DE102019102531A1 - Water treatment plant - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wasseraufbereitungsanlage (1) zur Aufbereitung von Meerwasser (5), aufweisend einen hohlzylindrischen Verdunstungskörper (2) und einen hohlkegelförmigen Kondensationsdeckel (3), wobei der Kondensationsdeckel (3) mit dem Verdunstungskörper (2) strömungstechnisch verbunden ist, gekennzeichnet durch eine Kühlvorrichtung (19) zur außenseitigen Kühlung des Kondensationsdeckels (3).The invention relates to a water treatment plant (1) for the treatment of sea water (5), comprising a hollow cylindrical evaporation body (2) and a hollow cone-shaped condensation cover (3), the condensation cover (3) being connected to the evaporation body (2) in terms of flow technology, characterized by a Cooling device (19) for cooling the condensation cover (3) on the outside.

Description

Die Erfindung betrifft eine Wasseraufbereitungsanlage zur Aufbereitung von Meerwasser zu Trinkwasser bzw. Brauchwasser, aufweisend einen hohlzylindrischen Verdunstungskörper und einen hohlkegelförmigen Kondensationsdeckel, welcher Kondensationsdeckel mit dem Verdunstungskörper strömungstechnisch verbunden ist.The invention relates to a water treatment plant for the treatment of sea water into drinking water or industrial water, comprising a hollow cylindrical evaporation body and a hollow cone-shaped condensation cover, which condensation cover is connected to the evaporation body in terms of flow.

Der größte Teil der Erdoberfläche ist von Meerwasser bedeckt. Trotzdem mangelt es in küstennahen Wüstenregionen an Trink- und Brauchwasser. Chemisch gesehen ist Meerwasser eine wässrige Lösung mit verschiedenen Salzen. Aufgrund der hohen Salzkonzentration kann Meerwasser nicht als Trink-/Brauchwasser verwendet werden.Most of the earth's surface is covered by sea water. Nevertheless, there is a shortage of drinking and process water in coastal desert regions. From a chemical point of view, sea water is an aqueous solution with various salts. Due to the high salt concentration, sea water cannot be used as drinking / process water.

Zur Gewinnung von Trink-/Brauchwasser aus Meerwasser gibt es Wasseraufbereitungsanlagen, welche die Salzkonzentration des Meerwassers verringern. Aus dem Stand der Technik sind viele verschiedene Vorrichtungen und Verfahren der Entsalzung bekannt. In trink- bzw. brauchwasserarmen Wüstenregionen sind insbesondere Wasseraufbereitungsanlagen notwendig, die möglichst unkompliziert aufzubauen sind.There are water treatment systems for the extraction of drinking / process water from sea water, which reduce the salt concentration of the sea water. Many different devices and methods of desalination are known from the prior art. In desert regions with little or no drinking water, water treatment systems are particularly necessary, which are as straightforward as possible to set up.

Aus dem Stand der Technik sind einfache Wasseraufbereitungsanlagen, sogenannte Watercones bekannt, die über einen Verdunstungskörper verfügen, in welches Meerwasser manuell geschüttet wird. Durch die Absorption der Sonnenstrahlen erwärmt sich das Meerwasser und verdunstet, bis es sich an dem strömungstechnisch verbundenen Kondensationsdeckel niederschlägt. Das kondensierte Wasser fließt innenseitig den Kondensationsdeckel entlang und sammelt sich in einer Auffangrinne. Aufgrund des Verdunstungsprozesses weist das Wasser nur noch geringe Mengen Salz auf und hat Trinkwasserqualität. Das Trinkwasser kann von der Auffangrinne direkt durch Umdrehen der Abdeckung entnommen werden. Ein Watercone kann bis zu 1,5 Liter täglich produzieren.Simple water treatment systems, so-called water cones, are known from the prior art, which have an evaporation body into which sea water is poured manually. Due to the absorption of the sun's rays, the sea water heats up and evaporates until it is deposited on the fluidically connected condensation cover. The condensed water flows along the inside of the condensation lid and collects in a gutter. Due to the evaporation process, the water only has a small amount of salt and is of drinking water quality. The drinking water can be taken directly from the gutter by turning the cover over. A Watercone can produce up to 1.5 liters a day.

Derartige Wasseraufbereitungsanlagen sind aufgrund ihrer simplen Bauweise, geringen Materialkosten und einfachen Handhabung besonders vorteilhaft. Nachteilig ist jedoch die geringe Ausbeute, die eine solche Anlage erbringt.Such water treatment systems are particularly advantageous because of their simple construction, low material costs and simple handling. However, the low yield that such a system produces is disadvantageous.

Ferner sind aus dem Stand der Technik Großanlagen wie beispielsweise Destillations- oder Umkehrosmoseanlagen bekannt. Bei Destillationsanlagen wird prinzipiell das Wasser stark erhitzt, so dass es verdampft und an einem innerhalb der Anlage angeordneten Kondensator kondensiert. Der Kondensator besteht üblicherweise aus einer mit Kühlflüssigkeit gefüllten Rohrleitung.Furthermore, large plants such as, for example, distillation or reverse osmosis plants are known from the prior art. In principle, in distillation plants, the water is strongly heated, so that it evaporates and condenses on a condenser arranged inside the plant. The condenser usually consists of a pipeline filled with coolant.

Umkehrosmoseanlagen konzentrieren in Flüssigkeiten gelöste Stoffe, indem mit hohem Druck der natürliche Osmoseprozess umgekehrt wird. Nachteilig sind die hohen Kosten zur Bereitstellung der Anlage, die Instandhaltungsarbeiten und die dadurch entstehenden Kosten sowie der Energieverbrauch für den Betrieb der Anlage.Reverse osmosis systems concentrate substances dissolved in liquids by reversing the natural osmosis process at high pressure. Disadvantages are the high costs for providing the system, the maintenance work and the resulting costs, as well as the energy consumption for operating the system.

Beide Wasseraufbereitungsanlagen sind in der Lage, große Mengen Trink-/Brauchwasser in kurzer Zeit zu produzieren. Problematisch ist jedoch der große Energiebedarf, der zur Inbetriebnahme derartiger Anlagen gedeckt werden muss. Gerade in Gebieten, in denen das Stromnetz nicht oder nur schlecht ausgebaut ist, können Destillations- oder Umkehrosmoseanlagen nicht ohne Weiteres betrieben werden. Ferner sind die Kosten zur Bereitstellung solcher Anlagen sehr hoch, so dass sich gerade ärmere Bevölkerungsschichten in wasserarmen Küstenregionen derartige Anlagen nicht leisten können.Both water treatment plants are able to produce large quantities of drinking / process water in a short time. However, the great energy requirement that must be met to start up such systems is problematic. Especially in areas where the power grid is not or only poorly developed, distillation or reverse osmosis systems cannot be operated easily. Furthermore, the costs for the provision of such facilities are very high, so poorer sections of the population in coastal regions with little water cannot afford such facilities.

Ausgehend vom vorbeschriebenen Stand der Technik ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Wasseraufbereitungsanlage dahingehend weiterzuentwickeln, bei möglichst geringem Kosten- und Betriebsaufwand die Effizienz zu steigern.Starting from the above-described prior art, it is the object of the invention to further develop a water treatment plant in such a way that the efficiency is increased with the lowest possible cost and operating expenditure.

Für die Lösung dieser Aufgabe wird eine Wasseraufbereitungsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen.To solve this problem, a water treatment plant with the features of claim 1 is proposed. Further advantages and features result from the subclaims.

Eine erfindungsgemäße Anlage ist gekennzeichnet durch eine Kühlvorrichtung zur außenseitigen Kühlung des Kondensationsdeckels mit Meerwasser.A system according to the invention is characterized by a cooling device for cooling the condensation cover on the outside with sea water.

