DE102010051587A1

DE102010051587A1 - Trinkwasseraufbereitung nach dem Verdunstungsprinzip

Info

Publication number: DE102010051587A1
Application number: DE102010051587A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-11-16
Filing date: 2010-11-16
Publication date: 2012-05-16

Abstract

Trinkwasseraufbereitungsanlagen nach dem Verdunstungsprinzip sind geeignet zur Wasseraufbereitung von salzhaltigem Wasser (Meerwasser oder Abwasser aus der Industrie) von Süßwasser aus Flüssen, Seen oder Brunnen und zur Krankheitskeimabtötung für lebensfähige Keime bis 92°C. Das Reinwasser kann genutzt werden als Trinkwasser oder Brauchwasser in der Industrie. Der Energiebedarf für die Wasseraufbereitung ist auf Grund der Wärmerückgewinnung der latenten Wärme von 540 kcal pro Kg Wasser um 40% geringer als der Energiebedarf für Wasseraufbereitungsanlagen bei der Umkehrosmose. Außerdem arbeitet die Anlage druck los gegenüber der mit Druck arbeitenden Umkehrosmose. In der Anlage befinden sich Wärmetauscher 6 in denen auf der einen Seite der Trennwand die Verdunstung und auf der anderen Seite die Kondensation bei einer Temperaturdifferenz von ca. 3°C erfolgt. Damit das Rohwasser auf der Verdunsterseite eine große Oberfläche erhält, wird die Luft durch Düsen 13 in kleine Luftblasen zugeführt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Trinkwasseraufbereitung nach dem Verdunstungsprinzip
Stand der Technik
Auf dem Gebiet der Trinkwasseraufbereitung gibt es unter der Klassifikation C 02 F 1/04 mehrere Anlagen: DE 10 2008 028 80 A1 , DE 10 2005 046 643 A1 und DE 102 15 079 B4 , bei denen die Befeuchtung durch Versprühen von Rohwasser erfolgt. Es bleibt so ein Rest an Wasser, der nicht vollständig von der Luft aufgenommen wird und damit in der Anlage zurückbleibt, was der Anlage schadet. Bei der Anlage DE 20 2007 012 405 U1 ist von der Dimensionierung her zu wenig Platz vorhanden für die feuchte Luft, wodurch ein kontinuierlicher Ablauf nicht gewährleistet ist.
Zugrunde liegendes Problem
Es soll eine Trinkwasseraufbereitung aus Salzwasser (Meerwasser) sowie aus unsauberen Süßwasser das entnommen werden kann aus Flüssen, Seen oder Brunnen erfolgen. Damit ist eine derartige Trinkwasseraufbereitung an der Küste wie auch im Innland gegeben. In der Anlage wird die Luftfeuchtigkeit also das Wasser auf 92°C erwärmt. So erfolgt auch eine Abtötung von Krankheitskeimen und Pilzsporen, die bis max. 92°C lebensfähig sind. Das Trinkwasser wird damit desinfiziert und ist somit auch besonders zur Verwendung in Krankenstationen geeignet.
Die Wasseraufbereitung soll

1. im Energiebedarf geringer sein als der Energiebedarf des häufig angewendeten Umkehrosmoseverfahrens.
2. in der Anlage soll die Wasseraufbereitung druck los erfolgen damit Störfälle durch Druckausfall vermieden werden.
3. Um den Energiebedarf gering zu halten, ist eine Wärmerückgewinnung der latenten Wärme, die 540 kcal pro 1 Kg Wasser beträgt, in der Anlage zu verwirklichen.

