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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kondensieren von Wasserdampf aus Luft mit einer Platte aus wärmeleitendem Werkstoff, der wenigstens ein Peltier-Element als Kühleinrichtung zugeordnet ist, um die Platte unter den Taupunkt abzukühlen, wobei für die Versorgung des wenigstens einen Peltier-Elementes mit elektrischer Energie wenigstens eine Solarzelle vorgesehen ist, und wobei ein Sammelbehälter für kondensiertes, von der Platte abströmendes Wasser vorgesehen ist.
Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE 101 54 351 A bekannt.
In der EP 0 947 470 A wird eine Vorrichtung zum Gewinnen von Wasser aus feuchter Luft beschrieben, wobei in einer vierseitigen Glaspyramide hygroskopisches Material enthalten ist, das während der Nacht bei geöffneter Pyramide Wasser aus der Luft aufnehmen und speichern soll. Tagsüber soll das gespeicherte Wasser unter Sonneneinwirkung in der auf 100 C erwärmten Pyramide aus dem hygroskopischen Material entweichen, sich auf der Pyramide niederschlagen und durch ein Rohr abgeleitet werden. Irgendwelche Hinweise auf das Kondensieren von Wasser an einer zwangsgekühlten Fläche sind dieser Schrift nicht zu entnehmen.
Die DE 100 23 424 A betrifft eine Anlage zum Erzeugen elektrischer Energie aus Sonnenenergie mit einem "Aufwindkraftwerk" mit "Glasdachkollektor". Durch den Glasdachkollektor soll Wärme gewonnen werden, um die Luftströmung in dem Aufwindkraftwerk (Kamin) zu erwärmen und den Luftstrom zu erhöhen. Irgendwelche Hinweise, aus feuchter Luft Wasser zu gewinnen, sind in dieser Schrift nicht erwähnt.
In der DE 35 09 599 A wird eine Vorrichtung zum Ausnützen der Kondensationswärme von Wasserdampf zum Erzeugen elektrischer Energie beschrieben. Bei dieser Vorrichtung sind in einem geschlossenen, U-förmigen, teilweise im Boden versenkten Gehäuse ein Kondensator und ein Wärmetauscher vorgesehen, die mit Abstand voneinander in einem Luftströmungskanal angeordnet sind. In diesem Luftströmungskanal ist auch ein Windgenerator vorgesehen. Dabei sollen der Kondensator und der Wärmetauscher integrale Bestandteile zum Gewinnen von destilliertem Wasser oder Trinkwasser aus salzhaltigem Wasser, insbesondere Meerwasser, mit Hilfe von Solarenergie sein.
In der DE 44 30 901 C wird ein Verfahren mit einer Vorrichtung zum Gewinnen von Wasser aus Luft beschrieben, wobei ein mit trockenem Sorptionsmaterial gefüllter Speicher von Umgebungsluft durchströmt wird, sodass in dem Sorptionsmaterial Feuchtigkeit absorbiert wird. Dabei entsteht Heissluft, die in einen zweiten, mit Sorptionsmaterial, das mit Feuchtigkeit beladen ist, gefüllten Speicher geleitet wird. Die Luft lässt man zum Zwecke des Wasserentzugs über einen Kondensator umströmen.
In der DE 196 32 272 A wird eine Vorrichtung zum Gewinnen von Wasser beschrieben, wobei eine photovoltaische Elemente aufweisende Energiequelle, ein Kühlaggregat, das von der Energiequelle betrieben wird, um einen in Kontakt mit der Umgebungsluft stehenden Kühlkörper zu kühlen, sowie ein Auffangbehälter für Wasser, nämlich des an dem Kühlkörper gebildeten Kondensats, vorgesehen sind.
Zum Gewinnen von Trinkwasser aus Feuchtigkeit enthaltender Luft wird gemäss der DE 33 13 711A die Feuchtigkeit durch Abkühlen der Luft unter deren Taupunkt an einem Kühlelement kondensiert, wobei das kondensierte Wasser aufgefangen und zur Aufbereitung zu Trinkwasserqualität gesammelt wird.
Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, mit der in Luft enthaltener Wasserdampf kondensiert und als flüssiges Wasser gesammelt, sowie zur weiteren Benützung bereitgestellt werden kann.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäss mit einer Vorrichtung, welche dadurch gekenn-
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zeichnet ist, dass die wenigstens eine Solarzelle auf der Rückseite einer lichtdurchlässigen Platte vorgesehen ist, dass die lichtdurchlässige Platte und die Platte aus wärmeleitendem Werkstoff von einem Rahmen umgeben sind, dass der Rahmen zusammen mit der lichtdurchlässigen Platte und der Platte aus wärmeleitendem Werkstoff ein Gehäuse definiert, in dem das wenigstens eine Peltier-Element und die wenigstens eine Solarzelle angeordnet sind, und dass in dem Gehäuse eine Steuerung vorgesehen ist, die wirkmässig mit einem Temperatursensor zum Erfassen der Umgebungstemperatur,
mit einem Feuchtigkeitssensor zum Erfassen der Luftfeuchtigkeit und mit einem weiteren Temperatursensor zum Erfassen der Temperatur der Platte aus wärmeleitendem Werkstoff verknüpft ist.
Weitere vorteilhafte und bevorzugte Ausgestaltungsmöglichkeiten der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung macht sich den Effekt zunutze, dass in Luft enthaltener Wasserdampf an entsprechend (d. h. unter den Taupunkt) gekühlten Flächen kondensiert. Durch die erfindungsgemässe Ausgestaltung der Vorrichtung zum Kondensieren von Wasserdampf ergibt sich eine kompakte, modulartige Konstruktion.
Da die Vorrichtung in einem Gehäuse untergebracht ist, kann die erfindungsgemässe Vorrichtung als wartungsfreie Anlage konzipiert sein, die sich selbst überlassen werden kann. Beispielsweise kann die erfindungsgemässe Vorrichtung für das selbsttätige Bewässern unter (schwierigen) Bedingungen, z. B. an schwer zugänglichen Orten, vorgesehen sein.
Mit der erfindungsgemässen Vorrichtung wird in einer Ausführungsform eine selbsttätige und im Normalfall ohne externe Stromquelle betreibbare Vorrichtung zum Gewinnen von (flüssigem) Wasser zur Verfügung gestellt.
Das Mittel, um eine Fläche, an der in der Luft enthaltener Wasserdampf kondensieren kann, zu kühlen, ist wenigstens ein Peltier-Element.
Die für das Betreiben der Kühleinrichtung, z.B. des Peltier-Elementes, erforderliche elektrische Energie kann in einer Ausführungsform der Erfindung durch Sonnenzellen, die an der erfindungsgemässen Vorrichtung, vorzugsweise mit dieser zu einer Baueinheit kombiniert, vorgesehen sind, gewonnen werden, so dass eine externe Stromquelle für das Betreiben der erfindungsgemässen Vorrichtung (im Normalfall) nicht notwendig ist.
Um die an der "warmen" Stelle der Kühleinrichtung, z. B. des wenigstens einen PeltierElementes, entstehende Wärme abzuführen, können in der erfindungsgemässen Vorrichtung Kühlrippen vorgesehen sein, denen zur verstärkten Abfuhr von Wärme Ventilatoren zugeordnet sein können. Diese Ventilatoren (z.B. "Flachventilatoren") können im Normalfall ebenfalls durch die in der Vorrichtung vorgesehenen Sonnenzellen mit elektrischer Energie versorgt werden.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass für den Fall ungenügender Stromgewinnung durch die Sonnenzellen in der erfindungsgemässen Vorrichtung wenigstens eine Pufferbatterie vorgesehen ist. Zusätzlich oder alternativ kann auch vorgesehen sein, dass in diesem Fall die für den Betrieb der erfindungsgemässen Vorrichtung erforderliche Energie durch eine externe Stromquelle aufgebracht wird.
Bei der Erfindung können zusätzlich zu dem wenigstens einem Peltier-Element auch andere Kühlvorrichtungen (beispielsweise Absorber oder Kompressorkühlvorrichtungen) vorgesehen sein.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
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Es zeigt Fig. 1 die Vorderansicht einer als Rahmenkonstruktion ausgebildeten erfindungsgemä- #en Vorrichtung, Fig. 2 die Vorrichtung aus Fig. 1 von hinten gesehen und Fig. 3 einen Schnitt längs der Linien 111-111 in Fig. 1 und 2.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung 1 besitzt in einem Rahmen 2 gehalten an ihrer der Sonneneinstrahlung zugekehrten Seite (Vorderseite) eine licht-durchlässige Platte, z. B. eine Glasplatte 3. An der Rückseite der Vorrichtung 1 ist eine Metallplatte 4 vorgesehen, die ebenfalls in den Rahmen 2 eingesetzt ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel definieren die an der Vorderseite vorgesehene Glasplatte 3 und die an der Rückseite vorgesehene Metallplatte 4 zusammen mit dem Rahmen 2 ein flaches, im wesentlichen quaderförmiges, Gehäuse der Vorrichtung 1.
