سامانه یکپارچه تولید آب از رطوبت هوا مجهز به چرخه تبرید با قابلیت سرمایش و گرمایش، تصفیه پیشرفته، کنترل هوشمند سختی و بازیافت پساب خاکستری

۱. عنوان اختراع

سامانه یکپارچه تولید آب از رطوبت هوا مجهز به چرخه تبرید با قابلیت سرمایش و گرمایش، تصفیه پیشرفته، کنترل هوشمند سختی و بازیافت پساب خاکستری

۲. خلاصه اختراع

این اختراع یک سامانه یکپارچه و هوشمند است که با استفاده از چرخه تبرید و پمپ حرارتی، رطوبت موجود در هوا را چگالیده و به آب تبدیل می کند و همزمان قابلیت سرمایش یا گرمایش محیط را داراست.
آب تولیدشده پس از تصفیه چندمرحله ای(فیلتر شنی/کربنی، فیلتر میکرونی وRO) و تنظیم دقیق سختی توسط سیستم کنترل هوشمند TDS، در مخازن مستقل ذخیره می شود.
پساب خروجی RO یکپارچه سازی شده با دستگاه، به طور کامل برای مصارف غیرشرب مانند فلاش تانک بازیافت می گردد.
این سامانه نخستین دستگاهی است که عملیات تولید آب، تصفیه، کنترل کیفیت، سرمایش/گرمایش و مدیریت آب خاکستری را در یک مجموعه واحد، کم مصرف و هوشمند ترکیب می کند.

۳. ضرورت، اهمیت و زمینه اختراع

۳–۱. بحران آب در ایران و جهان

ایران با خشکسالی های مکرر، کاهش منابع آب زیرزمینی و کمبود آب شرب مواجه است. در مناطق جنوبی کشور رطوبت هوا بالاست اما زیرساخت بهره گیری از آن وجود ندارد. این رطوبت می تواند یک منبع قابل اتکا برای تولید آب شیرین باشد.

۳–۲. لزوم ترکیب تولید آب و انرژی در یک دستگاه واحد

سیستم های سرمایشی، گرمایشی و تصفیه آب در ساختمان ها به صورت جداگانه نصب می شوند و هزینه اولیه، مصرف انرژی و فضای نصب را افزایش می دهند.
این سامانه با تجمیع تمام نیازهای آبی و انرژی، یک راهکار مهندسی نوین ارائه می دهد.

۳–۳. بخش جدید: مزایای زیست محیطی و نقد آب شیرین کن های دریایی

الف کاهش برداشت از آب زیرزمینی

تولید آب از رطوبت هوا بدون برداشت از منابع زیرزمینی انجام می شود و فشار بر سفره های آب را کاهش می دهد.

ب کاهش تولید و تخلیه پساب آلوده

در این سامانه پساب RO به جای رهاشدن در محیط به صورت کامل برای فلاش تانک و مصارف غیرشرب بازیافت می شود. این فرآیند از تولید پساب های غلیظ و شور جلوگیری می کند.

ج کمک به معماری سبز

این اختراع با تولید آب مستقل، بازیافت آب خاکستری و کاهش مصرف انرژی، یک چرخه کاملا پایدار در ساختمان ایجاد می کند.

د مشکلات زیست محیطی دستگاه های آب شیرین کن دریایی

آب شیرین کن های دریایی (Desalination Plants) حجم بسیار زیادی پساب فوق شور (Brine) وارد دریا می کنند.
این پساب دارای شوری بسیار بالا، مواد شیمیایی مانند بیوساید، کلر، آنتی اسکالانت ها و حرارت اضافی است که موجب:

● افزایش شوری آب در مناطق ساحلی

● ایجاد مناطق مرده (Dead Zones) و نابودی پلانکتون ها

● مسمومیت آبزیان و تخریب مرجان ها

● آلودگی رسوبات و کاهش تنوع زیستی

● تهدید صنعت شیلات و گردشگری دریایی

پیش بینی می شود در ۱۰ تا ۲۰ سال آینده، افزایش تعداد آب شیرین کن ها در سواحل جنوبی ایران و خلیج فارس موجب بحران جدی در اکوسیستم دریایی شود.

ه نقش سامانه پیشنهادی در جلوگیری از این بحران

این دستگاه بدون استفاده از آب دریا، تنها از رطوبت هوا آب تولید می کند و هیچ گونه پساب شور وارد دریا نمی شود.
بنابراین یک جایگزین پایدار، پاک و کم هزینه به جای آب شیرین کن های مخرب دریایی است.

۴. پیشینه فنی و مشکل موجود

• دستگاه های AWG تنها آب تولید می کنند و توان سرمایش/گرمایش ندارند.
• کولرهای گازی رطوبت هوا را بدون استفاده دفع می کنند.
• دستگاه های RO پساب زیادی تولید کرده و کنترل سختی هوشمند ندارند.
• سیستم های بازیافت آب خاکستری یکپارچه و هوشمند نیستند.

هیچ فناوری موجودی توان ترکیب همه این قابلیت ها در یک دستگاه واحد را ندارد.