DE19811275A1 - Process and assembly to extract potable water from moist desert air - Google Patents
Process and assembly to extract potable water from moist desert airInfo
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Abstract
Description
Es ist bekannt, daß die in der Luft (auch in der Wüstenluft) enthaltene Feuchtigkeit als Wasser Abgeschieden werden kann (New Scientist, 25. Mai 1978). Alle herkömmlichen Wasserab scheidesysteme beschränken sich darauf, das aus der Luft anfallende Wasser (Schwitzwasser) als unerwünschtes Nebenprodukt abzuführen (Luftzerlegungsanlagen nach Linde, Klimaanlagen etc.).It is known that those in the air (also in the Desert air) contains moisture as water Can be separated (New Scientist, May 25, 1978). All conventional water separation systems are limited to that water in the air (condensation water) as dissipate unwanted by-product (Linde air separation plants, Air conditioners etc.).
Das in der Umgebungsluft enthaltene Wasser (Dampf) ist rein, d. h. im destillierten Zustand und damit für Mensch und Tier ungenießbar. Zumeist befinden sich in dem aus den verschiedenen techn. Prozessen gewonnenen Wasser anlagenbedingte Verunreinigungen, die kaum noch herauslösbar sind.The water contained in the ambient air (Steam) is pure, i.e. H. in the distilled state and therefore inedible for humans and animals. Mostly are in the from the different techn. Processed water-related plant Impurities that can hardly be removed are.
Der gemäß Patentanspruch angegebenen
Erfindung liegen folgende Problemstellungen
zugrunde:
The invention specified according to claim is based on the following problems:
- 1. Das Wasser (den Dampf) zu mineralisieren, zu Kondensieren sowie eine Schadstoffbeimengu ng auszuschließen, um es somit für Mensch und Tier genießbar zu machen und1. To mineralize the water (steam), too Condensing as well as a pollutant ng to exclude it for humans to make animals edible and
-
2. Abführung des Kondensates mittels Ausnutz
ung der Massenträgheit auf zwei unterschied
lichen Weisen:
a) Schwerkraftmethode
b) Zentrifugalkraftmethode.2. Removal of the condensate by using the inertia in two different ways:
a) Gravity method
b) centrifugal force method.
Diese Aufgabenstellung wird durch die in der weiteren Beschreibung erläuterten Merkmale (Ausführungsbeispiel) gelöst.This task is carried out in the further description explained features (Embodiment) solved.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, das Wasser als Hauptprodukt und im genießbaren Zustand mittels solarer Ener gie aus der Umgebungsluft (vornehmlich in Wüsten) herauszulösen.The advantages achieved with the invention exist especially in making water the main product and in edible condition using solar energy gie from the ambient air (mainly in Deserts).
Die gesamte Konstruktion erfüllt darüber hinaus die Anforderung der Wüstentauglich keit. Die Funktion der Anlage wird nicht dur ch Eindringen von Sand oder Sandstaub be einträchtigt. The entire construction fulfills this beyond the desert suitability requirement speed. The function of the system is not dur ch Penetration of sand or sand dust impaired.
Die Luftzuführung erfolgt durch Wärmekonvektion am Sonnenwärmefänger.The air is supplied by heat convection on the solar heat catcher.
Der Sonnenwärmefänger besteht aus Schwarz nickel, damit die für die Wärmekonvektion not wendige Temperatur erzeugt werden kann. Das Schwarznickel wird auf elektrolytischem Wege auf ein Formstück mit Trennschicht (Kathode, Mi nuspol) niedergeschlagen und dann als Festkörper (Galvano) abgenommen. Mit diesem Galvano läßt sich bei Sonneneinstrahlung eine Temperaturdif ferenz von 20 K zur Umgebungstemperatur erzeu gen. Gleichzeitig ergibt sich eine für die Strömung sehr günstige Oberflächenrauhtiefe von bis zu 0,05 µm. Um eine weitere Temperaturerhöhung von min. 10 K zu erzeugen, wird dem Sonnenwärme fänger eine Kuppel aus Polycarbonat mit Glasober fläche aufgesetzt. Der Luftzwischenraum ergibt sich aus dem notwendigen Durchströmvolumen und der Strömungsgeschwindigkeit. Die Temperaturerhöhung erfolgt dadurch, daß die kurzwellige Sonnenstrahlung unbeeinflußt durch die Kuppel eindringen kann. Am Wärmefänger wird sie absorbiert, ein Teil der Wärme-Wärme strahlung jedoch wird als zunehmend lang wellige Strahlung vom Wärmefänger wieder abge geben, aber dann von der Kuppel (der Polycarbonat schicht) nicht mehr hinausgelassen. Damit ist ein großer Teil der ursprünglich kurzwelligen Strahlung im Raum zwischen Kuppel und Wärmefänger ge fangen. Dadurch steigt die Temperatur am Wärme fänger weiter an. Nun werden die Luftteilchen an der heißen Außenfläche des Wärmefängers durch Be rührung erwärmt. Sie dehnen sich aus, die Dichte nimmt ab und es stellt sich ein Auftrieb nach oben ein. Es setzt eine Auftriebsströmung ein, bei der die durch Wärmeleitung übertragene Energie mitgeführt wird (Konvektion). Durch diesen Strömungsvorgang werden immer wieder neue Luftteilchen von unten nachgesogen, an die Körperfläche des Wärmefän gers herangeführt und damit das Temperaturgefälle an der Übergangsfläche dauernd wirksam (Behar rungstemperatur).The solar heat catcher is made of black nickel, so that not for the heat convection agile temperature can be generated. The Black nickel is electrolytically processed on a fitting with a separating layer (cathode, Mi nuspol) and then as a solid (Galvano) removed. With this galvano leaves a difference in temperature when exposed to sunlight of 20 K to the ambient temperature At the same time there is one for the current very favorable surface roughness from to to 0.05 µm. To further increase the temperature from min. Generating 10 K is the heat of the sun catch a polycarbonate dome with a glass top surface put on. The air gap results from the necessary flow volume and the Flow velocity. The increase in temperature takes place in that the short-wave solar radiation can penetrate unaffected through the dome. At the It is absorbed by the heat catcher, part of the heat and heat radiation, however, is becoming increasingly long wavy radiation from the heat trap enter, but then from the dome (the polycarbonate layer) no longer let out. So that's a much of the originally short-wave radiation in the space between the dome and heat sink to catch. This increases the temperature on the heat start further. Now the air particles on the hot outer surface of the heat trap by Be stirring warmed. They expand, the density decreases and there is an upward lift on. It uses a buoyancy flow in which the Energy carried by heat conduction becomes (convection). Through this flow process are always new air particles from below soaked to the body surface of the heat catcher gers introduced and thus the temperature gradient permanently effective at the transition surface (Behar temperature).
Ist die Temperatur an der Oberfläche des Wärme
fängers um 30 K höher als die Umgebungstempe
ratur, so ergibt sich bei der Berührungsfläche A
in der Zeit t die übergehende Wärme nach:
Qü = αA (Δδ) t; α = Wärmeübergangskoeffizient bei
Strömungsgeschwindigkeit bis max. 10 m/s 55 W/m2K
A = Oberfläche 1/4 Kugel bei ∅ 1 m, garantiert bei jedem
Sonneneinfallwinkel die Strahlungsaufnahme (südl.
des Äquators nach Norden ausgerichtet).
