DE10353059A1

DE10353059A1 - Assembly to yield clean water, from atmospheric air, has a turbine to accelerate the air flow through two multi-circuit evaporators for the condensation to be caught by water separators

Info

Publication number: DE10353059A1
Application number: DE10353059A
Authority: DE
Inventors: Heiner Pollert
Original assignee: INDEPENDENT WATER GmbH
Current assignee: INDEPENDENT WATER GmbH
Priority date: 2003-11-13
Filing date: 2003-11-13
Publication date: 2005-06-16

Abstract

The assembly to yield water from atmospheric air cools the air inflow (1) accelerated through two multi-circuit evaporators (5,6) by a turbine (3). The condensation is caught in water separators (7). Each evaporator has a number of pipes in coils, with a coolant flow through them against the air flow direction, to hold one evaporator close to icing temperature levels and the other evaporator is heated against icing. The air leaving the evaporators passes through Peltier condensers (8,9). The assembly is powered with electrical energy from a generator, driven by an internal combustion motor (12) and water is recovered from its exhaust gas.

Description

Das gesamte Wasservolumen der Erde wird auf ca. 1383 Millionen Kubikkilometer geschätzt. Dabei handelt es sich vorwiegend um Salzwasser. Nur ein verschwindend kleiner Rest von 2,6% entfällt auf das Süßwasser. Als Süßwasser wird dabei Wasser mit weniger als 1 Gramm Abdampfrückstand bezeichnet. Zieht man von dieser Menge das für den Menschen schwer erreichbare Polareis, Gletschereis und das sehr tief liegende Grundwasser ab, so ergibt sich, dass für Menschen, Tiere und Pflanzen nur ca. 8% des verfügbaren Süßwassers direkt nutzbar sind.The Total water volume of the earth is at about 1383 million cubic kilometers estimated. These are mainly salt water. Only one disappearing small remainder of 2.6% is dropped on the fresh water. As fresh water This is water with less than 1 gram evaporation residue designated. If one draws from this crowd the hard to reach for man Polar ice, glacial ice and the very deep groundwater, so it turns out that for Humans, animals and plants only about 8% of the available fresh water are directly usable.

Die Gesamtheit aller Wasservorräte auf der Erde ist seit Jahrmillionen konstant. Wasser bedeckt ca. 71% der Erdoberfläche und ist damit die häufigste chemische Verbindung. Zusätzlich enthält noch die Atmosphäre 4% Wasser in Form von Wasserdampf.The Totality of all water resources on Earth has been constant for millions of years. Water covers approx. 71% of the earth's surface making it the most common chemical Connection. additionally contains still the atmosphere 4% water in the form of water vapor.

Entscheidendes Regulativ zur Erhaltung des Süßwasserbestandes ist der Wasserkreislauf der Natur. Dieser setzt sich zusammen aus den Vorgängen der Wasserverdunstung, dem Niederschlag, dem Abfluss und der folgenden Wiederverdunstung. Aus der Bilanz des globalen Wasserkreislaufes der Erde geht dabei hervor, dass auf den Meeren in gleichen Zeiträumen eine größere Menge Wasser verdunstet als durch Niederschläge abgesetzt wird. Auf den Landflächen liegen dagegen umgekehrte Verhältnisse vor.Ultimate Regulative for the conservation of freshwater resources is the water cycle of nature. This is made up of together the processes of Water evaporation, the precipitation, the drain and the following Again evaporation. From the balance of the global water cycle The Earth shows that on the seas in equal periods one bigger amount Water evaporates as is precipitated by precipitation. On the land on the other hand are inverse conditions in front.

Der unermüdliche Motor dieses Wasserkreislaufs ist unser Zentralgestirn, die Sonne. Unter dem energieeintragenden Einfluss der Sonnenstrahlen wechselt Wasser seinen Aggregatzustand (physikalische Erscheinungsform) und seinen Standort. Wo immer sich Wasser befindet, in Gewässern oder Meeren, aber auch im Boden und in Pflanzen, verdunstet es und steigt als Wasserdampf in die Atmosphäre auf. Dies geschieht in unvorstellbar großen Mengen. Allein über den Ozeanen wird durch die Sonneneinstrahlung in jeder Minute eine „Luftfracht" von etwa einer Milliarde Tonnen Wasser in die Atmosphäre transportiert. Das ergibt eine jährliche Wassermasse von 450 Billiarden Tonnen. Weitere 70 bis 75 Billiarden Tonnen Wasser gehen jährlich vom Festland aus in die Lufthülle über.Of the untiring The engine of this water cycle is our central star, the sun. Under the energy-bearing influence of the sun's rays changes Water its state of aggregation (physical appearance) and his location. Wherever there is water, in waters or seas, but also in the soil and in plants, it evaporates and rises as Water vapor in the atmosphere on. This happens in unimaginable quantities. Alone about the The oceans become an "airfreight" of about one billion every minute due to the sunlight Tons of water into the atmosphere transported. This results in an annual Water mass of 450 quadrillion tons. Another 70 to 75 quadrillion Tons of water go yearly from the mainland into the air envelope over.

So gibt zum Beispiel ein Buchenwald von einem Hektar Fläche während seiner Vegetationsperiode im Durchschnitt an jedem Tag über 10000 Liter Wasser an die Atmosphäre ab, also eine Masse von 10 Tonnen. In den oberen kalten Luftschichten der Atmosphäre kühlt der Wasserdampf wieder ab und verdichtet sich zu kleinen Tröpfchen, die sich ihrerseits zu Wolken zusammenballen. Erreichen diese Tröpfchen eine gewisse Größe, folgen sie der Schwerkraft und wandern als Regen, Schnee oder Hagel auf die Erde zurück. Rund 80 Prozent dieser Menge fallen ins Meer, der Rest, etwa eine Trillion Liter im Jahr, geht aufs Festland nieder.So For example, there is a beech forest of one hectare in size during his Growing season on average every day over 10000 liters of water to the the atmosphere off, so a mass of 10 tons. In the upper cold air layers the atmosphere that cools Water vapor again and condenses into small droplets, which, in turn, pile up into clouds. Achieve these droplets one certain size, follow of gravity and wander up as rain, snow or hail the earth back. About 80 percent of this amount falls into the sea, the rest, about one Trillion liters a year, settles on the mainland.

Dieser Niederschlag erfolgt jedoch nicht gleichmäßig.This However, precipitation does not occur evenly.

Millionen von Menschen würden viel dafür geben, wenn es in ihrer Region auch nur einmal im Jahr vom Himmel tröpfeln würde.millions of people would give a lot if it would dribble from the sky only once a year in their region.

Denn ohne Wasser gibt es keine Ernten und keine Nahrung.Because without water there are no crops and no food.

Die ungleichmäßige Verteilung der Niederschläge auf der Erde ist eines der größten Probleme für die Ernährung der Menschheit.The uneven distribution the rainfall on earth is one of the biggest dietary problems of the world Mankind.

Bewaffnete Konflikte um Wasser sind ein durchaus mögliches Szenario.armed Conflicts over water are a possible scenario.

Wenn Menschen Durst haben, werden sie um Wasser kämpfen. Der Wassermangel, zum Beispiel im Nahen Osten, ist eines der größten Probleme dieses Jahrhunderts. Deshalb brauchen die Länder dieser Region vernünftige Abkommen, die die Aufteilung des Wassers regeln. Und sie brauchen dabei die Hilfe der internationalen Gemeinschaft.If People are thirsty, they will fight for water. The lack of water, to Example in the Middle East, is one of the biggest problems of this century. That's why the countries need this Region sensible Agreements governing the distribution of water. And they need with the help of the international community.