Die erfindungsgemäße Wasseraufbereitungsanlage ist im Meer aufstellbar und kann Dimensionen von ca. 5 m im Durchmesser und 10 bis 15 m in der Höhe aufweisen. Kleinere Baugrößen sind ebenfalls denkbar. Die Baugröße der Wasseraufbereitungsanlage ist zum einen vom Wasserverbrauch und zum anderen von den Gegebenheiten der Küste abhängig.The water treatment plant according to the invention can be set up in the sea and can have dimensions of approximately 5 m in diameter and 10 to 15 m in height. Smaller sizes are also conceivable. The size of the water treatment plant depends on the one hand on water consumption and on the other hand on the conditions on the coast.

Erfindungsgemäß weist die Wasseraufbereitungsanlage einen hohlzylindrischen Verdunstungskörper auf. Der Verdunstungskörper dient als Aufnahmeraum des aufzubereitenden Meerwassers, in welchem der Verdunstungsvorgang stattfindet. Der Verdunstungskörper kann dabei einendseitig offen oder geschlossen sein.According to the invention, the water treatment plant has a hollow cylindrical evaporation body. The evaporation body serves as the receiving space for the sea water to be treated, in which the evaporation process takes place. The evaporation body can be open or closed at one end.

Die hohlzylindrische Form ist besonders vorteilhaft, da sie zum einen eine gleichmäßige Verteilung des Wasserdampfs bewirkt. Zum anderen ist die Oberfläche für eine Reinigung besser zugänglich im Gegensatz zu Körpern, die Ecken aufweisen.The hollow cylindrical shape is particularly advantageous because on the one hand it causes an even distribution of the water vapor. On the other hand, the surface is more accessible for cleaning in contrast to bodies that have corners.

Der Verdunstungskörper weist vorzugsweise einen lichtdurchlässigen Kunststoff. Als Kunststoff kann ein Hartplastik wie Acrylglas (Polymethylmethacrylat PMMA) oder eine flexible, reißfeste Folie aus beispielsweise Polyvinylchlorid (PVC) verwendet werden. Andere lichtdurchlässige und lichtundurchlässige Kunststoffe sind damit nicht ausgeschlossen. Ferner ist neben Kunststoffen die Verwendung anderer Materialien denkbar wie beispielsweise Metalle (Stahl) oder Leichtmetalle (Aluminium). Besonders vorteilhaft ist die Verwendung bereits vorhandener Vorrichtungen, die zu einer erfindungsgemäßen Wasseraufbereitungsanlage in einfacher Weise umgebaut werden können. Voraussetzung zur Benutzung einer vorhandenen Vorrichtung ist ein entsprechend ausgebildeter Hohlkörper, der zur Verwendung als Verdunstungskörper und/oder als Kondensationsdeckel geeignet ist. Ein Beispiel für solch einen Hohlkörper könnte der Turm einer Windkraftanlage darstellen. The evaporation body preferably has a translucent plastic. A hard plastic such as acrylic glass (polymethyl methacrylate PMMA) or a flexible, tear-resistant film made of, for example, polyvinyl chloride (PVC) can be used as the plastic. Other translucent and opaque plastics are not excluded. In addition to plastics, the use of other materials such as metals (steel) or light metals (aluminum) is also conceivable. It is particularly advantageous to use existing devices that can be converted into a water treatment system according to the invention in a simple manner. A prerequisite for using an existing device is a suitably designed hollow body which is suitable for use as an evaporation body and / or as a condensation lid. An example of such a hollow body could be the tower of a wind turbine.

Bei der Verwendung von Folien ist die Folie über einen Grundkörper gespannt, der der Folie im aufgespannten Zustand eine hohlzylindrische Form gibt. Die Verwendung von Folien ist besonders vorteilhaft, da die Herstellung von lichtdurchlässigen Folien zum einen kostengünstig ist und die Lagerung aufgrund der Flexibilität der Folie vereinfacht wird. Ferner ist es vorteilhaft, dass die Folie aufgrund ihres leichten Gewichts einfacher montiert und ausgetauscht werden kann. Das erleichtert den Austausch der Einzelteile im Falle einer Beschädigung oder Verunreinigung. Auch der Transport der einzelnen Bestandteile zum Einsatzort der Wasseraufbereitungsanlage wird vereinfacht, da sich die Folie aufrollen lässt.When using foils, the foil is stretched over a base body, which gives the foil a hollow cylindrical shape in the stretched state. The use of foils is particularly advantageous because the production of translucent foils is inexpensive on the one hand and storage is simplified due to the flexibility of the foil. It is also advantageous that the film is easier to install and replace due to its light weight. This makes it easier to replace the individual parts in the event of damage or contamination. The transport of the individual components to the place of use of the water treatment system is also simplified because the film can be rolled up.

Alternativ kann der Verdunstungskörper auch aus einem lichtabsorbierenden Kunststoff bestehen. Bevorzugt ist der Kunststoff schwarz ausgebildet. Das hat den Vorteil, dass der Verdunstungskörper das Sonnenlicht besonders stark absorbiert und somit mehr Wärme innerhalb des Verdunstungskörpers entsteht. Das wiederum hat den weiteren Vorteil, dass zum einen das aufzubereitende Wasser innerhalb des Verdunstungskörpers schneller erwärmt wird. Zum anderen wird verhindert, dass verdunstetes Wasser unbeabsichtigt bereits am Verdunstungskörper kondensiert und einfach zurück in das aufzubereitende Wasser fließt, bevor es an einem Kondensationsdeckel kondensieren und von einer Auffangrinne gesammelt werden kann.Alternatively, the evaporation body can also consist of a light-absorbing plastic. The plastic is preferably black. This has the advantage that the evaporation body absorbs the sunlight particularly strongly and thus more heat is generated within the evaporation body. This in turn has the further advantage that, on the one hand, the water to be treated is heated more quickly within the evaporation body. On the other hand, it prevents the evaporated water from inadvertently condensing on the evaporation body and simply flowing back into the water to be treated before it can condense on a condensation lid and be collected by a collecting trough.

Gemäß einem weiteren Merkmal ist der Verdunstungskörper mit mindestens einem Stützelement, wie beispielsweise Stelzen verbunden, die im Meeresgrund befestigbar sind. Der Verdunstungskörper steht dabei entweder so tief im Wasser, dass sich stets Meerwasser innerhalb des Verdunstungskörpers befindet. Vorteilhaft bezüglich dieser Ausgestaltung ist es, dass innerhalb des Verdunstungskörpers äußere Wettereinflüsse wie beispielsweise starker Wind oder ein stärkerer Wellengang keinen Einfluss haben. Dadurch wird verhindert, dass sich Meerwasser mit dem bereits am Verdunstungskörper kondensierten Wasser vermischt und unbrauchbar macht. Alternativ ist der Verdunstungskörper direkt am Meeresgrund befestigbar. In diesem Fall besteht der Verdunstungskörper bevorzugt aus einem Hartplastik, wie beispielswiese Plexiglas, welches dem Wasserdruck und der Gezeitenkraft standhalten kann. Damit Wasser in den Verdunstungskörper hineinfließen kann, weist der Hohlkörper eine kleine Öffnung auf. Diese Bauweise ist besonders vorteilhaft, da zum einen der Wassereinstrom in den Verdunstungskörper durch die kleine Öffnung möglichst klein gehalten werden kann, so dass eine Erwärmung des aufzubereitenden Wassers schneller stattfindet. Zum anderen findet ein geringerer Wasseraustausch zwischen dem erwärmten Wasser innerhalb und dem kühlen Meerwasser außerhalb des Verdunstungskörpers statt.According to a further feature, the evaporation body is connected to at least one support element, such as stilts, which can be fastened in the seabed. The evaporation body is either so deep in the water that there is always seawater inside the evaporation body. With regard to this embodiment, it is advantageous that external weather influences such as strong wind or a stronger swell have no influence within the evaporation body. This prevents seawater from mixing with the water that has already condensed on the evaporative body and rendering it unusable. Alternatively, the evaporation body can be attached directly to the sea floor. In this case, the evaporation body preferably consists of a hard plastic, such as plexiglass, which can withstand the water pressure and the tidal force. The hollow body has a small opening so that water can flow into the evaporation body. This design is particularly advantageous because, on the one hand, the water inflow into the evaporation body can be kept as small as possible through the small opening, so that the water to be treated is heated more quickly. On the other hand, there is less water exchange between the heated water inside and the cool sea water outside the evaporation body.

