DE19812009A1 - Flat solar still with inclined irregular collector floor - Google Patents

Flat solar still with inclined irregular collector floor

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Abstract

The flat solar still has an inclined irregular collector floor covered by a fleece mat which improves heat capture characteristics. The solar still has a flat solar collector housing which is made of a thermally insulating material, covered by a transparent window of foam glass. The incoming water is distributed by a jet pipe with wick at the heat of the collector. The water is then sprinkled or seeps slowly onto the collector floor. The collector base is black in color and absorbs solar radiation. The collector floor has an irregular surface which slows the rate at which water seeps to collection gutter and sump drain outlet. The collector floor has a matting of black non-woven fibers which allows for partial passage of solar radiation to the collector floor. Water vapor collects on the transparent overhead panel and drains through horizontal and vertical channels to a gutter and a drain for collection. The overhead transparent panel is hinged on one edge and may be opened for maintenance and cleaning.

Description

Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform:
In Fig. 1 ist ein Schnitt durch den Grundaufbau des Kollektor dargestellt.
Von den Gehäuseteilen sind der Kollektorboden 1, das Südseitenteil 2 und das Nord­ seitenteil 3 zu sehen, welche wasserdicht miteinander verbunden sind. Auf dem Seiten­ teil Süd 2 und Seitenteil Nord 3 liegt die Abdeckung 4, welche transparent ist. Sie dich­ tet mit der umlaufenden Abdeckungsfuge 16 den Kollektor nach oben dampfdicht ab.Description of the embodiment shown in the drawing:
In Fig. 1 a section through the basic structure of the collector is shown.
Of the housing parts, the collector bottom 1 , the south side part 2 and the north side part 3 can be seen, which are connected to each other in a watertight manner. On the side part south 2 and side part north 3 is the cover 4 , which is transparent. You you tet with the circumferential cover joint 16 from the collector upwards vapor-tight.

Die Einfassung als Fußprofil 13 und Kopfprofil 17 ist mit dem Gehäuse starr verbun­ den. Sie dienen der Stabilität und sind Fixpunkte für Halterungen. Das Fußprofil 13 ist über die Höhe des Südseitenteil 2 hinausgezogen und mit der Kehlfuge 18 abgedichtet. Die gebildete Regenrinne 5 dient dem Auffangen von Regenwasser.The border as the foot profile 13 and head profile 17 is rigidly connected to the housing. They serve stability and are fixed points for brackets. The foot profile 13 is extended beyond the height of the south side part 2 and sealed with the fillet joint 18 . The rain gutter 5 is used to collect rainwater.

Das freie Volumen des Kollektorinneren wird als Dampfraum 20 bezeichnet.The free volume of the collector interior is referred to as the vapor space 20 .

Es ist eine Profilierung 9 des Kollektorbodens 1 dargestellt, welche mit dem Sickervließ 19 bedeckt ist. Das Sickervließ 19 endet unten in der Sumpfrinne 8, welche sich aus dem Winkel der Trennleiste horizontal 6 zum Kollektorboden 1 bildet. Die Trennleiste horizontal 6 ist mit dem Kollektorboden 1 dicht verklebt.A profile 9 of the collector floor 1 is shown, which is covered with the percolation fleece 19 . The percolation fleece 19 ends at the bottom in the sump channel 8 , which is formed horizontally 6 to the collector floor 1 from the angle of the separating strip. The horizontal separating strip 6 is tightly glued to the collector floor 1 .

Die Kondensatrinne horizontal 7 bildet sich aus dem Winkel des Südseitenteil 2 zum Kollektorboden 1 und enthält den Wärmetauscher Süd 14.The horizontal condensate trough 7 forms from the angle of the south side part 2 to the collector bottom 1 and contains the south heat exchanger 14 .

Das Düsenrohr 12 hat die Düsenauslässe 11, durch welche die Dochte 10 geführt sind.The nozzle tube 12 has the nozzle outlets 11 through which the wicks 10 are guided.

