Thu nước từ không khí được thực hiện như thế nào? Nước thu được từ không khí có thể ứng dụng trong những trường hợp nào? Cùng chúng tôi tìm hiểu qua bài viết dưới đây!
Trước khi tìm hiểu về các phương pháp thu nước từ không khí, hãy tham khảo một số thông tin về độ ẩm để có cái nhìn tổng quan hơn nhé!
1. Tổng quan về độ ẩm
– Độ ẩm có nhiều cách hiểu khác nhau và đổi khác liên tục. Định nghĩa “ nhiệt độ tuyệt đối ” dễ hiểu hơn, nghĩa là giá trị nhỏ nhưng không sử dụng nhiều trong thực tiễn vì không tương thích với sự đổi khác của nhiệt độ. Trong khi đó, “ nhiệt độ tương đối ” khó hiểu hơn, là giá trị lớn nhưng lại sử dụng nhiều để giám sát .
– Nhiệt độ thay đổi theo áp suất và độ ẩm. Do đó, cần lưu ý về khái niệm này để dễ thảo luận.
Viết tắt :
– mH2O : Khối lượng hơi nước .
– VAir-mix : Thể tích hỗn hợp của không khí và nước .
– mAir-mix : Khối lượng không khí + Khối lượng nước = mAir + mH2O .
1.1. Độ ẩm tuyệt đối
Được biểu lộ bằng khối lượng hơi nước trên một thể tích không khí ẩm ( g / m3 ) .
AH = mH2O / VAir-mix ( g / m3 ) hoặc AH = mH2O / mAir-mix ( % )
Nhược điểm của định nghĩa này là nhiệt độ tuyệt đối không đổi khác khi nhiệt độ hoặc áp suất không khí đổi khác, và nếu thể tích cố định và thắt chặt. Điều này sẽ không tương thích cho những giám sát kỹ thuật hóa học và vật lý tương quan đến nhiệt độ, thể tích và nhiệt độ không khí .
Liên quan nhiệt độ – hơi nước ( nhiệt độ tuyệt đối, gram hơi nước / m3 không khí )
1.2. Độ ẩm tương đối
Là tỷ suất giữa áp suất riêng phần của hơi nước và áp suất hơi bão hòa của nước ở cùng nhiệt độ .
– pH2O : Áp suất riêng phần ( partial pressure ) của hơi nước .
– p * H2O : Áp suất hơi bão hòa ( saturation pressure ) của nước .
– RH = pH2O / p * H2O ( % ) .
Không khí càng ẩm, nhiệt độ tương đối càng cao. Độ ẩm tương đối phụ thuộc vào vào nhiệt độ và áp suất của hệ thống. Cùng một lượng hơi nước dẫn đến nhiệt độ tương đối khác nhau .
Độ ẩm tương đối tại một số ít vùng ở Nước Ta
Độ ẩm 100% có thể hiểu là khi độ ẩm tương đối RH đạt đến 100%, nghĩa là hơi nước trong không khí đã đạt đến mức tối đa, nên khi thêm hơi nước vào (khối lượng m, đơn vị gram) thì tất cả phần thêm vào khối lượng m này sẽ chuyển từ hơi thành sương mù. Nếu nhiệt độ xuống thấp hơn điểm sương thì sẽ chuyển mây thành ngưng tụ và mưa.
Độ ẩm tương đối từ 30 – 60% là phù hợp cho sinh hoạt và sức khỏe.
Sức khỏe tương quan đến nhiệt độ và nhiệt độ không khí
Ví dụ : Với mức quần áo = 1, vận tốc trao đổi chất = 1,1 và vận tốc không khí 0,1 m / s, sự đổi khác nhiệt độ không khí và nhiệt độ bức xạ trung bình từ 20 – 24 °C sẽ làm giảm nhiệt độ tương đối tối đa đồng ý được từ 100 % xuống 65 % để duy trì điều kiện kèm theo tiện lợi nhiệt ( https://vi.wikipedia.org/wiki ) .