Gemäß der vorbenannten beiden Alternativen ist es vorteilhaft, dass lediglich darauf geachtet werden muss, dass bei Ebbe der Wasserstand hoch genug ist, um den Verdunstungskörper mit aufzubereitendem Wasser zu befüllen.According to the aforementioned two alternatives, it is advantageous that only care must be taken that the water level is high enough at low tide to fill the evaporation body with water to be treated.

Eine weitere Alternative ist denkbar, indem der Verdunstungskörper auf Stützelementen ständig oberhalb der Meerwasseroberfläche steht, dass auch ein höherer Wellengang nicht die Innenfläche des Verdunstungskörpers erreichen kann. Beim Aufbau der Anlage ist darauf zu achten, dass die Anlage soweit küstenentfernt steht, dass auch aufgrund der Gezeiten berücksichtigt wird, dass unterhalb des Verdunstungskörpers auch bei Ebbe immer noch Meerwasser vorliegt und bei Flut der Verdunstungskörper hoch genug angeordnet ist, dass der Verdunstungskörper nicht vom Meerwasser umspült wird.Another alternative is conceivable in that the evaporation body on support elements is constantly above the sea water surface, so that even higher waves cannot reach the inner surface of the evaporation body. When setting up the system, it must be ensured that the system is so far away from the coast that due to the tides it is taken into account that seawater is still present below the evaporation body even at low tide and that the evaporation body is arranged high enough at high tide that the evaporation body does not move away Sea water is washed around.

Die Wasseraufbereitungsanlage weist erfindungsgemäß einen hohlkegelförmigen Kondensationsdeckel auf, der strömungstechnisch mit dem Verdunstungskörper verbunden ist. Die Kegelform erbringt den wesentlichen Vorteil, dass das verdunstete Wasser durch die abgeschrägte Oberfläche des Kegels in Aufstiegsrichtung kondensiert, so dass quasi eine Aufstiegsbarriere geschaffen ist. Anschließend kann das kondensierte Wasser, der Schwerkraft folgend, die Wand des Kondensationsdeckels entlang hinabfließen.According to the invention, the water treatment plant has a hollow-conical condensation cover which is connected to the evaporation body in terms of flow technology. The cone shape has the essential advantage that the evaporated water condenses in the direction of ascent through the beveled surface of the cone, so that an ascent barrier is created. The condensed water can then flow down the wall of the condensation cover, following gravity.

Alternativ kann der Deckel auch als hohle Halbkugel mit einer verdunstungskörperseitigen Öffnung geformt sein. Das hat den Vorteil, dass keine Spitze vorhanden ist, in der sich Schmutz leichter ansammelt und schwierige entfernen lässt.Alternatively, the lid can also be shaped as a hollow hemisphere with an opening on the side of the evaporation body. This has the advantage that there is no tip in which dirt can be collected more easily and difficult ones can be removed.

Ferner weist der Kondensationsdeckel innenseitig und/oder außenseitig Wasserleitungselemente auf. Die Wasserleitungselemente sind beispielsweise in Form von Rinnen oder Noppen ausgebildet. Damit wird bewirkt, dass das Kondensationswasser nicht vorzeitig, bevor das Kondensationswasser die Auffangrinne erreicht, herabtropft. Außenseitig haben die Wasserleitungselemente den Vorteil, dass das Kühlwasser gleichmäßig als möglichst dünner Film auf dem Kondensationsdeckel verteilt wird. Dadurch wird die Kühlung des Deckels gefördert und gleichzeitig die Salzkonzentration bei der Verdunstung erhöht. Der Film darf jedoch nicht zu dünn sein, da ansonsten das Salz außenseitig am Kondensationsdeckel auskristallisiert. Furthermore, the condensation cover has water pipe elements on the inside and / or outside. The water pipe elements are designed, for example, in the form of channels or knobs. This ensures that the condensation water does not drip down prematurely before the condensation water reaches the gutter. On the outside, the water pipe elements have the advantage that the cooling water is evenly distributed as a thin film on the condensation cover. This promotes cooling of the lid and at the same time increases the salt concentration during evaporation. However, the film must not be too thin, otherwise the salt will crystallize on the outside of the condensation cover.

Im Gegensatz zum vorbeschriebenen gattungsgemäßen Stand der Technik weist die Wasseraufbereitungsanlage eine Kühlvorrichtung zur außenseitigen Kühlung des Kondensationsdeckels mit Meerwasser auf. Die Kühlvorrichtung dient dazu, den Kondensationsdeckel außenseitig durch Verdunstungskälte abzukühlen, so dass der Wasserdampf innerhalb des Kondensationsdeckels möglichst schnell in die flüssige Phase übergeht.In contrast to the generic state of the art described above, the water treatment system has a cooling device for cooling the condensation cover on the outside with sea water. The cooling device is used to cool the condensation cover on the outside by evaporative cooling, so that the water vapor within the condensation cover changes into the liquid phase as quickly as possible.

Die Verwendung von Meerwasser zur außenseitigen Kühlung des Kondensationsdeckels hat zum einen den Vorteil, dass während der Kühlung Meerwasser verdunstet, so dass automatisch die Salzkonzentration des Kühlwassers steigt. Wird entsprechend das verwendete Kühlwasser wieder aufgefangen, statt es dem Meer wieder zurückzuführen, kann es weiter für die Salzgewinnung verwendet und verarbeitet werden. Es wird vorgeschlagen, das aufkonzentrierte Kühlwasser einer direkt benachbarten Saline zuzuführen, um den Salzgewinnungsprozess zu beschleunigen. Andere Anwendungsgebiete von konzentriertem Salzwasser sind ebenfalls denkbar. Zum anderen steht Meerwasser in nahezu unerschöpflicher Menge vor Ort bereit. Die Kühlvorrichtung der Wasseraufbereitungsanlage in Kombination mit der außenseitigen Kühlung des Kondensationsdeckels ergibt eine Kombinationsvorrichtung, die es ermöglicht, gleichzeitig Trink-/Brauchwasser sowie Salz zu gewinnen.The use of sea water for cooling the condensation cover on the outside has the advantage that sea water evaporates during cooling, so that the salt concentration of the cooling water automatically increases. If the cooling water used is collected again instead of being returned to the sea, it can continue to be used and processed for salt extraction. It is proposed that the concentrated cooling water be fed to a directly adjacent saline in order to accelerate the salt extraction process. Other areas of application of concentrated salt water are also conceivable. On the other hand, sea water is available on site in almost inexhaustible quantities. The cooling device of the water treatment system in combination with the outside cooling of the condensation lid results in a combination device that enables drinking / process water and salt to be obtained at the same time.

Die Kühlvorrichtung der Wasseraufbereitungsanlage weist zur Beförderung des Wassers erfindungsgemäß eine Pumpe auf. Die Pumpe kann reversibel an einem Schwimmkörper, der fest am Meeresboden verankerbar ist, angeordnet sein. Die Pumpe ist wasserdicht, damit Spritzwasser die Elektronik und Mechanik der Pumpe nicht beschädigen. Der Vorteil einer separat angeordneten Pumpe ist, dass die Pumpe bei einer Beschädigung in einfacher Weise ausgetauscht werden kann.According to the invention, the cooling device of the water treatment system has a pump for conveying the water. The pump can be reversibly arranged on a floating body that can be firmly anchored to the sea floor. The pump is watertight so that splash water does not damage the electronics and mechanics of the pump. The advantage of a separately arranged pump is that the pump can be easily replaced if damaged.

