CZ34073U1

CZ34073U1 - Compact device for obtaining water from the air

Info

Publication number: CZ34073U1
Application number: CZ2020-37317U
Authority: CZ
Inventors: Nikola Pokorný; Viacheslav Shemelin; Tomáš Matuška
Original assignee: ÄŚeskĂ© vysokĂ© uÄŤenĂ technickĂ© v Praze
Priority date: 2020-03-10
Filing date: 2020-03-10
Publication date: 2020-06-09

Description

Kompaktní zařízení pro získávání vody ze vzduchuCompact device for obtaining water from the air

Oblast technikyField of technology

Technické řešení se týká mobilního a v některých možných provedeních i autonomního zařízení, které umožňuje produkci vody ze vzduchu dokonce i v pouštních klimatických podmínkách ve velmi malém a kompaktním provedení.The technical solution concerns a mobile and in some possible embodiments also an autonomous device, which enables the production of water from the air even in desert climatic conditions in a very small and compact design.

Dosavadní stav technikyPrior art

V současné době je na trhu k dispozici řada zařízení, která pracují na principu chlazení okolního vzduchu výměníkem s teplotou nižší, než je teplota rosného bodu, kdy se vodní pára ze vzduchu vylučuje na jeho povrchu ve formě kapiček vody. Nevýhodou takového řešení je, že v případě nízké měrné vlhkosti okolního vzduchu pod 5 g/kg suchého vzduchu je produkce vody velice nízká a zároveň energeticky náročná. Proto například v pouštních podmínkách konvenční jednotky pro produkci vody ze vzdušné vlhkosti pouhým chlazením pod rosný bod nefungují.At present, a number of devices are available on the market which work on the principle of cooling the ambient air by an exchanger with a temperature lower than the dew point temperature, when water vapor is excreted from the air on its surface in the form of water droplets. The disadvantage of such a solution is that in the case of a low specific humidity of the ambient air below 5 g / kg of dry air, the water production is very low and at the same time energy-intensive. Therefore, for example, in desert conditions, conventional units for producing water from atmospheric moisture simply by cooling below the dew point do not work.

Proto je snaha vymyslet zařízení, které by bylo i v sušších podmínkách dostatečně efektivní. V malé míře se začínají objevovat zařízení, která využívají adsorpčního materiálu pro navlhčení vzduchu před samotným ochlazením pod teplotu rosného bodu. Nevýhodou dosud známých zařízení tohoto typuje stále poměrně velká energetická náročnost.Therefore, the effort is to invent a device that would be sufficiently effective even in drier conditions. To a small extent, devices are beginning to appear which use an adsorbent material to humidify the air before cooling itself below the dew point temperature. The disadvantage of the hitherto known devices of this type is still relatively high energy consumption.

Zařízení podle přihlášky WO 2016/187709 pro získávání vody ze vzduchu využívá sorpčního systému pro odvlhčení a navlhčení venkovního vzduchu. Pro regeneraci sorpčního výměníku uvádí různé zdroje tepla od odpadního tepla z výfukových plynů po teplo ze solárních kolektorů. Jde ale o zdroje externí, k výměníku je třeba teplo přivádět od zařízení stojících mimo systém. Teplo z chlazení přitom zůstává nevyužito, rovněž není popsána žádná rekuperace chladu. Z toho plyne vysoká energetická náročnost. Nevýhodou je také, že zdrojem elektrické energie pro provoz jednotky je elektřina ze sítě. Tudíž se nemůže jednat o autonomní zařízení.The device according to the application WO 2016/187709 for obtaining water from the air uses a sorption system for dehumidification and humidification of the outside air. For regeneration of the sorption exchanger, it lists various heat sources from waste heat from exhaust gases to heat from solar collectors. However, these are external sources, the heat exchanger must be supplied with heat from devices outside the system. The heat from the cooling remains unused, and no cold recovery is described. This results in high energy consumption. The disadvantage is also that the source of electricity for the operation of the unit is electricity from the network. Therefore, it cannot be an autonomous device.

Zařízení podle přihlášky WO 2006029249 pro získávání vody ze vzduchu nevyužívá sorpčního systému pro odnímání vlhkosti ze vzduchu. V patentu je popsáno několik principů, jak ochladit vzduch pod teplotu rosného bodu, jako například kompresorového nebo absorpční chlazení. Hlavní nevýhodou je velmi malá produkce vody při pouštních klimatických podmínkách, oproti navrhovanému zařízení.The device according to WO 2006029249 for obtaining water from air does not use a sorption system for removing moisture from the air. The patent describes several principles for cooling air below the dew point temperature, such as compressor or absorption cooling. The main disadvantage is the very small production of water in desert climatic conditions, compared to the proposed equipment.

Zařízení podle patentové přihlášky US 2006/0272344 využívá sorpčního systému na bázi sorpčního kola s tuhým desikantem s uzavřeným regeneračním okruhem. Pro regeneraci desikantu slouží odpadní teplo ze spalovacího motoru mobilního zařízení, tedy opět nejde o využití tepla vzniklého přímo provozem systému. Podobně jako výše je zde sorpční kolo, které spotřebovává elektrickou energii navíc, protože se musí přetáčet mezi dvěma polohami. Odvlhčený procesní vzduch vystupující ze sorpčního kola slouží jako zdroj chladu pro kondenzační výměník, kde je z navlhčeného vzduchu vy srážena vodní pára. Nevýhodou takového zařízení je, že může pracovat pouze v chladných nebo vlhkých oblastech, kde je teplota odvlhčeného procesního vzduchu dostatečně nízko pod teplotou rosného bodu navlhčeného vzduchu.The device according to patent application US 2006/0272344 uses a sorption system based on a sorption wheel with a solid desiccant with a closed regeneration circuit. Waste heat from the combustion engine of the mobile device is used to regenerate the desiccant, so again it is not a question of using the heat generated directly by the operation of the system. As above, there is a sorption wheel that consumes extra electricity because it has to rotate between two positions. The dehumidified process air leaving the sorption wheel serves as a source of cold for the condensing exchanger, where water vapor is precipitated from the humidified air. The disadvantage of such a device is that it can only operate in cold or humid areas where the temperature of the dehumidified process air is sufficiently low below the dew point temperature of the humidified air.

Zařízení podle patentu US 7601208 využívá pro odnímaní vlhkosti ze vzduchu kapalinový desikant. Zaprvé kapalinový desikant rozstřikem odebírá vlhkost z proudu vzduchu. Dále voda z roztoku desikantu se odděluje vypařováním. Zdrojem tepla pro vypařování je odpadní teplo ze spalovacího motoru mobilního zařízení. Následně vodní pára kondenzuje v kondenzátoru, kde zdrojem chladu je nasávaný venkovní vzduch. Jasnou nevýhodu takového zařízení je, že proThe device of U.S. Pat. No. 7,601,208 uses a liquid desiccant to remove moisture from the air. First, the liquid desiccant is sprayed to remove moisture from the air stream. Furthermore, the water from the desiccant solution is separated by evaporation. The heat source for evaporation is waste heat from the internal combustion engine of the mobile device. Subsequently, water vapor condenses in the condenser, where the source of cold is the sucked outside air. A clear disadvantage of such a device is that for

- 1 CZ 34073 Ul kondenzaci vodní páry je potřeba, aby teplota okolního vzduchu byla dostatečně nízko pod teplotou rosného bodu a v chladiči došlo ke kondenzaci vody.- 1 GB 34073 Ul condensation of water vapor is required so that the ambient air temperature is sufficiently low below the dew point temperature and water condensation occurs in the radiator.