Ohne ein solches Abkommen säße Jordanien wohl schon auf dem Trockenen. In diesem Königreich ist das Wasser ganz besonders knapp und in den Haushalten der Hauptstadt Amman freut man sich über jeden zusätzlichen Tropfen. In jüngster Zeit kommt Hilfe aus dem Norden über den Staudamm bei Daraa. Mit acht Millionen Kubikmeter Wasser will Syrien den Jordaniern jährlich aushelfen. Das Problem wird so gelindert, gelöst wird es nicht.Without such an agreement would be with Jordan probably already on dry land. In this kingdom the water is whole especially tight and happy in the households of the capital Amman you look over every additional one Drops. Most recently Time comes help from the north the dam near Daraa. Syria wants eight million cubic meters of water the Jordanians annually helping out. The problem is so alleviated, it is not solved.

Es liegt nicht zuletzt auf den Feldern. Das Wasser, das in den meisten Ländern des Nahen Osten in die Landwirtschaft fließt, ist kostbarer als es sein muss. Es ist Trinkwasser, obwohl es geklärte Abwässer auch tun würden. Aber der Umdenkprozess steckt noch in den Kinderschuhen, während Bäche versiegen und Quellen verschwinden.It is not least on the fields. The water in most countries the Middle East flows into agriculture is more precious than it is got to. It is drinking water, although it would also do cleared sewage. But the process of rethinking is still in its infancy, while streams are drying up and sources disappear.

Im Nahen Osten tun sie das gefährlich schnell, und gerade hier entscheidet das politische Verhältnis zum Nachbarn über jeden Kubikmeter Wasser.in the Middle East they do that dangerously fast, and it is precisely here that the political relationship with the neighbor is decisive for everyone Cubic meters of water.

Wasser ist Luxus. In Israel wacht das Militär darüber, dass er auch genossen werden kann. Die Badeanlage auf den Golanhöhen ist ein profitables Unternehmen, seit mehr als 23 Jahren. Dieses Gebiet war vorher syrisch. Die Ruinen auf dem Hochplateau zeugen von einem Krieg, der nicht nur aus strategischen Gründen geführt wurde.water is luxury. In Israel, the military watches over its enjoyment can be. The bathing plant on the Golan Heights is a profitable company, for more than 23 years. This area was previously Syrian. The ruins on the high plateau testify to a war that is not just strategic establish guided has been.

Seit 1967 hält Israel die Golan-Höhen besetzt. Die vermeintlich reizlose Landschaft birgt mehr als nur eine Badeanlage. Hier entspringen für Israel lebenswichtige Quellen, die des Jordan. Dieser kleine Fluss ist die einzige ergiebige und das ganze Jahr über verfügbare Wasserquelle im überwiegend wüstenhaften Umland. Und dieser Fluss durchfließt Israels wichtigstes Süßwasserreservoir, den See Genezareth. Immer öfter bleibt hier der Regen aus. Das Wasser des historischen Sees geht ständig zurück und ist obendrein umkämpft. Syrien möchte einen Zugang zum See, Israel aber kann auf das Wasser nicht verzichten. Ein mögliches Friedensabkommen zwischen beiden Ländern wird daher auch am See Genezareth entschieden.Since 1967, Israel has occupied the Golan Heights. The supposedly unattractive landscape holds more as only a bathing facility. Here springs vital sources for Israel, the Jordan. This small river is the only fertile source of water available all year round in the predominantly desert-like surroundings. And this river flows through Israel's most important freshwater reservoir, the Sea of Galilee. More and more often the rain stays out here. The water of the historic lake is constantly falling back and is fighting on top of that. Syria wants access to the lake, but Israel can not do without the water. A possible peace agreement between the two countries is therefore also decided on the Sea of Galilee.

Andererseits kommen der Euphrat und der Tigris, die für die Wasserversorgung von Syrien und dem Irak lebenswichtig sind, aus der Türkei. Dass dieses Land am Oberlauf dieser beiden Flüsse Staudämme und Wasserkraftwerke errichtet hat, hat zu heftigen Reaktionen der beiden Nachbarländer geführt.on the other hand come the Euphrates and the Tigris, which are responsible for the water supply of Syria and Iraq are vital, from Turkey. That this Land was built on the upper reaches of these two rivers dams and hydroelectric power plants has led to violent reactions from the two neighboring countries.

In Südafrika dagegen wird von weißen Farmern dem Oberlauf von Flüssen so viel Wasser zur Bewässerung von Feldern entnommen, dass oft nicht genug für die Versorgung der mehrheitlich schwarzen Bevölkerung in den Städten bleibt.In South Africa on the other hand it is white Farmers the upper reaches of rivers so much water for irrigation Often taken from fields that are often not enough for the supply of the majority black population in the cities remains.

Es hat sich deshalb als zusätzliche Wasserquelle die Möglichkeit zur Gewinnung von Wasser aus der Atmosphäre eröffnet.It has therefore as additional Water source the possibility opened to the extraction of water from the atmosphere.

Zur Lösung des Problems des Wassermangels durch eine Wasserrückgewinnung aus der Atmosphäre ist aus der Patentliteratur die DE 101 24 649 A1 bekannt geworden.To solve the problem of water shortage by a water recovery from the atmosphere is from the patent literature DE 101 24 649 A1 known.

In der Beschreibungseinleitung dieser Druckschrift wird auf die bekannten Möglichkeiten hingewiesen, mit einfachen Mitteln die Feuchtigkeit der Umgebungsluft zur Wassergewinnung heranzuziehen. Beispielhaft zu erwähnen ist hierbei die konkavförmig aufgespannten Plastik- oder Aluminiumfolie, an der sich während der Nachtstunden Kondenswasser niederschlägt und abtropft.In the introduction to the description of this document is based on the known Points pointed out, with simple means the humidity of the ambient air for water production consulted. To mention by way of example here is the concave clamped Plastic or aluminum foil that condenses during nighttime reflected and drip off.

Dieser Patentanmeldung liegt im wesentlichen die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu entwickeln, welches bzw. welche die in trockenen Gebieten zur Verfügung stehenden alternativen Energiequellen bei Tag und Nacht für die Gewinnung von Wasser einsetzen.This Patent application is essentially based on the object, a To develop a method and a device, which or which the alternatives available in dry areas Energy sources by day and night for the production of water deploy.

Es werden hier jedoch lediglich Konzepte entworfen die sich in allgemeinen Hinweisen erschöpfen. Die Hinweise auf die gerätetechnische Ausstattung verweist zumeist auf handelsübliche Anlagenteile.It However, here only concepts are designed in general Exhaust hints. The references to the equipment refers mostly to commercial Plant components.

Die dort beschriebenen Baugruppen und Funktionselemente sind lediglich hinsichtlich ihrer Funktion und ihren wünschenswerten Eigenschaften skizziert. Verbesserungen in konzeptioneller oder gerätetechnischer Hinsicht, die den Stand der Technik bereichern, sind dieser Anmeldung nicht zu entnehmen.The described assemblies and functional elements are merely outlined in terms of their function and their desirable properties. Improvements in conceptual or technical terms, the enrich the state of the art, this application are not to remove.

Ein spezieller, für die Gewinnung von Wasser aus Luft konstruierter, Wärmetauscher ist dagegen aus der DE 101 35 654 A1 vorbekannt.A special, designed for the recovery of water from air, heat exchanger is, however, from the DE 101 35 654 A1 previously known.

Hierbei handelt es sich im wesentlichen um einen Wärmetauscher mit einem in Längsrichtung von einem gasförmigen Medium durchströmten Gehäuse mit einer Mehrzahl von in Gehäuselängsrichtung angeordneten und von einem Kühlmittel durchströmten Wärmetauscherrohren. Hierbei sind die Wärmetauscherrohre als schraubenwendelförmige Rohrstränge ausgebildet und die Rohrstränge sind kühlmitteleintrittsseitig und kühlmittelaustrittsseitig an Kühlmittelverteilerrohre mit Kühlmitteleintritt und Kühlmittelaustritt angeschlossen.in this connection it is essentially a heat exchanger with a longitudinal direction of a gaseous one Medium flowed through casing with a plurality of in the housing longitudinal direction arranged and cooled by a coolant perfused Heat exchanger tubes. Here are the heat exchanger tubes designed as helical tubular strands and the pipe strings are coolant inlet side and coolant outlet side on coolant distribution pipes with coolant inlet and coolant outlet connected.

