Skraplacz

 

Studnia powietrzna (lub studnia powietrzna) to konstrukcja lub urządzenie, które zbiera wodę poprzez kondensację wilgoci z powietrza. 

Rodzaje studni powietrznych są liczne i zróżnicowane, ale najprostsze konstrukcje są całkowicie pasywne, nie wymagają zewnętrznych źródeł energii i mają niewiele ruchomych części.

Duże studnie powietrzne: stosowane na początku XX wieku, jednak bez dobrych wyników.
Małe studnie powietrzne, kolektory promieniowania: opracowane w XX wieku, okazały się znacznie bardziej przydatne.
Kolektory aktywne: zbierają powietrze w taki sam sposób jak osuszacze; Chociaż są skuteczne, wymagają źródeł energii, co czyni je nieopłacalnymi, chyba że istnieją szczególne okoliczności. Najnowocześniejsze konstrukcje kondensatorów aktywnych zakładają wykorzystanie odnawialnych źródeł energii.


Pod koniec XX wieku mechanika skraplania się rosy była znacznie lepiej poznana. Kluczowym spostrzeżeniem było to, że kolektory o małej masie, które szybko tracą ciepło w wyniku napromieniowania, są bardziej wydajne. Nad tą metodą pracowało wielu badaczy.

Na początku lat sześćdziesiątych XX wieku do nawadniania roślin używano skraplaczy rosy wykonanych z arkuszy polietylenowych spoczywających na prostej ramie przypominającej namiot kalenicowy. Sadzonki nawadniane rosą i bardzo lekkim deszczem z tych kolektorów przetrwały znacznie lepiej niż grupa kontrolna posadzona bez takiej pomocy - wszystkie w rzeczywistości wyschły w ciągu lata. 

W 1986 roku w Nowym Meksyku skraplacze wykonane ze specjalnej folii wytwarzały wystarczającą ilość wody, aby zasilić młode pędy.

W 1992 roku grupa francuskich naukowców wzięła udział w konferencji na temat materii skondensowanej na Ukrainie, gdzie fizyk Daniel Beysens przedstawił im historię o tym, jak w czasach starożytnych Teodozja była zaopatrywana w wodę przez skraplacze rosy. Byli na tyle zaintrygowani, że w 1993 roku sami odwiedzili to miejsce. Doszli do wniosku, że kopce, które Zibold zidentyfikował jako skraplacze rosy, były w rzeczywistości starożytnymi kurhanami (część nekropolii starożytnej Teodozji) i że rury były pochodzenia średniowiecznego i nie były związane z kopcami.

Znaleźli również szczątki kondensatora Zibolda, które dokładnie oczyścili i zbadali. Skraplacz Zibolda najwyraźniej działał dość dobrze, ale w rzeczywistości jego dokładne wyniki nie są wcale jasne i możliwe, że kolektor przechwytywał mgłę, co mogło znacznie poprawić wydajność. 

Jeśli skraplacz Zibolda kiedykolwiek działał, to prawdopodobnie wynikało to z faktu, że niektóre kamienie w pobliżu powierzchni kopca były w stanie tracić ciepło w nocy, będąc jednocześnie izolowane termicznie od ziemi. Jednak nigdy nie mógł przynieść plonów, których oczekiwał Zibold. 

Kierując się entuzjazmem, grupa powróciła do Francji i założyła Międzynarodową Organizację ds. Utylizacji Rosy (OPUR), której konkretnym celem było udostępnienie rosy jako alternatywnego źródła wody. 

OPUR rozpoczął badania nad kondensacją rosy w warunkach laboratoryjnych; Opracowali specjalną folię hydrofobową i eksperymentowali z obiektami testowymi, w tym z kolektorem o powierzchni 30 metrów kwadratowych na Korsyce. 

Kluczowe spostrzeżenia obejmowały koncepcję, że masa powierzchni kondensatu powinna być jak najmniejsza, aby ciepło nie mogło być łatwo zatrzymane, że powinna być chroniona przed niepożądanym promieniowaniem cieplnym przez warstwę izolacji oraz że powinna być hydrofobowa, aby łatwo uwalniać skroploną wilgoć. 

Kiedy byli gotowi do pierwszej praktycznej instalacji, dowiedzieli się, że jeden z ich członków, Girja Sharan, otrzymał dotację na budowę skraplacza rosy w Kothara w Indiach. W kwietniu 2001 roku Sharan przypadkowo zauważył znaczną kondensację pary wodnej na dachu domku w Toran Beach Resort w suchym nadmorskim regionie Kutch, gdzie krótko przebywał. W następnym roku dokładniej zbadał to zjawisko i przeprowadził wywiady z mieszkańcami. Finansowany przez Agencję Rozwoju Energetycznego Gudżaratu i Bank Światowy, Sharan i jego zespół kontynuowali prace nad kondensatorami pasywnymi i radiacyjnymi do użytku w suchym regionie przybrzeżnym Kutch. Aktywna komercjalizacja rozpoczęła się w 2006 r.

Sharan wypróbował szeroką gamę materiałów i uzyskał dobre wyniki z ocynkowanych blach żelaznych i aluminiowych, ale odkrył, że arkusze specjalnego tworzywa sztucznego opracowanego przez OPUR, o grubości zaledwie 400 mikrometrów, generalnie działały nawet lepiej niż blachy i były tańsze. 

Folia z tworzywa sztucznego, znana jako folia OPUR, jest hydrofilowa i składa się z polietylenu zmieszanego z dwutlenkiem tytanu i siarczanem baru.

Istnieją trzy główne podejścia do projektowania radiatorów do zbierania wilgoci w studniach powietrznych: o dużej masie, promieniujące i aktywne. 

Na początku XX wieku istniało duże zainteresowanie rozwojem studni powietrznych o dużej masie, ale pomimo ogromnych wysiłków w zakresie eksperymentów – w tym budowy masywnych konstrukcji – podejście to ostatecznie okazało się nieskuteczne. 

Od końca XX wieku stale rośnie zainteresowanie eksperymentami z kolektorami promieniowania o małej masie; Okazały się one bardziej skuteczne.








it.wikipedia.org/wiki/Pozzo_d%27aria_(condensatore)