Der Glasplatte 3 an der Vorderseite der Vorrichtung 1 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel im Inneren des Gehäuses Solarzellen 6 für das Gewinnen von elektrischer Energie unter der Einwirkung von Sonnenlicht zugeordnet.
Der an der Rückseite der Vorrichtung 1 vorgesehenen Metallplatte 4 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel mehrere Peltier-Elemente 8 zugeordnet, u. zw. so, dass deren kalte Stellen 10 der Metallplatte 4 zugeordnet sind, beispielsweise an der Innenseite der Metallplatte 4 anliegen, so dass diese gekühlt wird.
Wie Fig. 2 zeigt, sind der Metallplatte 4 beispielsweise vier Peltier-Elemente 8 zugeordnet.
Fig. 2 zeigt auch, dass unter dem unteren Rand 12 der Metallplatte 4 eine Sammelrinne 14 für an der Metallplatte 4 kondensiertes Wasser, das zum unteren Rand 12 der Metallplatte 4 rinnt und von dort abtropft, zugeordnet ist, die zu einem Sammelbehälter 16 führt. Die Rinne 14 kann Teil des Rahmens 2 sein.
Das sich im Sammelbehälter 16 ansammelnde Wasser kann beliebig einer weiteren Verwendung zugeführt, beispielsweise zum Bewässern benützt werden.
Den warmen Seiten 20 der Peltier-Elemente 8 ist ein Kühlkörper 22, der im Ausführungsbeispiel mit Kühlrippen 24 ausgerüstet ist, zugeordnet. So wird die an der warmen Seite 20 der PeltierElemente 8 entstehende Wärme abgeführt. Um diese Wärmeabfuhr zu verstärken, kann dem Kühlkörper 22 und gegebenenfalls den Kühlrippen 24 wenigstens ein Ventilator 26 zugeordnet sein, der die Strömung von den Kühlkörper 22/ die Kühlrippen 24 kühlender Luft (Abtransport von Wärme von diesen), verstärkt.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung besitzt noch eine Steuereinheit 30, die mit einem Sensor 31 für die Temperatur der Luft, der Wasser durch Kondensieren des in ihr enthaltenen Wasserdampfes entzogen werden soll, wirkmässig verbunden ist. Des weiteren ist der Steuereinheit 30 ein Feuchtesensor 32 zugeordnet, um den Feuchtegehalt der Luft zu ermitteln.
Schliesslich ist der Steuereinheit 30 ein Sensor 33 zugeordnet, der die Temperatur der, z.B. durch die Peltier-Elemente 8, gekühlten Metallplatte 4 erfasst. Aufgrund der von den Sensoren 31 und 32 erfassten Daten wird von der Steuereinheit 30 die für das Kondensieren von Wasserdampf aus Luft jeweils optimale Temperatur der Metallplatte 4 (eine Temperatur unter dem Taupunkt) ermittelt und die Kühleinrichtung, z. B. die Peltier-Elemente 8, entsprechend in Betrieb genommen, um die Metallplatte 4 auf die erforderliche Temperatur zu kühlen. Aufgrund der vom Sensor 33 erfassten Temperatur der Metallplatte 4 wird der Betrieb der Kühleinrichtung, beispielsweise des wenigstens einen Peltier-Elementes 8, so gesteuert, dass die Metallplatte 4 bei Betrieb der Vorrichtung auf die erforderliche Temperatur gekühlt ist und bleibt.
In einer Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass, wenn die Kühlleistung der Peltier-Elemente 8 unter bestimmten Aussenbedingungen nicht ausreicht, eine, gegebenenfalls solarbetriebene, weitere Kühleinrichtung (Absorber- oder Kompressor-Kühlaggregate) für die
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Metallplatte 4 in Betrieb genommen werden.