Ausführung der Erfindung
Die Anlage zur Trinkwasseraufbereitung besteht aus mehreren Blöcken. In den Blöcken 1, 2 und 3 befindet sich je ein Wärmetauscher 6, je eine Pumpe 7 und je ein Lüfter 8 beziehungsweise im Block 1 ein Lüfter 8a und ein Lüfter 8b. Im Wärmetauscher 6, ist im Wasserbereich eine Heizung 9 angebracht, um bei der Inbetriebnahme der Anlage kurzfristig auf Betriebstemperatur zu kommen. Von da an erfolgt eine Nachheizung der Anlage im letzten Block 4 durch eine Heizung um Wärmeverluste der Anlage im Betriebsablauf auszugleichen. Unter jedem Wärmetauscher 6 befindet sich ein Kondenstopf 10, um ein Luftaustritt aus dem Luftkreislauf zu verhindern. Nur bei der Inbetriebnahme der Anlage ist ein Luftaustritt mittels eines Ventils 11 an der Kondensseite am Block 1 vorgesehen. Für die Außerbetriebnahme der Anlage ist am vorletzten Block 3 auf der Kondensseite ein Ventil 12 zum Einströmen von Luft vorgesehen, um so die Volumenveränderungen der Luft und der Luftfeuchtigkeit bei Temperaturänderungen auszugleichen. Während des Betriebszustandes der Anlage bleibt die erforderliche Luftmenge ständig in der Anlage im Kreislauf.
Die Luftfeuchtigkeit wird im Wärmetauscher 6 auf der Verdunsterseite von der Luft, die durch Düsen 13 in kleine Bläschen verteilt im Wasser aufsteigt, aufgenommen. Die Luft strömt vom Lüfter 8 angetrieben auf der Verdunsterseite vom Bock 1 bis zum letzten Bock 4. Danach strömt die Luft mit bis zu 100% angereicherter Luftfeuchtigkeit selbstständig auf der Kondensseite zum Block 1 zurück. Bei der Kondensation wird an jeden Wärmetauscher 6 die latente Wärme abgegeben und führt so zur Verdunstung von Wasser auf der Verdunsterseite. Das kondensierte Wasser vom Block 1 und 2 bis zum vorletzten Block 3 fließt durch den jeweiligen Kondenstopf 10 angetrieben mittels einer Pumpe 15 weiter durch den Wärmetauscher 1, wo es Warme an das Rohwasser abgibt. Genauso fließt das mit Salz- oder Schmutzbehaftete Restwasser aus dem letzten Block 4 gefördert von einer Pumpe 14, getrennt vom Reinwasser durch den Wärmetauscher 5 um Wärme abzugeben. Im letzten Block 4 wird das Wasser zur Verdunstung und die Luftfeuchtigkeit auf die maximale Temperatur von 92°C durch die Heizspirale aufgeheizt. Die Heizspirale gleicht so den Wärmeverlust der Anlage aus und hält die Anlage konstant auf Betriebstemperatur.
Das Einpumpen von Wasser in einen folgenden Wärmetauscher eines Blockes kann immer nur dann erfolgen, wenn der folgende Wärmeaustauscher leer ist und so einen Schaltimpuls an die davor befindliche Pumpe gibt.
Trinkwasseraufbereitungsanlage nach dem Verdunstungsprinzip mit vier Blöcken, Legende zu den beiden Zeichnungen
Bezugszeichenliste

1: Block 1
2: Bock 2
3: Block 3
4: Block 4
5: Wärmetauscher für Schmutz- und Reinwasser an Rohwasser
6: Wärmetauscher in den Blöcken 1, 2 und 3
7: Pumpe zum Füllen von Wärmetauscher 6
8a: Axiallüfter zur Befeuchterseite vom Wärmetauscher 6
8b: Axiallüfter Richtung Block 2
9: Heizung
10: Kondenstopf
11: Auslassventil
12: Einlassventil
13: Düse
14: Pumpe für Sole- oder Schmutzwasser
15: Pumpe für Reinwasser

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10200802880 A1 [0002]
DE 102005046643 A1 [0002]
DE 10215079 B4 [0002]
DE 202007012405 U1 [0002]

Claims

Trinkwasseraufbereitungsanlage nach dem Verdunstungsprinzip dadurch gekennzeichnet, dass sauberes Wasser durch verdunsten von einem, Teil Fremdkörper behaftetem Wasser, bei dem die Fremdkörper im Restwasser verbleiben, gewonnen werden kann.
Trinkwasseraufbereitungsanlage nach Anspruch 1, dadurch Gekennzeichnet, dass als Fremdkörper im Wasser gelöster Schmutz, Salze oder Krankheitskeime auftreten können.
Trinkwasseraufbereitungsanlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die für die Verdunstung erforderliche latente Wärme von der bei der Kondensation freiwerdenden latenten Wärme aufgebracht wird. Dazu muss die Kondensation auf der einen Seite einer Trennwand und die Verdunstung auf der anderen Seite der Trennwand im Wärmetauscher (6) erfolgen.
Trinkwasseraufbereitungsanlage nach Anspruch 1, 2 und 3 dadurch gekennzeichnet, dass sich die Wärmetauscher (6) in einem wärmeisolierten Block (1, 2, 3 und 4) befinden. In dem sich weiterhin noch je eine Pumpe (7) zum Wassertransport, ein Kondenstopf (10) als Absperrorgan gegen Lufteintritt und ein Lüfter (8) zum Lufttransport befinden.
Trinkwasseraufbereitungsanlage nach Anspruch 1, 2, 3 und 4 dadurch gekennzeichnet, dass zu einer Anlage mehrere im Punkt 3 genannte Blöcke (1, 2 und 3) dann noch ein Anfangsbehälter (5) bestehend nur aus einem Wärmetauscher (5) zum Wärmetausch der Wärme vom reinen Wasser und dem Restwasser an das Rohwasser vorhanden sind. Weiterhin eine Block (4) ohne Wärmetauscher dafür aber mit einer Heizspirale um den Wärmeverlust der Anlage auszugleichen.
Trinkwasseraufbereitungsanlage nach Anspruch 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass ein guter Übergang der Feuchtigkeit vom Wasser zur Luft bei der Verdunstung im Wärmetauscher (6) durch kleine Luftblasen, die durch Düsen (13) erzeugt werden, erreicht wird.