Qü = 55 W/m2K.0,785 m2.(30 K).1 sec
Qü = 1295,25 J. Bei Erwärmung der Luft, dehnt
diese sich aus - der Wasserdampfgehalt verteilt
sich auf eine größere Luftmenge. Volumenausdeh
nung der Luft nach Erwärmung von 20°C auf 50°C.
V1/T1 = V2/T2 → V2 = (V1.T2)/T1;
V2 = (1 m3.323 K)/293 K = 1,102 m3. Notwendiger Luftdurchsatz für
100 Liter Wasser/Tag daher: 1,26 m3/sec.1,102 =
1,3885 m3/sec.
Enthalpie H = Innere Energie U
+ Druckenergie (m.p)/ρ
+ kin. Energie (m/2).θ2
+ pot. Energie m.g.h.If the temperature at the surface of the heat trap is 30 K higher than the ambient temperature, the contact heat A results in the time t after the following:
Qü = αA (Δδ) t; α = heat transfer coefficient at flow speeds up to max. 10 m / s 55 W / m 2 KA = surface 1/4 sphere at ∅ 1 m, guarantees radiation absorption at every angle of sunshine (facing south of the equator to the north).
Qü = 55 W / m 2 K.0.785 m 2. (30 K) .1 sec Qü = 1295.25 J. When the air is heated, it expands - the water vapor content is distributed over a larger amount of air. Volume expansion of the air after heating from 20 ° C to 50 ° C. V 1 / T 1 = V 2 / T 2 → V 2 = (V 1 .T 2 ) / T 1 ; V 2 = (1 m 3 .323 K) / 293 K = 1.102 m 3 . Air flow required for 100 liters of water / day: 1.26 m 3 /sec.1.102 = 1.3885 m 3 / sec.
Enthalpy H = internal energy U
+ Pressure energy (mp) / ρ
+ kin. Energy (m / 2) .θ 2
+ Pot. energy mgh
Die Enthalpie H kann in der Wärmebilanz mit Q gleichgesetzt werden.The enthalpy H in the heat balance can be Q be equated.
Masse m für 1 m3 Luft bei 50°C = (P1.V1)/(Ri.T1) = (1.105 N/m2.1 m3)/(287 Nm/Kg.K.323 K) = 1,07 Kg.Mass m for 1 m 3 air at 50 ° C = (P 1 .V 1 ) / (Ri.T 1 ) = (1.10 5 N / m 2 .1 m 3 ) / (287 Nm / Kg.K.323 K ) = 1.07 kg.
Am Wärmefänger werden 0,31 m3 Luft erwärmt (Volumen zw. Kuppel u. Galvano) = 0,33 Kg. Mit Qü = m/2.θ2 ergibt sich für die Luft eine Geschwindigkeit von 2,8 m/s.At the heat trap, 0.31 m 3 of air is heated (volume between dome and galvano) = 0.33 Kg. With Qü = m / 2.θ 2 , the air velocity is 2.8 m / s.
Da die Wärmeenergie jedoch nicht vollständig in Bewegungsenergie überführt wird und das Temperaturniveau im Tagesverlauf nicht konstant ist, wird nach experimenteller Bestimmung mit einer durchschnittlichen Strömungsgeschwindigkeit von 2 m/s gerechnet.However, since the thermal energy is not completely in Kinetic energy is transferred and that Temperature level not constant throughout the day is, according to experimental determination with a average flow velocity calculated from 2 m / s.
Zur Erhöhung des Luftdurchsatzes und damit des Wasserertrages kann zusätzlich ein solarbetriebe ner Fan vorgeschaltet werden. To increase the air flow and thus the Water yield can also be a solar operation a fan upstream.
Um 100 Liter Wasser am Tag gewinnen zu können, werden 45454,5 m3 Luft mit jeweils 2,2 Gramm Ausschwitzwasser benötigt. Im erwärmten Zustand sind dies 50000 m3 Luft.In order to be able to produce 100 liters of water a day, 45,454.5 m 3 of air with 2.2 grams of exudation water each are required. When heated, this is 50,000 m 3 of air.
Bei einer vorgegebenen Baugröße von 0,25 m zw.
Wärmefänger und Kuppel ergibt sich ein Durchfluß v
von:
Durchfluß v =
A.c = 0,5 m2.2 m/s = 1,0 m3/s<1,388 m3/s,
36000 m3 Warmluft werden hier in 10 Std. angesogen,
das sind umgerechnet 32666,4 m3 unerwärmte
Ansaugluft.For a given size of 0.25 m between heat trap and dome, the flow rate v is:
Flow v =
Ac = 0.5 m 2 .2 m / s = 1.0 m 3 / s <1.388 m 3 / s, 36000 m 3 warm air is drawn in in 10 hours, which is the equivalent of 32666.4 m 3 unheated intake air.
Wassergewinn hier: 1/1,388.100 = 72% = 72 Liter Wassergewinn am ungünstigsten Tag.Water gain here: 1 / 1,388,100 = 72% = 72 liters Water harvest on the worst day.
In 9 Std. 32400 m3 Warmluft = 29399,76 m3 uner wärmte Ansaugluft mit einer Ausschwitzmenge im günstigsten Fall von 16,9 Gramm/m3 = 496,8 Liter Wassergewinn am günstigsten Tag.In 9 hours 32400 m 3 of warm air = 29399.76 m 3 of unheated intake air with a sweat quantity in the best case of 16.9 grams / m 3 = 496.8 liters of water gain on the cheapest day.
Daraus ergibt sich die Mindestbaugröße des einge bauten Wassercontainers. - Selbst bei halbem Luftdurchsatz liegt der tägl. Wassergewinn im Jahresverlauf zw. 36 u. 248 Litern.This results in the minimum size of the built water containers. - Even at half Air flow is the daily water gain in Course of the year between 36 and 248 liters.
Nachdem die Luft das obere Ende des Wärme fängers verläßt, wird der Strömungsquerschnitt durch ein Profil um 1/5 verkleinert. Damit erhöht sich die Strömungsgeschwindigkeit, es gilt die Kontinuitätsbedingung.After the air is the top of the heat leaves the flow cross-section reduced by a profile by 1/5. So that increases the flow velocity, the Continuity condition.
Durch die Profilform jedoch, entsteht ein Sog nach oben.However, the profile shape creates suction up.
Sogbedingung: Fa = Ca.A.q/2.v2;
Ca = Profilform, Anstellwinkel; A = Stirnfläche;
Suction condition: Fa = Ca.Aq/2.v 2 ;
Ca = profile shape, angle of attack; A = face;
q/2 = Luftdichte (kin. Energie)
v = Strömungsgeschw. der Luft (je m3der anstr. Luft)q / 2 = air density (kin. energy)
v = flow velocity the air (each m 3 of the incoming air)
In der Mitte des Profils ist eine Bohrung ange
bracht, aus der ein fein pulverisiertes Stoffge
misch angesaugt wird. Dieses Stoffgemisch
hat gleich zwei Funktionen in einem:
In the middle of the profile there is a hole from which a finely powdered mixture is sucked in. This mixture of substances has two functions in one:
- 1. Kondensationskernbeimischung und1. Condensation core admixture and
- 2. Mineralisierung des reinen in der Luft enthaltenen Wassers (Destillat).2. Mineralization of the pure in the air contained water (distillate).