Das Eingangsprodukt wird gemäß Fig. 2 in das Düsenrohr 12 gebracht und mit den Düsenauslässen 11 und den Dochten 10 auf dem Sickervließ 19 verteilt. Das Ein­ gangsprodukt teilt sich hier so, daß ein Teil durch das Profil 9 rieselt, während sich der zweite Teil durch das Sickervließ 19 bewegt, beide in Richtung Sumpfrinne 8. Auf diesem Weg kann das Eingangsprodukt durch die Abdeckung 4 solar bestrahlt und erwärmt werden, wodurch eine Teilmenge verdampft und unter der Abdeckung 4 kondensiert. Das Kondensat sammelt sich in der Kondensatrinne horizontal 7 und läuft durch den Kondensatauslauf 26 und/oder aus dem Kondensatauslauf 31 (Fig. 2) aus dem Kollektor. Das Sumpfprodukt wird in der Sumpfrinne 8 aufgefangen und läuft durch den Sumpfauslauf 23 aus dem Kollektor.The input product is brought into the nozzle tube 12 according to FIG. 2 and is distributed with the nozzle outlets 11 and the wicks 10 on the percolation fleece 19 . The A product divides here so that a part trickles through the profile 9 , while the second part moves through the percolation 19 , both in the direction of the sump 8th In this way, the input product can be irradiated and heated by the cover 4 , whereby a partial amount evaporates and condenses under the cover 4 . The condensate collects horizontally in the condensate trough 7 and runs out of the collector through the condensate outlet 26 and / or out of the condensate outlet 31 ( FIG. 2). The bottom product is collected in the bottom channel 8 and runs through the bottom outlet 23 out of the collector.

Mit Scharnier 32 und Hydraulikarm 33 ist eine Nachführmöglichkeit dargestellt.A tracking option is shown with hinge 32 and hydraulic arm 33 .

In Fig. 2 ist ein Kollektor in der Draufsicht dargestellt. Die Darstellung erfolgt ohne Sickervließ 19, damit eine Profilierung 9 des Kollektorboden 1 zu sehen ist. Die Profilierung 9 ist ein System unterschiedlich tiefer Rillen in horizontaler und vertikaler Richtung. Das Ostseitenteil 21, das Westseitenteil 22 und das Südseitenteil 2 sind geschnitten dargestellt, damit das Düsenrohr 12, der Wärmetauscher Süd 14, Kondensatauslauf 26 und der Kondensatauslauf 31 in voller Fläche zu sehen sind.In FIG. 2, a collector of which is shown in the plan view. The representation takes place without percolation fleece 19 , so that a profile 9 of the collector bottom 1 can be seen. The profiling 9 is a system of grooves of different depths in the horizontal and vertical directions. The east side part 21 , the west side part 22 and the south side part 2 are shown in section so that the nozzle tube 12 , the heat exchanger south 14 , condensate outlet 26 and the condensate outlet 31 can be seen in full area.

Die mit den Verschlußstopfen 24 dargestellten Anschlüsse sind zum Batteriebetrieb von Kollektorgruppen vorgesehen.The connections shown with the plugs 24 are provided for battery operation of collector groups.

Das Eingangsprodukt wird durch den Zulauf 27 in den Wärmetauscher Süd 14 gebracht und gelangt in zwei Teilmengen über den Wärmetauscher West 28, sowie über den Wärmetauscher Ost 29 in das Düsenrohr 12. Dort wird es mit den Düsen­ auslässen 11 und den Dochten 10 auf dem Sickervließ 19 (s. Fig. 1) verteilt. Das Eingangsprodukt teilt sich so, daß ein Teil über die Bodenplatte 1 durch das Profil 9 rieselt und in die Sumpfrinne 8 gelangt. Auf diesem Weg kann das Eingangsprodukt solar bestrahlt und erwärmt werden, wodurch eine Teilmenge verdampft und unter der Abdeckung 4 (s. Fig. 1) kondensiert. The input product is brought into the south heat exchanger 14 through the inlet 27 and reaches the nozzle tube 12 in two partial quantities via the west heat exchanger 28 and via the east heat exchanger 29 . There it is distributed with the nozzle outlets 11 and the wicks 10 on the percolation fleece 19 (see FIG. 1). The input product divides so that a part trickles over the base plate 1 through the profile 9 and reaches the sump channel 8 . In this way, the input product can be solar irradiated and heated, whereby a partial amount evaporates and condenses under the cover 4 (see FIG. 1).

