystąpić inne zjawisko chłodzenia - chłodzenie radiacyjne. Tak więc w nocy, kiedy skraplacz jest chłodzony przez promieniowanie, woda może być odciągana z powietrza. Bardzo rzadko punkt rosy podnosi się znacznie powyżej temperatury skał, ale kiedy tak się dzieje, rosa może stać się ciężka na krótki okres czasu. Stąd rzadko spotykana dobra wydajność, jaką osiągały duże kondensatory w próbach Chaptala i Nippena.Chociaż w niektórych źródłach wspomina się o archeologicznych studniach powietrznych, nie ma na nie słabych dowodów, a są też przekonania, że ​​ich istnienie jest tylko mitem.Bardzo rzadko punkt rosy podnosi się znacznie powyżej temperatury skał, ale kiedy tak się dzieje, rosa może stać się ciężka na krótki okres czasu. Stąd rzadko spotykana dobra wydajność, jaką osiągały duże kondensatory w próbach Chaptala i Nippena.Chociaż w niektórych źródłach wymienia się archeologiczne odwierty powietrza, nie ma na nie słabych dowodów, a są też przekonania, że ​​ich istnienie jest tylko mitem.Bardzo rzadko punkt rosy podnosi się znacznie powyżej temperatury skał, ale kiedy tak się dzieje, rosa może stać się ciężka na krótki okres czasu. Stąd rzadko spotykana dobra wydajność, jaką osiągały duże kondensatory w próbach Chaptala i Nippena.Chociaż w niektórych źródłach wspomina się o archeologicznych studniach powietrznych, nie ma na nie słabych dowodów, a są też przekonania, że ​​ich istnienie jest tylko mitem.

radioaktywny

Studnie promiennikowe przeznaczone są do chłodzenia podłoża promieniowaniem cieplnym w nocy. Podłoże ma niską masę, więc nie może zatrzymywać ciepła i jest izolowane termicznie od wszystkiego, łącznie z gruntem. Kolektor składa się z powierzchni kondensacyjnej nachylonej pod kątem 30° od poziomu. Powierzchnia kondensacji jest podtrzymywana przez grubą warstwę materiału izolacyjnego, takiego jak polistyren i jest wzniesiona 2-3 metry nad poziomem gruntu. Kondensatory tego typu można montować na kalenicach dachów niskich budynków lub podpierać prostą konstrukcją. Chociaż inne elewacje zwykle nie działają dobrze, koszt instalacji kolektorów blisko ziemi lub w dwupiętrowym budynku jest niższy.Obraz po prawej przedstawia kondensator promieniowania o powierzchni 600 metrów kwadratowych (6500 stóp kwadratowych) w pobliżu ziemi w północno-zachodnich Indiach.W tym regionie rosa pojawia się przez osiem miesięcy każdego roku, a skraplacz zbiera około 15 milimetrów (0,59 cala) rosy w sezonie obejmującym 100 zroszonych nocy.Ten skraplacz produkuje rocznie 9000 litrów wody pitnej dla tej szkoły skraplania.O ile płaskie konstrukcje są proste, inne, takie jak odwrócone piramidy i stożki, są bardziej efektywne. Wynika to z izolacji powierzchni kondensacyjnych przed niepożądanym ciepłem wyciekającym przez promieniowanie, a także z symetryczności tych kształtów, co sprawia, że ​​są one mniej podatne na kierunek wiatru.Nowe materiały przyczyniają się do ulepszenia kolektorów . Jeden z takich materiałów inspirowany jest chrząszczem pustynnym Namib, który opiera się wyłącznie na wilgoci, którą wydobywa z atmosfery. Stwierdzono, że jego grzbiet jest pokryty mikroskopijnym wybrzuszeniem: wybrzuszenia są hydrofilowe, a zagłębienia hydrofobowe. Naukowcy z Massachusetts Institute of Technology naśladowali tę zdolność, tworząc powierzchnię kompozytową, która łączy materiały hydrofobowe i hydrofilowe.Wynika to z izolacji powierzchni kondensacyjnych przed niepożądanym ciepłem wyciekającym przez promieniowanie, a także z symetryczności tych kształtów, co sprawia, że ​​są one mniej podatne na kierunek wiatru.Nowe materiały przyczyniają się do ulepszenia kolektorów . Jeden z takich materiałów inspirowany jest chrząszczem pustynnym Namib, który opiera się wyłącznie na wilgoci, którą wydobywa z atmosfery. Stwierdzono, że jego grzbiet jest pokryty mikroskopijnym wybrzuszeniem: wybrzuszenia są hydrofilowe, a zagłębienia hydrofobowe. Naukowcy z Massachusetts Institute of Technology naśladowali tę zdolność, tworząc powierzchnię kompozytową, która łączy materiały hydrofobowe i hydrofilowe.Wynika to z izolacji powierzchni kondensacyjnych przed niepożądanym ciepłem wyciekającym przez promieniowanie, a także z symetryczności tych kształtów, co sprawia, że ​​są one mniej podatne na kierunek wiatru.Nowe materiały przyczyniają się do ulepszenia kolektorów . Jeden z takich materiałów inspirowany jest chrząszczem pustynnym Namib, który opiera się wyłącznie na wilgoci, którą wydobywa z atmosfery. Stwierdzono, że jego grzbiet jest pokryty mikroskopijnym wybrzuszeniem: wybrzuszenia są hydrofilowe, a zagłębienia hydrofobowe. Naukowcy z Massachusetts Institute of Technology naśladowali tę zdolność, tworząc powierzchnię kompozytową, która łączy materiały hydrofobowe i hydrofilowe.