Falls bei ungenügender Sonneneinstrahlung (bedeckter Himmel, u.ähnl) die Energie der Solarzellen 6 nicht ausreicht, können zusätzliche Stromquellen, wie Batterien, Akkumulatoren, oder ein externes Stromnetz herangezogen werden, um die nötige Energie aufzubringen, mit der die erfindungsgemässe Vorrichtung, insbesondere die Kühleinrichtung betrieben wird.
Durch die Konstruktion der erfindungsgemässen Vorrichtung als geschlossenes Gehäuse (Rahmen, Glasplatte und Metallplatte) ist es möglich, die Vorrichtung auf einfache Weise an der für deren Benützung vorgesehenen Stelle zu montieren.
In der beschriebenen Ausführungsform ist die Vorrichtung praktisch wartungsfrei ausgeführt, so dass sie sich selbst überlassen werden kann. So ist es beispielsweise möglich, eine erfindungsgemässe Vorrichtung für das Bewässern unter schwierigen Bedingungen, also Bedingungen, wo eine Bedienungsperson z. B. (aus zeitlichen oder örtlichen Gründen) nicht ohne weiteres Zugang hat, verwendet werden.
Es versteht sich, dass die erfindungsgemässe Vorrichtung dem Wasserbedarf entsprechend dimensioniert und/oder mit gleichen oder ähnlich aufgebauten Vorrichtungen kombiniert werden kann, wenn grössere Mengen an Wasser zu gewinnen sind.
In einem Ausführungsbeispiel weist die erfindungsgemässe Vorrichtung folgende Merkmale auf, wobei auch eine Unterkombination der im folgenden genannten Merkmale in Betracht gezogen ist.
- Der für den Betrieb der Vorrichtung erforderliche Strom wird (vornehmlich) von wenigstens einer Solarzelle erzeugt.
- Die Solarzelle ist in einem Gehäuse mit Rahmen montiert.
- Am Rahmen ist an der Rückseite eine Metallplatte befestigt.
- An der Metallplatte liegen die kalten Seiten von wenigstens einem Peltier-Element an.
- An den warmen Seiten des wenigstens einen Peltier-Elementes sind Kühlrippen vorgesehen. Den Kühlrippen wird von (flachen) Ventilatoren Kühluft zugeführt, um den Wärmeabtransport zu unterstützen.
- Die Unterseite des Rahmens kann als Rinne ausgebildet sein, in der sich von der Metallplatte abrinnendes Wasser sammelt.
- Dem tieferen Ende der Rinne kann ein Sammelbehälter für kondensiertes Wasser zugeordnet sein.
- Der Sammelbehälter kann in die Vorrichtung integriert, jedoch abnehmbar ausgebildet sein.
- Die Vorrichtung besitzt eine Steuereinheit, die beispielsweise zwischen Solarzelle und Metallplatte angeordnet ist.
- Die Steuereinheit ist mit einem Sensor zum Bestimmen der Luftfeuchtigkeit, sowie zwei Temperaturfühlern zum Erfassen der Umgebungstemperatur einerseits und der Temperatur der Metallplatte anderseits zugeordnet.
- Eine in der Steuereinheit eingebaute Regelelektronik steuert die Kühlung der Metallplatte so, dass deren Temperatur immer unter den jeweils aufgrund der Umgebungstemperatur und der Luftfeuchte berechneten Taupunkt liegt. Dieses Ermitteln des Taupunktes kann kontinuierlich oder bevorzugt in vorgegebenen und gegebenenfalls wählbaren Zeitabständen erfolgen.
Zusammenfassend kann ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wie folgt dargestellt werden: Eine Vorrichtung zum Kondensieren von Wasserdampf aus Luft besitzt eine Metallplatte (4). Der Metallplatte (4) sind Peltier-Elemente (8) zugeordnet, um die Platte (4) auf eine Temperatur unterhalb des Taupunktes zu kühlen. Die Vorrichtung ist mit Solarzellen (6) ausgerüstet, die den für den Betrieb der Peltier-Elemente (8) erforderlichen elektrischen Strom liefern. Es ist eine Steuerung (30) mit Temperatursensoren (31, 33) und mit einem die Luftfeuchtigkeit erfassenden Sensor (32) vorgesehen, welche die Peltier-Elemente (8) so steuert, dass die Platte (4) stets
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die für die Funktion richtige Temperatur besitzt.
