DE102012107638A1 - Device for extracting water from air in e.g. low rainfall areas, has porous and/or fine-grained separation element that condenses water vapor in air to water, and converging unit that receives condensed water at separating element - Google Patents
Device for extracting water from air in e.g. low rainfall areas, has porous and/or fine-grained separation element that condenses water vapor in air to water, and converging unit that receives condensed water at separating element Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Gewinnung von Wasser aus Luft. The invention relates to a device for recovering water from air.
In niederschlagsarmen Gebieten besteht ein Bedürfnis, in der Luft vorhandene Feuchte zur Herstellung von flüssigem Wasser zu nutzen, um eine ausreichende Wasserversorgung sicherzustellen. Durch Benutzung ist eine dafür geeignete Vorrichtung bekannt, die einen elektrisch betriebenen Kondensator umfasst, mit dem die Luft abgekühlt und dabei kondensierendes Wasser aufgefangen wird.In low-precipitation areas, there is a need to use moisture present in the air to produce liquid water to ensure adequate water supply. By use, a suitable apparatus is known which comprises an electrically operated condenser, with which the air is cooled and thereby condensing water is collected.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, zu deren Betrieb keine elektrische Energie benötigt wird. The invention has for its object to provide a device of the type mentioned, the operation of which no electrical energy is needed.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein poröses und/oder feinkörniges Abscheideelement, an dem in der Luft vorhandener Wasserdampf zu flüssigem Wasser kondensiert, und eine Sammeleinrichtung zur Aufnahme des an dem Abscheideelement kondensierten Wassers. This object is achieved by a porous and / or fine-grained separating element, on which water vapor present in the air condenses to form liquid water, and a collecting device for receiving the water condensed on the separating element.
Aufgrund seiner porösen und/oder feinkörnigen Struktur weist das Abscheidelement eine verhältnismäßig große Oberfläche auf, an der Wasser aus mit Wasserdampf übersättigter Luft beschlagen kann, und kann deshalb relativ große Mengen an Wasser aus der Luft aufnehmen. Das nach und nach an dem Abscheideelement kondensierende und anschließend nach unten ablaufende Wasser wird mittels der Sammeleinrichtung aufgefangen und kann weitergeleitet oder direkt einem Behälter zugeführt werden. Due to its porous and / or fine-grained structure, the separation element has a relatively large surface area, where water can become fogged with water-supersaturated air, and can therefore absorb relatively large amounts of water from the air. The gradually condensing at the separation element and then running down water is collected by the collector and can be forwarded or fed directly to a container.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich insbesondere zur Wassergewinnung in Gegenden, in denen es nur wenig Niederschlag gibt, aber eine verhältnismäßig große Luftfeuchtigkeit vorliegt, wie dies beispielsweise regional auf der Insel Fuerteventura der Fall ist. Es versteht sich, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung auch in anderen Gegenden, z.B. in Wüsten oder Steppen, zur Gewinnung von Wasser verwendet werden kann. The inventive device is particularly suitable for water extraction in areas where there is little rainfall, but a relatively high humidity is present, as is the case for example regionally on the island of Fuerteventura. It is understood that the device according to the invention can also be used in other areas, e.g. in deserts or steppes, can be used to extract water.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Abscheideelement aus Bims, Zellstoff, Bruchsand, Splitt und/oder Schotter gebildet.In a particularly preferred embodiment of the invention, the separation element of pumice, pulp, crushed sand, chippings and / or gravel is formed.
Zweckmäßigerweise ist eine Porengröße bzw. Körnung einer derartigen Größe vorgesehen, dass das Abscheideelement einerseits eine große Beschlagfläche bildet, aber anderseits zugleich sichergestellt ist, dass das kondensierte Wasser kontinuierlich von dem Abscheideelement hin zur Sammeleinrichtung abläuft. Appropriately, a pore size or grain size of such a size is provided that the separating element on the one hand forms a large fitting surface, but on the other hand it ensures at the same time that the condensed water runs continuously from the separating element to the collecting device.
Die Korngröße des Splitts beträgt vorzugsweise 0,6 bis 8 mm, diejenige des Schotters vorzugsweise 5 bis 35 mm, vorzugsweise 10 bis 30 mm.The grain size of the chippings is preferably 0.6 to 8 mm, that of the ballast preferably 5 to 35 mm, preferably 10 to 30 mm.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Sammeleinrichtung eine trichterartige und/oder rohrartige Form auf und der Bims, Zellstoff, Bruchsand, Splitt und/oder Schotter sind in der Sammeleinrichtung angeordnet, sodass die Sammeleinrichtung auch einen Träger für das Abscheideelement bildet. In a further embodiment of the invention, the collecting device has a funnel-like and / or tubular shape and the pumice, pulp, crushed sand, chippings and / or crushed rock are arranged in the collecting device, so that the collecting device also forms a carrier for the separating element.