aktywny

Zastosowanie aktywnych kolektorów wodnych pojawiło się wraz z rozpoczęciem komercjalizacji chłodzenia mechanicznego. W aktywnych skraplaczach wystarczy jedynie schłodzić wymiennik ciepła do temperatury poniżej punktu rosy i w ten sposób uzyskujemy skroploną wodę. Produkcja wody w ten sam sposób występuje również jako często niepożądany produkt uboczny w osuszaczu. Na przykład system klimatyzacji w Burdż Chalifa w Dubaju produkuje rocznie 57 000 m3 (15 mln galonów amerykańskich) wody, która jest wykorzystywana do nawadniania bloków konstrukcyjnych.Chłodzenie mechaniczne zużywa dużo energii, więc zastosowanie aktywnego kolektory są ograniczone do obszarów, które nie mają źródła wody, które można odsalać lub oczyścić przy niższych kosztach, a także obszarów oddalonych od źródeł wody słodkiej, przez co transport wody staje się bardzo kosztowny. Takie warunki nie są rzadkością, a masowe konstrukcje podjęte w Cook w Południowej Australii w latach 30. XX wieku nie zapewniły wody przy koszcie niższym niż transportowanie jej na duże odległości.W przypadku małych konstrukcji zyskany serwis jest lepszy niż koszt. Wiele małych maszyn jest przeznaczonych do użytku biurowego do produkcji kilku litrów wody pitnej z powietrza atmosferycznego. Są jednak okoliczności, w których nie ma innego źródła wody niż powietrze atmosferyczne. Na przykład w latach 30. amerykańscy projektanci dodali systemy kondensacji powietrza ze statków, w tym przypadku wykorzystując powietrze wylotowe silnika zawierające dodatkową wodę w wyniku spalania. Zebrana woda została wykorzystana jako dodatkowa przeciwwaga, aby zrekompensować stały spadek masy spowodowany zużyciem paliwa. Zwiększając w ten sposób ciężary, stało się możliwe kontrolowanie pływalności balonu i utrzymywanie go na względnie stałym poziomie bez konieczności uwalniania gazowego helu, co było kosztowne i ograniczone. Kilka projektów zmniejsza zapotrzebowanie na energię aktywnych kondensatorów: Użyj ziemi jako radiator poprzez przemieszczanie powietrza w podziemnych rurach;Metoda ta służy do dostarczania źródła zimnego powietrza do budynków przez rury gruntowe, dla których kondensacja jest głównym problemem. Podatność rur gruntowych na zanieczyszczenia i trudność w utrzymaniu ich w czystości jest głównym problemem w przypadku tych projektów. Potrzebny jest również wentylator do poruszania powietrza w rurach, a aby zrekompensować koszty potrzebnej energii może być w całości lub częściowo wykorzystany na turbinach wiatrowych. Zimna woda morska jest używana w szklarni do chłodzenia i nawilżania wnętrza szklarni. Chłodzenie można zmaksymalizować, aby rośliny korzystały ze zmniejszonej transpiracji, a rosa gromadzi się na zewnątrz szklarni, dzięki czemu można ją łatwo zebrać za pomocą rowów lub rynien. Innym rodzajem kolektora wody atmosferycznej są suszarki, które mają tę zaletę, że pochłaniają wodę o temperaturze otoczenia, co umożliwia odprowadzenie wilgoci nawet przy wilgotności względnej wynoszącej zaledwie 14%. Systemy tego typu okazały się skuteczne i przydatne w sytuacjach awaryjnych, zapewniając bezpieczną wodę pitną.Suszarka musi być gorąca, aby wyprodukować wodę, więc w niektórych projektach energię do ogrzewania dostarcza słońce.Nocą powietrze przepuszczane jest przez suszarki pochłaniające parę wodną.W dzień wyloty są zamykane i efekt cieplarniany podnosi temperatury, uwalniając parę wodną w takiej postaci, w jakiej znajduje się ona w procesie odsalania słonecznego, następnie para skrapla się na zimnej części i gromadzi. Francuska firma niedawno zaprojektowała małą turbinę wiatrową, która napędza 30-kilowatowy generator napędzający mechaniczny system chłodzenia do kondensacji wody.Francuska firma niedawno zaprojektowała małą turbinę wiatrową, która napędza 30-kilowatowy generator napędzający mechaniczny system chłodzenia do kondensacji wody.Francuska firma niedawno zaprojektowała małą turbinę wiatrową, która napędza 30-kilowatowy generator napędzający mechaniczny system chłodzenia do kondensacji wody.

Zobacz też

Komin słoneczny do zbierania mgły

Odniesienie

Uwagi

Zasoby

Zewnętrzne linki

Międzynarodowa Organizacja ds. Wykorzystania Rosy (OPUR) Historia Nauki Brama Technologia Brama Wodna Brama

Original article in Arabic language