Nichtmineralisiertes, reines Wasser ist ungenießbar. Das Stoffgemisch besteht aus Calcium- u. Magnesiumverbindungen.Non-mineralized, pure water is inedible. The mixture of substances consists of calcium u. Magnesium compounds.
Die Bohrung im Profil ist so eingestellt, daß 1 Gramm Mineralienstaub auf 525 m3 Luft beigemischt wird. Zeitdauer für das Ansaugen eines Grammes = 6,3 min; = 0,158 Gramm/min = 0,0026 Gramm/sec. Daraus ergibt sich die Körnung.The hole in the profile is adjusted so that 1 gram of mineral dust is mixed in 525 m 3 of air. Time for sucking in one gram = 6.3 min; = 0.158 grams / min = 0.0026 grams / sec. This results in the grain.
Die gewünschte Mineralienstaubkonzentration wird durch ein im Luftstromflackerndes Leinengewebe (Zerstäubungsmembran) erzeugt.The desired mineral dust concentration is through a flickering linen fabric (Atomizing membrane).
Ein angebrachtes Prallblech als induzierter Widerstand erzwingt die Zuführung des Mineralienstaubes in die Bohrung. Auf dessen Oberseite wird die Strömung nach innen zur Bohrung im Profil und auf der Unterseite nach außen geführt. Der Mineralienstaub geht als gleichmäßiger (laminarer) Strahl um die Kante.An attached baffle plate as an induced Resistance forces the feeding of the Mineral dust in the hole. On whose At the top, the flow becomes a bore led outwards in profile and on the underside. The mineral dust is more even (Laminar) beam around the edge.
Nachdem die Mineralien aus der Bohrung in den Luftkanal eintreten vermischen sie sich mit der aufgeheizten strömenden Luft. Verpuffungen und Staubzerknalle treten jedoch nicht auf, da ein Zündfunke (Ladungsausgleich bei einer best. Feldstärke), der durch elektrostatische Aufladung des strömenden Mediums entstehen kann, durch das im Erdboden eingelassene Rahmengestell kontinuierlich abgeleitet wird (Erdung). Auch eine mögl. exotherme Reaktion wird durch Querschnittserweiterung (Wärmeentzug) in der Karmanschen Wirbelstraße unterbunden. Die Karmansche Wirbelstraße ist eine Querschnittserweiterung um 20° nach unten. Eine Durchmischung aller Luftschichten mit Mineralien ist damit sichergestellt.After the minerals have drilled out of the hole When they enter the air duct, they mix with the heated flowing air. Deflagrations and Dust pops do not occur, however, since Ignition spark (charge balance at a best. Field strength) caused by electrostatic charge of the flowing medium can arise through the frame embedded in the ground is continuously derived (grounding). Also one possible is exothermic reaction Cross-sectional expansion (heat extraction) in the Karman vortex street prevented. The Karman's vortex street is one Cross-sectional expansion downwards by 20 °. A Mixing of all air layers with minerals is thus ensured.
Nachweis der turbulenten Strömung in der Wirbel
straße:
Re < Rekrit (2320)
Re = (v.d.ρ)/η → Re
= (2m/s.0,349 m.1,06 Kg/m3)/(19,6.10-6 Ns/m3),
= 37748,97 < 2320; damit liegt turbulente Strömung vor.
v = Luftströmgeschw. m/s; d = Vergl.querschn.länge,
(Abstand Profilfuß re. zur Kanaloberseite), η = dyn.
Zähigkeit Luft in Ns/m3. Die Luftrichtungsklappe (Pos. 8)
verschließt im Startmodus den LH Ausschwitzkanal.
Der RH Ausschwitzkanal wird geöffnet u. die Luft str
ömt ein. Dort herrscht eine Temperatur von -20°C.
Die Luft ist bei dieser Temp. mit Feuchtigkeit übersät
tigt. Die Taupunktwasserdampfmengendifferenz bildet
an den Kondensationskernen feinsten Dunst u. Nebel.
Dieser schlägt an die heruntergekühlten Kanalwände,
sinkt im 45° Winkel nach unten (Schwerkraftmethode)
und bleibt spätestens dort als Reif an den Wandungen
haften. Der 3 mm Spalt zwischen den Wandungen "friert
zu", ein in der Temperatur konstantes Reifauffangbec
ken entsteht. - Ausschwitz(kühl)kanal Zieharmonika
anordnung, garantiert Vollkontakt zw. Kühlfläche und
anströmender Luft. Max. aufnehmb. Eisvolumen je Ka
nal: 212,4 dm3 Eis = 191,16 Liter Wasser (Anomalie d.
Wassers). Max. anfallendes Eisvolumen in 2 Std. =
121,44 dm3 Eis. - Die Luftströmung kann den Luftkanal
nach unten nicht mehr verlassen und muß diesem fol
gen. Am Kanalende befinden sich Gittermasch. (P. 11),
die von der Strömung mitgerissene Kristall- o. Feuchtig
keitsteilchen aufnehmen. Die so heruntergekühlte und
entfeuchtete Luft strömt nun in den Wasserabscheider
ein. Dieser ist notwendig, da die Kühlkanalenergie nur
für eine durchschn. Wassergewinnung von 100 L/Tag
ausreicht. In Abhängigkeit von Jahreszeit u. Lufttem
peratur können jedoch höhere Feuchtigkeitsmengen in
der Luft enthalten sein. Im Wasserabscheider wird die
Luft in einen spiralförmig aufgewickelten Schlauch ein
geleitet und so in Drehung versetzt. Die schweren Feuch
tigkeitsteilchen werden nach außen geschleudert
(Beschleunigungskraft wirkt in tangentialer Richtung,
Zentrifugalkraftmethode), im Kollektor durch Schwer
kraft gesammelt und abgeführt. Die Abscheidekraft
wächst mit dem Quadrat der Umdrehungszahl. Das
Schleuderprinzip wird hier also mit starren, unbeweg
lichen Bauteilen realisiert, während die Luft selbst der
Rotor ist - bei beweglichen Bauelementen würde der
mitgeführte Wüstensand o. -staub die Anlage schä
digen bzw. blockieren. Nach einer Zeit von 2 h sind im
Kühlkanal 7200 m3 Warmluft (6533,28 m3 anges. Luft)
entlanggestrichen. Im ungünstigsten Fall mit einer
Ausschwitzmenge von 14,4 L Wasser; im günst.
Fall mit einer Ausschwitzmenge von 110,4 L Wasser.
Das eingebaute Zeitschaltglied steuert nun die Umsch.-
ventile an. Der RH Kühlkanal wird z. Wärmeabgeber. Die
14,4 Liter Wasser, d. in Form von Reif festgefroren sind,
schmelzen ab und tropfen über den 3 mm Spalt i. d.
Wasseraufg.trichter. Der Wärmeausdehngs.koeffizt. α
des Plattenmaterials wurde bei der Konstruktion bercks.
