جهاز تحلية المياه الهرمي من شركة ويتلاند

تعاونت منظمة It's Always Sunny مع ماري ماتينجلي، وهي فنانة مقيمة في مدينة نيويورك. وهي تتعاون مع Live Arts/Fringe لتصميم مشروع WetLand . ويتمثل هدفنا في تصميم نظام تحلية مياه يدوم طويلاً لإنتاج مياه مقطرة من نهر ديلاوير لسكان البارجة. وسوف يعمل نظام تحلية المياه على تعزيز الاستدامة من خلال التصميم الملهم وإكمال الموضوع العام للبارجة.

الحل والتصميم النهائي لشركة It's Always Sunny هو جهاز تقطير شمسي هرمي الشكل يسمى الهرم الأكبر في فيلادلفيا. يقوم هذا الجهاز بتحلية المياه المالحة من نهر ديلاوير وتحويلها إلى مياه عذبة، كما هو موضح في الشكل 1

محتويات
معايير
يوضح الجدول أدناه معايير العميل لمشروعنا. يتم تنظيم المعايير حسب وزنها النسبي للأهمية على مقياس يتراوح من 0 إلى 10، حيث يمثل الرقم 10 أعلى مستوى.
وزن | معايير | تعريف |
---|---|---|
10 | الوظيفة | القدرة على الحل النهائي لأداء على المستوى الذي كما يتوقع العميل. |
10 | الجدوى | جدوى التصميم واحتمالية نجاح البناء. |
9 | أمان | لن يشكل منتج الحل أي مخاطر صحية على المستهلكين. |
9 | مستوى الإلهام/القيمة التعليمية | من خلال التصميم المبتكر والإبداعي، فإن الحل سوف يلهم الجمهور ويؤثر عليه للتفكير في طرق جديدة للعيش المستدام. |
8 | يكلف | من خلال الاختبار وشراء المواد والبناء، لا يمكن للحل أن يتجاوز الميزانية المخصصة. |
7 | الجماليات | سيكون الحل النهائي ممتعًا بصريًا للجمهور وجذابًا من حيث التصميم. يجب أن يكمل أسلوب الحل الأسلوب الفني لقارب WetLand بأكمله |
6 | سهولة الاستخدام | مستوى صعوبة تشغيل وصيانة الحل. |
4 | قابلية الصيانة | سيكون الحل مناسبًا للوصول وسيتطلب قدرًا صغيرًا من الصيانة اليومية. |
3 | إمكانية إعادة الإنتاج | سهولة تكرار الحل بواسطة شخص ليس لديه خبرة تقنية. |
وصف التصميم النهائي
الهرم الأكبر في فيلادلفيا عبارة عن محطة تقطير شمسية على شكل هرم، كما هو موضح في الشكل 2، تنتج مياه محلاة من المياه المالحة. يتكون الهرم الأكبر في فيلادلفيا من ثلاثة مكونات رئيسية؛ قمة الهرم، ونظام الصرف، والقاعدة.

قمة الهرم
الجزء العلوي من الهرم الأكبر في فيلادلفيا عبارة عن هرم مصنوع من زجاج شبكي، كما هو موضح في الشكل 3. الجوانب محكمة الغلق باستخدام السيليكون الصالح للأكل، والذي لن يضيف أي ملوثات إلى المياه النظيفة التي ستتكاثف على الجانب الداخلي من الهرم. في قاعدة الهرم، تحافظ قاعدة مربعة من الألومنيوم على ثبات الهرم وثباته في مكانه.

نظام الصرف الصحي
يتكون نظام تصريف المياه في الهرم الأكبر في فيلادلفيا من شرائح زجاجية ملتصقة بأسفل قمة الهرم بزاوية لتكوين شكل حرف V، كما هو موضح في الشكل 4. يتم تجميع المياه المكثفة التي تتدفق على جانبي الهرم في المزاريب على شكل حرف V. في إحدى زوايا الهرم يوجد مخرج يضخ المياه المحلاة إلى التخزين، كما هو موضح في الشكل 5. المخرج مصنوع من زجاج شبكي ملتصق بالجزء الخارجي من الهرم، والأنابيب التي تضخ المياه النظيفة مصنوعة من البولي إيثيلين، وهو بلاستيك آمن لمياه الشرب. بعد تصريف المياه، سوف تمر عبر مرشح كربون قبل تخزينها.


