CH630979A5 - Anlage zur gewinnung von wasser aus feuchter luft. - Google Patents

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CH630979A5 CH57378A CH57378A CH630979A5 CH 630979 A5 CH630979 A5 CH 630979A5 CH 57378 A CH57378 A CH 57378A CH 57378 A CH57378 A CH 57378A CH 630979 A5 CH630979 A5 CH 630979A5
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Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Durchführung eines Verfahrens zur Gewinnung von Wasser aus feuchter Luft, wobei zunächst ein hygroskopischer Stoff mit Wasser angereichert wird, indem er der feuchten Luft ausgesetzt wird und anschliessend das Wasser aus dem hygroskopischen Stoff durch einen Warmluftstrom wieder ausgetrieben wird, der das Wasser aufnimmt, worauf dieser feuchte Warmluftstrom in einem Desorptionsraum gekühlt wird, so dass das in dem feuchten Warmluftstrom enthaltene Wasser kondensiert.
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Eine derartige Anlage ist aus der DE-PS 6 63 920 bekannt. Bei der bekannten Anlage erfolgt die Erwärmung des Luftstroms zur Austreibung des Wassers aus dem hygroskopischen Stoff durch Sonneneinstrahlung, und es wird die Kühlung des feuchten Luftstroms mittels der im Schatten herrschenden Temperatur oder auch mittels gespeicherter Nachtkälte bewirkt. Dies beteu-tet, dass diese Anlage nur dann zufriedenstellend funktionieren kann, wenn die Temperaturunterschiede zwischen Tag und Nacht bzw. zwischen Sonnenseite und Schatten entsprechend 4J gross sind, so dass der Einsatz der Anlage auf die Stellen der Erde beschränkt ist, an denen derartige Bedingungen gegeben sind. Ferner kann nach dem bekannten Verfahren nicht kontinuierlich Wasser gewonnen werden, da Wasser nur tagsüber aus dem hygroskopischen Stoff ausgetrieben werden kann und die J()
Befeuchtung des hygroskopischen Stoffs immer nur nachts stattfindet.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zur Gewinnung von Wasser aus feuchter Luft der eingangs angegebenen Art zu schaffen, die im Grundsatz nach dem Verfahren gemäss der deutschen Patentschrift 6 63 920 arbeitet und mit der unabhängig von den klimatischen Bedingungen am Ort der Durchführung des Verfahrens Wasser aus der Luft gewonnen werden kann.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass eine Wärmepumpe 6o vorgesehen ist, deren Verdampf er zum Entzug von Warme aus dem Desorptionsraum und deren Kondensator zur Beheizung des das Wasser aus dem hygroskopischen Stoff austreibenden Warmluftstroms eingesetzt ist.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass ein Gegenstromwärmetauscher vorgesehen ist, in dem der feuchte Warmluftstrom vor Eintritt in den Desorptionsraum durch Wärmeaustausch mit der aus dem Desorptionsraum austretenden entfeuchteten Luft vorgekühlt wird.
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Zweckmässigerweise kann die Wärmepumpe mehrstufig ausgebildet sein.
Durch den Einsatz einer Wärmepumpe kann die notwendige Kondensationstemperatur des feuchten Luftstroms und die zur vollständigen Austreibung des Wassers aus dem hygroskopischen Stoff notwendige Temperatur des Luftstroms leichter erzielt werden, so dass sich dadurch eine grössere Wasserausbeute ergibt.
Ein Ausfühungsbeispiel einer Anlage nach der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 die Anlage zur Wassergewinnung in schematischer Form und
Fig. 2 die thermodynamische Zustandsänderung der durch die Anlage strömenden Luft in einem Diagramm.
Die Anlage zur Wassergewinnung aus der Luft weist einen Lufterhitzer 1 auf, der über einen V entilator 2 mit einem Adsorber 3 verbunden ist, in dem sich als Adsorptionsmittel Silikagel befindet.
Der Adsorber 3 ist mit einem ersten Eingang eines Gegen-stromwärmetauschers 4 verbunden, dessen zweiter Eingang und dessen erster Ausgang mit einem als Kondensator 5 ausgebildeten Desorptionsraum verbunden sind und dessen zweiter Ausgang ins Freie führt.
Der Kondensator 5 ist mit einer Wärmepumpe 6 verbunden und hat einen Auslass für das bei der Kondensation anfallende Wasser. Die Wärmepumpe 6 wird von einem Motor W angetrieben, dargestellt durch einen gestrichelten Pfeil, und ist mit dem Lufterhitzer 1 verbunden.
Wenn die Anlage in Betrieb ist, strömt feuchte Luft L1 durch den Adsorber 3, in dem das Adsorptionsmittel der Luft die Feuchtigkeit entzieht und adsorbiert. Die durch den Adsorber strömende feuchte Luft wurde bereits vor ihrem Eintritt in den Adsorber 3 durch Kontakt mit dem durch die nächtliche Ausstrahlung kalten Boden abgekühlt. Nachdem das Adsorptionsmittel mit Feuchtigkeit beladen ist, fördert der Ventilator 2 heisse Luft aus dem Lufterhitzer 1 in den Adsorber 3. Die heisse Luft entzieht dem Adsorptionsmittel die Feuchtigkeit wieder und nimmt sie auf. Die mit Feuchtigkeit beladene Luft wird dann in den Gegenstromwärmetauscher 4 geführt, in dem sie Wärme an die vom Kondensator 5 kommende, kühle Luft abgibt, die anschliessend ins Freie strömt. Der so vorgekühlte feuchte Luftstrom wird nun in den Kondensator 5 geführt, in dem die Wärme Q1 durch den Verdampfer der Wärmepumpe 6 entzogen wird, so dass der im Luftstrom enthaltene Wasserdampf kondensiert. Die entstehenden Wassertropfen schlagen sich am Kondensator 5 nieder und werden gesammelt. Das Wasser kann über den Auslass dem Kondensator 5 entnommen werden, wie es durch den strichpunktierten Pfeil dargestellt ist. Die im Kondensator 5 abgekühlte Luft fliesst zurück in den Gegenstromwärmetauscher 4, wo sie zur Vorkühlung der vom Adsorber kommenden, feuchten Luft herangezogen wird. Der Kondensator der Wärmepumpe 6 gibt Wärme Q 2 an den Lufterhitzer 1 ab, die dort zur Erwärmung der durch den Lufterhitzer strömenden Luft verwendet wird. In Fig. 1 ist der Luftstrom vom Lufterhitzer 1 zum Kondensator 5 und von diesem zum Gegenstromwärmetauscher 4 mit L 2 bezeichnet und die Strömungsrichtung dieses Luftstromes L 2 ist durch die zwischen dem Lufterhitzer 1, Adsorber 3, Gegenstromwärmetauscher 4 und Kondensator 5 gezeichneten Pfeile angegeben.
Fig. 2 zeigt die gesamte Zustandsänderung der vom Lufterhitzer 1 zum Kondensator 5 strömenden Luft. Die Enthalpiewerte H und die Entropiewerte S sind jeweils an der Ordinate und der Abszisse des Diagramms aufgetragen.
Die mit Ziffern versehenen Kurvenabschnitte stellen die Zustandsänderung der Luft in den verschiedenen Aggregaten 1, 2,3,4 und 5 der Anlage dar, wobei die Ziffern an den Kurvenabschnitten mit den Bezugszeichen der Aggregate der Anlage übereinstimmen. Die Zustandsänderung der Luft im Adsorber3
verläuft nicht ganz isenthalp, da der Luft im Adsorber 3 Benet-zungswärme zugeführt bzw. entzogen wird. Als Adsorptionsmittel eignen sich weitporige Silikagele, die eine geringe Benet-zungswärme besitzen und die das adsorbierte Wasser weitgehend
3 630 979
bei Temperaturen um 30 ° C oder darunter desorbieren. Je nach Eigenschaft des Silikagels kann eine Beladung mit Wasser im Adsorber bis zu 75 g/100 g Gel erreicht werden, wenn die relative Luftfeuchte im Adsorber 50 - 60 % nicht unterschreitet.
M
1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