Patentansprüche : 1. Vorrichtung zum Kondensieren von Wasserdampf aus Luft mit einer Platte (4) aus wärme- leitendem Werkstoff, der wenigstens ein Peltier-Element (8) als Kühleinrichtung zugeordnet ist, um die Platte (4) unter den Taupunkt abzukühlen, wobei für die Versorgung des we- nigstens einen Peltier-Elementes (8) mit elektrischer Energie wenigstens eine Solarzelle (6) vorgesehen ist, und wobei ein Sammelbehälter (16) für kondensiertes, von der Platte (4) abströmendes Wasser vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Solarzelle (6) auf der Rückseite einer lichtdurchlässigen Platte (3) vorgesehen ist, dass die lichtdurchlässige Platte (3) und die Platte (4) aus wärmeleitendem Werkstoff von einem Rahmen (2) umgeben sind, dass der Rahmen (2) zusammen mit der lichtdurchlässi- gen Platte (3) und der Platte (4)
aus wärmeleitendem Werkstoff ein Gehäuse definiert, in dem das wenigstens eine Peltier-Element (8) und die wenigstens eine Solarzelle (6) ange- ordnet sind, und dass in dem Gehäuse eine Steuerung (30) vorgesehen ist, die wirkmässig mit einem Temperatursensor (31) zum Erfassen der Umgebungstemperatur, mit einem
Feuchtigkeitssensor (32) zum Erfassen der Luftfeuchtigkeit und mit einem weiteren Tempe- ratursensor (33) zum Erfassen der Temperatur der Platte (4) aus wärmeleitendem Werk- stoff verknüpft ist.
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The invention relates to a device for condensing water vapor from air with a plate of thermally conductive material, which is associated with at least one Peltier element as a cooling device to cool the plate below the dew point, wherein for supplying the at least one Peltier element with electrical energy at least one solar cell is provided, and wherein a collecting container is provided for condensed water flowing out of the plate.
Such a device is known from DE 101 54 351 A.
EP 0 947 470 A describes a device for extracting water from moist air, in which a hygroscopic material is contained in a four-sided glass pyramid which is intended to absorb and store water from the air during the night when the pyramid is open. During the day, the stored water should escape from the hygroscopic material under the effect of sunlight in the pyramid heated to 100 C, precipitate on the pyramid and be discharged through a pipe. Any references to the condensation of water on a forced-cooled surface are not apparent from this document.
DE 100 23 424 A relates to a system for generating electrical energy from solar energy with a "Aufwindkraftwerk" with "glass roof collector". Heat is to be gained through the glass roof collector to heat the air flow in the updraft power plant (chimney) and to increase the air flow. Any hints to gain water from humid air are not mentioned in this document.
In DE 35 09 599 A, a device for exploiting the heat of condensation of water vapor for generating electrical energy is described. In this device, a condenser and a heat exchanger are provided in a closed, U-shaped, partially recessed in the bottom housing, which are arranged at a distance from each other in an air flow channel. In this air flow channel and a wind generator is provided. In this case, the condenser and the heat exchanger should be integral components for obtaining distilled water or drinking water from saline water, in particular seawater, with the aid of solar energy.
In DE 44 30 901 C, a method is described with a device for recovering water from air, wherein a filled with dry sorbent storage of ambient air is flowed through, so that moisture is absorbed in the sorbent material. This creates hot air which is directed into a second reservoir filled with sorbent material laden with moisture. The air is circulated for the purpose of dehydration via a condenser.
In DE 196 32 272 A a device for obtaining water is described, wherein a photovoltaic element having energy source, a cooling unit, which is operated by the power source to cool a standing in contact with the ambient air heat sink, and a collecting container for water , namely the condensate formed on the heat sink, are provided.
To obtain drinking water from moisture-containing air, according to DE 33 13 711A, the moisture is condensed by cooling the air below its dew point on a cooling element, wherein the condensed water is collected and collected for treatment to drinking water quality.
The aim of the invention is to provide a device of the type mentioned above, condensed with the water vapor contained in air and collected as liquid water, and can be provided for further use.