القاعدة والصينية
تتكون قاعدة الهرم الأكبر في فيلادلفيا من الخشب الرقائقي وتدعم قمة الهرم. القاعدة مطلية باللون الأسود ومبطنة ببطانة البركة، كما هو موضح في الشكل 6، لإغلاق وحماية الخشب من الرطوبة. يتم تثبيت بطانة البركة بالقاعدة بشرائط من الزجاج الشفاف ومسامير من الفولاذ المقاوم للصدأ، كما هو موضح في الشكل 6. يوجد باب على أحد جوانب القاعدة، مما يسمح بالوصول إلى داخل القاعدة. يوجد داخل القاعدة صينية من البولي فينيل كلوريد عالية الكثافة باللون الأسود، كما هو موضح في الشكل 6. سيتم وضع المياه المالحة مباشرة في الصينية لعملية تحلية المياه. يوجد في الجزء السفلي من القاعدة أقدام قابلة للتعديل تسمح للمستخدم بوضع الجهاز بحيث يكون المخرج على الهرم هو أدنى نقطة، مما يسمح للماء بالتدفق بسهولة.

التكاليف
يوضح الجدول أدناه تكلفة وكمية المواد التي استخدمناها لبناء محطة التقطير الشمسية الخاصة بنا.
غرض | كمية | تكلفة الفريق ($) | تكلفة التجزئة ($) |
---|---|---|---|
شريط لاصق | 1 | 6.99 | 6.99 |
شريط لاصق | 1 | 7.99 | 7.99 |
شريط الغوريلا | 1 | 8.99 | 8.99 |
غراء الخشب | 1 | 9.89 | 9.89 |
لوح OSB مقاس 7'16" 4'x8' | 1 | 15.09 | 15.09 |
خشب رقائقي 3/4 بوصة 4 × 8 قدم | 1 | تم التبرع به | 30.90 |
ألواح الأكريليك | 1 | تم التبرع به | 98.00 |
مفصلة 1"×12" | 1 | 5.39 | 5.39 |
مفصلة 1"×12" | 1 | 5.39 | 5.39 |
طلاء أسود مسطح 1/2 باينت | 1 | 12.04 | 12.09 |
فرش الرسم | 3 | 5.37 | 5.37 |
سيليكون | 4 | 27.96 | 6.99 |
صينية الماء | 1 | تم التبرع به | 300.00 |
التكلفة الاجمالية | 94.34 دولار | 506.74 دولار |
يوضح هذا الرسم البياني الدائري الساعات التي قضيناها طوال مشروعنا.

نتائج الاختبار
لقد عمل الهرم الأكبر في فيلادلفيا لمدة 5 ساعات شمسية في درجة حرارة 40 درجة فهرنهايت. لم تكن هذه الظروف مثالية للاختبار وبسبب التسريبات المتعددة في نظام المزاريب، تمكن حوالي 30 مل من الهروب من خلال المخرج. إن شركة It's Always Sunny واثقة من أن الهرم الأكبر في فيلادلفيا سوف ينتج كمية أكبر من المياه مع وجود مزاريب محكمة الغلق تمامًا، وعدم وجود تسرب داخلي للمياه، ومناخ أكثر دفئًا.
مزيد من المعلومات سوف تأتي.
كيفية البناء
تظهر أدناه تعليمات خطوة بخطوة حول كيفية تكرار جهاز التقطير الشمسي الخاص بنا.
قم بربط شرائط مقاومة الطقس في الجزء العلوي من القاعدة ثم ضع الهرم فوقها، مما يؤدي إلى عزل الجزء الداخلي عن الجزء الخارجي.
فيديو الفريق
اقتراحات وتوصيات لمشاريع مماثلة
- يقترح موقع It's Always Sunny استكشاف تصميمات بديلة أخرى غير الهرم نظرًا لصعوبات البناء المتعددة التي واجهناها؛ ويُنصح باستخدام جهاز التقطير الشمسي المائل الوحيد.
- لقد ثبت أن نظام الميزاب على شكل حرف V أكثر صعوبة في الإغلاق مما توقعنا ونوصي بتجربة أنماط مختلفة من المزاريب؛ بالنسبة لجهاز التقطير الشمسي المائل الفردي، نقترح استكشاف نظام الميزاب المصنوع من أنابيب PVC، بالنسبة لجهاز التقطير الشمسي الهرمي، نوصي بتجربة نظام الميزاب المتصل بأسفل الجزء العلوي الهرمي.
- إن وجود نظام مغلق بإحكام يعد أمرًا مهمًا للغاية لكفاءة جهاز التقطير الشمسي. نوصي بإغلاق الجزء العلوي من جهاز التقطير بالقاعدة بدلاً من استخدام عوازل الطقس.
- نظرًا للعديد من التعقيدات التي نشأت أثناء بناء مثل هذا المشروع الضخم، فإننا نوصي بشدة ببناء محطة طاقة شمسية أصغر حجمًا بكثير.
- نقترح تجربة تصميمات مختلفة للمقطرة التي تحتوي على طرق مختلفة للوصول إلى الدرج بخلاف الباب الموجود على القاعدة.