1.3. Nhiệt độ điểm sương
– Điểm sương hay còn gọi là điểm mà hơi nước thành sương, nhiệt độ hóa sương của một khối không khí ở áp suất khí quyển cố định, là nhiệt độ mà ở đó thành phần hơi nước trong khối không khí ngưng đọng thành nước lỏng. Nói cách khác, điểm sương là nhiệt độ mà độ ẩm tương đối của khối không khí đạt đến 100%.
– Khi điểm sương thấp hơn điểm ngừng hoạt động thì gọi là điểm băng giá, thay vì tạo ra sương, nó sẽ tạo ra sương giá hay sương muối do sự ngừng hoạt động .
– Điểm sương không nhờ vào vào sự hiện hữu của oxy, nitơ hay những chất khí khác hơi nước trong không khí. Sự hình thành của sương hoàn toàn có thể xảy ra ở điểm sương ngay cả khi khí duy nhất sống sót trong hỗn hợp không khí là hơi nước .
– Khi nhiệt độ cao hơn điểm sương thì áp suất thành phần của hơi nước tăng lên và nước sẽ bay hơi vào không khí .
( Nguồn : https://vi.wikipedia.org/wiki/%C4%90i%E1%BB%83m_s%C6%B0%C6%A1ng )
– Điểm sương xác lập độ ẩm tương đối. Khi nhiệt độ tương đối cao, điểm sương gần với nhiệt độ hiện tại của không khí. Nếu nhiệt độ tương đối là 100 %, điểm sương sẽ bằng hoặc cao hơn nhiệt độ không khí lúc đó. Nếu nhiệt độ tương đối giảm, điểm sương sẽ thấp hơn nhiệt độ của khối không khí .
– Cách tính nhiệt độ điểm sương một cách đơn thuần và khá đúng chuẩn khi nhiệt độ tương đối RH > 50 % bằng công thức của nhà khoa học Lawrence .
Td = T – [ ( 100 – RH ) / 5 ]
Trong đó :
- Td là nhiệt độ điểm sương (oC).
- T là nhiệt độ quan sát được (oC).
- RH là độ ẩm tương đối (%).
– Có thể sử dụng ứng dụng để đo lường và thống kê nhiệt độ điểm sương ( diễn đạt ở hình bên dưới ) .
Nhiệt độ điểm sương tỷ suất với nhiệt độ tương đối RH, nhiệt độ tương đối càng cao thì dễ thu được nước
2. Tổng quan về thu nước từ không khí và cách xử lý
– Nguyên lý là hạ nhiệt độ không khí đến điểm sương ( 15 – 20 °C ) thì sẽ thu được nước từ không khí .
– Theo nguyên tắc chung, máy tạo nước từ khí quyển làm lạnh ngưng tụ, không hoạt động hiệu quả khi nhiệt độ giảm xuống dưới 18,3°C hoặc độ ẩm tương đối giảm xuống dưới 30%. Điều này có nghĩa là chúng tương đối kém hiệu quả khi đặt bên trong các văn phòng có máy lạnh.
– Tăng nhiệt độ bằng cách phun nước lợ, nước mặn vào không khí để thu lượng nước ngọt nhiều hơn. Tuy nhiên, trong trong thực tiễn, chiêu thức thu nước từ không khí này rất khó thực thi .
– Một trường hợp đặc biệt quan trọng là tạo nước trong nhà kính vì không khí bên trong nhà kính nóng và ẩm hơn nhiều so với bên ngoài. Đặc biệt, ở những vùng khan hiếm nước, một nhà kính hoàn toàn có thể tăng cường can đảm và mạnh mẽ những điều kiện kèm theo thiết yếu cho việc tạo ra nước trong khí quyển .
>>> Xem thêm: Hệ thống lọc nước RO
3. Các cách thu và xử lý nước từ không khí
3.1. Thu nước từ không khí theo kiểu truyền thống