This object is achieved according to the invention with a device which is characterized
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is characterized in that the at least one solar cell is provided on the back of a translucent plate, that the translucent plate and the plate of thermally conductive material are surrounded by a frame, that the frame together with the translucent plate and the plate of thermally conductive material defines a housing in which the at least one Peltier element and the at least one solar cell are arranged, and in that a control is provided in the housing, which is effectively provided with a temperature sensor for detecting the ambient temperature,
is associated with a humidity sensor for detecting the humidity and with another temperature sensor for detecting the temperature of the plate made of thermally conductive material.
Further advantageous and preferred embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
The invention utilizes the effect of condensing water vapor contained in air at appropriately (i.e., below the dew point) cooled surfaces. The inventive design of the device for condensing water vapor results in a compact, modular construction.
Since the device is housed in a housing, the inventive device can be designed as a maintenance-free system that can be left to itself. For example, the inventive device for the automatic irrigation under (difficult) conditions, eg. B. in hard to reach places, be provided.
With the device according to the invention, in one embodiment, an automatic device, which can normally be operated without an external power source, is provided for obtaining (liquid) water.
The means for cooling an area where water vapor contained in the air can condense is at least one Peltier element.
For operating the cooling device, e.g. of the Peltier element, required electrical energy can be obtained in one embodiment of the invention by solar cells, which are combined with the device according to the invention, preferably with this to a structural unit, so that an external power source for operating the inventive device (im Normal case) is not necessary.
To the at the "warm" place of the cooling device, z. As the at least one PeltierElementes dissipate heat, may be provided in the inventive device cooling fins, which may be assigned to the increased removal of heat fans. These fans (e.g., "flat fans") can also be normally powered by the solar cells provided in the device with electrical energy.
In one embodiment of the invention, it is provided that in the case of insufficient power generation by the solar cells in the inventive device at least one backup battery is provided. Additionally or alternatively, it may also be provided that in this case the energy required for the operation of the device according to the invention is applied by an external power source.
In the invention, in addition to the at least one Peltier element, other cooling devices (for example absorbers or compressor cooling devices) may also be provided.
Further details and features of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment with reference to the drawings.
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1 shows the front view of a device according to the invention designed as a frame construction, FIG. 2 shows the device from FIG. 1 seen from the rear, and FIG. 3 shows a section along lines III-III in FIGS. 1 and 2.
The inventive device 1 has in a frame 2 held on its side facing the sun (front side) a light-transmissive plate, for. B. on the back of the device 1, a metal plate 4 is provided, which is also inserted into the frame 2. In the exemplary embodiment shown, the glass plate 3 provided on the front side and the metal plate 4 provided on the rear side together with the frame 2 define a flat, essentially cuboidal, housing of the device 1.
The glass plate 3 at the front of the device 1 are assigned in the embodiment shown in the interior of the housing solar cells 6 for the recovery of electrical energy under the action of sunlight.
The provided on the back of the device 1 metal plate 4 are assigned in the embodiment shown several Peltier elements 8, u. between so that their cold spots 10 are assigned to the metal plate 4, for example, rest against the inside of the metal plate 4, so that it is cooled.
As shown in FIG. 2, the metal plate 4, for example, four Peltier elements 8 associated.
Fig. 2 also shows that under the lower edge 12 of the metal plate 4, a collecting channel 14 for condensed water on the metal plate 4, which runs to the lower edge 12 of the metal plate 4 and drips from there, is assigned, which leads to a collecting container 16. The channel 14 may be part of the frame 2.
The accumulating in the sump 16 water can be arbitrarily supplied to another use, for example, be used for irrigation.
The warm sides 20 of the Peltier elements 8 is a heat sink 22, which is equipped in the embodiment with cooling fins 24 assigned. Thus, the heat generated on the warm side 20 of the Peltier elements 8 is dissipated. In order to increase this heat dissipation, the cooling body 22 and optionally the cooling fins 24 may be assigned at least one fan 26, which amplifies the flow of the cooling bodies 22 / the cooling fins 24 cooling air (removal of heat from them).
The device according to the invention also has a control unit 30, which is connected to a sensor 31 for the temperature of the air, the water to be removed by condensing the water vapor contained in it, is effectively connected. Furthermore, the control unit 30 is associated with a humidity sensor 32 in order to determine the moisture content of the air.