Als besonderes Merkmal wird bei einem solchen Wärmetauscher hervorgehoben, dass die in Gehäuselängsrichtung verlaufenden Rohrstränge in Gehäusestirnansicht unter Bildung von Rohrbündelungen angeordnet sind, und dass zwei oder mehrere Rohrbündelringe in konzentrischer Anordnung vorgesehen sind. Ferner wird hervorgehoben, dass die benachbarten Rohrstränge der Rohrbündelringe mit ihren Schraubenwendeln um ein vorgegebenes Maß in die Gangabstände zwischen den Schraubenwendeln eingreifen (vgl. hierzu DE 101 35 653 A1 , Patentanspruch 1)As a special feature is highlighted in such a heat exchanger, that the running in the housing longitudinal direction pipe strands are arranged in housing end view to form tube bundles, and that two or more tube bundle rings are provided in a concentric arrangement. It is further emphasized that the adjacent tube strands of the tube bundle rings engage with their helical coils by a predetermined amount in the pitches between the helical coils (see DE 101 35 653 A1 , Claim 1)

Die Richtung des Luftstroms und des Kühlmittelstroms sind bei diesem bekannten Wärmetauscher identisch. Hinweise auf besondere Maßnahmen der Behandlung von Oberflächen sind dieser Druckschrift nicht zu entnehmen. Auch der Gesichtspunkt der Reinigung des Wärmetauschers ist hier nicht berücksichtigt.The Direction of the air flow and the coolant flow are at this known heat exchanger identical. Indications of special measures of treatment of surfaces can not be found in this document. Also the point of view cleaning the heat exchanger is not considered here.

Die Menge des gewinnbaren Wassers aus der Umgebungsluft ist bei einer Anlage, die mit einem der beschriebenen, aus der DE 101 35 653 A1 bekannten, Wärmetauscher ausgestattet ist, naturgemäß beschränkt.The amount of recoverable water from the ambient air is at a plant, with one of the described, from the DE 101 35 653 A1 known, heat exchanger is equipped, naturally limited.

Auch eine einfache Aneinanderreihung mehrerer dieser bekannten Wärmetauscher zur Gewinnung größerer Wassermengen liefert nicht die erwünschten Ergebnisse wenn zum Beispiel die klimatischen Bedingungen so sind, dass bei allen im Betrieb befindlichen Wärmetauschern die Gefahr der Vereisung droht.Also a simple juxtaposition of several of these known heat exchangers for obtaining larger quantities of water does not deliver the desired Results if, for example, the climatic conditions are like this, that at all in operation heat exchangers the risk of icing threatening.

Der erfindungsgemäßen Anlage liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, größere Mengen Wasser aus der Umgebungsluft zu liefern und einen störungssicheren Betrieb zu gewährleisten.Of the inventive plant Therefore, the task is based, larger amounts of water from the Supply ambient air and ensure trouble-free operation.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Anlage mit den Merkmalen der nebengeordneten Patentansprüche 1 bis 4, sowie ein Verfahren nach Patentanspruch 14.These Task is solved by a plant having the features of the independent claims 1 to 4, and a method according to claim 14.

Ein wichtiger Aspekt bei der erfindungsgemäßen Anlage besteht darin, dass jeweils zwei Verdampfer bzw. Wärmetauscher im Tandembetrieb arbeiten, wobei jeweils ein Verdampfer verfahrenstechnisch an der Grenze zum Vereisen bewegt wird und der andere, zugehörige, Verdampfer, der schon vereist ist, in diesem Zeitraum abgetaut wird. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass der jeweils das meiste Wasser liefernde Verdampfer mit seinem besten Wirkungsgrad betrieben wird.One important aspect of the system according to the invention is that two evaporators or heat exchangers operate in tandem operation, each with an evaporator procedurally is moved on the border to icing and the other, associated, evaporator, which is already frozen, is defrosted during this period. In this way is guaranteed that the most water supplying evaporator with its best efficiency is operated.

Der Vorgang der zur vorübergehenden Vereisung führt ist dabei gekennzeichnet durch einen hohen Verdichterdruck und einen geringen Kühlmitteldurchfluss. Während des Abtauvorgangs wird der Kühlmitteldurchfluss selbstverständlich angehalten. Der Luftdurchsatz bleibt in beiden Fällen etwa konstant.Of the Process of temporary Icing leads is characterized by a high compressor pressure and a low coolant flow. While the defrosting process becomes the coolant flow Of course stopped. The air flow remains approximately constant in both cases.

Der Wechsel von Vereisen und Abtauen richtet sich nach der Luftfeuchtigkeit der Umgebungsluft aus der das Wasser gewonnen wird.Of the Changing from icing and defrosting depends on the humidity the ambient air from which the water is extracted.

Der Funktionswechsel der in einer Einheit arbeitenden Verdampfer gewährleistet einen konstanten Wasserfluss, da steuerungstechnisch die Übergänge von einem Verdampfer zum andern fließend gehalten werden.Of the Changing the function of working in a unit evaporator guaranteed a constant flow of water, since the control of the transitions of one evaporator on the other hand kept flowing.

Bevorzug wird für sämtliche Steuerungsvorgänge die bewährte SPS-Steuerung verwendet.Favor is for all control operations the proven PLC control used.

Zur Feststellung des Grades der Vereisung werden Sensoren verwendet, die zum Beispiel von ihrer Funktion her aus dem Flugzeugbau bekannt sind.to Determining the degree of icing sensors are used which are known, for example, from their function in aircraft construction.

Außer den bekannten Taupunktspiegeln mit dem traditionellen optischen Strahl sind neuerdings Sensoren bekannt die mit SAW-Technologie arbeiten (SAW = surface acoustic wave, Oberflächenwelle). Ein SAW-Signal reagiert empfindlich auf Kondensatbildung durch Tau oder Frost, nicht jedoch auf Verunreinigungen. Diese Eigenschaft macht solche Sensoren für den vorliegenden Anwendungsfall besonders geeignet.Except the known dew-point levels with the traditional optical beam Recently sensors are known which work with SAW technology (SAW = surface acoustic wave, surface wave). One SAW signal is sensitive to condensation caused by dew or Frost, but not on impurities. This property makes such sensors for the present application particularly suitable.

Am Eingang der angesaugten Luftströmung befinden sich erfindungsgemäß Sensoren zur Erfassung der Luftfeuchtigkeit und der Lufttemperatur. Deren Messwerte werden, ebenso wie die Messwerte der Vereisungssensoren, über geeignete Programmstrukturen zur optimalen Steuerung der Wassergewinnung verwendet.At the Input of the sucked air flow are located according to the invention sensors for the detection of humidity and air temperature. their Measured values, as well as the measured values of the icing sensors, are suitable Program structures used for optimal control of water production.

Ein weiterer Aspekt der erfindungsgemäßen Anlage besteht darin, dass jeder Verdampfer nicht nur einen Verdampferkreislauf aufweist, sondern mindestens zwei.One Another aspect of the system according to the invention is that Each evaporator not only has an evaporator circuit, but at least two.

Zur Verbesserung des Wirkungsgrades der Anlage ist weiter vorgesehen, dass die Richtung des Luftstroms, aus dem das Wasser gewonnen wird, entgegengesetzt zur Flussrichtung des durchströmenden Kühlmittels verläuft.to Improvement of the efficiency of the plant is further provided that the direction of the air flow from which the water is extracted is opposite to the flow direction of the flowing refrigerant runs.