Zařízení podle patentové přihlášky US 2011/0296858 využívá desikační systém se sorpčním kolem s tuhým desikantem. Venkovní nasávaný vzduch prochází sorpčním kolem a vodní pára se absorbuje na desikačním povrhu. Následně už odvlhčený vzduch se ohřívá v mikrovlnné komoře na vysokou teplotu a je veden zpátky do desikačního kola pro jeho regeneraci. Dále navlhčený vzduch přichází na chladič, kde vodní pára zkondenzuje. Z patentu ale není jasné, jakou výhodu má toto zařízení s desikačním kolem oproti klasickému kondenzačnímu zařízení, neboť zařízení pracuje se stejným průtokem procesního a regeneračního vzduchu a před kondenzací nedochází ke zvýšení obsahu vlhkosti ve vzduchu.The device according to patent application US 2011/0296858 uses a desiccation system with a sorption wheel with a solid desiccant. The outside intake air passes through the sorption wheel and water vapor is absorbed on the desiccation surface. Subsequently, the already dehumidified air is heated in a microwave chamber to a high temperature and is led back to the desiccator wheel for its regeneration. Furthermore, the humidified air comes to the cooler, where water vapor condenses. However, it is not clear from the patent what advantage this device with a desiccant wheel has over a conventional condensing device, since the device works with the same flow of process and regeneration air and there is no increase in the moisture content in the air before condensation.

Zařízení podle patentu CZ 307873 využívá desikační systém se sorpčním kolem s tuhým desikantem. Zařízení je navrženo jako autonomní. Venkovní nasávaný vzduch prochází sorpčním kolem a vodní pára se adsorbuje na desikačním povrchu. Zařízení využívá chladivový okruh pro ohřev regeneračního vzduchu a pro dochlazení vzduchu pod rosný bod, což je pro celkovou energetickou bilanci výhodné. Navlhčený vzduch přichází na chladič, kde vodní pára zkondenzuje. Chlad z chladiče se sice v jednom z navržených provedení využívá, ale přes dva kapalinové výměníky, což je méně účinné než jeden vzduchový rekuperační výměník. Nevýhodou takového zařízení je také koncept dvou proudů vzduchu, tedy provozu dvou sacích zařízení oproti jednoproudému provedení.The device according to patent CZ 307873 uses a desiccation system with a sorption wheel with a solid desiccant. The device is designed as autonomous. The outside intake air passes through a sorption wheel and water vapor is adsorbed on the desiccation surface. The device uses a refrigerant circuit to heat the regeneration air and to cool the air below the dew point, which is advantageous for the overall energy balance. Humidified air comes to the cooler, where water vapor condenses. The cooler from the cooler is used in one of the proposed embodiments, but via two liquid exchangers, which is less efficient than one air recuperation exchanger. The disadvantage of such a device is also the concept of two air streams, i.e. the operation of two suction devices compared to a single-stream design.

Nevýhodou řešení známých ze stavu techniky je tedy omezený rozsah použití buď v oblastech s vysokou vlhkostí, nebo s nízkou teplotou okolního vzduchu. V případě suchých teplých oblastí jako jsou pouště, vykazují některá zařízení nízkou produkci vody nebo vysokou náročnost na dodávku externí (neobnovitelné) energie. Žádné ze zařízení není schopno plnit současně požadavek na malé rozměry zařízení umožňující mobilitu zároveň s požadavkem na autonomní provoz nevyužívající dodávku externí (neobnovitelné) energie.The disadvantage of the solutions known from the prior art is therefore the limited scope of use either in areas with high humidity or with low ambient air temperature. In the case of dry warm areas such as deserts, some facilities show low water production or high demands on the supply of external (non-renewable) energy. None of the devices is able to meet at the same time the requirement for small dimensions of the device allowing mobility at the same time as the requirement for autonomous operation not using the supply of external (non-renewable) energy.

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Výše uvedené nevýhody odstraňuje kompaktní zařízení pro získávání vody ze vzduchu podle předkládaného technického řešení, které pro větší energetickou úspornost využívá rekuperaci chladu protiproudým vzduchovým výměníkem. Takové zařízení je schopno velmi efektivně fungovat i v pouštních podmínkách. V některých provedeních je možné rekuperaci chladu v protiproudém vzduchovém výměníku výhodně doplnit některými principy známými z CZ 307873. Zařízení podle předkládaného technického řešení je navíc kompaktní, malé, snadno mobilní a díky nízké energetické náročnosti za současné vysoké produkce vody je také snadno použitelné v autonomním provozu, např. jen s obnovitelnými zdroji energie.The above-mentioned disadvantages are eliminated by a compact device for obtaining water from the air according to the present technical solution, which uses cold recuperation by a countercurrent air exchanger for greater energy efficiency. Such a device is able to function very efficiently even in desert conditions. In some embodiments, the cold recovery in the countercurrent air exchanger can be advantageously supplemented by some principles known from CZ 307873. In addition, the device according to the present technical solution is compact, small, easily mobile and easy to use in autonomous operation due to low energy consumption. , eg only with renewable energy sources.

Toto kompaktní zařízení pro získávání vody ze vzduchu obsahuje první vzduchovod, který má první otvor prvního vzduchovodu pro vstup a/nebo výstup vzduchu a také druhý otvor prvního vzduchovodu pro vstup a/nebo výstup vzduchu, přičemž v tomto prvním vzduchovodu jsou umístěny chladič, první sací zařízení pro sání vzduchu do prvního vzduchovodu a alespoň část sorpčního výměníku, který má integrovaný ohřev a/nebo je mu předřazeno zařízení pro předehřev vstupujícího vzduchu. Podstatou tohoto zařízení je, že obsahuje také rekuperační tepelný výměník, který jev prvním vzduchovodu umístěn mezi chladičem a sorpčním výměníkem a současně také mezi chladičem a druhým otvorem prvního vzduchovodu. Tento rekuperační tepelný výměník má alespoň dvě vnitřní potrubí zapojená tak, že první z těchto vnitřních potrubí vzduchově propojuje přímo nebo přes další prvky sorpční výměník a chladič a že druhé z těchto vnitřních potrubí vzduchově propojuje přímo nebo přes další prvky chladič a druhý otvor prvního vzduchovodu. První a druhé vnitřní potrubí rekuperačního tepelného výměníku jsou ve vzájemném tepelném kontaktu. Sorpční výměník je navíc přímo nebo přes další prvky vzduchově propojen také s prvním otvorem prvního vzduchovodu.This compact device for obtaining water from the air comprises a first air duct having a first opening of the first air duct for air inlet and / or outlet and also a second opening of the first air duct for air inlet and / or outlet, in which first air duct are located a cooler, a first suction a device for sucking air into the first air duct and at least a part of the sorption exchanger, which has integrated heating and / or is preceded by a device for preheating the incoming air. The essence of this device is that it also contains a recuperative heat exchanger, which phenomenon of the first air duct is located between the cooler and the sorption exchanger and at the same time also between the cooler and the second opening of the first air duct. This recuperative heat exchanger has at least two internal ducts connected in such a way that the first of these internal ducts connects the sorption exchanger and the cooler directly or via other elements and that the second of these inner ducts connects the cooler and the second air duct opening directly or via other elements. The first and second inner pipes of the recuperative heat exchanger are in thermal contact with each other. In addition, the sorption exchanger is also connected to the first opening of the first air duct directly or via other elements.