Ein Verschließen der Abtropfrinne durch Wärmedehng.
der Platten tritt somit nicht ein. Nachweis: ΔI = l1α.Δδ
= 500 mm.23,5.10-6.30 K = ΔI = 0,35 mm → i.o.
Al-Plattenverdampfer (Kühlflächen) Herstellung: Die Ka
nalführung für das verdampfende Kältemittel wird als
Siebdruck mit einer graphithaltigen Trennmasse auf
Al-Platinen aufgetragen. Anschließend werden 2 Platinen
zusammengewalzt. Es entsteht Wärme, die zum homo
genen Verschweißen führt. Wo die Kanalführung aufge
druckt war, gibt es keine met. Verbdg. Wenn dann durch
e. Mundstück Druckluft von 200 bar eingeleitet wird,
weiten sich die Kanäle bis zur vorges. Begrenzung auf.
Plattenverdampfer (je 16 Stck.). Durch die Umschaltung
in den Taumod. für den RH Kanal beginnt für den
LH Kanal der Kühlmodus. Währd. der RH Kanal abtaut
ist er durch d. Lufteinlaufkl. für die anström. Luft vom
Wärmefänger gesperrt. Die Luft gelangt nun in den LH
Kanal, der jetzt im Kühlmod. arbeitet. Im Startmod. war
der LH Kanal Wärmeabgeber. Die Ableitung ist hier d.
eine Cu-Leiste sichergestellt, da b. Start noch kein Eis
an den Platten vorh. ist. Alle 2 h wird vom Gefrier- in
den Taumod. wechselseitig umgeschaltet; der Strömgs.-
weg d. Kältemittels durch Schalten d. Ventile umgekehrt.
Es sammelt sich 2 h in einem Kanal Eis, während der
and. abgetaut wird. Danach tauschen sie ihre Funktion.Evidence of turbulent flow in the vortex street:
Re <Re crit (2320)
Re = (vdρ) / η → Re
= (2m / s.0.349 m.1.06 Kg / m 3 ) / (19.6.10 -6 Ns / m 3 ),
= 37748.97 <2320; thus there is turbulent flow.
v = air flow velocity m / s; d = comparison cross-section length, (distance from the base of the profile to the top of the duct), η = dyn. Air toughness in Ns / m 3 . The air flow flap (item 8 ) closes the LH Auschwitz Canal in start mode. The RH Auschwitz Canal is opened u. the air flows in. There is a temperature of -20 ° C. The air is saturated with moisture at this temperature. The dew point water vapor quantity difference forms the finest haze at the condensation cores. Fog. This hits the cooled-down canal walls, sinks downwards at a 45 ° angle (gravity method) and at the latest remains there as frost on the walls. The 3 mm gap between the walls "freezes over", a temperature of frost collecting basin is created. - Auschwitz (cool) duct accordion arrangement, guarantees full contact between cooling surface and incoming air. Max. Ice volume per channel: 212.4 dm 3 ice = 191.16 liters of water (water anomaly). Max. Ice volume in 2 hours = 121.44 dm 3 ice. - The air flow can no longer leave the air duct downwards and must follow this. There are grid meshes at the end of the duct. (P. 11 ), the crystal or moisture particles entrained by the current. The cooled and dehumidified air now flows into the water separator. This is necessary because the cooling channel energy is only available for an average. Water production of 100 L / day is sufficient. Depending on the season and Air temperature, however, may contain higher amounts of moisture in the air. In the water separator, the air is fed into a spiral wound hose and thus set in rotation. The heavy moisture particles are thrown outwards (acceleration force acts in the tangential direction, centrifugal force method), collected in the collector by heavy force and discharged. The separation force increases with the square of the number of revolutions. The centrifugal principle is implemented here with rigid, immovable components, while the air itself is the rotor - in the case of movable components, the desert sand or dust carried along would damage or block the system. After a period of 2 h, 7200 m 3 of warm air (6533.28 m 3 of aspirated air) were swept along in the cooling duct. In the worst case with an exudation volume of 14.4 L water; in the cheap. Case with a sweat volume of 110.4 L of water. The built-in timer now controls the changeover valves. The RH cooling channel is e.g. Heat emitter. The 14.4 liters of water, i.e. frozen in the form of frost, melt and drip over the 3 mm gap in the water funnel. The coefficient of thermal expansion. α of the plate material was used during construction. Closing the drip tray by thermal expansion. the plate thus does not occur. Verification: ΔI = l 1 α.Δδ = 500 mm. 23.5.10 -6 .30 K = ΔI = 0.35 mm → io Al plate evaporator (cooling surfaces) Production: The channel guide for the evaporating refrigerant is screen printed with a release agent containing graphite applied to Al boards. Then 2 blanks are rolled together. Heat is generated, which leads to homogeneous welding. Where the channel guide was printed, there is no met. Verbdg. If then by e. Mouthpiece compressed air of 200 bar is introduced, the channels widen to the pre. Limitation to. Plate evaporator (16 pieces each). By switching to Taumod. cooling mode begins for the RH channel for the LH channel. During the RH channel is defrosted by d. Air inlet for the inflow. Air blocked by the heat trap. The air now enters the LH duct, which is now in cooling mode. is working. In the start mod. was the LH duct heat transmitter. The derivative here is d. ensures a copper bar, because b. Start there is no ice on the plates. Every 2 h is from freeze to dew. alternately switched; the flow path d. Refrigerant by switching d. Valves vice versa. Ice collects in one channel of ice for 2 hours while the other is being defrosted. Then they swap roles.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 Logikplan d. Zeitschaltgliedes; bist. Kippschltg. (RS-Flip-Flop) 4a u. 4b erh. abw. 2 Std. Strom. E1 kommt v. d. Solarstrombox u. liegt dauernd an. Parallel m. Stromversg. d. Verdichter. Rücksetzen ist dominant. Fig. 1 logic plan d. Timer; are. Kippschltg. (RS flip-flop) 4 a u. 4 b increase dev. 2 hours of electricity. E1 comes vd solar power box u. is always on. Parallel m. Power supply d. Compressor. Reset is dominant.
Fig. 2 Stromlaufplan des Zeitschaltgliedes; kann a. elektronisch mit Transistoren ausgef. werden. 4a u. 4b sind Umschaltventile. Fig. 2 circuit diagram of the timer; can a. electronic with transistors become. 4 a u. 4 b are switching valves.
Die notwendige Abtauwärmemenge nach 2 Std. Reif bildung ergibt sich für jede Baugruppe (halber Kühl- und Abtaukanal) wie folgt: Die Anlage soll, sofern in der Luft vorhanden, 100 L Wasser am Tag aus der Luft herauslösen können. In 2 Std. = 20 Liter → Anomalie des Wassers: Bei Übergang in Eis folgt 10% Volumenerweiterung. In 2 Std. = 22 dm3 Eis, da zwei Anlagen eingebaut sind: je Anlage 10 Li ter Wasser (11 dm3 Eis).The necessary amount of defrosting heat after 2 hours of frosting results for each assembly (half cooling and defrosting channel) as follows: The system should, if it is present in the air, be able to extract 100 L of water from the air per day. In 2 hours = 20 liters → Anomaly of the water: 10% volume expansion follows when changing into ice. In 2 hours = 22 dm 3 ice, since two systems are installed: 10 liters of water per system (11 dm 3 ice).
