تولید آب شیرین با استفاده از سرمایش زیرزمینی هوای مرطوب و انرژی خورشید

به دلیل کمبود منابع آب شیرین کشف راه های جدید تولید آب از اهمیت بالایی برخوردار است. یکی از روش های نوین تولید آب شیرین در ظرفیت های پایین، استفاده از رطوبت هوا است که به عنوان سیستم تولید آب چگالشی شناخته می شود. در این روش، جریان هوای گرم و مرطوب به درون لوله های مدفون در زمین هدایت می شود، هوا در طول لوله به دلیل انتقال حرارت با خاک به تدریج خنک شده و در دمایی کم تر از نقطه شبنم، بخار موجود در آن به صورت قطرات آب، روی سطح لوله ظاهر می گردد. در این پژوهش سیستم های تولید آب خوراکی با هدف به دست آوردن طول بهینه و ارزیابی پارامترهای موثر بر میزان آب تولید شده در سیستم های چگالشی مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته اند. بدین منظور ابتدا معادلات حاکم بر مسئله، شرایط مرزی و اولیه آن برای یک سیستم تولید آب چگالشی نمونه، استخراج گردید و سپس با استفاده از روش حجم محدود، گسسته سازی آن تشریح می شود. در ادامه یک نمونه سیستم تولید آب خوراکی در نرم افزار متلب در یک شبانه روز مدل سازی می شود. نتایج عددی نشان می دهند، در لوله ا ی به قطر 2/0 متر، در عمق نیم متری زمین و طول پانزده متر که دمای هوای ورودی 70 درجه سانتی گراد و رطوبت نسبی 70 درصد است، تقریباً 2,1 کیلوگرم آب در روز استحصال خواهد شد. آنالیز حساسیت بر روی پارامترهای مختلف و جنس خاک نیز انجام شده است. نتایج آنالیز نشان می دهند که دمای هوا و رطوبت نسبی بیش ترین تأثیر را بر میزان آب تولید شده دارند و به ترتیب ماسه، شن، خاک مرطوب و خاک رس بیشترین آب را تولید می کنند. مدل سازی خنک کاری سیستم های چگالشی در طول شب نیز نشان دهنده آن است که خاک می تواند پس از 12 ساعت خنک کاری شبانه تقریباً به دمای اولیه روز قبل برسد.