Es ist jedoch auch eine Wassergewinnung möglich wenn die Richtung des Luftstroms und die Flussrichtung des durchströmenden Kühlmittels gleichgerichtet sind. Es sinkt dann lediglich der Wirkungsgrad der Anlage.It However, a water extraction is possible if the direction of Air flow and the flow direction of the flowing coolant are rectified. It then only drops the efficiency of the system.

Die erfindungsgemäße Anlage zur Wassergewinnung wird im Folgenden beschrieben:The inventive plant for water extraction is described below:

Es zeigen hierbei im Einzelnen:It show in detail:

1 eine Funktionsübersicht über eine erfindungsgemäße Anlage 1 a functional overview of a system according to the invention

2: eine Querschnittsdarstellung eines Peltier-Kondensators 2 : A cross-sectional view of a Peltier capacitor

In 1 ist auf der rechten Seite der eingangsseitige Luftstrom mit (1) bezeichnet. Die Abluft ist auf der linken Seite der 1 mit (2) dargestellt.In 1 is on the right side of the input side airflow with ( 1 ) designated. The exhaust air is on the left side of the 1 With ( 2 ).

Die Zuluft (1) wird durch eine Turbine (3) beschleunigt den beiden Mehrkreisverdampfern (5) bzw. (6) zugeführt.The supply air ( 1 ) is replaced by a turbine ( 3 ) accelerates the two multi-circuit evaporators ( 5 ) respectively. ( 6 ).

Bei diesen Mehrkreisverdampfern sind jeweils beispielhaft lediglich zwei Kreisläufe gezeichnet, nämlich der Kreislauf 1 mit dem zugehörigen Expansionsventil (20) bzw. (22) und der weitere Kreislauf 2 mit dem zugehörigen Expansionsventil (21) bzw. (23).In these multi-circuit evaporators only two cycles are drawn by way of example, namely the circuit 1 with the associated expansion valve ( 20 ) respectively. ( 22 ) and the further circuit 2 with the associated expansion valve ( 21 ) respectively. ( 23 ).

Die Steuerung des Kühlmitteldurchflusses durch die einzelnen Kühlmittelkreise wird hierbei in der Weise bewerkstelligt, dass jeweils ein oder mehrere Kreise an der Grenze zur Vereisung betrieben werden. Dieser Zustand ist gekennzeichnet von einem hohen Verdichterdruck und einem geringen Kühlmittelfluss. Die Phase des Abtauens wird dadurch eingeleitet, dass der Kühlmittelfluss angehalten wird. Die Phasen des Vereisens und Abtauens erfolgen somit im Wechsel in Abhängigkeit von der Luftfeuchte.The control of the coolant flow through the individual coolant circuits is in this case accomplished in such a way that in each case one or more circuits are operated at the border to icing. This condition is characterized by high compressor pressure and low coolant flow. The phase of defrosting is initiated by the coolant flow angehal will be. The phases of icing and defrosting thus take place alternately as a function of the humidity.

Es ergibt sich hierbei eine Erhöhung des Wirkungsgrades des erfindungsgemäßen Wärmetauschers gegenüber dem Stand der Technik von 25% bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 40%.It this results in an increase the efficiency of the heat exchanger according to the invention over the State of the art of 25% at a relative humidity of 40%.

Bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 75% ergibt sich noch eine Erhöhung des Wirkungsrades von 7% bis 10%.at a relative humidity of 75% results in an increase of the Efficiency of 7% to 10%.

Den beiden Mehrkreisverdampfern (5) bzw. (6) nachgeschaltet sind jeweils ein Lamellenwasserabscheider (7).The two multi-circuit evaporators ( 5 ) respectively. ( 6 ) are each a lamella ( 7 ).

Die Lamellenwasserabscheider (7) dienen dem Zweck, Wassertropfen, die vom Luftstrom mitgerissen werden, aufzufangen. Sie bestehen im wesentlichen aus schräg angeordneten Lamellen aus den gleichen Materialien, wie sie bei den Verdampferwendeln verwendet werden.The lamellar water separator ( 7 ) serve the purpose of collecting drops of water that are entrained by the air flow. They consist essentially of slanted lamellae of the same materials as used in the evaporator coils.

Die Schrägstellung dieser Lamellen kann, entsprechend der Geschwindigkeit des Luftstroms, oder auch unabhängig davon, veränderbar gestaltet sein.The inclination These fins can, according to the speed of the air flow, or also independent of it, changeable be designed.

Den Lamellenwasserabscheidern (7) stromabwärts nachgeschaltet durchläuft der Luftstrom jeweils einen Peltierkondensator (8) bzw. (9).The lamellar water separators ( 7 downstream downstream, the air stream in each case passes through a Peltier capacitor ( 8th ) respectively. ( 9 ).

Diese dienen dazu, den Luftstrom weiter abzukühlen bevor er den Kühlmittelkondensator (10) erreicht. Diese weitere Abkühlung liefert weitere kondensierte Feuchtigkeitsanteile.These serve to further cool the airflow before it releases the coolant condenser ( 10 ) reached. This further cooling provides additional condensed moisture content.

Um auch noch die restlichen Wassertropfen, die vom Luftstrom mitgerissen werden, aufzufangen, sind den Peltierkondensatoren (8) bzw. (9) weitere Lamellenwasserabscheider (7) nachgeschaltet, die dieselbe Ausstattung aufweisen wie die Lamellenwasserabscheider (7) die am Ausgang der beiden Mehrkreisverdampfer (5) bzw. (6) anzutreffen sind.In order to catch even the remaining drops of water, which are entrained by the air flow, are the Peltier condensers ( 8th ) respectively. ( 9 ) further lamellar water separators ( 7 ), which have the same equipment as the lamellar water separator ( 7 ) at the output of the two multi-circuit evaporators ( 5 ) respectively. ( 6 ) are encountered.

Ein Peltierelement dient der Erzeugung von Temperaturunterschieden durch einen elektrischen Strom.One Peltier element is used to generate temperature differences by an electric current.

Der Peltiereffekt ist die Umkehrung des Seebeck-Effektes, also die Umkehrung der Erzeugung einer Thermospannung. Eine sogenannte Thermospannung entsteht wenn sich zwei Metalle die miteinander verbunden sind auf unterschiedlichen Temperaturniveaus befinden. Wird diese Thermospannung in einem geschlossenen Stromkreis eingesetzt, fließt ein bestimmter elektrischer Strom. Umgekehrt wird bei einer solchen prinzipiellen Anordnung ein elektrischer Strom eine Temperaturdifferenz an der Berührungsstelle der beiden Metalle hervorrufen. Hierdurch erwärmt sich das eine Metall, das andere wird abgekühlt.Of the Peltier effect is the reversal of the Seebeck effect, ie the reversal the generation of a thermoelectric voltage. A so-called thermoelectric voltage arises when two metals are connected to each other different temperature levels are. Will this thermoelectric voltage in used a closed circuit, flows a certain electrical Electricity. Conversely, with such a basic arrangement an electric current is a temperature difference at the point of contact of the two metals. This heats the one metal, the others are cooled.

Die an der Kontaktstelle erzeugte Wärmeleistung bzw. Kühlleistung ist proportional dem fließenden Strom und dem, von den beiden Metallen an der Kontaktstelle abhängigen, sogenannten Peltier-Koeffizienten.The heat output generated at the contact point or cooling capacity is proportional to the flowing one Electricity and, depending on the two metals at the point of contact, so-called Peltier coefficients.

Die nunmehr kalte und entfeuchtete Luft wird über entsprechende Leitungen auf den Kühlmittelkondensator (10) geführt.The now cold and dehumidified air is supplied via appropriate lines on the coolant condenser ( 10 ) guided.