-2CZ 34073 Ul-2CZ 34073 Ul

Je výhodné, když je první vzduchovod mezi sorpčním výměníkem a rekuperačním výměníkem opatřen klapkou pro vzduchové propojení s exteriérem.It is advantageous if the first air duct between the sorption exchanger and the recuperation exchanger is provided with a flap for air connection to the exterior.

V některých možných provedeních zařízení obsahuje i chladivový okruh s potrubím chladivá, chladivém, expanzním ventilem a kompresorem, k němuž je připojen chladič zapojený jako výpamík chladivá.In some possible embodiments, the device also comprises a refrigerant circuit with refrigerant piping, a refrigerant, an expansion valve and a compressor, to which a condenser connected as a refrigerant outlet is connected.

Zařízení s výhodou obsahuje také první tepelný výměník, který je umístěn mezi sorpčním výměníkem a prvním otvorem prvního vzduchovodů, přičemž tento první tepelný výměník je zapojen jako kondenzátor par chiadiva a současně ohřívač vzduchu a je přes potrubí chladivá a kompresor propojen s chladičem. Zařízení obsahuje také druhý tepelný výměník, který je zapojen jako dochlazovací výměník chiadiva a je přes potrubí chiadiva a expanzní ventil propojen s chladičem. První tepelný výměník a druhý tepelný výměník jsou navíc také navzájem propojeny potrubím chladivá.The device preferably also comprises a first heat exchanger, which is located between the sorption exchanger and the first opening of the first air ducts, this first heat exchanger being connected as a condenser vapor condenser and at the same time an air heater and connected to the cooler via a refrigerant pipe and a compressor. The device also comprises a second heat exchanger, which is connected as a after-cooling coolant exchanger and is connected to the cooler via a coolant line and an expansion valve. In addition, the first heat exchanger and the second heat exchanger are also interconnected by a refrigerant pipe.

Je výhodné, je-li sorpční výměník lamelový a s integrovaným ohřevem.It is advantageous if the sorption exchanger is lamellar and with integrated heating.

V jiném z výhodných provedení zařízení obsahuje též druhý vzduchovod se vstupním otvorem druhého vzduchovodů a výstupním otvorem druhého vzduchovodů a druhé sací zařízení pro sání vzduchu do druhého vzduchovodů. Zařízení je také opatřeno klapkou pro propojení vzduchovodů, přes niž je druhý vzduchovod propojitelný s prvním vzduchovodem. Sorpční výměník je zde proveden jako otočný desikační výměník a částí svého objemu zasahuje i do druhého vzduchovodů.In another preferred embodiment, the device also comprises a second air duct with an inlet of the second air ducts and an outlet of the second air ducts and a second suction device for sucking air into the second air ducts. The device is also provided with a flap for connecting air ducts, through which the second air duct can be connected to the first air duct. The sorption exchanger is designed here as a rotary desiccant exchanger and part of its volume also extends into the second air ducts.

V právě uvedeném provedení je výhodné umístit klapku pro propojení vzduchovodů v prvním vzduchovodů do oblasti mezi chladičem a rekuperačním tepelným výměníkem.In the present embodiment, it is advantageous to place a damper for connecting the air ducts in the first air ducts in the area between the cooler and the recuperative heat exchanger.

Objasnění výkresůExplanation of drawings

Technické řešení je podrobně popsáno na konkrétních provedeních pomocí přiložených výkresů.The technical solution is described in detail on specific embodiments with the help of the attached drawings.

V obr. 1 a v obr. 2 je znázorněno příkladné provedení s jedním sorpčním, typicky lamelovým výměníkem s vnitřním zdrojem energie, a s jedním prvním vzduchovodem la.Fig. 1 and Fig. 2 show an exemplary embodiment with one sorption, typically a finned heat exchanger with an internal energy source, and with one first air duct 1a.

V obr. 1 je znázorněno proudění vzduchu ve fázi nabíjení sorpčního výměníku 2.Fig. 1 shows the air flow in the charging phase of the sorption exchanger 2.

V obr. 2 je znázorněno proudění vzduchu ve fázi vybíjení sorpčního výměníku 2, tedy pn produkci vody.Fig. 2 shows the air flow in the discharge phase of the sorption exchanger 2, i.e. in the production of water.

V obr. 3 je znázorněno provedení se dvěma vzduchovody la a kb, v němž má sorpční výměník 2 podobu desikačního kola.Fig. 3 shows an embodiment with two air ducts 1a and 1b, in which the sorption exchanger 2 has the form of a desiccation wheel.

V obr. 1, 2 i 3 jsou znázorněny podélné řezy zařízením.Figures 1, 2 and 3 show longitudinal sections of the device.

Příklady uskutečnění technického řešeníExamples of technical solution

Níže popsaná výhodná provedení ukazují pouze některá z mnoha možných řešení, která spadají do ochrany technického řešení a ilustrují vynálezeckou myšlenku. Jde pouze o vybraná výhodná uspořádání, která nijak neomezují rozsah ochrany technického řešení.The preferred embodiments described below show only some of the many possible solutions which fall within the protection of the technical solution and illustrate the inventive idea. These are only selected advantageous arrangements, which in no way limit the scope of protection of the technical solution.

-3 CZ 34073 UI-3 CZ 34073 UI

V obr. 1 a 2 je znázorněno příkladné provedení kompaktní zařízení pro získávání vody ze vzduchu podle předkládaného technického řešení s jedním sorpčním, typicky lamelovým výměníkem s vnitřním zdrojem energie.Figures 1 and 2 show an exemplary embodiment of a compact device for obtaining water from air according to the present technical solution with one sorption, typically a lamellar exchanger with an internal energy source.

Nejprve popíšeme konstrukci zařízení a následně podrobněji jeho funkci.We will first describe the design of the device and then its function in more detail.