  1. 630 979
    PATENTANSPRÜCHE
  2. 1 .Anlage zur Gewinnung von Wasser aus feuchter Luft,
    wobei zunächst ein hygroskopischer Stoff mit Wasser angereichert wird, indem er der feuchten Luft ausgesetzt wird und anschliessend das Wasser aus dem hygroskopischen Stoff durch einen Warmluftstrom wieder ausgetrieben wird, der das Wasser aufnimmt, worauf dieser feuchte Warmluftstrom in einem Desorptionsraum gekühlt wird, so dass das in dem feuchten Warmluftstrom enthaltene Wasser kondensiert, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wärmepumpe (6) vorgesehen ist,
    deren Verdampfer zum Entzug von Wärme aus dem Desorptionsraum (5) und deren Kondensator zur Beheizung des das Wasser aus dem hygroskopischen Stoff austreibenden Warmluftstroms eingesetzt ist.
  3. 2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gegenstromwärmetauscher (4) vorgesehen ist, in dem der feuchte Warmluftstrom vor Eintritt in den Desorptionsraum (5) durch Wärmeaustausch mit der aus dem Desorptionsraum (5) austretenden entfeuchteten Luft vorgekühlt wird. 20
  4. 3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmepumpe (6) mehrstufig ausgebildet ist.
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CH57378A 1977-01-24 1978-01-19 Anlage zur gewinnung von wasser aus feuchter luft. CH630979A5 (de)

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