Alternativ kann die Pumpe auch direkt am Verdunstungskörper angeordnet sein. Vorteilhaft ist diese Ausgestaltung, da auf einen zusätzlichen Schwimmkörper verzichtet werden kann.Alternatively, the pump can also be arranged directly on the evaporation body. This configuration is advantageous since an additional floating body can be dispensed with.

Gemäß einem weiteren Merkmal zeichnet sich die Wasseraufbereitungsanlage dadurch aus, dass die Pumpe strömungstechnisch mit einem Ende einer Leitung verbunden ist, wobei die Leitung anderendseitig eine Wasserverteileinrichtung aufweist, wobei die Wasserverteileinrichtung kondensationsdeckelseitig mindestens eine Öffnung aufweist. According to a further feature, the water treatment system is characterized in that the pump is fluidly connected to one end of a line, the line on the other side having a water distribution device, the water distribution device having at least one opening on the condensation cover side.

Alternativ zu einem Steigrohr ist auch ein einfacheres Rohr oder gar ein flexibler Schlauch zur Leitung des Kühlwassers zum Kondensationsdeckel denkbar. Das Rohr ist vorzugsweise aus einem Hartplastik gebildet. Aufgrund der korrosiven Eigenschaft von Meerwasser sollten korrodierende Materialien in Verbindung mit einem Korrosionsschutz verwendet werden. Dazu gehören beispielsweise Antikorrosionslacke, Zinkbeschichtungen und andere abschirmende Substanzen. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von Antifoulinglacken, die zusätzlich den Bewuchs von marinen Organismen an der Leitung verhindern oder zumindest stark verlangsamen.As an alternative to a riser pipe, a simpler pipe or even a flexible hose for guiding the cooling water to the condensation lid is also conceivable. The tube is preferably formed from a hard plastic. Due to the corrosive nature of sea water, corrosive materials should be used in conjunction with corrosion protection. These include, for example, anti-corrosion varnishes, zinc coatings and other shielding substances. It is particularly advantageous to use antifouling lacquers, which additionally prevent or at least greatly slow down the growth of marine organisms on the line.

Das Kühlwasser wird dabei über die Leitung und weiter zu einer Wasserverteileinrichtung geführt, die ebenfalls kondensationsdeckelseitig angeordnet ist. Das Kühlwasser wird mit Hilfe der Wasserverteileinrichtung gleichmäßig auf dem Kondensationsdeckel verteilt, so dass die Oberfläche des Kondensationsdeckels gleichmäßig gekühlt wird. Dabei ist zu beachten, dass die am Kondensationsdeckel herablaufende Kühlwasserschicht so eingestellt ist, dass die maximale Verdunstungsmenge und somit die maximale Kühlung erreicht wird, und genug, damit das Kühlwasser nicht vollständig verdunstet und das Salz sofort außenseitig am Kondensationsdeckel auskristallisiert. Denn die Kühlung erfolgt aufgrund der entstehenden Verdunstungsenergie, die für den Wärmetransport verantwortlich ist. Je mehr Wasser verdunstet, desto höher ist also die Verdunstungsenergie und desto mehr Wärme kann transportiert werden.The cooling water is fed via the line and further to a water distribution device, which is also arranged on the condensation cover side. The cooling water is distributed evenly on the condensation cover with the help of the water distribution device, so that the surface of the condensation cover is cooled evenly. It should be noted that the cooling water layer running down the condensation cover is set so that the maximum amount of evaporation and thus the maximum cooling is achieved, and enough so that the cooling water does not evaporate completely and the salt immediately crystallizes on the outside of the condensation cover. Because the cooling takes place due to the evaporation energy that is responsible for the heat transport. The more water evaporates, the higher the evaporation energy and the more heat can be transported.

Im einfachsten Fall besteht die Wasserverteileinrichtung aus einem einfachen Rohr. Die Wasserverteileinrichtung kann auch als Düse ausgebildet sein, die je nach Bedarf unterschiedlich ausgebildet ist. So kann die Düse mehrere kleine Öffnungen aufweisen, aus denen das Kühlwasser ausgelassen wird, damit die Kühlwassermenge kontrolliert und gleichmäßig auf dem Kondensationsdeckel verteilt werden kann.In the simplest case, the water distribution device consists of a simple pipe. The water distribution device can also be designed as a nozzle, which is designed differently as required. For example, the nozzle can have several small openings from which the cooling water is let out, so that the amount of cooling water can be controlled and evenly distributed on the condensation cover.

Je nach Intensität der Sonneneinstrahlung ist es notwendig, die Kühlwassermenge, die auf dem Kondensationsdeckel verteilt wird, anzupassen. Hierfür wird ein Regler vorgeschlagen, der beispielsweise in Abhängigkeit der Außentemperatur und/oder der Sonnenstrahlintensität die Kühlwassermenge reguliert. Je stärker die Sonneneinstrahlung und somit die Hitzebildung an der Oberfläche des Kondensationsdeckels ist, desto mehr Kühlwasser muss verteilt werden.Depending on the intensity of the solar radiation, it is necessary to adjust the amount of cooling water that is distributed on the condensation cover. For this purpose, a controller is proposed which, for example, the amount of cooling water as a function of the outside temperature and / or the intensity of the sun rays regulated. The stronger the solar radiation and thus the heat build-up on the surface of the condensation lid, the more cooling water has to be distributed.

Die Kombination der Wasserverteileinrichtung mit den Wasserleitungselementen ergibt den synergetischen Effekt, dass die Wasserverteilung und somit die Kühlung des Kondensationsdeckels optimiert ist.The combination of the water distribution device with the water line elements results in the synergetic effect that the water distribution and thus the cooling of the condensation lid is optimized.

Die Energie, um die Pumpe zu betreiben, wird erfindungsgemäß durch ein Stromerzeugungsaggregat erzeugt. Das Stromerzeugungsaggregat ist eine Einrichtung, die aus vorhandenen Ressourcen elektrische Energie erzeugt, um insbesondere von Stromnetzen unabhängig zu sein. Das Stromerzeugungsaggregat weist bevorzugt ein Antriebsaggregat und einen Generator auf, der kinetische Energie des Antriebs in elektrische Energie wandelt. Das Antriebsaggregat und der Generator bilden zusammen eine Einheit.According to the invention, the energy for operating the pump is generated by a power generation unit. The power generation unit is a device that generates electrical energy from existing resources, in particular to be independent of power grids. The power generation unit preferably has a drive unit and a generator which converts the kinetic energy of the drive into electrical energy. The drive unit and the generator together form a unit.

Das Antriebsaggregat weist im einfachsten Fall eine Turbine auf, die beispielsweise durch Windkraft oder Gezeitenkräfte angetrieben wird. Die Nutzung der Gezeitenenergie ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn am Standort die Gezeitenströmung besonders stark ist und/oder die Küstenlandschaft steil abfällt, so dass selbst bei Ebbe der Wasserstand hoch genug ist, um die Turbine anzutreiben. Solarenergie kann statt durch Zwischenschaltung einer Turbine mit Hilfe von Photovoltaikanlagen direkt in elektrischen Strom umgewandelt werden. Besonders bevorzugt ist die Verwendung der Windkraft für ein Stromerzeugungsaggregat, wenn in der Küstenregion ohnehin regelmäßig ein starker Wind weht.In the simplest case, the drive unit has a turbine that is driven, for example, by wind power or tidal forces. The use of tidal energy is particularly advantageous if the tidal current at the location is particularly strong and / or the coastal landscape drops steeply, so that even at low tide the water level is high enough to drive the turbine. Instead of interposing a turbine, solar energy can be converted directly into electrical power with the help of photovoltaic systems. The use of wind power for a power generation unit is particularly preferred when a strong wind blows regularly in the coastal region anyway.