Da dieser Kondensator etwa die doppelte Luftmenge wie die benötigt, die ihm von dem jeweiligen Verdampfer zugeführt wird, sorgt eine, nicht extra gezeichnete, Zusatzluftansaugung mit einer entsprechenden Steuerung für die Zufuhr der benötigten Luftmenge.There this condenser needs about twice the amount of air as the one needed it is supplied by the respective evaporator, one, not extra drawn, additional air intake with a corresponding Control for the supply of the required amount of air.

Da beide Mehrkreisverdampfer (5) bzw. (6) im Prinzip in einem wechselseitig sich ändernden und sich quasi überlappenden Betriebszustand arbeiten, muss die dem Kühlmittelkondenstor zugeführte Luftmenge jeweils nach den zeitlichen Erfordernissen an dessen Bedarf angepasst werden.Since both multi-circuit evaporators ( 5 ) respectively. ( 6 ) operate in principle in a mutually changing and quasi overlapping operating state, the amount of air supplied to the Kühlkonkondenstor must be adjusted according to the time requirements to its needs.

So wird bei einer beginnenden Vereisung eines Mehrkreisverdampfers dem durchströmenden Luftstrom zwar eine größere Fläche zur Kondensation angeboten, jedoch wird aber auch der gesamte Querschnitt des Verdampfers verringert.So is at an incipient icing of a multi-circuit evaporator the flowing air stream Although a larger area for Condensation offered, however, but also the entire cross section the evaporator is reduced.

Die Enteisung eines vereisten Verdampfers erfolgt jeweils auf die schnellstmögliche Art und Weise.The De-icing of an iced evaporator takes place in the fastest possible way and way.

Für diesen Zweck ist erfindungsgemäß eine, nicht gezeichnete, Beheizung der in den Verdampfern angeordneten Kühlwendeln vorgesehen.For this Purpose according to the invention is not one drawn, heating the arranged in the evaporators cooling coils intended.

Zusätzlich wird die in den Verdampfer einströmende Luft in diesem Fall stark erwärmt.In addition will the inflowing into the evaporator Air in this case, strongly heated.

In dem Kühlmittelkondensator (10) wird der überhitzte Kühlmitteldampf auf die Verflüssigungstemperatur abgekühlt, und nach der Verflüssigung als Kondensat mehr oder minder unterkühlt.In the coolant condenser ( 10 ), the superheated refrigerant vapor is cooled to the liquefaction temperature, and after the liquefaction as condensate more or less subcooled.

In den thermostatischen Expansionsventilen (20), (21), (22) sowie (23) wird das unter hohem Druck stehende flüssige Kältemittel auf den niedrigen Verdampferdruck entspannt, um anschließend in den Verdampfer eingespritzt zu werden. Dabei wird dem Verdampfer immer die Kältemittelmenge zugeführt, die unter den jeweiligen Betriebsbedingungen verdampft.In the thermostatic expansion valves ( 20 ) 21 ) 22 ) such as ( 23 ), the high pressure liquid refrigerant is depressurized to the low evaporator pressure to be subsequently injected into the evaporator. In this case, the evaporator is always the amount of refrigerant supplied, which evaporates under the respective operating conditions.

Es soll hierbei bei jedem Betriebszustand das Gleichgewicht zwischen Zufluss und Absaugung aufrechterhalten werden, damit der Verdichter (4) keine Flüssigkeit ansaugt und weiter gewährleistet ist, dass die wärmeübertragenden Verdampferflächen immer voll ausgenutzt werden.It should be in every operating condition maintain the equilibrium between inflow and suction to allow the compressor ( 4 ) does not suck in any liquid and it is further ensured that the heat-transferring evaporator surfaces are always fully utilized.

Das Kältemittel soll die Verdampfer gasförmig mit einer Temperatur verlassen, die um einige Grade über der, am Verdampfungsdruckmanometer gemessenen, Temperatur liegt.The refrigerant the evaporator should be gaseous leave with a temperature a few degrees above the measured at the evaporation pressure gauge, temperature is.

Das Kältemittel tritt also überhitzt, das heißt über die Sättigungstemperatur hinaus erwärmt, aus dem jeweiligen Verdampfer aus. Durch diese Überhitzung ist gewährleistet, dass das Kältemittel vollständig verdampft und frei von Flüssigkeitsanteilen ist.The refrigerant occurs so overheated, that is about the saturation temperature heated out, from the respective evaporator. This overheating ensures that that the refrigerant Completely evaporated and free of liquid fractions.

Thermostatische Expansionsventile sind also, ihrer Funktion und Aufgabe nach, Überhitzungsregler.Thermostatic Expansion valves are thus, in function and function, superheat controllers.

Das den Kondensationsvorgang verursachende Kühlmittel wird nach dem Durchströmen des betreffenden Verdampfers durch den Verdichter (4) von etwa 4 bar auf einen Druck von etwa 17 bis 18 bar verdichtet.The condensation process causing refrigerant is after passing through the evaporator through the compressor ( 4 ) is compressed from about 4 bar to a pressure of about 17 to 18 bar.

Dieser Verdichter kann als Kolbenverdichter, Schraubenverdichter oder Turboverdichter ausgeführt sein.This Compressor can be used as piston compressor, screw compressor or turbo compressor accomplished be.

Bei Kolbenverdichtern werden zum Beispiel Verdichtung und Förderung durch hin- und hergehende Kolben bewirkt. Sie arbeiten in abgeschlossenen Zylindern, die durch Ventile abwechselnd mit der Saug- und Druckleitung des Verdichters verbunden werden. Die Anordnung der Zylinder erfolgt meist in V-Form. Die Verdichter sind geeignet zur Verdichtung aller gebräuchlichen Kühlmittel. Da seit dem 1.1.2000 Füllungen von R 22 und R22-Gemischen nicht mehr gestattet sind, sind als Ersatz z.B. R 410 A oder R 407 C einsetzbar.at Piston compressors become, for example, compression and delivery by reciprocating Piston causes. They work in locked cylinders through Valves alternately with the suction and discharge line of the compressor get connected. The arrangement of the cylinder is usually in V-shape. The compressors are suitable for the compression of all common ones Coolant. Since since 1.1.2000 fillings of R 22 and R22 mixtures are no longer permitted, are as a substitute e.g. R 410 A or R 407 C can be used.

Die Verdichter müssen innerhalb der Anwendungsgrenzen arbeiten, die sich aus den zulässigen Drücken ergeben. Es können nur dampfförmige Medien verarbeitet werden. Bei Betrieb ohne ausreichende saugseitige Überhitzung kann es zu einem vorzeitigen Verschleiß in den Zylindern und Ventilen kommen. Das Ansaugen von Flüssigkeit führt zur Zerstörung des Verdichters. Die automatische Leistungsregelung verändert die Verdichterleistung entsprechend dem vorhandenen Saugdruck. Mit abnehmendem Saugdruck werden die kontrollierten Zylinder einzeln durch einen Mechanismus entlastet, indem die Saugventile angehoben werden. Dadurch verringert sich der Kältemitteldurchsatz und somit auch die Kälte- und Antriebsleistung. Die Regelorgane befinden sich vollständig innerhalb des Verdichtergehäuses und weisen weder äußerliche Draht- noch Rohranschlüsse auf. Die Sollwertverstellung kann von außen am Steuerknopf vorgenommen werden.The Compressors need operate within the limits of application resulting from the permissible pressures. It can only vaporous Media are processed. When operating without sufficient suction-side overheating There may be premature wear in the cylinders and valves. The aspiration of liquid leads to the destruction of the Compressor. The automatic power control changes the Compressor capacity according to the existing suction pressure. With decreasing Suction pressure, the controlled cylinder individually by a Mechanism relieves by raising the suction valves. This reduces the refrigerant flow rate and therefore also the cold and drive power. The regulatory organs are completely within of the compressor housing and do not show any external Wire or pipe connections on. The setpoint adjustment can be made from outside on the control knob become.