Je vidět, že zařízení obsahuje první vzduchovod la, který má první otvor 100 prvního vzduchovodu pro vstup a/nebo výstup vzduchu a také druhý otvor 101 prvního vzduchovodu pro vstup a/nebo výstup vzduchu, přičemž v tomto prvním vzduchovodu la jsou umístěny chladič 3, první sací zařízení 9a pro sání vzduchu do prvního vzduchovodu la a alespoň část sorpčního výměníku 2, který má integrovaný ohřev a/nebo je mu předřazeno zařízení pro předehřev vstupujícího vzduchu. První sací zařízení 9a může být umístěno kdekoli v prvním vzduchovodu la, nikoli jen na pozici, která je znázorněna v obrázcích. Podstatné je, že zařízení obsahuje také rekuperační tepelný výměník 8, který je v prvním vzduchovodu la umístěn mezi chladičem 3 a sorpčním výměníkem 2 a současně také mezi chladičem 3 a druhým otvorem 101 prvního vzduchovodu la. Tento rekuperační tepelný výměník 8 má alespoň dvě vnitřní potrubí zapojená tak, že první z těchto vnitřních potrubí vzduchově propojuje přímo nebo přes další prvky sorpční výměník 2 a chladič 3 a že druhé z těchto vnitřních potrubí vzduchově propojuje přímo nebo přes další prvky chladič 3 a druhý otvor 101 prvního vzduchovodu la, přičemž první a druhé vnitřní potrubí rekuperačního tepelného výměníku 8 jsou ve vzájemném tepelném kontaktu. Jedná se tedy o vzduchový tepelný výměník. Prvních a druhých vnitřních potrubí rekuperačního tepelného výměníku 8 může být i více, vtom případě mají formu kanálků o malém průměru a jsou upořádány tak, že je vždy jedno první potrubí v tepelném kontaktu s některým z druhých potrubí. V tom případě pak také každé z prvních vnitřních potrubí vzduchově propojuje přímo nebo přes další prvky sorpční výměník 2 a chladič 3 a každé z těchto vnitřních potrubí vzduchově propojuje přímo nebo přes další prvky chladič 3 a druhý otvor 101 prvního vzduchovodu la. Sorpční výměník 2 je přímo nebo přes další prvky vzduchově propojen také s prvním otvorem 100 prvního vzduchovodu la.It can be seen that the device comprises a first air duct 1a having a first opening 100 of a first air duct for air inlet and / or outlet and also a second opening 101 of a first air duct for air inlet and / or outlet, a cooler 3 being located in this first air duct 1a. a first suction device 9a for sucking air into the first air duct 1a and at least a part of the sorption exchanger 2, which has integrated heating and / or is preceded by a device for preheating the incoming air. The first suction device 9a can be located anywhere in the first air duct 1a, not only in the position shown in the figures. It is essential that the device also comprises a recuperative heat exchanger 8, which is located in the first air duct 1a between the cooler 3 and the sorption exchanger 2 and at the same time also between the cooler 3 and the second opening 101 of the first air duct 1a. This recuperative heat exchanger 8 has at least two inner ducts connected in such a way that the first of these inner ducts connects the sorption exchanger 2 and the cooler directly or via other elements and that the second of these inner ducts connects the cooler 3 and the second air directly or via other elements. an opening 101 of the first air duct 1a, the first and second inner pipes of the recuperative heat exchanger 8 being in thermal contact with each other. It is therefore an air heat exchanger. There may be several first and second inner pipes of the recuperative heat exchanger 8, in which case they are in the form of small-diameter channels and are arranged so that one first pipe is always in thermal contact with one of the second pipes. In this case, each of the first inner pipes also connects the sorption exchanger 2 and the cooler air directly or via other elements, and each of these inner pipes air-connects the cooler 3 and the second opening 101 of the first air duct 1a directly or via other elements. The sorption exchanger 2 is also connected to the first opening 100 of the first air duct 1a directly or via other elements.

Z obr. 1 a 2 je také patrné, že vzduch proudí stále jedním vzduchovodem la, který je zalomený nebo zatočený v oblasti chladiče. První vzduchovod la v obr. 1 a 2 začíná u prvního otvoru 100, kudy do něj vstupuje vzduch, a pokračuje přes první sací zařízení 9a, případné další prvky a sorpční výměník 2 dále přes rekuperační výměník 8, který je do prvního vzduchovodu la vložen, k hlavnímu chladiči 3. Od něj pak v režimu vybíjení sorpčního výměníku 2 vzduch stoupá uvedeným zalomením prvního vzduchovodu la (šipka svisle vzhůru v obr. 2) opět k rekuperačnímu výměníku 8, přes nějž a případné další prvky pokračuje k druhému otvoru 101 ven z prvního vzduchovodu la. V oblasti vymezené prvním a druhým otvorem 100, 101 na jedné straně a rekuperačním výměníkem 8 na druhé straně je vzduchovod rozdělen přepážkou na dvě části pro oddělení proudu vzduchu přicházejícího z prvního otvoru 100 a vycházejícího do druhého otvoru 101.It can also be seen from FIGS. 1 and 2 that the air still flows through one air duct 1a, which is bent or twisted in the region of the cooler. The first air duct 1a in FIGS. 1 and 2 starts at the first opening 100, through which air enters it, and continues through the first suction device 9a, any other elements and the sorption exchanger 2 further through the recuperation exchanger 8, which is inserted into the first air duct 1a. from there, in the discharging mode of the sorption exchanger 2, the air rises by said bending of the first air duct 1a (arrow vertically upwards in Fig. 2) again to the recuperation exchanger 8, through which and any other elements continue to the second opening 101 out of the first air duct la. In the area defined by the first and second openings 100, 101 on the one hand and the recuperation exchanger 8 on the other hand, the air duct is divided by a partition into two parts to separate the air flow coming from the first opening 100 and exiting into the second opening 101.

Rekuperační výměník 8 je typicky protiproudý nebo křížový. S výhodou je v deskovém provedení.The recuperation exchanger 8 is typically countercurrent or cross-flow. It is preferably in a plate design.

Díky přítomnosti takto zapojeného rekuperačního výměníku 8 dochází k rekuperaci chladu, která se využívá pro předchlazení ohřátého regeneračního vzduchu přicházejícího do chladiče, který pak snáze kondenzuje, díky čemuž je možné výrazně snížit potřebný chladicí výkon. Ohřátý a navlhčený regenerační vzduch za sorpčním výměníkem 2 je nejprve ochlazen v rekuperačním výměníku 8 a následně dochlazen na chladiči 3, u něhož je umístěn prvek 12 pro sběr zkondenzované vody, která je hlavním produktem zařízení.Due to the presence of the recuperation exchanger 8 connected in this way, cold is recovered, which is used to pre-cool the heated regeneration air coming into the cooler, which then condenses more easily, thanks to which the required cooling capacity can be significantly reduced. The heated and humidified regeneration air behind the sorption exchanger 2 is first cooled in the recuperation exchanger 8 and then cooled down on a cooler 3, in which an element 12 for collecting condensed water, which is the main product of the device, is located.