Alternativ kann die Pumpe auch ohne elektrischen Strom betrieben werden, indem mit Hilfe der Wind- und/oder Gezeitenkraft eine einfache Turbine angetrieben und auf diese Weise die erforderliche Pumpleistung erbracht wird. Die Pumpe kann entsprechend entweder mittels elektrischen Stroms und/oder durch eine einfache Turbine im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall das Kühlwasser, also das Meerwasser, hoch auf den Kondensationsdeckel befördern.Alternatively, the pump can also be operated without electrical current by driving a simple turbine with the help of the wind and / or tidal force and in this way providing the required pumping power. Correspondingly, the pump can convey the cooling water, ie the sea water, high to the condensation cover either by means of electrical current and / or by a simple turbine in the intended use.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung weist die Wasseraufbereitungsanlage sowohl eine Auffangrinne als auch eine Sammelrinne auf. Die Auffangrinne dient zum Auffangen des im Kondensationsdeckel kondensierten Trinkwassers. Die Sammelrinne hingegen dient zum Auffangen des verwendeten Kühlwassers, in welchem die Salzkonzentration aufgrund des Verdunstungsvorgangs um ein Vielfaches erhöht ist. Wie weiter oben beschrieben, kann das Kühlwasser direkt einer benachbarten Saline zugeführt werden.According to a further feature of the invention, the water treatment system has both a collecting trough and a collecting trough. The gutter is used to collect the drinking water condensed in the condensation lid. The collecting trough, on the other hand, serves to collect the cooling water used, in which the salt concentration is increased many times over due to the evaporation process. As described above, the cooling water can be fed directly to an adjacent saline.

Es ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, dass auch der Verdunstungskörper innenseitig zusätzlich eine Auffangrinne aufweist, so dass im Falle einer Kondensation bereits am Verdunstungskörper das Kondenswasser gesammelt und abgeführt werden kann. So wird sichergestellt, dass, insbesondere in der Nacht, in der die Temperaturen gerade in Wüstenregionen stark abfallen, so dass Temperaturunterschiede von bis zu 30 Grad erreicht werden, das am Verdunstungskörper kondensierte Wasser aufgefangen wird. Die zusätzliche Auffangrinne kann spiralförmig entlang des Verdunstungskörpers verlaufen und führt zu einem Ausgang, an dem das Wasser dann beispielsweise in einem Sammelbehälter gesammelt und/oder direkt zum Einsatzort geführt wird.It is provided according to a further feature of the invention that the evaporation body also has an additional gutter on the inside, so that in the event of condensation, the condensation water can already be collected and removed on the evaporation body. This ensures that, especially at night, when temperatures drop sharply in desert regions, so that temperature differences of up to 30 degrees can be reached, the water condensed on the evaporative body is collected. The additional collecting channel can run in a spiral along the evaporation body and leads to an exit at which the water is then collected, for example, in a collecting container and / or is led directly to the place of use.

Die Wasseraufbereitungsanlage weist gemäß einem weiteren Merkmal einen Auffangbehälter auf. Der Auffangbehälter ist strömungstechnisch mit einem Ablass verbunden und dient zur weiteren Aufnahme des Trinkwassers. Dort kann das Trinkwasser in größeren Mengen gesammelt und gelagert werden. Zur Entnahme des Trinkwassers wird ein Hahn vorgeschlagen, der bestimmungsgemäß geöffnet und geschlossen werden kann.According to a further feature, the water treatment plant has a collecting container. The collection container is connected to a drain in terms of flow technology and is used for further absorption of the drinking water. The drinking water can be collected and stored there in large quantities. A tap is proposed for taking the drinking water, which can be opened and closed as intended.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung weist die Wasseraufbereitungsanlage ein Heizelement auf. Das Heizelement befindet sich innerhalb des Verdunstungskörpers im Meerwasser, um das aufzubereitende Wasser zu erwärmen und damit die Verdunstung zu fördern. Den notwendigen Strom zur Erzeugung der Wärme erhält das Heizelement aus dem Stromerzeugungsaggregat, weshalb das Stromerzeugungsaggregat und das Heizelement elektrotechnisch in Verbindung sind.According to a further feature of the invention, the water treatment system has a heating element. The heating element is located inside the evaporation body in the sea water in order to heat the water to be treated and thus to promote evaporation. The heating element receives the electricity required to generate the heat from the power generation unit, which is why the power generation unit and the heating element are electrically connected.

Die Kombination der einzelnen Bauteile wie beispielsweise Stromerzeugungsaggregat, Turbine oder Heizelement hängt von der Umgebung ab, in der die Wasseraufbereitungsanlage aufgestellt wird. Reichen die Gezeitenkraft oder die Windkraft nicht aus, die Pumpe und das Heizelement gleichzeitig zu betreiben, kann in diesem Fall auf das Heizelement verzichtet werden.The combination of the individual components such as the power generator, turbine or heating element depends on the environment in which the water treatment system is installed. If the tidal or wind power is not sufficient to operate the pump and the heating element at the same time, the heating element can be dispensed with in this case.

Zur Lösung der Aufgabenstellung wird ferner ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruch 9 vorgeschlagen. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen.To solve the problem, a method with the features of claim 9 is also proposed. Further advantages and features result from the subclaims.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensationsdeckel außenseitig mit Meerwasser gekühlt wird.The method according to the invention is characterized in that the condensation lid is cooled on the outside with sea water.

Das Verfahren dient der Erzeugung von Trinkwasser aus Meerwasser unter Verwendung der oben genannten Vorrichtung. Bei dem Verfahren wird zunächst das im Verdunstungskörper befindliche, aufzubereitende Meerwasser erwärmt, so dass es in den gasförmigen Zustand gebracht wird und Wasserdampf entsteht. Anschließend steigt der Wasserdampf entgegen der Schwerkraft hoch und trifft auf den Kondensationsdeckel. Aufgrund des Temperaturunterschieds zwischen dem Wasserdampf und der Oberfläche des Kondensationsdeckels kondensiert der Wasserdampf zu flüssigem Wasser. Zur Beschleunigung des Kondensationsvorgangs wird der Kondensationsdeckel durch eine Kühlvorrichtung mit Meerwasser gekühlt. Die Energie zur Inbetriebnahme der Kühlvorrichtung wird mit Hilfe eines Stromerzeugungsaggregats gewonnen.The method is used to produce drinking water from sea water using the above-mentioned device. The first step in the process is that in the evaporative body sea water to be treated is heated so that it is brought into the gaseous state and water vapor is generated. Then the water vapor rises against gravity and hits the condensation cover. Due to the temperature difference between the water vapor and the surface of the condensation lid, the water vapor condenses to liquid water. To accelerate the condensation process, the condensation lid is cooled with sea water by a cooling device. The energy for starting up the cooling device is obtained with the help of a power generation unit.

Das Stromerzeugungsaggregat bezieht die Energie zum Erzeugen von Strom, wie oben bereits beschrieben, durch erneuerbare Energien.The power generation unit obtains the energy for generating electricity, as already described above, from renewable energies.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Figuren. Die Figuren zeigen:

  • 1 in schematischer Darstellung eine Wasseraufbereitungsanlage zur Aufbereitung von Meerwasser;
  • 2 eine Schnittdarstellung des Verdunstungskörpers und des Kondensationsdeckels der Wasseraufbereitungsanlage gemäß 1;
  • 3 in schematischer Darstellung eine Wasseraufbereitungsanlage auf Stelzen;
  • 4 in schematischer Darstellung eine Wasseraufbereitungsanlage gemäß einer weiteren Ausführungsform,
  • 5 in schematischer Darstellung eine Wasseraufbereitungsanlage gemäß einer weiteren Ausführungsform,
  • 6 in schematischer Darstellung eine Wasseraufbereitungsanlage gemäß einer weiteren Ausführungsform
  • 7 in schematischer Darstellung eine Wasseraufbereitungsanlage mit mehreren Verdunstungstürmen.
Further features and advantages of the invention result from the following description of the figures. The figures show:
  • 1 a schematic representation of a water treatment plant for the treatment of sea water;
  • 2 a sectional view of the evaporation body and the condensation lid of the water treatment system according to 1 ;
  • 3 in a schematic representation a water treatment plant on stilts;
  • 4 a schematic representation of a water treatment plant according to another embodiment,
  • 5 a schematic representation of a water treatment plant according to another embodiment,
  • 6 in a schematic representation a water treatment plant according to a further embodiment
  • 7 in a schematic representation a water treatment plant with several evaporation towers.