Wasser und Luft im Kältekreis einer Maschine sind die verbreitetsten Ursachen für schwerwiegende Störungen im System. So kann dies zu Einfrierungen der Regelorgane, Verstopfung der Filter, Korrosion und Kupferplattierung im Verdichter führen. Es wird deshalb in der erfindungsgemäßen Anlage ein Kältemittelfilter bzw. ein Kältemitteltrockner vorgesehen, die gewährleisten, dass die Feuchtigkeitskonzentration im umlaufenden Kältemittel bei allen Betriebsbedingungen unterhalb der kritischen Werte, bei denen Korrosion und Vereisung drohen, erhalten bleibt.water and air in the refrigerant circuit A machine is the most common cause of serious disorders in the system. So this can lead to freezing of the regulatory organs, constipation lead the filter, corrosion and copper plating in the compressor. It will therefore in the plant according to the invention a refrigerant filter or a refrigerant dryer provided that ensure that the moisture concentration in the circulating refrigerant in all operating conditions below the critical values, at which threaten corrosion and icing.

Die für den Betrieb der gesamten Anlage benötigte elektrische Energie wird von einem Generator (11) geliefert, der seinerseits von einem Dieselaggregat (12) oder einem sonstigen Verbrennungsmotor angetrieben wird.The electrical energy required for the operation of the entire system is generated by a generator ( 11 ), which in turn is powered by a diesel generator ( 12 ) or another internal combustion engine is driven.

Hierbei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine weitere Möglichkeit der Wassergewinnung dadurch geschaffen wird, dass eine Kondensation des im Abgas des Verbrennungsmotors enthaltenen Wasserdampfes erfolgt.in this connection is inventively provided that one more way the abstraction of water is created by a condensation of the takes place in the exhaust gas of the engine water vapor.

Es ist die erfindungsgemäße Anlage natürlich auch durch elektrische Energie die auf alternative Weise gewonnen wurde, zu betreiben. Jedoch finden sich gerade in trockenen Regionen der Erde oft reichliche Erdölvorkommen, die eine Energieerzeugung durch einen Verbrennungsmotor nahe legen.It is the plant of the invention Naturally also by electrical energy gained in alternative ways was to operate. However, they are found in arid regions the earth often abundant oil deposits, which suggest an energy production by an internal combustion engine.

Der Aggregatkühler (15), die entsprechende Kühlmittelleitung (14) und die zugehörige Abgaskondenswassergewinnungsanlage (16) sind im linken Teil der 1 schematisch dargestellt.The aggregate cooler ( 15 ), the corresponding coolant line ( 14 ) and the associated exhaust gas condensate recovery system ( 16 ) are in the left part of the 1 shown schematically.

Die Abgasleitung (13) vervollständigt die Anordnung in diesem Bereich.The exhaust pipe ( 13 ) completes the arrangement in this area.

Der gestrichelt ausgeführte Linienzug stellt die jeweiligen Leitungen dar, die von den einzelnen Teilen der Anlage die Wasser liefern, in die als Funktionsblock gezeichnete Wasseraufbereitungsanlage (17) führen.The dashed line represents the respective lines that provide the water from the individual parts of the system, in the function block as a drawn water treatment plant ( 17 ) to lead.

Der Wassertank (18) liefert über die Wasserentnahme (19) das gewünschte, aus der Luft gewonnene, Wasser.The water tank ( 18 ) delivers via the water withdrawal ( 19 ) the desired water extracted from the air.

Für stark verunreinigte Luft ist eine gebräuchliche Luftfilteranlage (25) vorgesehen. Eine Steuerungseinheit (24), die anlagenspezifisch auf die speziellen Anforderungen der erfindungsgemäßen Anlage angepasst ist, vervollständigt die Darstellung in der 1.For heavily contaminated air is a common air filter system ( 25 ) intended. A control unit ( 24 ), which is system-specific adapted to the specific requirements of the system according to the invention, completes the presentation in the 1 ,

In 2 ist eine Querschnittsdarstellung eines erfindungsgemäßen Peltierkondensators am Beispiel des Kondensators (9) aufgezeigt. Die Richtung des Hauptluftstroms ist hierbei durch den Pfeil (28) angedeutet. Eine Vielzahl von Peltierelementen (26) ist hierbei in den senkrecht stehend angeordneten Kühlflächen (29) eingefügt, wobei die kalte Fläche nach außen zeigt und die betreffende entsprechende warme Fläche im Inneren zwischen zwei Kühlflächen (29) liegt.In 2 is a cross-sectional view of a Peltier capacitor according to the invention using the example of the capacitor ( 9 ). The direction of the main air flow is indicated by the arrow ( 28 ) indicated. A variety of Peltier elements ( 26 ) is in this case in the vertically arranged cooling surfaces ( 29 ), wherein the cold surface faces outwards and the relevant corresponding warm surface in the interior between two cooling surfaces ( 29 ) lies.

In diesen Zwischenräumen steigt die warme Luft auf und verlässt auf natürlichem Weg die Anlage. Dieser Vorgang kann natürlich durch zusätzliche Absaugmaßnahmen unterstützt werden. Dargestellt ist dies an den kleinen Pfeilen im unteren Teil der 2 am Beispiel des Peltierkondensators (9) und dem Pfeil für die Abwärme (27).In these intervals, the warm air rises and leaves the plant by natural means. Of course, this process can be supported by additional suction measures. This is shown by the small arrows in the lower part of the 2 using the example of the Peltier capacitor ( 9 ) and the arrow for the waste heat ( 27 ).

In der oberen Darstellung der 2 ist der Schnitt A-B dargestellt dessen Lage aus dem unteren Teil der Fig. zu entnehmen ist. Der Hauptluftstrom (28) tritt hierbei von rechts ein.In the upper illustration of the 2 the section AB is shown whose position can be seen from the lower part of FIG. The main air flow ( 28 ) enters from the right.

Eine weitere Erhöhung des Wirkungsgrades der erfindungsgemäßen Anlage ergibt sich dadurch, dass die Oberflächen aller Bauteile, die von der Feuchtigkeit tragenden Luft angeströmt werden, eine Beschichtung aufweisen, die nach dem sogenannten Lotus-Effekt konzipiert ist.A further increase the efficiency of the system according to the invention results from the fact that the surfaces all components, which are affected by the moisture-carrying air, have a coating according to the so-called lotus effect is designed.

Der Lotus-Effekt ist nach der, in asiatischen Religionen heiligen, Lotusblume, die als Symbol der Reinheit gilt, benannt. Ihre Blätter entfalten sich makellos rein aus dem Schlamm der Gewässer. Dieses Phänomen der Selbstreinigung wurde untersucht und gewährte erstaunliche Einblicke in die Möglichkeiten der Natur, sich gegen den allgegenwärtigen Schmutz, aber auch gegen Mikroorganismen, zu wehren.Of the Lotus effect is after the, in Asian religions sacred, lotus flower, which is considered a symbol of purity, named. Unfold their leaves Impeccably clean from the mud of the waters. This phenomenon of Self-cleaning was investigated and provided amazing insights in the possibilities nature, against the ubiquitous dirt, but also against Microorganisms to fight back.