Finally, the control unit 30 is associated with a sensor 33 which determines the temperature of, e.g. detected by the Peltier elements 8, cooled metal plate 4. On the basis of the data acquired by the sensors 31 and 32, the control unit 30 determines the optimum temperature of the metal plate 4 (a temperature below the dew point) for condensing water vapor out of air, and the cooling device, e.g. B. the Peltier elements 8, accordingly put into operation to cool the metal plate 4 to the required temperature. Due to the detected by the sensor 33 temperature of the metal plate 4, the operation of the cooling device, for example, the at least one Peltier element 8 is controlled so that the metal plate 4 is cooled during operation of the device to the required temperature and remains.
In one embodiment of the invention can be provided that, if the cooling capacity of the Peltier elements 8 is not sufficient under certain external conditions, an optionally solar-powered, further cooling device (absorber or compressor cooling units) for the
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Metal plate 4 are put into operation.
If, in the case of insufficient solar irradiation (overcast sky, etc.), the energy of the solar cells 6 is insufficient, additional power sources, such as batteries, accumulators, or an external power grid can be used to apply the necessary energy with which the device according to the invention, in particular the Cooling device is operated.
By constructing the device according to the invention as a closed housing (frame, glass plate and metal plate), it is possible to mount the device in a simple manner at the point provided for its use.
In the described embodiment, the device is designed virtually maintenance-free, so that it can be left to itself. Thus, it is possible, for example, an inventive device for irrigating under difficult conditions, ie conditions where an operator z. B. (for temporal or local reasons) does not readily have access to be used.
It is understood that the device according to the invention can be dimensioned according to the water requirement and / or can be combined with the same or similar devices if larger amounts of water are to be obtained.
In one embodiment, the device according to the invention has the following features, wherein a sub-combination of the features mentioned below is also taken into consideration.
The current required for the operation of the device is generated (primarily) by at least one solar cell.
- The solar cell is mounted in a housing with frame.
- A metal plate is attached to the frame at the back.
- On the metal plate are the cold sides of at least one Peltier element.
- On the warm sides of the at least one Peltier element cooling fins are provided. The cooling fins are supplied with cooling air by (flat) fans to aid in heat dissipation.
- The underside of the frame may be formed as a groove in which collects from the metal plate abrinnendes water.
- The lower end of the channel may be associated with a condensate tank.
- The collection container can be integrated into the device, but designed to be removable.
- The device has a control unit, which is arranged for example between solar cell and metal plate.
- The control unit is associated with a sensor for determining the humidity, and two temperature sensors for detecting the ambient temperature on the one hand and the temperature of the metal plate on the other hand.
- A built-in control unit in the control unit controls the cooling of the metal plate so that their temperature is always below the calculated in each case due to the ambient temperature and humidity dew point. This determination of the dew point can be carried out continuously or preferably at predetermined and optionally selectable time intervals.
In summary, an embodiment of the invention can be represented as follows: A device for condensing water vapor from air has a metal plate (4). The metal plate (4) is associated with Peltier elements (8) to cool the plate (4) to a temperature below the dew point. The device is equipped with solar cells (6), which provide the required for the operation of the Peltier elements (8) electrical power. There is a controller (30) with temperature sensors (31, 33) and with a humidity detecting sensor (32) is provided, which controls the Peltier elements (8) so that the plate (4) always
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which has the right temperature for the function.
Claims 1. A device for condensing water vapor from air with a plate (4) of heat-conducting material to which at least one Peltier element (8) is assigned as a cooling device in order to cool the plate (4) below the dew point, wherein the supply of the at least one Peltier element (8) with electrical energy is provided at least one solar cell (6), and wherein a collecting container (16) for condensed water flowing out of the plate (4) is provided, characterized in that the at least one solar cell (6) is provided on the rear side of a translucent plate (3), that the translucent plate (3) and the plate (4) of thermally conductive material are surrounded by a frame (2) that the frame (2) together with the translucent plate (3) and the plate (4)
a heat-conducting material is used to define a housing in which the at least one Peltier element (8) and the at least one solar cell (6) are arranged, and in the housing a control (30) is provided which is effectively connected to a temperature sensor ( 31) for detecting the ambient temperature, with a
Moisture sensor (32) for detecting the humidity and with a further Tempe- ratursensor (33) for detecting the temperature of the plate (4) is made of thermally conductive material.