-
1. Um 11 dm3 Eis zu schmelzen benötigt die Anlage:
Q1 = m.c.(ϑs - ϑ)
= 10 Kg.2052 J/KgK.(273 K - 253 K)
= 410,4 KJ.1. In order to melt 11 dm 3 ice, the system requires:
Q 1 = mc (ϑ s - ϑ)
= 10 Kg. 2052 J / KgK. (273 K - 253 K)
= 410.4 KJ. -
2. Um das Eis bei gleichbleibender Temperatur in
den flüssigen Zustand zu überführen, müssen
je Kg Eis 3,35.105 J/Kg Schmelzwärme zuge
führt werden: Q = Q1 + mqs
= 410,4 KJ + (10 Kg.3,35.105 J/Kg)
= 3350,4 KJ.2. In order to convert the ice into a liquid state at a constant temperature, each kg of ice 3.35.10 5 J / kg of melting heat must be supplied: Q = Q 1 + mqs
= 410.4 KJ + (10 Kg.3.35.10 5 J / Kg)
= 3350.4 KJ.
Notwendige Abtauwärme je Anlage für den
2 Std.-Betrieb: 3350,4 KJ. Umgekehrt ist diese
Energie zur Eisbildung notwendig (100 Liter Was
ser/Tag). Diese Menge Wasser kann aber erst
bei -20°C gewonnen werden! Zur Erlangung die
ser Kältearbeit wird ein Stoff eingesetzt, der die Ei
genschaft hat, bei gezielter Über- und Unterdruck
behandlung der Umgebung Wärme zu entziehen
bzw. zuzuführen, im Folgenden Kältemittel genannt.
Zur Kälteerzeugung muß Kältemittel durch Unter
druckverdampfen. Die Masse des Kältemittels er
gibt sich aus der geforderten Kältearbeit geteilt dur
ch die Wärmemenge, die das Kältemittel mit der
Masse 1 Kg bei -20°C binden kann.
Masse des Kältemittels = mk = Q/(h3 - h1)
= 3350,4 KJ/(159,61 KJ/Kg)
= 21 Kg + 11% Reserve = 23.5 Kg.Defrosting heat required per system for 2-hour operation: 3350.4 KJ. Conversely, this energy is necessary for ice formation (100 liters of water per day). This amount of water can only be obtained at -20 ° C! In order to achieve this cold work, a substance is used that has the property of extracting or supplying heat to the environment with targeted overpressure and underpressure treatment, hereinafter referred to as refrigerant. To generate refrigeration, the refrigerant must be evaporated under vacuum. The mass of the refrigerant results from the required refrigeration work divided by the amount of heat that the refrigerant with a mass of 1 kg can bind at -20 ° C.
Mass of the refrigerant = mk = Q / (h 3 - h 1 )
= 3350.4 KJ / (159.61 KJ / Kg)
= 21 kg + 11% reserve = 23.5 kg.
Eingesetztes Kältemittel R 502 (oder Äquivalent) mit
folgenden Eigenschaften bei -20°C Verdampfungs
temp. u. 0°C Kondensierungstemp.:
Enthalpie h'Flüssig = 178,15 KJ/Kg;
h''Dampf = 337,76 KJ/Kg;
Verdampfungswärme r = 159,61 KJ/Kg; bei 2,91 bar;
volumetr. Kältegewinn qo = 2316,8 KJ/m3;
v'Flüssig = 0,716 l/Kg; v''Dampf = 59,46 l/Kg;
ρ'Flüssig = 1,396 Kg/l; ρ''Dampf = 16,818 Kg/m3.Refrigerant R 502 (or equivalent) used with the following properties at -20 ° C evaporation temp. u. 0 ° C condensation temp .:
Enthalpy h ' liquid = 178.15 KJ / Kg;
h '' steam = 337.76 KJ / Kg;
Heat of vaporization r = 159.61 KJ / Kg; at 2.91 bar;
volumetr. Cold gain qo = 2316.8 KJ / m 3 ;
v ' liquid = 0.716 l / kg; v '' steam = 59.46 l / kg;
ρ ' liquid = 1.396 kg / l; ρ '' steam = 16.818 Kg / m 3 .
Die Masse von 23,5 Kg Kältemittel wird für den
2-Std.-Reif-Sammel-Betrieb je Anlage benötigt,
= 11,75 Kg/Std. = 0,196 Kg/min. Das gasförmige Vo
lumen wird vom Verdichter angesaugt.
V''Gas = (11,75 Kg/Std.)/(16,818 Kg/m3)
= 0,699 = 0,7 m3/Std. Ansaugvolumenstrom.
Verluste durch Rohrreibung 10% = 0,63 m3/Std.
= 10,5 dm3/min
V'Flüssig = (11,75 Kg/Std.)/(1,396 Kg/l)
= 8,42 l/Std. = 0,14 l/min.The mass of 23.5 kg of refrigerant is required for the 2-hour frost collecting operation per system, = 11.75 kg / hour. = 0.196 kg / min. The gaseous volume is sucked in by the compressor.
V '' gas = (11.75 Kg / h) / (16.818 Kg / m 3 )
= 0.699 = 0.7 m 3 / hour. Intake volume flow. Losses due to pipe friction 10% = 0.63 m 3 / hour.
= 10.5 dm 3 / min
V ' liquid = (11.75 Kg / h) / (1.396 Kg / l) = 8.42 L / h. = 0.14 l / min.
Vorgegebene Mindestgeschwindigkeit in
Saugleitungen für R 502 = 7 m/s.
Rohrdurchmesser d = ?
A = V''Gas/v = (0,63 m3/3600 sec)/(7 m/sec)
= 0,000025 m2 → A = (d2.π)/4 → d
= √(4A)/π
→dmin = 5,6 mm.Specified minimum speed in suction lines for R 502 = 7 m / s.
Pipe diameter d =?
A = V '' Gas / v = (0.63 m 3/3600 seconds) / (7 m / sec)
= 0.000025 m 2 → A = (d 2 .π) / 4 → d
= √ (4A) / π → d min = 5.6 mm.
dinnen für Saugleitung gewählt = 12 mm, um
geforderten Mindestdurchmesser einzuhalten und
um Drosselverluste zu minimieren. (Nahtlose Fluß
stahlrohre DIN 2448). Leistungsdaten für den Ver
dichter: Die generelle Leistungsbetrachtung für alle
Verdichtertypen kann unter Vernachlässigung der
kinetischen und der potentiellen Energieänderung
des Arbeitsmediums erfolgen. Auch die Wärme
speicherung des Gehäuses oder mögl. Pulsationen
der Strömung können dabei vernachlässigt werden.
Somit ergibt sich die generelle dem Verdichter
zuzuführende Leistung P aus:
Pzu = Kg/sec (h2 - h1) + Qab bzw.