Da der Lotus-Effekt ausschließlich auf einer physikalisch-chemischen Grundlage beruht, und nicht an ein lebendes System gebunden ist, kann eine sich selbst reinigende Oberfläche technisch hergestellt werden. Die Werkstoffe für derartige neue Beschichtungen stehen zur Verfügung. Bis heute wurde allerdings die scheinbar widersprüchliche Forderung nach einer rauen Oberfläche als Grundlage einer, im Ergebnis des Lotus-Effekts, sauberen Oberfläche übersehen. Denn der reinigende Effekt einer nach dem Lotus-Effekt beschichteten Oberfläche besteht darin, dass eine derartig behandelte Oberfläche hydrophob ist und eine solche Rauhigkeit aufweist, dass Wassertropfen die Oberfläche nur in einem Punkt berühren können. Die Tropfen können sich nicht halten und perlen ab. Der wichtigste Grund für den Lotus-Effekt in der Natur ist der Schutz gegen krankmachende Keime, wie z.B. Bakterien und Pilzsporen. Diese werden regelmäßig durch Regen von den Blättern entfernt.There the lotus effect exclusively based on a physico-chemical basis, and not on a living system is bound, a self-purifying one surface be made technically. The materials for such new coatings are available. To date, however, the seemingly contradictory Demand for a rough surface as the basis of, in Result of the lotus effect, overlooked clean surface. Because the cleansing Effect of a surface coated after the lotus effect in that such a treated surface is hydrophobic and a such roughness has, that drops of water the surface only touch in one point can. The drops can do not hold on and peel off. The most important reason for the lotus effect in nature, the protection against pathogenic germs, such as Bacteria and fungal spores. These are regularly removed by rain from the leaves.

Einige Werkstoffe erlauben es zudem auch, Beschichtungen herzustellen die neben hydrophoben auch oleophobe Eigenschaften aufweisen. Sie werden also weder von Wasser noch von Öl benetzt, und können somit als ultraphob bezeichnet werden.Some In addition, materials also make it possible to produce coatings have hydrophobic as well as oleophobic properties. you will be neither water nor oil wets, and can thus be called ultraphob.

Ein Überzug nach dem Lotus-Effekt gewährleistet somit nicht nur eine saubere Anlage, sondern erhöht zudem den Wirkungsgrad, da kein Wasser sich mit Schwebeteilchen der Luft verbinden und Schmutz bilden kann.A coating after guaranteed the lotus effect thus not only a clean plant, but also increases the efficiency, because no water is mixed with airborne particles and dirt can form.

Eine weitere Maßnahme die einwandfreie Funktion der beiden Verdampfer (5) bzw. (6) sicherzustellen besteht darin, eine Reinigungsanlage vorzusehen, die es ermöglicht über eine spiralförmig im Inneren angeordnete Hochdruckleitung und daran in Abständen angeordnete Düsen Reinigungsmittel einzusprühen. Auf diese Weise wird eine gleichmäßige und wirkungsvolle Verteilung des Reinigungsmittels erreicht. Die Reinigung kann, je nach Verschmutzungsgrad in regelmäßigen Abständen automatisch durchgeführt werden.Another measure the perfect function of the two evaporators ( 5 ) respectively. ( 6 ) is to provide a cleaning system, which makes it possible via a spirally arranged inside high-pressure line and spaced spray nozzles cleaning agent. In this way, a uniform and effective distribution of the detergent is achieved. The cleaning can be carried out automatically at regular intervals, depending on the degree of soiling.

Die erfindungsgemäße Anlage wird bevorzugt in einen Container eingebaut, wobei ein solcher Container auf einem geländespezifisch ausgerüsteten Fahrzeug verfahrbar ist.The inventive plant is preferably installed in a container, wherein such a container on a terrain specific equipped Vehicle is movable.

Zur Versorgung größerer Wohngebiete mit Wasser können mehrere Container mit jeweils zwei im Wechsel betriebenen Verdampfern zu größeren Einheiten vernetzt werden.to Supply of larger residential areas can with water several containers, each with two alternately operated evaporators to larger units be networked.

Zur Steuerung von Versorgungseinheiten, die aus mehreren Containern bestehen, wird ein Container mit zusätzlichen elektronischen Führungsfunktionen ausgerüstet und über ein BUS-System mit den geführten Wassergewinnungsanlagen vernetzt.to Control of supply units consisting of several containers will be a container with additional electronic management capabilities equipped and over a BUS system with the guided Networked water extraction systems.

Die erfindungsgemäße Anlage kann, je nach den örtlichen Gegebenheiten, mit Erdgas, Diesel, Schweröl und vergleichbaren Brennstoffen betrieben werden. Es kann auch direkt elektrische Energie in Form von Windkraft, Solarenergie oder Brennstoffzellen zur Versorgung der Anlage verwendet werden.The inventive plant can, depending on the local Conditions, with natural gas, diesel, heavy fuel oil and comparable fuels operate. It can also directly form electrical energy from wind power, solar energy or fuel cells to supply to be used in the system.

Da in den Gebieten der Erde, in denen Wassermangel herrscht meist ein großes Angebot an Energie in Form von Erdöl oder Sonnenenergie vorhanden ist, wird es für die Energieversorgung der erfindungsgemäßen Anlage in der Regel keinen Energiemangel geben.There in the areas of the earth, where water shortage prevails mostly great Supply of energy in the form of petroleum or solar energy available is it for the power supply of the system according to the invention usually no Give energy shortage.

Trotzdem werden besondere schaltungstechnische Maßnahmen erforderlich sein, um die Auswirkungen der hohen Anlassströme der benötigten Antriebsmotore auf das speisende Netz in erträglichem Rahmen zu halten.Nevertheless, special circuitry will be required to ensure that To keep the impact of the high starting currents of the required drive motors on the supply network within tolerable limits.

Neben der bekannten Stern-Dreieck-Schaltung, bei der mit Hilfe einer verminderten Spannung an der Motorwicklung die Stromstärke während des Anlaufvorgangs verringert wird, kommt zu diesem Zweck noch die sogenannte Frequenzsteuerung in Betracht.Next the well-known star-delta circuit, with the help of a diminished Voltage at the motor winding reduces the current during the startup process is, comes for this purpose nor the so-called frequency control into consideration.

Hierbei wird die feste Netzspannung durch Frequenzumrichter in Form von Leistungshalbleitern in eine variable Frequenz umgesetzt und auf diese Weise die Drehzahl geregelt.in this connection is the fixed mains voltage through frequency converter in the form of Power semiconductors implemented in a variable frequency and on this way the speed is regulated.

Als geeigneter Antrieb sind Kurzschlussläufer in Verbindung mit Frequenzumrichtern hierbei die modernste Entwicklung.When suitable drive are squirrel-cage rotors in conjunction with frequency converters here the most modern development.

Das mit der erfindungsgemäßen Anlage gewonnene Wasser wird in einer nachgeschalteten Stufe einem Reinigungsprozess bzw. einem Entkeimungsprozess unterzogen.The with the inventive system recovered water is in a downstream stage of a cleaning process or a sterilization process.

Dieses so vorbehandelte Wasser kann dann, je nach der Erfordernis der Verhältnisse des betreffenden Einsatzortes, einer weiteren Aufbereitung unterzogen werden, bevor es endgültig der Trinkwasserversorgung zugeführt wird.This so pre-treated water can then, depending on the requirement of the circumstances the relevant site, subjected to further processing be before it's final supplied to the drinking water supply becomes.

Denkbar sind hier gebräuchliche Zusätze wie Chlor, Brom oder auch Jod.Conceivable are common here additions like chlorine, bromine or iodine.

Ohne weiteren Energieaufwand und ohne zusätzliche chemische Mittel ist auch eine sogenannte Wasserbelebung (Granden-Technologie) denkbar, wie sie schon vielfach in großen und kleinen Industriebetrieben zur Einsparung von Chemikalien und/oder Energie eingesetzt wird.Without further energy expenditure and without additional chemical means Also a so-called water revitalization (Granden technology) conceivable, such she already often in big and small industries to save on chemicals and / or Energy is used.

