Refrigeration Engineering and Technology

ISSN-print: 0453-8307
ISSN-online: 2409-6792
ISO: 26324:2012
Архiви

Розробка установок отримання води з атмосферного повітря в складі систем життєзабезпечення житлового будинку в кліматичних умовах Одеської області

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

О.С. Тітлов
https://orcid.org/0000-0003-1908-5713
К.О. Годик
https://orcid.org/0000-0002-3889-8472
Д.Ю. Кравченко
https://orcid.org/0000-0002-8208-1152
Є.О. Осадчук
https://orcid.org/0000-0002-8955-2041

Анотація

Одним із найважливіших завдань в досяжному майбутньому є ще більше розвинення технологій, що дозволяють вилучати воду з повітря, причому безпосередньо на місці, де вона необхідна. Найбільші перспективи мають методи, пов'язані з роботою автономних генераторів штучного холоду, які гарантовано забезпечують температуру охолодження повітря нижче точки роси – установок отримання води з атмосферного повітря на базі абсорбційних водоаміачних термотрансформаторів (АВТТ), що працюють від джерела низькопотенційного тепла – сонячної енергії. З урахуванням аналізу відомих технічних рішень запропоновано схеми систем життєзабезпечення житлового будинку, на прикладі кліматичних умов Одеської області, з використанням традиційних та відновлюваних джерел енергії. Запропонована базова схема, яка є удосконаленою технічною пропозицією універсальної системи опалення, охолодження (кондиціювання) та отримання води з атмосферного повітря на базі традиційних та відновлюваних джерел енергії (сонячних колекторів). Для рішення задач отримання холоду була запропонована оригінальна конструкція АВТТ з бустер-компресором після генератора, яка захищена патентними документами України. Включення в схему бустер-компресора дозволяє суттєво розширити робочі характеристики у частині рівня температур гріючого джерела. Так, наприклад, він необхідний у схемах із сонячними колекторами з водою у якості теплоносія, де температура не перевищує 100 °С. Доведено, що для умов роботи випарника при температурі 5 °С спостерігається зниження електричної потужності в системах АВТТ з бустер-компресором, порівняно з парокомпресорними аналогами, у 3,3 рази при експлуатації в помірному кліматі і у 2,4 рази – у тропічному кліматі. У результаті розрахунку було визначено в практичному діапазоні параметрів експлуатації систем з сонячними колекторами енергетично ефективний режим для бустер-компресора. Для систем при експлуатації в помірному кліматі це: тиск кипіння в генераторі 1,0 МПа і температура 80 °С. Запропонована також автономна холодильна установка на базі безнасосного абсорбційного холодильного агрегату. Виконано аналіз кліматичних умов одеського регіону. До уваги взяли найпівнічніше місто – Подольськ, місто у середині регіону – Одеса, та місто на півдні –Ізмаїл. При проведенні аналізу середньомісячної температури було виявлено найліпші місяці для утворення конденсату: квітень – жовтень. Було виявлено, що місто Ізмаїл є найвигіднішим для утворення конденсату, та отримання води з атмосферного повітря, у зв’язку з південними координатами регіону

Ключові слова:
Отримання води з атмосферного повітря, Абсорбційний водоаміачний термотрансформатор, Сонячна енергія, Сонячний колектор, Схемні рішення, Насосна та безнасосні схеми, Клімат, Точка роси

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Як цитувати
Тітлов, О., Годик, К., Кравченко, Д., & Осадчук, Є. (2021). Розробка установок отримання води з атмосферного повітря в складі систем життєзабезпечення житлового будинку в кліматичних умовах Одеської області. Refrigeration Engineering and Technology, 57(4), 218-228. https://doi.org/10.15673/ret.v57i4.2212
Розділ
ХОЛОДИЛЬНА ТЕХНІКА ТА ЕНЕРГОТЕХНОЛОГІЇ