Pzu = Kg/sec (h1 - h3) = (0,003 Kg/sec).(-159,61 KJ)
= 0,47 KW. Der hier positiv erwägte Trenn
haubenverdichter (Frigopol) hat einen Leistungs
bedarf von P = 0,37 KW,
Typ 50 R 502-33 bei n = 1450 min-1.d selected inside for suction line = 12 mm, in order to maintain the required minimum diameter and to minimize throttling losses. (Seamless flow steel pipes DIN 2448). Performance data for the compressor: The general performance analysis for all compressor types can be done without considering the kinetic and the potential energy change of the working medium. Also the heat storage of the housing or possible. Pulsations of the flow can be neglected. The general power P to be supplied to the compressor thus results from:
P zu = Kg / sec (h 2 - h 1 ) + Q ab or
P zu = Kg / sec (h 1 - h 3 ) = (0.003 Kg / sec). (- 159.61 KJ)
= 0.47 KW. The separating hood compressor (Frigopol), which is positively considered here, has a power requirement of P = 0.37 KW, type 50 R 502-33 at n = 1450 min -1 .
Kühlkanal (Plattenverdampfer) Heißgas-Abtauschal tung: Alle 2 h wird der Strömungsweg durch Schal ten der Ventile 4a und 4b umgekehrt. Wird das Ventil 4b stromlos, so wird eine direkte Verbindung zwisch en Verdichter 6 und Plattenverdampfer 3b hergestellt. Dort (3b) kühlt das verdichtete und heiße Gas ab (Verflüssiger → Wärmeabgabe). Es strömt über 2b durch Zylinder 7 und stellt damit die Luftklappe so, daß die Luft in den RH Kühlkanal gelangt. Dann strömt das Kältemittel weiter über 1a und entspannt sich im Plattenverdampfer 3a (Verdampfer → Wärmeentzug), Kühlmodus. Von dort strömt es in den Accumulator 5. Bei Stromumschaltung durch das Zeitschaltglied ist die Strömungsrichtung um gekehrt: von 4a über 3a, 2a, 7, 1b, 3b und 5.Cooling duct (plate evaporator) Hot gas exchange device: Every 2 hours, the flow path is reversed by switching valves 4 a and 4 b. If the valve 4 b is de-energized, a direct connection between the compressor 6 and the plate evaporator 3 b is established. There ( 3 b) the compressed and hot gas cools down (condenser → heat emission). It flows over 2 b through cylinder 7 and thus sets the air flap so that the air gets into the RH cooling duct. Then the refrigerant continues to flow over 1 a and relaxes in the plate evaporator 3 a (evaporator → heat removal), cooling mode. From there it flows into the accumulator 5 . When switching the current through the timer, the direction of flow is reversed: from 4 a to 3 a, 2 a, 7 , 1 b, 3 b and 5 .
6a ist ein Sicherheitsventil, damit die Leitungen nicht platzen, sich keine Resonanz einstellt und die Anlage nicht "durchgeht", falls das Zeitschaltglied ausfallen sollte. 4a und 4b sind so angeordnet, daß bei Stromausfall kein Kreislaufbetrieb erfolgt. - Der Verflüssiger würde Überhitzen, der Verdampfer un endlich viel Eis bilden → Resonanzen, Platzen der Anlage. Bei Stromausfall → Druckerhöhung → Si cherheitsventil spricht an. Damit aber auch dieser Fall nicht eintreten kann, ist die Stromversorgung von Verdichter und Zeitschaltglied parallel angeord net. Fällt also der Strom aus, so sind Verdichter und Umschaltventile gleichzeitig außer Funktion. Beide Umschaltventile lassen den anstehenden Restdruck passieren, Druckspitzen werden durch das Sicherheitsventil abgeleitet. Im stromlosen (in aktiven) Zustand ist die Anlage damit drucklos. 6 a is a safety valve so that the lines do not burst, there is no resonance and the system does not "go through" if the timer should fail. 4 a and 4 b are arranged so that no circuit operation takes place in the event of a power failure. - The condenser would overheat, the evaporator would finally form a lot of ice → resonance, bursting of the system. In the event of a power failure → pressure increase → safety valve responds. So that this case can not occur, the power supply of the compressor and timer is net angeord in parallel. So if the power fails, the compressor and changeover valves are inoperative at the same time. Both changeover valves let the remaining pressure pass, pressure peaks are discharged through the safety valve. The system is therefore depressurized when de-energized (in active).
Es zeigen:Show it:
Fig. 3 Hydraulikschaltplan Anlage 1, Fig. 3 hydraulic circuit diagram of Appendix 1,
Fig. 4 Hydraulikschaltplan Anlage 2. Fig. 4 Hydraulic circuit diagram system 2.
Wärmeableiter im LH Kanal für den Startmodus:
Cu: a = 100 mm, b = 2500 mm,
A = 25.104 mm2, s = 1 mm;
Q = λ.A/s.(ϑ1 - ϑ2).t
= 407,1 W/mk.(0,25/0,001).30 K.60 sec
= Qableit = 1831,95.105 J = 183195 KJ.Heat sink in the LH channel for the start mode:
Cu: a = 100 mm, b = 2500 mm,
A = 25.10 4 mm 2 , s = 1 mm;
Q = λ.A / s. (Θ 1 - ϑ 2 ) .t
= 407.1 W / mk. (0.25 / 0.001) .30 K.60 sec
= Q derivative = 1831.95.10 5 J = 183 195 KJ.