11: Zuluftsupply air
2 2: Abluftexhaust
3 3: Turbineturbine
4 4: Verdichtercompressor
5 5: Mehrkreisverdampfer AMulti-circuit evaporator A
6 6: Mehrkreisverdampfer BMulti-circuit evaporator B
7 7: LamellenwasserabscheiderLamellenwasserabscheider
8 8th: Peltierkondensator APeltier condenser A
99: Peltierkondensator BPeltier condenser B
1010: KühlmittelkondensatorRefrigerant condenser
1111: Generator (elektrisch)generator (Electric)
1212: Antriebsaggregat (Diesel oder Verbrennungsmotor)power unit (Diesel or combustion engine)
1313: Abgasexhaust
1414: KühlmittelleitungCoolant line
1515: Aggregatkühlerunit cooler
1616: Abgas-KondenswassergewinnungsanlageExhaust gas condensate extraction plant
1717: WasseraufbereitungsanlageWater treatment plant
1818: Wassertankwater tank
1919: Wasserentnahmewater extraction
2020: Expansionsventil, Kreislauf 1, Verdampfer A,Expansion valve, Circuit 1, evaporator A,
2121: Expansionsventil, Kreislauf 2, Verdampfer A,Expansion valve, Circuit 2, evaporator A,
2222: Expansionsventil, Kreislauf 1, Verdampfer B,Expansion valve, Circuit 1, evaporator B,
2323: Expansionsventil, Kreislauf 2, Verdampfer B,Expansion valve, Circuit 2, evaporator B,
24 24: Steuerungseinheitcontrol unit
2525: LuftfilteranlageAir filtration system
2626: PeltierelementPeltier element
2727: Abwärmewaste heat
2828: HauptluftstromMain air flow
2929: Kühlflächecooling surface

Claims

An atmospheric water extraction plant, in which two multi-circuit evaporators ( 5 ) respectively. ( 6 ) from a turbine ( 3 ) accelerated air and the condensate in water separators ( 7 ), wherein an evaporator in each case consists of a housing with an internal plurality of arranged in the housing longitudinal direction, flowed through by a cooling medium, helical tube strands, and wherein the evaporator coils mounted in concentric to the longitudinal axis of the housing, protrude into the pitches of adjacent evaporator coils, and wherein in the evaporators ( 5 ) 6 ), the coolant stream is guided opposite to the air flow, and wherein in each case an evaporator is operated at the boundary to the icing, and wherein the respective other evaporator is freed from its icing by heating.

An atmospheric water extraction plant, in which two multi-circuit evaporators ( 5 ) respectively. ( 6 ) from a turbine ( 3 ) accelerated air and the condensate in water separators ( 7 ), wherein an evaporator in each case consists of a housing with an internal plurality of arranged in the housing longitudinal direction, flowed through by a cooling medium, helical tube strands, and wherein the evaporator coils mounted in concentric to the longitudinal axis of the housing, protrude into the pitches of adjacent evaporator coils, and wherein in the evaporators ( 5 ) 6 ), the coolant flow is guided in the opposite direction to the air flow, and wherein in each case an evaporator is operated at the boundary to the icing, and wherein the respective other evaporator is freed of its icing by heating, and wherein the air flow after the evaporator in each case in a condenser made of Pettier- Elements further off is cooled.

An atmospheric water extraction plant, in which two multi-circuit evaporators ( 5 ) respectively. ( 6 ) from a turbine ( 3 ) accelerated air and the condensate in water separators ( 7 ), wherein an evaporator in each case consists of a housing with an internal plurality of arranged in the housing longitudinal direction, flowed through by a cooling medium, helical tube strands, and wherein the evaporator coils mounted in concentric to the longitudinal axis of the housing, protrude into the pitches of adjacent evaporator coils, and wherein in the evaporators ( 5 ) 6 ), the coolant stream being directed opposite to the air stream, and wherein in each case an evaporator is operated at the boundary to the icing, and wherein the respective other evaporator is freed of its icing by heating, and wherein the air flow after the evaporator in each case in a condenser ( 8th ) 9 ) is further cooled from Peltier elements, and wherein the capacitors ( 8th ) 9 ) a water separator ( 7 ) is connected downstream.

An atmospheric water extraction plant, in which two multi-circuit evaporators ( 5 ) respectively. ( 6 ) from a turbine ( 3 ) accelerated air and the condensate in water separators ( 7 ), wherein an evaporator in each case consists of a housing with an internal plurality of arranged in the housing longitudinal direction, flowed through by a cooling medium, helical tube strands, and wherein the evaporator coils mounted in concentric to the longitudinal axis of the housing, protrude into the pitches of adjacent evaporator coils, and wherein in the evaporators ( 5 ) 6 ), the coolant stream being directed opposite to the air stream, and wherein in each case an evaporator is operated at the boundary to the icing, and wherein the respective other evaporator is freed of its icing by heating, and wherein the air flow after the evaporator in each case in a condenser ( 8th ) 9 ) is further cooled from Peltier elements, and wherein the capacitors ( 8th ) 9 ) a water separator ( 7 ), and wherein the surfaces of the system parts coming into contact with the process air are coated according to the so-called lotus effect.

Plant for the production of water from atmospheric air according to one of claims 1 to 4, characterized in that a cleaning device is provided, the one over the cross section of an evaporator ( 5 ) 6 ) ensures uniform spraying of a cleaning agent

Plant for the production of water from atmospheric air according to one of claims 1 to 5, characterized in that the from the evaporators ( 5 ) 6 ) exiting, cold and dehumidified air over the compressor ( 4 ) condensed and superheated, the coolant condenser ( 10 ) is supplied to the liquefaction temperature for cooling, and then via the expansion valves ( 20 ) 21 ) 22 ) 23 ), the evaporator is reached again.

Plant for the extraction of water from atmospheric Air according to one of the claims 1 to 6, characterized in that the process of obtaining water essentially after a Carnot process expires

Plant for the extraction of water from atmospheric Air according to one of the claims 1 to 7, characterized in that as materials for housing and enveloping Components preferably aluminum, carbon, magnesium or titanium used becomes.

Plant for the extraction of water from atmospheric Air according to one of the claims 1 to 8, characterized in that as materials for plant parts, which is in contact with a condensate Preference is given to copper, aluminum, stainless steel, plastic or carbon is used.

Plant for the extraction of water from atmospheric Air according to one of the claims 1 to 9, characterized in that the system parts designed in this way are that they can be installed in a container.

Plant for the production of water from atmospheric air according to one of claims 1 to 10, characterized in that the system is supplied by a generator with electrical energy, this from an internal combustion engine ( 12 ) is driven in the water is also obtained by the condensation of the exhaust gases.

Plant for the extraction of water from atmospheric Air according to one of the claims 1 to 11, characterized in that refrigerant filters and refrigerant dryers are provided.

Plant for the production of water from atmospheric air according to one of claims 1 to 11, characterized in that the recovered water in a plant ( 17 ) is subjected to a cleaning and / or degermination and / or in another system of a revival.

Method for operating an atmospheric water extraction plant in two multi-circuit evaporators ( 5 ) respectively. ( 6 ) from a turbine ( 3 ) accelerated air and the condensate in water separators ( 7 ), wherein an evaporator in each case consists of a housing with an internal plurality of arranged in the housing longitudinal direction, flowed through by a cooling medium, helical tube strands, and wherein the evaporator coils mounted in concentric to the longitudinal axis of the housing, protrude into the pitches of adjacent evaporator coils, and wherein in the evaporators ( 5 ) 6 ), the coolant stream being directed opposite to the air stream, and wherein in each case an evaporator is operated at the boundary to the icing, and wherein the respective other evaporator is freed of its icing by heating, and wherein the air flow after the evaporator in each case in a condenser ( 8th ) 9 ) is further cooled from Pettier elements, and wherein the capacitors ( 8th ) 9 ) a water separator ( 7 ), and wherein the surfaces of the system parts coming into contact with the process air are coated according to the so-called lotus effect.

A method according to claim 14, characterized in that the system is supplied by a generator with electrical energy, this of an internal combustion engine ( 12 ) is driven in the water is also obtained by the condensation of the exhaust gases.

A method according to claim 15, characterized in that the recovered water in a plant ( 17 ) is subjected to a cleaning and / or degermination and / or in another system of a revival.