Während es vorstellbar wäre, die Sammeleinrichtung durch ein Rohr zu bilden, das etwa vertikal angeordnet ist, weist sie in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung die Form eines Trichters auf. Vorteilhaft kann die Sammeleinrichtung in Form des Rohrs oder des Trichters in ihrem Aussehen besonders gut an die Natur angepasst werden.While it would be conceivable to form the collecting device through a tube which is arranged approximately vertically, it has the form of a funnel in a preferred embodiment of the invention. Advantageously, the collecting device in the form of the tube or funnel in their appearance are particularly well adapted to nature.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Sammeleinrichtung durch mehrere miteinander verbundene Rohrabschnitte unterschiedlichen Durchmessers gebildet, die vorzugsweise derart angeordnet sind, dass die Durchmesser der Rohrabschnitte von oben nach unten hin abnehmen, und somit das kondensierte Wasser in der Sammeleinrichtung nach unten hin zusammengeführt wird. Zweckmäßigerweise sind die einzelnen Rohrabschnitten durch Trichterelemente miteinander verbunden, die ein Abfließen des Wassers unterstützen.In a particularly preferred embodiment of the invention, the collecting device is formed by a plurality of interconnected pipe sections of different diameters, which are preferably arranged such that the diameters of the pipe sections decrease from top to bottom, and thus the condensed water is brought together in the collecting device at the bottom , Conveniently, the individual pipe sections are interconnected by funnel elements that support a flow of water.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist in der Sammeleinrichtung ein Ablaufund/oder Belüftungsbereich vorgesehen, der frei von dem Abscheideelement ist. Der Ablauf- und/oder Belüftungsbereich ist zweckmäßigerweise durch ein Rohr gebildet, das zur Ermöglichung von Luftzirkulation im Abescheideelement mit Ausnehmungen wie beispielsweise Schlitzen, Bohrungen oder dergleichen versehen ist. In one embodiment of the invention, a drainage and / or ventilation area is provided in the collecting device, which is free of the separating element. The drainage and / or ventilation area is expediently formed by a tube, which is provided with recesses such as slots, bores or the like to allow air circulation in Abescheideelement.
In einer Ausführungsform ist das Rohr in der Sammeleinrichtung vertikal, und vorzugsweise zentral, angeordnet und durchdringt das Abscheideelement vollständig, zweckmäßigerweise von einem oberen Ende des Abscheideelements bis hin zu einem Ablauf der Sammeleinrichtung.In one embodiment, the tube in the collecting device is vertical, and preferably centrally, arranged and penetrates the separating element completely, expediently from an upper end of the separating element to a drain of the collecting device.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Sammeleinrichtung ein quer zur Horizontalen angeordnetes Rohr auf, das auf seiner oberen Seite mit Ausnehmungen versehen ist. Durch die Ausnehmungen wird eine Luftzirkulation innerhalb des Rohrs und damit eine kontinuierliche Kondensation am Abscheideelement in dem Rohr ermöglicht. Das an dem Abscheideelement kondensierte Wasser kann auf der geschlossenen unteren Seite des Rohrs ablaufen. Zweckmäßigerweise ist das Rohr auf seiner unteren Seite über zumindest ein Drittel des Rohrumfangs geschlossen. Die Ausnehmungen sind vorzugsweise durch Schlitze oder Bohrungen in dem Rohr gebildet. In a further development of the invention, the collecting device has a pipe arranged transversely to the horizontal, which is provided with recesses on its upper side. Through the recesses an air circulation within the tube and thus a continuous condensation at the separation element in the tube is made possible. The water condensed on the separator can drain on the closed lower side of the tube. Conveniently, the tube is on its lower side over at least one third of the tube circumference closed. The recesses are preferably formed by slots or holes in the tube.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Vorrichtung mehrere der mit dem Abscheideelement versehenen Sammeleinrichtungen und die Sammeleinrichtungen sind miteinander verbindbar, um das in den Sammeleinrichtungen aufgefangene Wasser gemeinsam weiterzuleiten oder zu speichern.In a further embodiment of the invention, the device comprises a plurality of collecting devices provided with the separating element, and the collecting devices can be connected to one another in order to jointly forward or store the water collected in the collecting devices.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, Einrichtungen zur Weiterleitung des kondensierten Wassers, die zweckmäßigerweise durch Rohre gebildet sind, über eine große Höhendifferenz, vorzugsweise über mehr als 5 m, ggf. über mehrere Hundert Meter, anzuordnen. Auf Fuerteventura beispielsweise können mehrere der Abscheideelemente und Sammeleinrichtungen auf einem der Berge Jandia oder Cofete vorgesehen werden und das gewonnen Wasser über die Weiterleitungseinrichtungen über eine Höhendifferenz von mehr als 600 m zu nahe der Küste gelegenen Orten geleitet werden. Der Erfinder hat festgestellt, dass durch die Weiterleitung über die große Höhendifferenz in der Vorrichtung eine Sogwirkung entsteht, die eine verstärkte Kondensation des Wassers zur Folge hat. Diese Sogwirkung wird dabei noch weiter verstärkt, wenn die Einrichtungen mäanderförmig verlegt sind.It has proven to be particularly advantageous to arrange devices for the forwarding of the condensed water, which are expediently formed by tubes, over a large height difference, preferably over more than 5 m, possibly over several hundred meters. For example, in Fuerteventura, several of the separation and collection facilities can be located on either Jandia or Cofete mountains, and the recovered water can be routed via the forwarding facilities over a height difference of more than 600 meters to nearby coastal locations. The inventor has found that by passing on the large height difference in the device creates a suction effect, which has an increased condensation of the water result. This suction effect is further enhanced if the facilities are laid meandering.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und den beiliegenden, sich auf diese Ausführungsbeispiele beziehenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to embodiments and the accompanying drawings relating to these embodiments. Show it:
Eine in
Es wird nun auf die
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach
Eine weitere, in
Eine Sammeleinrichtung
Wie in
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung nach
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