1 zeigt eine Wasseraufbereitungsanlage 1, die einen hohlzylindrischen Verdunstungskörper 2 und einen Kondensationsdeckel 3 aufweist. Der Verdunstungskörper 2 und der Kondensationsdeckel 3 sind strömungstechnisch miteinander verbunden und bilden zusammen einen Verdunstungsturm 4. Der Verdunstungsturm 4 befindet sich bestimmungsgemäß im Meerwasser 5 und reicht bis zum Meeresgrund 6, wobei er derart im Meeresgrund 6 angebracht ist, dass er feststeht und nicht von der Gezeitenkraft und/oder Windkraft umgestoßen werden kann. Ferner kann der Verdunstungsturm 4 mit Hilfe von nicht näher dargestellten Befestigungselementen wie beispielsweise Verankerungen befestigt sein. In dieser Ausführungsform wird das Meerwasser 5 ausschließlich über eine Öffnung 7 in den Verdunstungskörper 2 eingebracht. Das aufzubereitende Wasser 8 wird entweder durch die Sonne 9 selbst erwärmt oder über ein Heizelement 10. Durch die Wärme entsteht aus dem aufzubereitenden Wasser 8 Wasserdampf 11, wie in 2 näher dargestellt, welcher in Pfeilrichtung 12 aufsteigt. Der Wasserdampf 11 trifft dabei auf den Kondensationsdeckel 3, welcher permanent oder nur tagsüber mit Meerwasser 5 gekühlt wird. Durch die Kühlung ist die Innenwandung 13 kühler als der Wasserdampf 11, so dass er als Kondensat an der Innwandung 13 entlang in Fließrichtungen 14 abfließt. Das Kondensat sammelt sich dann in einer Auffangrinne 15 und wird über eine Auslassöffnung 16 in ein Ablassrohr 17 geleitet, welches mit einem Auffangbehälter 18 verbunden ist. 1 shows a water treatment plant 1 that have a hollow cylindrical evaporation body 2 and a condensation lid 3 having. The evaporative body 2 and the condensation lid 3 are connected to each other in terms of flow technology and together form an evaporation tower 4 , The evaporation tower 4 is intended to be in sea water 5 and extends to the bottom of the sea 6 , being so in the ocean floor 6 it is appropriate that it is fixed and cannot be knocked over by the tidal force and / or wind power. Furthermore, the evaporation tower 4 be fastened with the aid of fastening elements, not shown, such as anchors. In this embodiment, the sea water 5 only through an opening 7 in the evaporative body 2 brought in. The water to be treated 8th is either by the sun 9 even warmed or via a heating element 10 , The heat creates the water to be treated 8th Steam 11 , as in 2 shown in more detail, which in the direction of the arrow 12 rises. The steam 11 strikes the condensation cover 3 which is permanent or only during the day with sea water 5 is cooled. Due to the cooling is the inner wall 13 cooler than water vapor 11 so that it acts as condensate on the inner wall 13 along in flow directions 14 flows. The condensate then collects in a gutter 15 and is through an outlet opening 16 into a drain pipe 17 passed, which with a collecting container 18 connected is.

Denkbar ist eine zusätzliche nicht in den Figuren näher dargestellte Auffangrinne innerhalb des Verdunstungskörpers 2, die dazu dient, zusätzlich bereits am Verdunstungskörper 2 kondensiertes Wasser auffangen zu können. Insbesondere nachts ist eine zusätzliche Auffangrinne vorteilhaft, da durch den starken nächtlichen Temperaturabfall in den Wüstenregionen der gesamte Verdunstungsturm 4 und nicht nur der Kondensationsdeckel 3 durch die niedrige Außentemperatur gekühlt wird. Entsprechend kondensiert Wasser auch bereits im Verdunstungskörper 2, welches mittels der zusätzlichen Auffangrinne aufgefangen wird. Das Wasser kann dann durch eine Leitung zum Auffangbehälter 18 und/oder direkt an eine zu bewässernde Ackerfläche bzw. an den Bestimmungsort weitergeleitet werden.An additional collecting channel, not shown in the figures, is conceivable within the evaporation body 2 , which also serves on the evaporation body 2 to be able to collect condensed water. An additional drainage channel is particularly advantageous at night, since the entire evaporation tower due to the sharp drop in temperature in the desert regions at night 4 and not just the condensation lid 3 is cooled by the low outside temperature. Accordingly, water already condenses in the evaporation body 2 , which is collected by means of the additional gutter. The water can then go through a line to the container 18 and / or be forwarded directly to a field to be irrigated or to the destination.

Der Auffangbehälter 18 kann hier in einfacher Weise aus einem kostengünstigen Material wie beispielweise Polyethylen oder Polypropylen bestehen. Vorteilhaft bei diesen Materialien ist, dass der Auffangbehälter 18 robust und gleichzeitig aber so leicht ist, dass er selbst als eine Art Schwimmkörper im Meer angebracht werden kann.The container 18 can easily consist of an inexpensive material such as polyethylene or polypropylene. The advantage of these materials is that the collection container 18 robust and at the same time so light that it can be attached as a kind of floating body in the sea.

Zur erfindungsgemäßen Kühlung des Kondensationsdeckels 3, insbesondere tagsüber, weist die Wasseraufbereitungsanlage 1 eine Kühlvorrichtung 19 auf. Die Kühlvorrichtung 19 besteht aus einer Pumpe 20, die dazu dient, Meerwasser 5 über die Leitung 21 zu pumpen. So wird das Meerwasser 5 nicht nur zur Aufbereitung zu Trink- und Brauchwasser verwendet sondern auch gleichzeitig als Kühlwasser 22. Das Kühlwasser 22 wird über eine Wasserverteileinrichtung 23 möglichst gleichmäßig auf die Außenwandung 24 des Kondensationsdeckels 3 verteilt und fließt in Pfeilrichtung 25 in eine Sammelrinne 26. Die Sammelrinne 26 dient dazu, das Kühlwasser 22 aufzufangen, um es dann hinterher einer nicht näher dargestellten Saline zuzuführen.For cooling the condensation lid according to the invention 3 , especially during the day, the water treatment plant 1 a cooling device 19 on. The cooler 19 consists of a pump 20 that serves sea water 5 over the line 21 to pump. This is how the sea water becomes 5 not only used for the treatment of drinking and industrial water but also as cooling water at the same time 22 , The cooling water 22 is via a water distribution device 23 as evenly as possible on the outer wall 24 the condensation cover 3 distributed and flows in the direction of the arrow 25 into a collecting trough 26 , The collecting trough 26 serves the cooling water 22 to collect, then to feed it to a saltworks, not shown.

Zum Betrieb der Pumpe 20 ist gemäß einer ersten Ausgestaltung vorgesehen, ein Stromerzeugungsaggregat 27 zu verwenden. Das Stromerzeugungsaggregat 27 kann zur Erzeugung von Strom erneuerbare Energien nutzen wie beispielsweise Solarenergie, Gezeitenenergie, Windkraft oder dergleichen.To operate the pump 20 is provided according to a first embodiment power generator 27 to use. The power generator 27 can use renewable energies such as solar energy, tidal energy, wind power or the like to generate electricity.

Bevorzugt ist die Nutzung der Gezeitenenergie, wenn die Gezeitenströmung am bestimmungsgemäßen Aufstellungsort stark genug und beständig ist. Besonders bevorzugt ist die Nutzung der Gezeitenenergie, wenn die Küstenlandschaft steil abfällt, so dass selbst bei Ebbe der Wasserspiegel hoch genug ist, die Turbine anzutreiben. Die Nutzung der Windkraft ist besonders bevorzugt, wenn am Aufstellungsort ein regelmäßiger Wind weht.The use of tidal energy is preferred if the tidal current at the intended installation site is strong enough and stable. The use of tidal energy is particularly preferred when the coastal landscape drops steeply, so that even at low tide the water level is high enough to drive the turbine. The use of wind power is particularly preferred if there is a regular wind at the installation site.