Посилання

1. International Decade for Action “Water for Life”, 2005-2015. UN-Water Mechanism. Retrieved October 11, 2021, from http://www.un.org/ru/waterforlifedecade/unwater.shtml.
2. Al Maitami Waleed Abdulwahid Mohammed, Frumin, G.T. (2007) Directions for improving water supply in the countries of the Arabian Peninsula. Modern problems of science and education, 6, 13-17.
3. Al Maitami Waleed Abdulwahid Mohammed, Frumin, G.T. (2008) Ecologically safe water supply technologies in the countries of the Arabian Peninsula. Modern problems of science and education, 3, 111-115.
4. A.W.Kandeal, Abanob Joseph, Marwan El-sharkawy et al. (2022) Research progress on recent technologies of water harvesting from atmospheric air: A detailed review. Sustainable Energy Technologies and Assessments, 52, 102000.
5. Sergei S. Dorzhiev, Elena G. Bazarova, Sergei V. Pimenov, Sodnom S. Dorzhiev (2021) Application of renewable energy sources for water extraction from atmospheric air. Energy Reports, 7, 343-357.
6. Robin Peeters, Hannah Vanderschaeghe, Jan Rongé, Johan A. Martens (2021) Fresh water production from atmospheric air: Technology and innovation outlook. iScience, 24, 11, 103266.
7. Mohamed H. Fathy, Mohamed M. Awad, El-Shafei B. Zeidan, Ahmed M. Hamed (2020) Solar powered foldable apparatus for extracting water from atmospheric air. Renewable Energy, 162, 1462-1489.
8. Ishchenko, I.N., Titlov, A.S., Krasnopolsky, A.N. (2011) Prospects for the use of absorption water-ammonia refrigeration machines in systems for obtaining water from atmospheric air. Collection of science practices of the Vinnytsia National Agrarian University. Series: Technical sciences, 7, 92-97.
9. Osadchuk, E.A., Titlov, A.S. (2012) Search for energy-efficient thermal regimes of a water-ammonia absorption refrigeration machine in a wide range of operating parameters. Kharchova nauka i technologiya, 4, 79-82.
10. Osadchuk, E.A., Titlov, A.S., Mazurenko, S.Yu. (2014) Determination of energy-efficient operating modes of an absorption water-ammonia refrigeration machine in systems for obtaining water from atmospheric air. Kholodilna tekhnika ta tekhnologiya, 4, 54-57.
11. Osadchuk, E.A., Titlov, A.S., Kuzakon, V.M., Shlapak, G.V. (2015) Development of schemes for pumping and non-pumping absorption water-ammonia refrigeration machines for operation in systems for obtaining water from atmospheric air. Technological audit and production reserves, 3/3 (23), 30-37.
12. Doroshenko A.V., Goncharenko V.A. (2015) Development of multifunctional solar systems based on a heat-using absorption cycle and heat and mass transfer apparatus with a movable nozzle. Kholodilna tekhnika ta tekhnologiya, 1, 35-46.
13. The European Solar Thermal Industry Federation (ESTIF). Retrieved October 18, 2021, from http://www.estif.org.
14. Thermal solar line. Rotartica, air conditioning appliances: Solar Line, single effect 4.5 kW. Retrieved October 19, 2021, from http://www.rotartica.com.
15.Sortech. Innovative Cooling! Retrieved October 13, 2021, from http://www.sortech.de/en/trade/solarekuehlung.
16. Vasyliv, O.B., Titlov, O.S., Osadchuk, E.A. (2015) The method of obtaining water from atmospheric air. Utility model patent 100195 Ukraine: IPC (2015.01) E03B 3/28 (2006.01) F25B 15/00. № 201501512; stated 20.02.2015; publ. 10.07.2015, Bull. № 13.
17. Vasyliv, O.B., Titlov, O.S., Osadchuk, E.A., Kuzakon, V.M. (2015) Unit for receiving water from atmospheric air. Utility model patent: 104853 Ukraine: IPC E03B 3/28 (2006.01) F25B 15/10. № 201507385; stated 23.07.2015; publ. 25.02.2016, Bull. № 4.
18. Vasyliv, O.B., Titlov, O.S., Osadchuk, E.A., Kuzakon, V.M. (2016) The method of obtaining water from atmospheric air. Utility model patent: 104854 Ukraine: IPC E03B 3/28 (2006.01) F25B 15/10. № 201507386; stated 23.07.2016; publ. 25.02.2016, Bull. № 4.
19. Vasyliv, O.B., Titlov, O.S., Osadchuk, E.A., Kuzakon, V.M. (2017) The method of obtaining water from atmospheric air and unit for its implementation. Patent for invention: 114658 Ukraine: IPC E03B 3/28 (2006.01) F25B 15/10 (2006.01). F25D 21/14 (2006.01). № 201506905; stated 13.07.2015; publ. 10.07.2017, Bull. № 13.
20. Osadchuk, E., Titlov, O. (2020) Analysis of the climatic features of the regions of the primary application of the systems for producing water from the atmospheric air. ScienceRise, 4, 3-9.
21. Kholodkov, A., Osadchuk, E., Titlov, A., Boshkova, I., Zhykhareva, N. (2018) Improving the energy efficiency of solar systems for obtaining water from atmospheric air. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3/8(93), 41-51.
22. Titlov, A., Osadchuk, E., Tsoy, A., Alimkeshova, A., Jamasheva, R. (2019) Development of cooling systems on the basis of absorption water-ammonia refrigerating machines of low refrigeration capacity. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2/8(98), 57-67.

Найчастіше прочитані статті того самого автора (ів)