عنوان اين اختراع، «طراحي سيستم توليد آب ‌شيرين‌ از استخر خورشيدي با گراديان شوري، به روش اواپراتورهاي چند محفظه اي با بكارگيري ديفيوزر سابسونيك» مي‌باشد كه مربوط به زمينه علمي مكانيك - تبديل انرژي است. در يك استخر خورشيدي با گراديان شوري، دماي آبنمك در لايه پاييني‌اش نزديك به 100 درجه سانتيگراد بوده و از اين حرارت مي‌توان براي توليد آب شيرين استفاده كرد. براي افزايش دبي آب شيرين توليدي در چنين فرآيندي، از روش پيش گرم كردن جريان ورودي به اواپراتور با استفاده از انرژي دريافتي از كمپرسور بخار مكانيكي، استفاده مي شود. تاكنون راه پيشنهادي براي اين منظور، استفاده از كمپرسور بخار مكانيكي (به تنهايي) بوده است. اين كمپرسور به توان ورودي زيادي نياز دارد. براي حل اين مشكل و جهت كاهش توان ورودي، در اين اختراع، استفاده از ديفيوزر سابسونيك پيشنهاد شده است. به اين صورت كه ديفيوزر را قبل از كمپرسور قرار داده و دما و فشار جريان را قبل از ورود به كمپرسور افزايش مي‌دهيم. با توجه به عدم نياز ديفيوزر به توان ورودي، توان مصرفي كمپرسور كاهش و بازده توليد آب شيرين و دبي آب شيرين توليدي افزايش مي‌يابد.

مطابق شكل 2 مي توان طول يك ترموسيفون را به سه قسمت اساسي تقسيم كرد كه شامل قسمت هاي تبخير كننده آدياباتيك و چگالنده مي شود. گرماي دريافت شده از سيال گرم در تماس با پوسته خارجي لوله گرمايي در قسمت تبخير كننده، سبب تبخير سيال عامل داخل لوله شده و سيال عامل تبخير شده از داخل فتيله به سمت مركزي فتيله حركت كرده و سپس به دليل اختلاف فشار موجود در داخل لوله به سمت بالاي آن كه سردتر مي باشد حركت كرده و در انتهاي ديگر لوله يعني در چگالنده، گرماي خود را به سيال سردي مي دهد كه در پوسته خارجي لوله در بخش چگالنده با آن در تماس است گرماي انتقالي به بيرون از لوله، سبب سرد شدن و در نتيجه چگاليده شده سيال عامل مي شود. سيال عامل تقطير شده توسط نيروي جاذبه (به شرطي كه تبخير كننده در ارتفاع پايين تر از چگالنده باشد)، به قسمت پايين لوله گرمايي منتقل شده و چرخه مجددا تكرار مي شود. در ترموسيفون چرخه انتقال گرما به واسطه تبخير و ميعان انجام مي گيرد. بنابراين فشار و دماي فرايند ثابت بوده و اختلاف دماي سيال بين دو قسمت ناچيز است. پوسته خارجي ترموسيفون در بخش كندانسور آن گرماي انتقالي به بيرون را توسط يك مبدل حرارتي به قسمت اواپراتور سيكل ORC تحويل مي دهد. سيال عامل سيكل ORC با جذب اين گرما وارد فاز بخار و يا Super Heat شده و با آنتالپي بالا وارد ميكروتوربين مي شود. داخل اين ميكرو توربين آنتالپي سيال عامل تبديل به كار خروجي شده و سپس به منظور تبديل دوباره به فازر مايع وارد كندانسور مي شود. با از دست دادمن حرارت داخل مبدل حرارتي كندانسور و تبديل به فاز مايع سيال عامل سيكل ORC به منظور رسيده به فشار اواپراتور و تكرار چرخه سيكل وارد يك پمپ مي شود و همين روند براي توليد توان سيكل ادامه مي يابد.

اين طرح تركيبي از ترموسيفون و كلكتور خورشيدي ميباشد. ترموسيفون از لوله رفت و برگشتي در يك مدار بسته تشكيل شده است كه انرژي را از صفحه جاذب دريافت ميكند و به مخزن آب گرم انتقال مي دهد و آب گرم مصرفي ساختمان را تامين ميكند. از ويژگي هاي مهم اين كلكتور اين است كه دماي آب مصرفي نسبت به كلكتور هاي مشابه بالا مي باشد چون جريان سيال درون ترموسيفون از نوع جريان جوششي ميباشد.

