Сага о пресной воде...
(редакционный обзор)
Потому что без воды
И ни туды, и ни сюды!
В.И. Лебедев-Кумач
       Проблема пресной воды по мнению СМИ становится всё более острой. Водные запасы нашей планеты занимают около 72% всей территории, однако большая часть находится в форме солёной воды акватории Мирового океана. Она не пригодна для использования в питьевых и хозяйственно-бытовых целях ввиду высокой концентрации растворённых солей. В XXI веке проблема нехватки пресной воды встаёт даже в тех районах планеты, где такой вопрос никогда не поднимался. Системы «добычи» пресной воды стремительно набирают популярность. Их всего два: удаление солей (опреснение) и извлечение воды (дистилляция).
        Самым выгодным и эффективным способом опреснения морской воды от солей до показателей питьевого водоснабжения считается обратный осмос. Главный элемент – селективная мембрана – предназначен именно для опреснения морской воды. Под действием давления в 30 – 65 атмосфер поток разделяется на фильтрат, проходящий сквозь мембранные элементы, и концентрат, сливаемый в дренаж. Метод всем хорош, получаемая в результате такого опреснения вода чаще всего идёт на бытовые и технические нужды, поставляется на промышленные предприятия и объекты из сферы услуг, но не рекомендуется экспертами к использованию в качестве воды для питья. Уже набрана немалая статистика того, что в такой воде много дейтерия и тяжёлых изотопов кислорода: селективные мембраны не могут «уловить» лишний нейтрон в ядре – слишком мало он влияет на внешние размеры!
        От этого недостатка свободен старейший способ опреснения морской воды с помощью дистилляции. Сущность его заключается в испарении воды и конденсации пара в другой ёмкости. «Лобовое» применение дистилляции требует больших энергозатрат в её первой фазе – испарении. Однако, осуществлять этот процесс технически совсем не обязательно: Солнце в этой фазе уже поработало и в атмосфере Земли содержится в виде пара примерно 1,42х1016 тонн воды. Осталась вторая часть – конденсация. Этим занимаются облака, в виде дождя или снега возвращая дистиллят, правда, не совсем в тех местах, где нужно людям. Однако, дело не безнадёжно!
        На перевалах Центральной Азии путники испокон века складывали и складывают до сих пор так называемые ОБО. Им обычно приписывается сакральный смысл – дескать, принесённый камень облегчит дальнейший путь. Сакральность оставим в стороне, а вот о чисто физических свойствах ОБО следует поговорить. Как правило, на перевалах разница дневных и ночных температур весьма существенна. В ОБО большинство слагающих его камней находятся в тени камней наружного слоя и не освещаются (следовательно, не нагреваются) лучами Солнца. Остыв за ночь, они охлаждают циркулирующий между ними воздух до ночных температур и конденсируют содержащуюся в нём влагу. Правильно организованный ОБО может наполнять дефицитной чистой пресной водой котелки путников, о чём многие аборигены всё ещё помнят. Вмонтировав внутрь ОБО сорбционный холодильник, десорбер которого обогревается Солнцем, а остальные детали находятся в тени, конденсацию можно усилить.
        С такого рода модернизацией ОБО можно ознакомиться в Демиурге № 2 2019 г. Энергию для работы СорбОБО поставляет Солнце, нагревая десорбер и тем самым энергетически питая процесс. С использованием того же принципа можно изготовить гидрорюкзак, что особенно ценно в южных пустынях. Тех самых пустынях, в которых человек умирает от жажды, окружённый водяными парами довольно высокой концентрации. Устройство такого спецрюкзака, точнее, переносного источника пресной воды подробнее описано в ВМ №2 2020 г. Выглядеть это может примерно так:
        Индивидуальные источники пресной воды такого типа вполне рентабельны, но не пригодны для промприменения – очень уж быстро растут размеры десорбера. В 2014 г., когда Украина осушила Крымский канал, группа изобретателей во главе с председателем правления ТСИ В.И. Горыниным (Е.В. Коленов, В.В.Рогожкин, К.А.Потапов, А.В. Прусов, А.В. Шеволдин) предложила правительству Крыма энергоэкономичную конструкцию для получения пресной воды из воздуха в промышленных количествах.