Ein Überhitzen im Startmodus ist damit ausge schlossen. Das Ableitblech ist 9 mm von der Wärmeab strahloberfläche des Plattenverdampfers entfernt angebracht. Im Startmodus steigt die Temperatur an, da kein abzutauendes Eis vorhanden ist. Über die Zwischenluft gelangt die Wärme erst ab einem bestimmten hohen Wert zum Wärmeableitblech, erst dann wird die Wärme abgeleitet. Im Abtaumo dus wird die an der Platte entstehende Wärme vom Eis in Schmelzenergie umgesetzt. Das Wärme ableitblech wird jetzt von der Plattenwärme nicht mehr erreicht, der Abstand ist für die nun geringere Ab strahlwärme zu groß. Damit bleibt die aufkommende Wärme im Abtaumodus dem Schmelzvorgang vorbe halten. Das abgeschmolzene Wasser läuft durch den Trichter in den Wasserauffangbehälter. Der Trichter dient als Schutz gegen Oberflächenverdunstung (Ab schirmung gegen ungesättigte Trockenl. d. Kühlknls.). Das Fassungsvermögen d. integrierten Wassercon tainers beträgt 2880 L Wasser, eine Füllstandsanzeige ermöglicht die Leistungskontrolle der Anlage. Zur Wasserentnahme führt eine Leitung ab, an der noch ein Keramikfilter mit Silberelementen zur Elimination von Krankheitserregern nachgeschaltet werden kann. Die für die Heißgas-Abtauschaltung notwendige Leistung wird der Solarstromquelle entnommen. Die Solar stromquelle muß damit den Leistungsbedarf von 2 Verdichtern plus Antriebsmotor, zwei Umschaltventilen, dem Zeitschaltglied sowie dem Solarleistungsregler abdecken. Solarstromanlage: Die volle Sonnenein strahlung liefert eine Leistung von P = 1 KW/m2 Erdober fläche (Max Power Point). Solarzellen vom Typ M4 Monokristallin liefern beim Max Power Point und je 10065 mm2 Fläche P = 1 Watt (19 V). Für 1 KW ergibt sich somit eine Fläche von 10,065 m2 (5 m lang, 2 m br.). Die Solarzellen befinden sich auf einer gedruckten Lei terplatte, die hermetisch dicht und damit tropenfest zw. 2 Glasplatten montiert ist. Über Leitungen mit dem Lei stungsregler verbunden. Die Solarplatte ist in waagere chter Lage auf der Oberseite der Anlage fest angeschr. Somit kann sie das Strahlungsangebot des gesamten Sonnentages zu allen Jahreszeiten aufnehmen. Mit dem morgentl. Sonnenaufgang ist die Anlage stromversorgt u. damit wird bis zum Sonnenuntergang Trinkwasser erzeugt.Overheating in start mode is therefore excluded. The baffle is attached 9 mm from the heat radiation surface of the plate evaporator. In start mode, the temperature rises because there is no ice to be defrosted. The heat only reaches the heat dissipation plate from the intermediate air above a certain high value, only then is the heat dissipated. In the defrost mode, the heat generated on the plate is converted into melt energy by the ice. The heat dissipation plate is now no longer reached by the plate heat, the distance is too large for the now lower radiant heat. This keeps the heat from defrosting in the melting process. The melted water runs through the funnel into the water collecting tank. The funnel serves as protection against surface evaporation (shielding against unsaturated dry air.). The capacity d. integrated water container is 2880 L water, a level indicator enables the performance control of the system. A line leads to the water withdrawal, on which a ceramic filter with silver elements can be connected to eliminate pathogens. The power required for hot gas exchange switching is taken from the solar power source. The solar power source must therefore cover the power requirement of 2 compressors plus drive motor, two changeover valves, the timer and the solar power controller. Solar power system: full solar radiation provides a power of P = 1 KW / m 2 surface (Max Power Point). Type M4 monocrystalline solar cells deliver 2 areas P = 1 watt (19 V) at the Max Power Point and 10065 mm each. For 1 KW there is an area of 10.065 m 2 (5 m long, 2 m br.). The solar cells are located on a printed circuit board, which is hermetically sealed and thus tropical-proof between two glass plates. Connected to the power controller via cables. In a horizontal position, the solar panel is firmly tapped on the top of the system. This means that it can absorb the radiation available for the entire sunny day in all seasons. With the morning At sunrise the system is powered u. it produces drinking water until sunset.
Es zeigen:Show it:
Fig. 5 Gesamtzeichnung (bemaßt); Vorderansicht und Draufsicht jeweils im Schnitt. Fig. 5 overall drawing (dimensioned); Front view and top view each in section.
Fig. 6 Gesamtzeichnung in drei Ansichten; nach ISO-Methode 1 (europ.), Schnittverl.: A-B, C-D, E-F. Fig. 6 overall drawing in three views; according to ISO method 1 (European), editing: AB, CD, EF.
Das der Luft entzogene Wasser wird im Eigenge brauch/Privatbetrieb zur Erzeugung von Glie dern der Nahrungskette verwendet, eine industri elle Nutzung läßt die Konstruktion nicht zu. Damit bleibt die Gesamtmenge an Feuchtigkeit in einem bestimmten Raum konstant. Das gewonnene Wasser wird organisch gespeichert (Mensch, Tier, Pflanze), erwärmt und zeitlich versetzt durch Schwi tzen (Transpiration), Verdunsten etc. schließlich wieder freigesetzt. Ein gewisser Teil der organisch abgebundenen Luftfeuchtigkeit verläßt jedoch be dingt durch Export von Bewässerungsprodukten den Raum, da jedoch im Handelsverkehr auch im mer ein Import von Waren erfolgt, ist dieser Aspekt, wie anderswo auch, unerheblich. Von der Luftfeuch tigkeit direkt lebende Insekten und Pflanzen kom men nur in einem schmalen Küstenstreifen der Namib vor. Dort leben sie vom gelegentlich herein ziehenden Küstennebel, nicht jedoch von der eigent lichen Luftfeuchtigkeit, so daß hier keine "Nahrungs konkurrenz" besteht. Der Nachschub von Luftfeuch tigkeit in den Wüsten (entlang der Wendekreise) ist durch die erdbewegungsbedingt abwärtsströmenden Luftmassen sichergestellt. Ursprung dieser Luftmas sen sind die Weltmeere, dort nehmen sie unentwegt Verdunstungsfeuchtigkeit auf. Ein Feuchtigkeitsde fizit zum Nachteil der umgebenden Natur tritt somit im Bereich der Anlage nicht auf, es wird statt dessen eine nutzbare und vor allem dauerhafte Feuchtig keitsquelle geschaffen. Diese Feuchtigkeitsquelle ist von ihrer Bedeutung her gleichzusetzen, mit den gelegentlich in der Wüste anzutreffenden Tauteichen und Oasen. Negative Langzeiteffekte sind bei diesen noch nicht in Erscheinung getreten, so daß mit dieser Anlage ein umweltverträgliches und unerschöpfliches Wertschöpfungspotential geschaffen wird. The water extracted from the air is self-contained need / private enterprise for the production of Glie used the food chain, an industri The construction does not permit full use. In order to the total amount of moisture stays in one certain space constant. The won Water is stored organically (humans, animals, Plant), warmed and delayed by swi finally (perspiration), evaporation etc. released again. Some organic set humidity, however, leaves because of the export of irrigation products the space, since in the trade also in Whenever goods are imported, this aspect is as elsewhere, irrelevant. From the humidity direct insects and plants only in a narrow stretch of coast Namib before. They live in there occasionally moving coastal fog, but not from the actual Lichen humidity, so that no "food competition ". The replenishment of air humidity activity in the deserts (along the tropics) due to the downward flowing earth movement Air masses ensured. Origin of these airmas are the oceans of the world, where they continually take Evaporative moisture. A moisture end thus deficit to the detriment of the surrounding nature occurs not in the area of the facility, it will instead a usable and above all permanent moist created source. This source of moisture is to be equated with its meaning with the dew ponds occasionally found in the desert and oases. There are negative long-term effects has not yet appeared, so with this Plant an environmentally friendly and inexhaustible Value creation potential is created.
Diese Maschine ist abgestimmt auf die im Jahresverlauf ungünstigsten Luftfeuchtigkeitswerte der trockensten Wüsten unserer Erde.This machine is matched to the im Most unfavorable humidity levels during the year the driest deserts on earth.
Die Luftfeuchtigkeit ist eine Funktion der Temperatur. Bei gleichen Luftfeuchtigkeitsprozenten ist bei wärmerer Luft stets mehr Wasserdampf je m3 Luft enthalten als bei der kälteren.Humidity is a function of temperature. With the same humidity percentages, warmer air always contains more water vapor per m 3 of air than the colder one.
Die zur Wassergewinnung ungünstigsten Werte ergeben sich in der südwestafr. Kalahari.The most unfavorable values for water extraction arise in the southwest. Kalahari.