Gemäß einem weiteren Merkmal weist die Wasseraufbereitungsanlage 1 im Verdunstungskörper 2 ein Heizelement 10 auf. Das Heizelement 10 dient dazu das aufzubereitende Wasser 8 zu erwärmen, so dass die Verdunstung gefördert und somit mehr Kondensat gewonnen wird. Das Heizelement 10 ist mit dem Stromerzeugungsaggregat 27 elektrisch verbunden und bezieht den Betriebsstrom von ihm.According to a further feature, the water treatment system has 1 in the evaporation body 2 a heating element 10 on. The heating element 10 serves the water to be treated 8th to heat, so that the evaporation is promoted and thus more condensate is obtained. The heating element 10 is with the power generator 27 electrically connected and draws the operating current from it.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Wasseraufbereitungsanlage 1 kann das Stromerzeugungsaggregat 27 über eine einfache Turbine verfügen, mit der die Pumpe 20 direkt betrieben wird. In diesem Fall wird durch die Gezeitenkraft nicht erst Strom erzeugt und dann in mechanische Bewegung umgewandelt. Stattdessen wird die Gezeitenkraft direkt in eine mechanische Bewegung, die wiederum zur Pumpbewegung führt, umgewandelt. Dies ist besonders vorteilhaft, da Wasser an Stromleitungen zu Kurzschlüssen führen können und somit das gesamte Stromerzeugungsaggregat besonders sicher ausgestaltet sein muss, um einen derartigen Kurzschluss zu vermeiden.According to a further embodiment of the water treatment plant 1 can the power generator 27 have a simple turbine with which the pump 20 is operated directly. In this case, the tidal force does not first generate electricity and then convert it into mechanical movement. Instead, the tidal force is converted directly into a mechanical movement, which in turn leads to the pumping movement. This is particularly advantageous since water on power lines can lead to short circuits and the entire power generation unit must therefore be designed to be particularly safe in order to avoid such a short circuit.

3 zeigt eine alternative Ausgestaltung der Wasseraufbereitungsanlage 1. In dieser Ausführungsform ist der Verdunstungsturm 4 auf Stelzen 28 angeordnet. Die Stelzen 28 sind am Meeresgrund 6 befestigt, so dass der Verdunstungsturm 4 selbst bei starkem Wellengang und/oder Wind stabil stehen bleibt. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass der Verdunstungsturm 4 bei einem Schaden in einfacher Weise abmontiert und ausgetauscht werden kann, da er nicht im Meeresgrund 6 befestigt ist. Der Verdunstungskörper 2 ist meeresgrundseitig geschlossen, damit das aufzubereitende Wasser 8 nur über die Öffnung 7 eingebracht wird. 3 shows an alternative embodiment of the water treatment plant 1 , In this embodiment, the evaporation tower 4 on stilts 28 arranged. The stilts 28 are at the bottom of the sea 6 attached so that the evaporation tower 4 stays stable even in strong waves and / or wind. This embodiment has the advantage that the evaporation tower 4 can easily be dismantled and replaced in the event of damage, since it is not in the seabed 6 is attached. The evaporative body 2 is closed at the bottom of the sea, so that the water to be treated 8th just over the opening 7 is introduced.

4 lässt eine weitere Ausführungsform erkennen. Die einzelnen Bauelemente sind denen den 1 bis 3 gleich. Die Besonderheit bei diesem Ausführungsbeispiel liegt darin, dass der Verdunstungskörper 2 und der Kondensationsdeckel 3, also der gesamte Verdunstungsturm 4, oberhalb der Wasseroberfläche angeordnet sind. Das hat den Vorteil, dass auf die Öffnung 7 im Verdunstungskörper 2 verzichtet werden kann. Das lässt die Wasseraufbereitungsanlage 1 noch einfacher herstellen und wartungsfreier gestalten. 4 reveals another embodiment. The individual components are those 1 to 3 equal. The special feature of this embodiment is that the evaporation body 2 and the condensation lid 3 , the entire evaporation tower 4 , are arranged above the water surface. This has the advantage of opening up 7 in the evaporation body 2 can be dispensed with. That leaves the water treatment plant 1 Manufacture even easier and make it maintenance-free.

Der Verdunstungsturm 4 kann über weitere Auffangrinnen 15 verfügen, die beispielsweise spiralförmig innerhalb des Verdunstungsturms 4 abfällig verlaufen. In diesem Fall ist auch die Ablassöffnung 16 mit dem Ablass 17 im unteren Bereich des Verdunstungsturms 4 angeordnet statt am Kondensationsdeckel 3. Es ist dabei zu beachten, dass die Wasseraufbereitungsanlage 1 weit genug oberhalb der Meerwasseroberfläche angeordnet ist, dass durch die Gezeiten und Wellengänge sich Meerwasser und Kondenswasser nicht vermischen.The evaporation tower 4 can over other gutters 15 have, for example, spiral inside the evaporation tower 4 derogatory. In this case there is also the drain opening 16 with the indulgence 17 in the lower area of the evaporation tower 4 arranged instead of on the condensation cover 3 , It should be noted that the water treatment plant 1 is located far enough above the surface of the sea water that the tides and waves do not mix sea water and condensation.

Ferner wird das aufbereitete Wasser direkt an den Bedarfsort, wie zum Beispiel aufs Ackerland, abgeleitet, statt im Auffangbehälter 18 gesammelt zu werden.Furthermore, the treated water is discharged directly to the place of use, such as on arable land, instead of in the container 18 to be collected.

5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Wasseraufbereitungsanlage 1. Im Unterschied zu der Ausführungsform gemäß 4 ist die Wasseraufbereitungsanlage 1 sammelrinnenfrei ausgestaltet. Das hat den Vorteil, dass die Wasseraufbereitungsanlage 1 bzw. der Verdunstungsturm 4 maximal gekühlt werden kann. Ferner ist eine sammelrinnenfreie Ausgestaltung von Vorteil bezüglich einer einfacheren Wartung der gesamten Wasseraufbereitungsanlage 1. Durch das Fehlen der außenseitig am Verdunstungsturm 4 angebrachten Sammelrinne lassen sich die Oberflächen einfacher reinigen. 5 shows a further embodiment of the water treatment plant 1 , In contrast to the embodiment according to 4 is the water treatment plant 1 designed without a gutter. This has the advantage that the water treatment plant 1 or the evaporation tower 4 can be cooled to a maximum. Furthermore, a gutter-free design is advantageous with regard to easier maintenance of the entire water treatment system 1 , Due to the absence of the outside on the evaporation tower 4 attached collecting channel, the surfaces are easier to clean.

6 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der die Sammelrinne 26 nicht am Kondensationsdeckel 3 sondern am Verdunstungskörper 2 angeordnet ist. Der Verdunstungskörper 2 weist einen kondensationsdeckelseitigen Abschnitt und einen stelzenseitigen Abschnitt auf. Gemäß 6 ist die Sammelrinne 26 stelzenseitig angeordnet, so dass die Strecke zur Kühlung mit dem Kühlwasser 22 maximal verlängert wird und gleichzeitig aber das mit Salz aufkonzentrierte Kühlwasser sammelbar ist. Das hat den Vorteil, dass insgesamt eine größtmögliche Oberfläche gekühlt wird, so dass die Kondensation effektiver gestaltet und somit die Gewinnmenge an Trinkwasser gesteigert wird. 6 shows a further embodiment in which the collecting trough 26 not on the condensation cover 3 but on the evaporation body 2 is arranged. The evaporative body 2 has a condensation cover side section and a stilt side section. According to 6 is the collecting trough 26 arranged on the pedestal side, so that the route for cooling with the cooling water 22 is extended to a maximum and at the same time the cooling water concentrated with salt can be collected. This has the advantage that the largest possible surface is cooled overall, so that the condensation is made more effective and the amount of drinking water gained is increased.