اين سيستم يك ترموسيفون حلقوي با چرخه رانكين است كه بوسيله يك توربين ضربه اي از آن توان توليد شده و از گرماي خروجي سيستم، گرماي مورد نياز تامين خواهد شد. اين چرخه توانايي عملكرد با منابع آنتالپي پايين را داراست كه مي تواند از انرژي خورشيدي، زمين گرمايي و يا گرماي هدررفت صنايع باشد. گرما از منابع ذكر شده وارد قسمت تبخير كننده سيستم شده و باعث تبخير سيال عامل مي شود، بخار به سمت بالا حركت كرده، از ميان نازل عبور و سرعت آن افزايش و فشار آن كاهش مي يابد. بخار كه سرعت آن افزايش پيدا كرده به پره هاي توربين برخورد كرده و باعث گردش آن و ژنراتور متصل به آن مي شود كه در نهايت منجر به توليد توان الكتريكي خواهد شد. بخار بعد از برخورد به پره هاي توربين انعكاس پيدا كرده و از گرماي آن براي توليد گرما (بطور مثال آب گرم مصرفي ساختمان) استفاده شده و در كندانسور كه در فشار كمتري از اواپراتور قرار دارد چگاليده مي شود. كندانسور در ارتفاع بالاتري نسبت به اواپراتور قرار دارد به همين دليل ارتفاع مايع چگاليده شده نسبت به اوپراتور ايجاد فشاري خواهد كرد كه جايگزين پمپ در چرخه رانكين خواهد شد و به همين صورت چرخه ادامه خواهد يافت.

استفاده از انرژي هاي تجديدپذير به دليل پاك بودن، در دسترس بودن، ارزان بودن و ... سالهاست كه مورد توجه واقع شده است و همين توجه باعث توسعه ي روزافزون دانش استفاده از اين انرژي هاست. دانشي كه مي كوشد تا استفاده از انرژي هاي تجديدپذير را آسانتر، مقرون به صرفه تر، بهينه تر و همگاني تر كند. يكي از روشهاي استفاده از انرژي هاي تجديدپذير استفاده از انرژي تابشي خورشيد براي توليد آبگرم مي باشد، براي اين منظور آبگرمكن هاي خورشيدي مختلفي با كاركردهاي متفاوت ابداع شده است. اختراع مذكور استفاده از نازل در سيكل ترموسيفوني دو فازي حلقوي براي افزايش كارآيي آن مي باشد. وجود نازل باعث افزايش ضريب انتقال حرارت جابجايي در قسمت چگالنده مي شود و در نتيجه راندمان حرارتي ترموسيفون و آبگرمكن خورشيدي را افزايش مي دهد.

اختراع مورد ادعا ديوار دو رويه با مصالح ساختماني متفاوت و بروز است. دو قابليت ارزنده در اين سيستم كاهش وزن ساختمان به منظور مقابله با بلايا و همچنين كاهش مصرف سرانه انرژي است. سيستم پيشنهاد شده به بصورت ساندويچ پنلي با رويه¬هاي متفاوتي طراحي شده است كه براي فضايي بيروني( نما) ساختمان و فضاي داخلي كاربرد دارد كه به¬لحاظ هزينه كل ساختمان بسيار مقرون بصرفه مي¬باشد. با حبس هوا(عايق¬ حرارتي) در بين دو رويه و حذف پل¬هاي حرارتي فضاي داخلي و بيروني ساختمان طبق آزمايش¬هاي مختلف انجام شده در دانشگاه نقش مهمي در مصرف انرژي در راستاي آيين¬نامه مقرراتي مبحث19 خواهد داشت. با توجه به سه نوع قفل¬بندي كاملا نوآورانه¬ي طراحي شده براي سيستم طبق بررسي¬هاي انجام شده بناي ساخته شده كاملادر برابر زلزله ايمن خواهد بود كه حتي مي¬توان واژه¬ي جديد"عايق زلزله"را براي اين سيستم ابداء كرد. به¬لحاظ زيست محيطي سيستم مورد ادعايي با مديريت انرژي در محيط داخلي ساختمان وكاهش مصرف سوخت¬هاي فسيلي كمك شاياني به كاهش آلايندگي¬هاي زيست محيطي مي¬كند. همچنين سنگ¬هاي نماي ساختماني از قبيل گرانيت درمقابل نور خورشيد تشعشعاتي دارد كه مضر سلامتي انسان است، اين طرح با ارايه و ساخت يك نوع جديدي از نماي ساختمان اين مشكل را برطرف مي¬كند.