Je výhodné, když je první vzduchovod la mezi sorpčním výměníkem 2 a rekuperačním výměníkem 8 opatřen klapkou 10 pro vzduchové propojení s exteriérem, což je také zakresleno na obr. 1 a 2.It is advantageous if the first air duct 1a between the sorption exchanger 2 and the recuperation exchanger 8 is provided with a flap 10 for air connection to the exterior, which is also shown in Figs. 1 and 2.

-4CZ 34073 Ul-4CZ 34073 Ul

Pro rekuperaci tepla z chlazení na chladiči 3 a s tím spojené další energetické úspory je výhodné, když zařízení obsahuje i chladivový okruh s potrubím 14 chladivá, chladivém, expanzním ventilem 7 a kompresorem 6, k němuž je připojen chladič 3, který slouží pro ochlazování regeneračního vzduchu a je zapojený jako výpamík chladivá. Díky tomuto zapojení lze výhodně rekuperovat teplo z chlazení regeneračního vzduchu chladičem 3 do vzduchu vstupujícího do prvního vzduchovodu la prvním otvorem 100 prvního vzduchovodu. Výhodně je využito chladivo R410A, které umožňuje dosáhnout malých rozměru celého chladivového okruhu.For heat recovery from cooling on the cooler 3 and the associated further energy savings, it is advantageous if the device also comprises a refrigerant circuit with refrigerant line 14, refrigerant, expansion valve 7 and compressor 6, to which a cooler 3 is connected to cool the regeneration air. and is connected as a coolant outlet. Due to this connection, the heat from the cooling of the regeneration air by the cooler 3 can be advantageously recovered into the air entering the first air duct 1a through the first opening 100 of the first air duct. Preferably, R410A refrigerant is used, which makes it possible to achieve small dimensions of the entire refrigerant circuit.

Je rovněž výhodné, když zařízení obsahuje první tepelný výměník 4a, který je umístěn mezi sorpčním výměníkem 2 a prvním otvorem 100 prvního vzduchovodu la, přičemž tento první tepelný výměník 4a je rovněž připojen k chladivovému okruhu a je zapojen jako kondenzátor par chiadiva a současně ohřívač vzduchu. Tento první tepelný výměník 4a je přes potrubí 14 chladivá a kompresor 6 propojen s chladičem 3. Zařízení v tomto výhodném provedení obsahuje také druhý tepelný výměník 4b, který je zapojen jako dochlazovací výměník chiadiva a je přes potrubí chiadiva a expanzní ventil 7 propojen s chladičem 3. První tepelný výměník 4a a druhý tepelný výměník 4b jsou také navzájem propojeny potrubím 14 chladivá.It is also advantageous if the device comprises a first heat exchanger 4a, which is located between the sorption exchanger 2 and the first opening 100 of the first air duct 1a, this first heat exchanger 4a also being connected to the refrigerant circuit and connected as a condenser vapor condenser and air heater. . This first heat exchanger 4a is connected to the cooler 3 via the refrigerant line 14 and the compressor 6. The device in this preferred embodiment also comprises a second heat exchanger 4b, which is connected as a aftercooler and is connected to the cooler 3 via the coolant line and expansion valve 7. The first heat exchanger 4a and the second heat exchanger 4b are also interconnected by a refrigerant pipe 14.

Sorpční výměník 2 zakreslený v obrázcích 1 a 2 je lamelový a s integrovaným ohřevem. Integrovaný ohřev může být, ale nahrazen např. předehřevem, což znamená, že v případě provedení s prvním tepelným výměníkem 4a fungujícím jako ohřívač není integrovaný ohřev v sorpčním výměníku 2 nutný, ale i v tomto provedení je výhodou.The sorption exchanger 2 shown in Figures 1 and 2 is lamellar and with integrated heating. The integrated heating can be replaced by, for example, preheating, which means that in the case of the embodiment with the first heat exchanger 4a functioning as a heater, integrated heating in the sorption exchanger 2 is not necessary, but is also advantageous in this embodiment.

Podrobnější popis fůnkce zařízení podle obrázků 1 a 2:A more detailed description of the function of the device according to Figures 1 and 2:

V obr 1. je naznačen směr proudění během nabíjení sorpčního výměnku 2. Termínem nabíjení sorpčního výměníku nazýváme v celém tomto popise adsorpci vody na površích výměníku, termínem vybíjení sorpčního výměníku pak desorpci vody z povrchů sorpčního výměníku. Při nabíjení sorpčního výměníku 2 vstupuje okolní vzduch do zařízení prvním otvorem 100 prvního vzduchovodu pro vstup a/nebo výstup vzduchu, pak je adsorbována vzdušná vlhkost na sorpčním výměníku 2 a následně odvlhčený vzduch vystupuje do vnějšího prostředí klapkou 10 pro vzduchové propojení s exteriérem. Předtím než vzduch projde ven, ještě v některých provedeních může procházet přes první tepelný výměník 4a, který však v režimu nabíjení není v provozu (v režimu vybíjení funguje jako ohřívač). Klapka 10 pro vzduchové propojení s interiérem ale není nezbytná, pokud v zařízení není, vzduch při nabíjení sorpčního výměníku bude proudit přes cele zařízení s vypnutými ohřevy, tj. od prvního otvoru 100 prvního vzduchovodu až k druhému otvoru 101 prvního vzduchovodu.Fig. 1 shows the flow direction during charging of the sorption exchanger 2. Throughout this description, the term charging of the sorption exchanger is called water adsorption on the exchanger surfaces, the term discharge of the sorption exchanger is desorption of water from the sorption exchanger surfaces. When charging the sorption exchanger 2, ambient air enters the device through the first opening 100 of the first air inlet and / or outlet air, then air humidity is adsorbed on the sorption exchanger 2 and subsequently the dehumidified air exits to the outside by a flap 10 for air connection to the exterior. Before the air passes out, in some embodiments it can still pass through the first heat exchanger 4a, which, however, is not in operation in the charging mode (it acts as a heater in the discharging mode). However, the flap 10 for air connection to the interior is not necessary, if not in the device, the air will flow through the whole of the device with the heaters switched off, i.e. from the first opening 100 of the first air duct to the second opening 101 of the first air duct.