        Суть её в том, что вода Мирового океана, начиная с нескольких десятков метров глубины и до самого дна имеет температуру +40С. При температуре воздуха 25 – 300С каждый кубометр севастопольского воздуха, охлаждаясь до температуры глубинной воды, может дать десятки граммов воды. При этом энергию потребляют лишь воздушные и водяные насосы. Проект не был реализован, так как дождливое лето заполнило водохранилища и сняло остроту вопроса.
        Ещё больший масштаб, вплоть до локального изменения климата, обеспечивают разработанные в Творческом Союзе Изобретателей (авторы В.И. Горынин, Е.В. Коленов, В.В. Рогожкин и А.В. Шеволдин) инновационная технология и оборудование для регулирования климата различных регионов Земли на основе ограничения уровня солнечного излучения на земной поверхности и в тропосфере (роспатент № RU 2734834 C1 «Кулер для регулирования климата», роспатент № RU 2504417 C1 «Атомно-энергетический комплекс», заявка РСТ/RU2020/000646 от 30.11.2020 «Конденсатная система рекуперации энергосброса АЭС»).
        С целью борьбы с перегревом, обезвоживанием и опустыниванием территорий Средиземноморья предложены береговые стационарные аэротермические системы «LandCooler» («LC»). Они предназначены для генерации оптически плотной высотной техногенной облачности (ВТО) перистого типа Cirrus spissatus и Cirrostratus, используя для этого: экологически чистую атмосферную влагу акватории океанов и морей и господствующие потоки высотных тропосферных ветров посредством традиционных блочных схем тепловой и атомной электроэнергетики.
1 – инжектор;
2 – система тросового вертикального преднапряжения;
3 – вентиляторы;
4 – несущие перекрытия;
5 – агрегаты для подготовки воздушных масс;
6 – окна для регуляции забора воздуха;
7 – воздухозаборные напорные каналы;
8 – полости забора воздуха для конденсации атмосферной влаги
        Функциональной основой «LC» являются Инжекторы – полые двустенные железобетонные сооружения цилиндрической формы высотой от 200 до 800 метров и диаметром сопла 40 – 100 м. Водность перистого облака, состоящего целиком из ледяных микрокристаллов, весьма мала (~0.01 г/м3). Этот факт принципиально важен для обеспечения территорий площадью ~100 тыс. кв. км протяжённой (~1300 км) перистой облачностью, которая может обеспечивать снижение уровня солнечной радиации до 40%. Зонтичная ВТО, генерируемая «LC» в средне-верхнем ярусе тропосферы на высоте 6 – 12 км, снизит солнечную нагрузку и остановит перегрев территорий приморских стран, обеспечивая их доступность морским дождевым облакам.
         Выбор режимов работы аэротермических систем «LC» производится с учётом скорости и направления высотных ветров, необходимой протяжённости и площади ВТО, обеспечивающей солнцезащиту территорий пустынных поясов и прилегающих к ним стран. В качестве примера показано близкое к оптимальному размещение аэротермических систем «LC», обеспечивающих нужную ориентацию и протяжённость генерируемой ими высотной техногенной облачности на географической карте Европы.
        Долговременное использование стационарных систем «LC» для производства зонтичной облачности перспективно для восстановления кругооборота воды в регионах и для ликвидации приморских пустынь, а в дальнейшем для расширения зелёных зон, включая оазисы континентальной пустыни, одновременно со смягчением климата всего региона. В период активной циклонической деятельности, а также в зимние месяцы, когда снижение температуры приземного воздуха не требуется, системы «LC» будут работать исключительно как поставщики пресноводного конденсата из чистой атмосферной влаги морей (патент № RU 2504417 C1 от 19.09.2012) с производительностью по конденсату до 1 т/сек.
        Облачно-атмосферная нагрузка «LC» на климат регионов полностью обратима, регулируема и подконтрольна, в отличие от известных внеземных и дорогостоящих «линзовых» либо «экранных» способов регулирования солнечной радиации или какого-либо химико-токсичного воздействия на облачность и атмосферу путём распыления аэрозолей на основе серы и других элементов. Иначе говоря, в Сахаре «будут яблони цвести» тогда и там, где это нужно...
В оглавление