7 zeigt eine Möglichkeit mehrere Verdunstungstürme 4 als Batterie anzuordnen. Hierfür werden die Verdunstungstürme 4 in einer Reihe, bevorzugt möglichst küstennah aufgestellt. Die Aufstellung in Reihe hat den Vorteil, dass die Oberfläche der Verdunstungstürme 4 maximal durch den kühlen Wind landauswärts gekühlt werden kann. 7 shows one possibility of multiple evaporation towers 4 to be arranged as a battery. For this, the evaporation towers 4 arranged in a row, preferably as close to the coast as possible. Placing in series has the advantage that the surface of the evaporation towers 4 can be cooled at most by the cool wind outside the country.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
WasseraufbereitungsanlageWater treatment plant
22
Verdunstungskörperevaporation body
33
Kondensationsdeckelcondensation cover
44
Verdunstungsturmevaporation storm
55
Meerwasserseawater
66
Meeresgrundseabed
77
Öffnungopening
88th
Aufzubereitendes WasserWater to be treated
99
SonneSun
1010
Heizelementheating element
1111
WasserdampfSteam
1212
Aufstiegsrichtung des WasserdampfsDirection of ascent of water vapor
1313
Innenwandunginner wall
1414
Fließrichtung des KondensatsDirection of flow of the condensate
1515
Auffangrinnecollecting channel
1616
Auslassöffnungoutlet
1717
Ablassdrainage
1818
Auffangbehälterreceptacle
1919
Kühlvorrichtungcooler
2020
Pumpepump
2121
Leitungmanagement
2222
Kühlwassercooling water
2323
WasserverteileinrichtungWater distributor
2424
Außenwandungouter wall
2525
Fließrichtung des KühlwassersFlow direction of the cooling water
2626
Sammelrinnecollecting channel
2727
Stromerzeugungsaggregatpower generator
2828
Stelzenstalk

Claims (10)

Wasseraufbereitungsanlage (1) zur Aufbereitung von Meerwasser (5), aufweisend einen hohlzylindrischen Verdunstungskörper (2) und einen hohlkegelförmigen Kondensationsdeckel (3), wobei der Kondensationsdeckel (3) mit dem Verdunstungskörper (2) strömungstechnisch verbunden ist, gekennzeichnet durch eine Kühlvorrichtung (19) zur außenseitigen Kühlung des Kondensationsdeckels (3).Water treatment plant (1) for the treatment of sea water (5), comprising a hollow cylindrical evaporation body (2) and a hollow cone-shaped condensation cover (3), the condensation cover (3) being fluidically connected to the evaporation body (2), characterized by a cooling device (19) for cooling the condensation cover (3) on the outside. Wasseraufbereitungsanlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensationsdeckel (3) Wasserleitungselemente zur regelmäßigen Verteilung des Kühlwassers (22) aufweist.Water treatment plant (1) after Claim 1 , characterized in that the condensation cover (3) has water supply elements for the regular distribution of the cooling water (22). Wasseraufbereitungsanlage (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung (19) eine Pumpe (20) aufweist.Water treatment plant (1) after Claim 1 or 2 , characterized in that the cooling device (19) has a pump (20). Wasseraufbereitungsanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (20) strömungstechnisch mit einem Ende einer Leitung (21) verbunden ist, wobei die Leitung (21) anderendseitig eine Wasserverteileinrichtung (23) aufweist, wobei die Wasserverteileinrichtung (23) kondensationsdeckelseitig mindestens eine Öffnung (7) aufweist.Water treatment plant (1) according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that the pump (20) is connected in terms of flow technology to one end of a line (21), the line (21) on the other side having a water distribution device (23), the water distribution device (23) having at least one opening (7) on the condensation cover side , Wasseraufbereitungsanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung (19) ein Stromerzeugungsaggregat (27) aufweist.Water treatment plant (1) according to one of the Claims 1 to 4 , characterized in that the cooling device (19) has a power generation unit (27). Wasseraufbereitungsanlage (1) nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Auffangrinne (15) und eine Sammelrinne (26).Water treatment plant (1) after Claim 1 to 5 , characterized by a collecting trough (15) and a collecting trough (26). Wasseraufbereitungsanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen Auffangbehälter (18).Water treatment plant (1) according to one of the Claims 1 to 6 , characterized by a collecting container (18). Wasseraufbereitungsanlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung (19) eine Pumpe (20) und ein Stromerzeugungsaggregat (27) aufweist, die elektrotechnisch miteinander verbunden sind, wobei die Pumpe (20) strömungstechnisch mit einem Ende einer Leitung (21) verbunden ist, wobei die Leitung (21) anderendseitig eine Wasserverteileinrichtung (23) aufweist, wobei die Wasserverteileinrichtung (23) kondensationsdeckelseitig mindestens eine Öffnung (7) aufweist, wobei die Wasseraufbereitungsanlage (1) eine Auffangrinne (15), eine Sammelrinne (26), einen Auffangbehälter (18) und einen Ablass (17) aufweist, wobei der Ablass (17) strömungstechnisch mit der Auffangrinne (15) und dem Auffangbehälter (18) verbunden ist.Water treatment plant (1) after Claim 1 , characterized in that the cooling device (19) has a pump (20) and a power generation unit (27) which are connected to one another electrotechnically, the pump (20) being connected to one end of a line (21) in terms of flow technology, the line (21) on the other side has a water distribution device (23), the water distribution device (23) having at least one opening (7) on the condensation cover side, the water treatment system (1) comprising a collecting channel (15), a collecting channel (26), a collecting container (18) and has an outlet (17), the outlet (17) being connected in terms of flow technology to the collecting channel (15) and the collecting container (18). Verfahren zur Aufbereitung von Meerwasser (5), wobei das aufzubereitende Wasser mittels einem hohlzylindrischen Verdunstungskörper (2) erwärmt wird, so dass das Wasser in den gasförmigen Zustand gebracht wird und anschließend am Kondensationsdeckel (3) kondensiert, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensationsdeckel (3) außenseitig mit Meerwasser (5) gekühlt wird.Method for the treatment of sea water (5), the water to be treated being heated by means of a hollow cylindrical evaporation body (2), so that the water is brought into the gaseous state and then condensed on the condensation cover (3), characterized in that the condensation cover (3 ) is cooled on the outside with sea water (5). Verfahren zur Aufbereitung von Meerwasser (5) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass elektrischer Strom erzeugt wird, mit welchem eine Pumpe (20) betrieben wird, mittels welcher das zu pumpende Kühlwasser (22) über eine Leitung (21) zu einer Wasserverteileinrichtung (23) gepumpt und außenseitig des Kondensationsdeckels (3) verteilt wird, wobei das Kühlwasser (22) in einer Sammelrinne (26) und das kondensierte Wasser in einer Auffangrinne (15) gesammelt werden, wobei das Wasser in der Auffangrinne (15) in einen Auffangbehälter (18) weitergeleitet wird.Process for the treatment of sea water (5) according to Claim 9 , characterized in that electrical current is generated with which a pump (20) is operated, by means of which the cooling water (22) to be pumped is pumped via a line (21) to a water distribution device (23) and distributed on the outside of the condensation cover (3) the cooling water (22) in a collecting channel (26) and the condensed water in a collecting channel (15) are collected, the water in the collecting channel (15) being passed on to a collecting container (18).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3015254A1 (en) * 1980-04-21 1981-10-22 Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim Solar heat powered desalination system - with inverted siphons joining transparent dome to condensate tank and sea-water supply
DE3122312A1 (en) * 1981-06-05 1982-12-23 Dr. Melchior Entwicklungsgesellschaft mbH & Co KG, 5630 Remscheid Apparatus for desalinating sea water

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