V obr 2. je naznačen směr proudění během vybíjení sorpčního výměnku 2, tedy při produkci vody. První sací zařízení 9a v tomto režimu zajišťuje proudění vzduchu prvním vzduchovodem la stejným směrem, ale klapka 10 pro vzduchové propojení s exteriérem je uzavřena. Vzduch do zařízení vstupuje prvním otvorem 100 prvního vzduchovodu, poté ve výhodném provedení prochází přes první tepelný výměník 4a, kde se ohřeje na požadovanou regenerační teplotu a následně jev optimálním případě ještě dohřátý vnitřním zdrojem energie v sorpčním výměníku 2 s vnitřním zdrojem energie. Sorpční výměník zároveň vypudí molekuly vody ze svého povrchu a vzduch navlhčí. Vlhký horký vzduch poté vstupuje do prvního potrubí nebo prvních potrubí rekuperačního výměníku 8 (v obr. 2 šipky mířící zprava shora doleva dolů), kde se předchladí vzduchem přicházejícím z chladiče a procházejícím druhým potrubím nebo druhými potrubími rekuperačního výměníku 8 (v obr. 2 šipky zleva shora doprava dolů). Následně se vlhký vzduch přicházející ze sorpčního výměníku 2 tímto prvním potrubím nebo prvními potrubími rekuperačního výměníku dochladí na chladiči 3 na teplotu nižší, než je teplota rosného bodu. Zkondenzovaná voda je zachycena prvkem 12 pro sběr vody pod chladičem. Odvlhčený chladný vzduch následně vstupuje do druhého potrubí nebo druhých potrubí rekuperačního výměníku 8. Zařízení obsahuje chladivový okruh, díky kterému lze výhodně rekuperovat teplo z chlazení na chladiči 3, který je zapojen jako výpamík chladivá, do vzduchu vstupujícího prvním otvorem 100 prvního vzduchovodu la. V chladivovém okruhu jsou ve výhodném provedení potrubím chladiváFig. 2 shows the flow direction during the discharge of the sorption exchanger 2, i.e. during the production of water. The first suction device 9a in this mode ensures the flow of air through the first air duct 1a in the same direction, but the flap 10 for air connection to the exterior is closed. The air enters the device through the first opening 100 of the first air duct, then in a preferred embodiment passes through the first heat exchanger 4a, where it is heated to the desired regeneration temperature and subsequently optimally reheated by the internal energy source in the sorption exchanger 2 with internal energy source. At the same time, the sorption exchanger expels water molecules from its surface and humidifies the air. The humid hot air then enters the first duct or ducts of the recuperation exchanger 8 (arrows from right to top to bottom in Fig. 2), where it is pre-cooled by air coming from the cooler and passing through the second duct or second ducts of the heat exchanger 8 (arrows in Fig. 2). left to right). Subsequently, the moist air coming from the sorption exchanger 2 through this first pipe or pipes of the recuperation exchanger is cooled on the cooler 3 to a temperature lower than the dew point temperature. The condensed water is captured by the water collecting element 12 under the radiator. The dehumidified cold air then enters the second pipe or pipes of the recuperation exchanger 8. The device comprises a refrigerant circuit, thanks to which heat from cooling on a cooler 3, which is connected as a refrigerant outlet, can be advantageously recovered into the air entering through the first opening 100 of the first air duct 1a. In the refrigerant circuit, the refrigerants are preferably piped

-5 CZ 34073 UI propojeny chladič 3 pro ochlazení regeneračního vzduchu, který funguje jako výpamík chiadiva, a první tepelný výměník 4a pro ohřev regeneračního vzduchu, který funguje jako kondenzátor pro kondenzaci par chladivá, jinak řečeno odebírá energii parám chladivá ohřátým ve výpamíků chiadiva a rekuperuje tedy teplo z chlazení. Propojení chladič 3 s prvním tepelným výměníkem 4a potrubím 14 chladivá je vedeno přes kompresor 6 pro nasávání a stlačování vypařeného chladivá. Protože tepelný výkon přečerpávaný chladivovým okruhem může být větší, než je výkon potřebný pro ohřev regeneračního vzduchu v prvním tepelném výměníku 4a, je v sérii na potrubí 14 chladivá za prvním tepelným výměníkem 4a zapojen ještě druhý tepelný výměník 4b, který fůnguje jako dochlazovací pro dodatečný odvod tepla z chladivá. Druhý tepelný výměník je propojen potrubím 14 chladivá přes expanzní ventil 7 s chladičem 3, který slouží jako výpamík par chladivá. Vzduch vystupující z rekuperačního výměníku 8 je ještě ohřátý druhým tepelným výměníkem 4b sloužícím jako dochlazovací výměník pro chladivo.-5 CZ 34073 UI interconnected cooler 3 for cooling the regeneration air, which acts as a coolant outlet, and a first heat exchanger 4a for heating the regeneration air, which acts as a condenser for condensing the refrigerant vapor, in other words removes energy from the refrigerant vapor heated in the coolant vents. thus heat from cooling. The connection of the cooler 3 to the first heat exchanger 4a by the refrigerant pipe 14 is led through a compressor 6 for suction and compression of the evaporated refrigerant. Since the heat output pumped by the refrigerant circuit may be greater than the power required to heat the regeneration air in the first heat exchanger 4a, a second heat exchanger 4b is connected in series to the refrigerant line 14 after the first heat exchanger 4a, which functions as an aftercooler for additional discharge. heat from the refrigerant. The second heat exchanger is connected by a refrigerant pipe 14 via an expansion valve 7 to a radiator 3, which serves as a refrigerant vapor outlet. The air leaving the recuperation exchanger 8 is further heated by a second heat exchanger 4b serving as a aftercooling exchanger for the refrigerant.

V obr. 3 je zakresleno další možné provedení technického řešení. Opět nejdříve popíšeme jeho konstrukci a následně funkci.Fig. 3 shows another possible embodiment of the technical solution. Again, we first describe its construction and then its function.

Zařízení v obr. 3 obsahuje též druhý vzduchovod 1b se vstupním otvorem 102 druhého vzduchovodu a výstupním otvorem 103 druhého vzduchovodu a druhé sací zařízení 9b pro sání vzduchu do druhého vzduchovodu kb. V tomto provedení je také opatřeno klapkou 11 pro propojení vzduchovodů, přes niž je druhý vzduchovod 1b propojitelný s prvním vzduchovodem la. Sorpční výměník 2 je zde proveden jako otočný desikační výměník a částí svého objemu zasahuje i do druhého vzduchovodu kb.The device in Fig. 3 also comprises a second air duct 1b with an inlet opening 102 of the second air duct and an outlet opening 103 of the second air duct and a second suction device 9b for sucking air into the second air duct kb. In this embodiment, it is also provided with a flap 11 for connecting the air ducts, through which the second air duct 1b can be connected to the first air duct 1a. The sorption exchanger 2 is designed here as a rotary desiccant exchanger and part of its volume also extends into the second air duct kb.

Klapka 11 pro propojení vzduchovodů je v prvním vzduchovodu la s výhodou umístěna v oblasti mezi chladičem 3 a rekuperačním tepelným výměníkem 8.The damper 11 for connecting the air ducts is preferably located in the first air duct 1a in the area between the cooler 3 and the recuperative heat exchanger 8.

