ru water system - bgrusnak/ConSEAderation GitHub Wiki

Система водообеспечения и рециркуляции платформы

Общая концепция

Вся система воды на платформе основана на принципе полной автономии и ремонтопригодности:
никаких высокотехнологичных мембран, глубокого обратного осмоса или дорогих расходников.
Вода добывается исключительно за счёт низкотемпературной дистилляции (солнечной и/или с использованием остаточного тепла), доочищается максимально простыми и доступными методами, после чего возвращается в замкнутый цикл.

Источники и способы получения воды

1. Солнечная дистилляция

Основной опреснитель — солнечные испарители (солнечные крыши, купола, теплицы, “соляные пруды” с прозрачным покрытием и наклонными конденсационными панелями).
Используется тепло прямого солнечного света и тёплого воздуха над крышей теплицы; конденсат собирается на наклонных панелях и уходит в чистый бак.
Возможна интеграция с прозрачными крышами биофермы, верандами и технологическими помещениями.
Производительность — в среднем 3–7 л/сутки с 1 м² испарителя (зависит от климата, угла наклона, прозрачности покрытия и солёности исходной воды).
Для аварийного режима возможны “походные” испарители — чёрные ёмкости + парусина + коллектор конденсата.

2. Проточная многоступенчатая дистилляция

Использует избыток тепла от работы энергетических установок (OWC, биогаз, двигатель) — классические “каскады” испарителей, соединённые последовательно.
Основной принцип — часть воды испаряется в первом контуре, теплообменник догревает второй и третий, на выходе — сбор конденсата и обратный поток холодной рассола.
Может работать на минимальной температуре — 50–70°С (при этом легко реализуется даже на простых металлических деталях и трубах).
Предочистка: только грубый фильтр (песчаный, гравийный), чтобы не допустить попадания крупной органики.

3. Дождевая вода и конденсат

Вся крыша здания, наружные поверхности и даже наружные стекла теплиц оборудованы ливнестоками для сбора дождя.
Вода собирается в технические резервуары, может использоваться для полива, промывки полов, аварийного долива в техническую систему.
В условиях высокой влажности (тропики, сезон дождей) — основное подспорье для экономии дистиллята.

4. Аварийная дистилляция/кипячение

В случае аварии (нет солнца, нет тепла) — ручные котлы, ведра и сбор пара на простых поверхностях: над костром, биогазовой горелкой, или на электроплитке от аварийного генератора.
Производительность малая, но этого достаточно для экстренных нужд питья и инъекций.

Рециркуляция и вторичное использование

Техническая и “серая” вода (от умывальников, душей, стирки, мойки, фермы) собирается отдельно, проходит грубую фильтрацию (сетчатый/песочный/биофильтр), часть используется повторно для полива, влажной уборки, охлаждения техники.
Чёрная вода (туалеты) проходит сепарацию, биофильтрацию, часть жидкости испаряется на солнечных площадках, остаток доочищается для хозяйственно-бытовых нужд или сбрасывается только после безопасного компостирования.
Конденсат с инженерных систем (климат, вентиляция, “потные” трубы) также возвращается в оборот.
80–90% всей потребляемой воды возвращается в оборот, новые потери компенсируются только дистилляцией.

Хранение и аварийные запасы

Основной резервуар питьевой воды — герметичные баки, по 1,5–2 суточных нормы на всех.
Каждый жилец имеет аварийный запас в каюте (канистра, фильтр-насос).
Техническая вода хранится в отдельных баках для полива, промывки и аварийного тушения.

Очистка и дообработка

Фильтрация:
— Везде используются грубые многоразовые фильтры (песок, гравий, ткань), которые можно промывать и полностью восстанавливать.
Дезинфекция:
— Для питья: УФ-лампа, озонатор, или кипячение при необходимости. — Минерализация (добавление минеральной смеси, если это чистый дистиллят).
Рекомендация: Всегда держать набор экспресс-тестов для контроля микробиологического состава и общего качества воды.

Расходы и баланс воды

Среднесуточная потребность (15 человек): — Питьё и готовка — 45–60 л — Гигиена — 1200–1800 л — Биоферма — 200–500 л — Технические нужды — 40–80 л — Всего: 1485–2440 л/сутки
Потери:
— Испарение, слив при аварии — до 10–15%, компенсируется дистилляцией или дождевой водой. — Основной баланс — “экономия и возврат”, минимум 80% воды возвращается в оборот после очистки.

Автоматизация, аварийный режим и ремонтопригодность

Вся система рассчитана на ручной/механический режим: все насосы могут быть заменены на “ручные”, все фильтры — разборные.
Опреснительные панели, крыши и пруды — простая замена покрытия, быстрое восстановление работоспособности.
Автоматика — только для контроля потока, уровня, температуры, но весь процесс можно вести вручную.
В системе нет “бутылочных горлышек” — даже при отказе любой части можно собрать питьевую воду с помощью кастрюли и парусины.

Дополнительные предложения и идеи

Рекомендация: Предусмотреть возможность наращивания площади солнечных испарителей (съёмные панели, переносные пруды, навесы).
Идея: Интегрировать сбор конденсата из системы вентиляции (высокая влажность внутри фермы — дополнительный источник пресной воды).
Дополнение: Использовать тепловые насосы или кондиционеры для “активного” получения конденсата в условиях избытка электроэнергии.

Риски и рекомендации

Основной риск — загрязнение испарителей и резервуаров, рост биоплёнки, испарение с уменьшением производительности.
Потеря прозрачности крыш или поломка наклонных панелей — быстрая замена из подручных материалов.
В условиях низкой солнечной активности — перевод воды в “военный режим” (экономия, минимальные гигиенические процедуры, максимум вторичного использования).
Всегда держать запас песка, гравия, кусков стекла/плёнки, тканевых фильтров, ведёр и шлангов для ручного сбора и фильтрации.

Итог

Система водообеспечения платформы построена на принципах жёсткой автономии, минимизации расходников, полной ремонтопригодности и максимального возврата воды в цикл. Только так обеспечивается выживаемость экипажа и биосистемы даже при полном обрыве связи с “большой землёй” и любых погодных аномалиях.