مقاله طراحی پردازنده های بخار آب اتمسفری برای تولید آب آشامیدنی (2001 الزویر)

مقدمه

پردازش بخار آب اتمسفری

AWVP در عمل : استفاده از نمونه اولیه گلخانه آب دریایی

اصول

تعریف کردن محتویات بخار آب در حجم هوایی مرطوب

جمع آوری مولکول های آب

ایجاد کردن آب مایع

مشکل آزاد شدن گرمای نهان

انواع AWVP ها

خنک سازی سطحی با استفاده از پمپ ها و یا سرمایش تابشی

معادل تعادل انتقال گرمایی متراکم کننده

متراکم کننده های بخار آب با استفاده از خشک کننده ها

القا کردن و کنترل کردن همرفت در یک سازه

کاربرد های این روش ها برای نواحی با کمبود آب

طراحی و مهندسی AWVP ها

هزینه ی آب AWVP

کیفیت آب های AWVP

دیدگاه های آتی

Atmospheric water vapour processing (AWVP) technology is reviewed. These processors are machines which extract water molecules from the atmosphere, ultimately causing a phase change from vapour to liquid. Three classes of machines have been proposed. The machines either cool a surface below the dewpoint of the ambient air, concentrate water vapour through use of solid or liquid desiccants, or induce and control convection in a tower structure. Patented devices vary in scale and potable water output from small units suitable for one person’s daily needs to structures as large as multi-story office buildings capable of supplying drinking water to an urban neighbourhood.

Energy and mass cascades (flowcharts) are presented for the three types of water vapour processors. The flowcharts assist in classifying designs and discussing their strengths and limitations. Practicality and appropriateness of the various designs for contributing to water supplies are considered along with water cost estimates. Prototypes that have been tested successfully are highlighted.

Absolute humidity (meteorological normals) ranges from 4.0 g of water vapour per cubic metre of surface air in the atmosphere (Las Vegas, Nevada, USA) to 21.2 g m−3 (Djibouti, Republic of Djibouti). Antofagasta, Chile has a normal absolute humidity of 10.9 g m−3. A 40% efficient machine in the vicinity of Antofagasta requires an airflow of 10 m3 s−1 to produce 3767 l of water per day. At a consumption of 50 l per person per day, 75 people could have basic water requirements for drinking, sanitation, bathing, and cooking met by a decentralized and simplified water supply infrastructure with attendant economic and societal benefits.

تکنولوژی های پردازش بخار آب اتمسفری (AWVP) در این کار، بررسی شده است. این پردازنده ها ماشین هایی هستند که مولکول های آب را از جو دریافت کرده، در نهایت یک تغییر فاز از بخار به مایع را ایجاد میکنند. سه طبقه از ماشین ها در این روند پیشنهاد شده است. ماشینی که یک سطح را تا زیر دمای نقطه ی شبنم در هوای محیطی سرد میکند، بخار آب را از طریق استفاده از خشک کن های جامد یا مایع متراکم میکند و یا این که در ساختار های برج مانند موجب همرفت شده و آن را کنترل میکند. دستگاه هایی که طرح های آن ها ثبت شده است از نظر مقیاس و میزان خروجی آب آشامیدنی متفاوت هستند و شامل واحد های کوچک برای نیاز های فردی و یا ساختار هایی به بزرگی ساختمان های چند طبقه میباشد که میتواند آب مورد نیاز یک محله ی شهری را تامین کند.

انرژی و آبشار های جرمی ( فلوچارت) نیز برای سه مدل از پردازنده های بخار آب، ارائه شده است. این فلوچارت ها ، به ما این امکان را میدهد تا طراحی های مختلف را طبقه بندی کرده و نقاط قوت و محدودیت آن ها را بررسی کنیم. کارکرد و تناسب طراحی های مختلف برای فراهم کردن آب در راستای تخمین های هزینه ، در این مطالعه در نظر گرفته شده است. نمونه های اولیه که به صورت موفق تست شده اند، در این مطالعه مورد تاکید قرار گرفته اند.

رطوبت محض ( شرایط نرمال آب و هوایی) از 4.0 گرم در هر متر مکعب از سطح هوا در جو ، تا 21.2 گرم متفاوت میباشد. آنتوفاگاستا در شیلی، دارای مقدار رطوبت نرمال محض 10.9 g m-3 میباشد. یک ماشین با کارایی 40% در مجاورت این شهر نیازمند یک جریان 10 m3 s-1 میباشد تا بتواند هر روز 3767 لیتر آب تولید کند. در نرخ مصرف 50 لیتر برای هر فرد در روز ، 75 نفر میتوانند الزام های اولیه ی آب را برای نوشیدن، اصول بهداشتی، حمام کردن و پخت و پز با استفاده از یک زیر ساختار تامین آب ساده و غیر مرکزی با فواید اقتصادی و اجتماعی، تامین کنند.