V obr. 1 je znázorněn řez hlavní částí zařízení ve výhodném provedení se sorpčním výměníkem 2, který je rotační desikační pro kontinuální produkci vody. Tlustými šipkami je naznačen směr proudění vzduchu ve vzduchovodech la a kb. První otvor 100 prvního vzduchovodu la slouží pro vstup regenerační vzduchu a první otvor 102 druhého vzduchovodu kb slouží jako vstup pro procesní vzduch. Druhý otvor 101 prvního vzduchovodu la je výstup regeneračního vzduchu, druhý otvor 103 druhého vzduchovodu kb je výstup procesního vzduchu. Všechny tyto otvory jsou napojeny na okolní prostředí. Ve vzduchovodech la a kb je sorpční výměník v rotačním provedení umístěn tak, že do každého ze vzduchovodů la, kb zasahuje alespoň částí svého objemu. Ve druhém vzduchovodu kb adsorbuje desikant v sorpčním výměníku 2 vodní páru ze vzduchu a v prvním vzduchovodu laje vypuzována vodní pára z povrchu sorpčního výměníku 2. Ve výhodném provedení by měl být přes sorpční výměník cca třikrát menší objemový průtok ve vzduchovodu la než ve vzduchovodu kb. Sací zařízení 9a a 9b pracují současně. Ve vzduchovodu la vstupující vzduch, který je nejprve předehřátý ohřívačem prvním tepelným výměníkem 4a a následně dohřátý na regenerační teplotu například elektrickým ohřívačem 2a. Vzduch poté vstupuje do sorpčního výměníku 2 v rotačním provedení, kde se uvolňuje vodní pára z povrchu sorpčního výměníku 2. Navlhčený horký vzduch vstupuje do protiproudého rekuperačního výměníku 8 pro předchlazení vzduchu opět prvním potrubím nebo prvními potrubími tohoto rekuperačního výměníku 8 a poté je vzduch dochlazen na chladiči 3, pod kterým je instalován prvek pro sběr vody 12. Voda kondenzuje primárně na chladiči 3, v některých případech může kondenzovat na rekuperačním výměníku 8 odkud bude voda odvedena do prvku 12 pro sběr zkondenzované vody, který může být společný nebo oddělený od prvku pro sběr vody 12 instalovaného pod chladičem. Pokud jsou prvky 12 pro sběr vody instalovány na různých místech zařízení, mohou, ale nemusí být navzájem propojené. Zařízení opět s výhodou obsahuje chladivový okruh s potrubím chladivá 14, díky kterému lze výhodně rekuperovat teplo z chlazení na chladiči 3 zapojeném jako výpamík par chladivá do vzduchu vstupujícího prvním otvorem 100 prvního vzduchovodu la, a to prostřednictvím prvního tepelného výměníku 4a pro ohřev regeneračního vzduchu, který funguje jako kondenzátor pro kondenzaci par chladivá. Chladič 3 pro ochlazení regeneračního vzduchu je propojen potrubím 14 chladivá přes kompresor 6 pro nasávání a stlačování vypařeného chladivá s prvním tepelnýmFig. 1 shows a section of the main part of the device in a preferred embodiment with a sorption exchanger 2, which is a rotary desiccant for continuous water production. The thick arrows indicate the direction of air flow in the ducts 1a and kb. The first opening 100 of the first air duct 1a serves as a regeneration air inlet and the first opening 102 of the second air duct kb serves as an inlet for the process air. The second opening 101 of the first air duct 1a is a regeneration air outlet, the second opening 103 of the second air duct kb is a process air outlet. All these openings are connected to the surrounding environment. In the air ducts 1a and 1b, the sorption exchanger in the rotary design is positioned so that it extends into each of the air ducts 1a, kb at least part of its volume. In the second air duct kb the desiccant in the sorption exchanger 2 adsorbs water vapor from the air and in the first air duct the water vapor is expelled from the surface of the sorption exchanger 2. In a preferred embodiment the volume flow through the sorption exchanger should be approx. The suction devices 9a and 9b operate simultaneously. The air entering the air duct 1a is first preheated by the heater by the first heat exchanger 4a and subsequently reheated to the regeneration temperature by, for example, an electric heater 2a. The air then enters the sorption exchanger 2 in a rotary design, where water vapor is released from the surface of the sorption exchanger 2. Humidified hot air enters the countercurrent recuperation exchanger 8 to pre-cool the air again through the first duct or ducts of this recuperation exchanger 8 and then the air is cooled to cooler 3, under which the water collecting element 12 is installed. Water condenses primarily on the cooler 3, in some cases it may condense on the recuperation exchanger 8 from where the water will be discharged to the condensed water collecting element 12, which may be common or separate from the collecting water 12 installed under the radiator. If the water collecting elements 12 are installed in different places of the device, they may or may not be interconnected. The device again preferably comprises a refrigerant circuit with a refrigerant pipe 14, thanks to which heat from cooling on a cooler 3 connected as a refrigerant vapor can be advantageously recovered to the air entering through the first opening 100 of the first air duct 1a via a first heat exchanger 4a for heating regeneration air. which acts as a condenser for condensing refrigerant vapors. The cooler 3 for cooling the regeneration air is connected by a refrigerant pipe 14 via a compressor 6 for sucking and compressing the evaporated refrigerant to the first thermal

- 6 CZ 34073 UI výměníkem 4a pro ohřev regeneračního vzduchu. Protože tepelný výkon přečerpávaný chladivovým okruhem může být větší, než je výkon potřebný pro ohřev regeneračního vzduchu na prvním tepelném výměníku 4a, je na potrubí 14 chladivá v sérii za ohřívačem 4a zapojen ještě druhý tepelný výměník 4b, který funguje jako dochlazovací pro dodatečný odvod tepla z chladivá. Dochlazovací výměník je propojen potrubím 14 chladivá přes expanzní ventil 7 s výpamíkem 3.- 6 CZ 34073 UI exchanger 4a for heating regeneration air. Since the heat output pumped by the refrigerant circuit may be greater than the power required to heat the regeneration air at the first heat exchanger 4a, a second heat exchanger 4b is connected to the refrigerant line 14 in series behind the heater 4a, which acts as an aftercooler for additional heat removal from cooling. The aftercooling exchanger is connected by a refrigerant line 14 via an expansion valve 7 to a outlet 3.

Rekuperační výměník je tedy ve všech provedeních tohoto technického řešení využit pro předchlazení vzduchu před chladičem 3. Dochází tedy k výraznému snížení požadovaného chladicího výkonu chladiče 3, v němž se vypařují páry chiadiva, a to má za následek snížení spotřeby elektrické energie pro pohon kompresoru 6.The recuperation exchanger is thus used in all embodiments of this technical solution to pre-cool the air in front of the cooler 3. Thus, the required cooling capacity of the cooler 3 in which the refrigerant vapors evaporate is significantly reduced, and this results in reduced electricity consumption for the compressor 6.