Für die Station Windhuk/Namibia
Lage 22° 34' S/17° 06' E, Höhe über NN 1728 m
ergeben sich:
For the station Windhoek / Namibia location 22 ° 34 'S / 17 ° 06' E, height above sea level 1728 m there are:
-
1. Mindestwerte:
T = 20°C, 18% rel. Luftfeuchtigkeit, bei 10 Sonnenstunden/Tag, 3,1 Gr. Wasser/m3 Luft, Taupunkt: -5°C → Reif (Juli (August).1. Minimum values:
T = 20 ° C, 18% rel. Air humidity, at 10 hours of sunshine per day, 3.1 gr. Water / m 3 air, dew point: -5 ° C → frost (July (August). -
2. Maximalwerte:
T = 34°C, 51% rel. Luftfeuchtigkeit, bei 9 Sonnenstunden/Tag, 17,8 Gr. Wasser/m3 Luft, Taupunkt: +20°C → Tau (Feb./März).2. Maximum values:
T = 34 ° C, 51% rel. Humidity, at 9 hours of sunshine per day, 17.8 gr. Water / m 3 air, dew point: + 20 ° C → dew (February / March).
Das Wasser kann aus der Luft durch Umwandlung
vom gasförmigen in den flüssigen Aggregatzustand
herausgelöst werden (Ausschwitzen). Dies
geschieht durch Abkühlung (Kondensation). Die
gewonnene Wassermenge bei Abkühlung auf den
Taupunkt ergibt sich aus der Differenz der
vorhandenen Wasserdampfmenge bei gegebener
Temperatur und der Taupunktwasserdampfmenge.
The water can be extracted from the air by converting it from the gaseous to the liquid state (exudation). This is done by cooling (condensation). The amount of water obtained when cooling to the dew point results from the difference between the amount of water vapor available at a given temperature and the amount of dew point water vapor.
Taupunkt τ =
(234 log e - 184,2)/(8,233 - log e)
Ref.: Taupunkt =
Temp. bei 100% Sättigung. Ab dieser Temp.
beginnt das Ausschwitzen von Wasser.
Dampfdruck e =
(rel. Luftfeuchtigkeit in %.E)/100
Max Dampfdruck E bei geg. Temperatur =
6,09.10(7,5.Temp. in °C)/(237,3+Temp. in °C).Dew point τ =
(234 log e - 184.2) / (8.233 - log e)
Ref .: dew point =
Temp. At 100% saturation. From this temp. The exudation of water begins.
Vapor pressure e =
(rel.humidity in% .E) / 100
Max vapor pressure E at opposite temperature =
6.09.10 (7.5 temp. In ° C) / (237.3 + temp. In ° C) .
Um eine möglichst hohe Wassermenge aus der Luft gewinnen zu können, muß hier ein sehr geringes Sättigungsniveau herbeigeführt werden.To get as much water from the air as possible To be able to win must be a very small one Saturation level can be brought about.
Bei -20°C verbleibt eine Sättigung von 0,9
Gramm Wasserdampf/m3 Luft, darüber
hinausgehende Feuchtigkeit
wird ausgeschwitzt.
Anforderung:
Es sollen, während die Mindestwerte herrschen,
100 Liter Wasser am Tag gewonnen werden.
Notwendiger Luftbedarf:
1.105 Gramm Wasser/2,2 Gr. Ausschwitz
wasser je m3 Luft = 45454,5 m3 in 10 h.At -20 ° C there is a saturation of 0.9 grams of water vapor / m 3 of air, excess moisture is exuded.
Requirement:
While the minimum values prevail, 100 liters of water should be obtained a day.
Required air:
1.10 5 grams of water / 2.2 gr. Ejection of water per m 3 air = 45454.5 m 3 in 10 h.
Der notwendige Luftdurchsatz beträgt damit 1,2626 m3/sec. The necessary air flow is 1.2626 m 3 / sec.
((
11
a und a and
11
b) Thermostatische Entspannungsventile,
(b) thermostatic expansion valves,
(
22nd
a und a and
22nd
b) Rückschlagventile,
(b) check valves,
(
33rd
a und a and
33rd
b) Plattenverdampfer,
(b) plate evaporator,
(
44th
a und a and
44th
b) 3/2 Wegeventile (Umschaltventile),
(b) 3/2 way valves (changeover valves),
(
55
) Accumulator,
() Accumulator,
(
66
) Verdichter,
() Compressor,
(
66
a) Sicherheitsventil,
(a) safety valve,
(
77
) Betätigungszylinder für Lufteinlaufklappe
Kältemittel:
R 502 o. Äquivalent
) Actuating cylinder for air inlet flap
Refrigerant:
R 502 or equivalent
11
Rahmengestell,
Frame,
22nd
Rüssel,
Proboscis,
33rd
Kuppel,
Dome,
44th
Wärmefänger,
Heat trap,
55
Mineraliendepot,
Mineral deposit,
66
Profil,
Profile,
77
Betätigungszylinder,
Actuating cylinder,
88th
Lufteinlaufklappe,
Air inlet flap,
99
Hydraulikbaugruppe Hydraulic assembly
11
,
,
1010th
Wasserfänger,
Water catcher,
1111
Fangmaschen,
Catch mesh,
1212th
Hydraulikbaugruppe Hydraulic assembly
22nd
,
,
1313
Solarzellenplatte,
Solar cell panel,
1414
Wasseraustritt,
Water leakage,
1515
Wasserabscheider,
Water separator,
1616
Kaltluftaustritt,
Cold air outlet,
1717th
Wärmeableitblech,
Heat sink,
1818th
Stachelgitter,
Barbed wire mesh,
1919th
Schmutzfänger,
Mud flaps,
2020th
Lufteinlauf,
Air intake,
2121
Plattenverdampfer,
Plate evaporator,
2222
Wandungsbleche,
Wall plates,
2323
Wassercontainer,
Water container,
2424th
Isolierwand,
Insulating wall,
2626
Füllstandsanzeiger.
Level indicator.
Claims (20)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19811275A DE19811275A1 (en) | 1998-03-12 | 1998-03-12 | Process and assembly to extract potable water from moist desert air |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19811275A DE19811275A1 (en) | 1998-03-12 | 1998-03-12 | Process and assembly to extract potable water from moist desert air |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19811275A1 true DE19811275A1 (en) | 1999-09-16 |
Family
ID=7861010
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19811275A Withdrawn DE19811275A1 (en) | 1998-03-12 | 1998-03-12 | Process and assembly to extract potable water from moist desert air |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19811275A1 (en) |
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DE10314895A1 (en) * | 2003-04-01 | 2004-10-21 | Fachhochschule Südwestfalen | Equipment recovering liquid by condensation from gas, especially water from air, passes gas through folded channel forming inner part of condensing heat exchanger |
DE102004015728A1 (en) * | 2004-03-29 | 2005-10-20 | Michael Licht | Condensing device for condensing a liquid from a gas uses radiation diffusion and heat emission into cool night air to suck gas vapor-laden with liquid into an air channel |
DE10114089B4 (en) * | 2001-03-22 | 2007-03-22 | Licht, Michael, Dipl.-Ing. (FH) | Apparatus and method for collecting condensed water |
CN105821938A (en) * | 2016-05-01 | 2016-08-03 | 张萍 | Intelligent cleaning type air water generator |
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1998
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