V zařízení dle předkládaného technického řešení dochází tedy k úsporám energie především díky rekuperaci chladu z chladiče 3 k předchlazení regeneračního vzduchu přicházejícího ze sorpčního výměníku 2 do chladiče 3 přes rekuperační výměník 8. Dalších úspor energie může být dosaženo ve výhodných provedeních díky rekuperaci tepla z chlazení na chladiči 3, kdy tato rekuperace probíhá formou kondenzace par chladivá v prvním tepelném výměníku 4a sloužícím jako ohřívač regeneračního vzduchu. Díky této energetické nenáročnosti je možné zařízení s vysokou produktivitou provozovat plně autonomně za využití obnovitelných zdrojů energie. Díky tomu zařízení dle předkládaného technického řešení dosahuje vysokého stupně autonomie oproti sorpčním zařízením bez rekuperačního výměníku a produkuje při pouštních klimatických podmínkách výrazně více vody než běžná kondenzační zařízení. Zařízení s jedním vzduchovodem, které je v obrázcích 1 a 2, je navíc velmi kompaktní a snadno přemístitelné.In the device according to the presented technical solution, energy savings occur mainly due to heat recovery from cooler 3 to pre-cool regeneration air coming from sorption exchanger 2 to cooler 3 via recuperation exchanger 8. Further energy savings can be achieved in advantageous embodiments due to heat recovery from cooling to cooler 3, this recuperation taking place in the form of condensation of refrigerant vapors in a first heat exchanger 4a serving as a regeneration air heater. Thanks to this energy-efficient, it is possible to operate equipment with high productivity fully autonomously using renewable energy sources. Thanks to this, the device according to the presented technical solution achieves a high degree of autonomy compared to sorption devices without a recuperation exchanger and produces significantly more water under desert climatic conditions than conventional condensing devices. In addition, the single duct device shown in Figures 1 and 2 is very compact and easy to move.

Pro příklad uveďme, že zařízení při rozměrech (1 x 1 x2)m v jednom zmožných provedení a pouze s dodávkou energie z obnovitelných zdrojů může dosahovat v pouštních podmínkách průměrné denní produkce vody 10 a více litrů za den.For example, a device with dimensions (1 x 1 x2) m in one possible design and only with the supply of energy from renewable sources can achieve an average daily water production of 10 or more liters per day in desert conditions.

Mobilní zařízení vybavené obnovitelnými zdroji energie umožňuje produkci vody kdekoli na světě, a to i v suchých pouštních oblastech. Voda je produkována autonomně bez potřeby externí energie, zařízení využívá zdrojů energie (elektřina, teplo, chlad) z okolního prostředí, slunečního záření i rekuperaci energie ze svých vlastních procesů. Výhoda vyvinutého zařízení ve srovnání s existujícími zařízeními na výrobu pitné vody je možnost nasazení v oblastech s velmi nízkou měrnou vlhkostí, kde konvenční jednotky pro produkci vody ze vzdušné vlhkosti pouhým chlazením pod rosný bod nefungují, a rovněž jeho kompaktnost a mobilnost.Mobile devices equipped with renewable energy sources enable the production of water anywhere in the world, even in arid desert areas. Water is produced autonomously without the need for external energy, the device uses energy sources (electricity, heat, cold) from the environment, solar radiation and energy recovery from its own processes. The advantage of the developed equipment compared to existing drinking water production facilities is the possibility of use in areas with very low specific humidity, where conventional units for the production of water from atmospheric humidity by mere cooling below the dew point do not work, as well as its compactness and mobility.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Zařízení je výhodné využít zejména v pouštních oblastech, kde je nízká měrná vlhkost vzduchu. Zařízení podle předkládaného technického řešení je malých rozměrů, tedy snadno transportovatelné. I proto se nabízí také jeho využití při humanitárních krizích či ozbrojených konfliktech. Zařízení je možné provozovat autonomně bez využití neobnovitelných zdrojů energie, případně s lokálním zdrojem energie bez napojení na distribuční síť.The device is advantageous to use especially in desert areas where the specific humidity is low. The device according to the presented technical solution is small in size, i.e. easily transportable. This is one of the reasons why its use in humanitarian crises or armed conflicts is also offered. The device can be operated autonomously without the use of non-renewable energy sources, or with a local energy source without connection to the distribution network.

Claims

CLAIMS FOR PROTECTION

A compact device for obtaining water from air, comprising a first air duct (1a) having a first opening (100) of a first air duct for air inlet and / or outlet and also a second opening (101) of a first air duct for air inlet and / or outlet, in this first air duct (1a) a cooler (3) is arranged, a first suction device (9a) for sucking air into the first

And air duct (1a) and at least a part of a sorption exchanger (2) having integrated heating and / or upstream of a device for preheating the incoming air, the device also comprising an element (12) for collecting condensed water, characterized in that that it also comprises a recuperative heat exchanger (8), which is located in the first air ducts (1a) between the cooler (3) and the sorption exchanger (2) and at the same time also between the cooler (3) and the second opening (101) of the first air ducts (1a). , said recuperative heat exchanger (8) having at least two inner ducts connected in such a way that the first of these inner ducts connects the sorption exchanger (2) and the cooler (3) directly or via other elements and that the second of these inner ducts connects directly or via further elements a cooler (3) and a second opening (101) of the first air ducts (1a), wherein the first and second inner pipes of the recuperative heat exchanger (8) are in thermal contact with each other and wherein the sorption exchanger (2) is directly or via further is also air-connected to the first opening (100) of the first air ducts (1a).

Device according to claim 1, characterized in that the first air duct (1a) is provided between the sorption exchanger (2) and the recuperation exchanger (8) with a flap (10) for air connection to the exterior.

Device according to Claim 1 or 2, characterized in that it also comprises a refrigerant circuit with refrigerant line (14), refrigerant, expansion valve (7) and compressor (6), to which a condenser (3) connected as a refrigerant outlet is connected. .

Device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it comprises a first heat exchanger (4a) located between the sorption exchanger (2) and the first opening (100) of the first air ducts (1a), said first heat exchanger (4a) is connected as a condenser of coolant vapor and at the same time an air heater and is connected via a duct (14) of coolant and a compressor (6) to a cooler (3), the device also comprising a second heat exchanger (4b) which is connected as a aftercooling exchanger The refrigerant and the expansion valve (7) are connected to the cooler (3) via the refrigerant line, when further the first heat exchanger (4a) and the second heat exchanger (4b) are also interconnected by the refrigerant line (14).

Device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the sorption exchanger (2) is lamellar and with integrated heating.

Device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it also comprises a second air duct (1b) with an inlet opening (102) of the second air ducts and an outlet opening (103) of the second air ducts and a second suction device (9b) for sucking air into second air ducts (1b), the device is also provided with a flap (11) for connecting air ducts, through which the second air duct (1b) is connectable to the first air duct (1a), and wherein the sorption exchanger (2) is designed as a rotary desiccant exchanger and part of its volume also extends into the second air ducts (1b).

Device according to Claim 6, characterized in that the flap (11) for connecting the air ducts is arranged in the first air ducts (1a) in the region between the cooler (3) and the recuperative heat exchanger (8).