Das Kondensat rinnt in die Kondensatrinne horizontal 7 und läuft durch den Kondensat­ auslauf 26 und/oder durch den Kondensatauslauf 31 aus dem Kollektor. Nicht verdampftes Eingangsprodukt wird als Sumpfprodukt in der Sumpfrinne 8 aufgefangen und läuft durch den Sumpfauslauf 23 aus dem Kollektor.The condensate runs horizontally into the condensate channel 7 and runs through the condensate outlet 26 and / or through the condensate outlet 31 from the collector. Unevaporated input product is collected as the bottom product in the bottom channel 8 and runs through the bottom outlet 23 out of the collector.

Da die Temperatur vom Eingangsprodukt niedriger ist als die Temperatur im Dampf­ raum 20, entziehen die Wärmetauscher West 28, Wärmetauscher Ost 29 und Wärmetauscher Süd 14 hier Wärmeenergie und wärmen das Eingangsprodukt vor. Hierbei kondensierender Dampf schlägt sich auf ihren Oberflächen nieder und rinnt in die Kondensatrinne horizontal 7. Die Trennleisten vertikal 25 verhindern, daß sich dieses Kondensat mit dem durch die Profilierung 9 rieselnden Eingangsprodukt vermischt. Die Trennleiste Süd 6 verhindert, daß das Sumpfprodukt aus der Sumpf­ rinne 8 in die Kondensatrinne horizontal 7 läuft.Since the temperature of the input product is lower than the temperature in the steam room 20 , the heat exchangers West 28 , heat exchangers East 29 and heat exchangers South 14 withdraw heat energy here and preheat the input product. Condensing steam condenses on its surfaces and runs horizontally into the condensate channel 7 . The vertical separating strips 25 prevent this condensate from mixing with the input product trickling through the profiling 9 . The separating strip south 6 prevents the bottom product from the bottom channel 8 into the condensate channel 7 runs horizontally.

In Fig. 3 wird eine Innenansicht der Abdeckung 4 mit den Leitrinnen 30 dargestellt und in Fig. 4 der Schnitt dazu.In Fig. 3 an interior view of the cover 4 is shown with the guide channels 30 and in Fig. 4 the section.

Die Aufgabe der Leitrinnen 30 ist das Kondensat von der Abdeckung 4 in die seitlichen Kondensatrinnen horizontal 7 zu leiten. Am tieferen Ende der Leitrinnen 30 tropft das Kondensat so ab, daß es auf dem Weg in die seitlichen Kondensatrinnen horizontal 7 über den Wärmetauscher Ost 29 bzw. Wärmetauscher West 28 rinnt, je nach Gefälle­ richtung. Die Zahl und Ausrichtung der Leitrinnen 30 ist an den Abmessungen der Abdeckung 4 und den Eigenschaften des Eingangsprodukt zu planen.The task of the guide channels 30 is to guide the condensate horizontally 7 from the cover 4 into the lateral condensate channels. At the lower end of the guide channels 30, the condensate drips off so that it runs horizontally 7 over the heat exchanger east 29 or heat exchanger west 28 on the way into the lateral condensate channels, depending on the gradient direction. The number and orientation of the guide channels 30 is to be planned based on the dimensions of the cover 4 and the properties of the input product.

Um unterschiedliche Kondensatprodukte in einem Destilliergang zu erhalten, sind die Trennleisten vertikal 25 bis an das Südseitenteil 2 zu verlängern, sowie Kondensatauslauf 26 und Kondensatauslauf 31 getrennt abzuleiten (s. Fig. 2).In order to obtain different condensate products in one distillation, the dividing strips 25 must be extended vertically to the south side part 2 , and the condensate outlet 26 and the condensate outlet 31 must be drained off separately (see FIG. 2).

Die Leitrinnen 30 sind aus transparentem Material herzustellen und werden mit trans­ parentem Klebmittel auf die Abdeckung 4 aufgebracht. Sie können aber auch mit der Abdeckung 4 in einem Guß hergestellt sein. The guide channels 30 are to be made of transparent material and are applied to the cover 4 using transparent adhesive. But you can also be made with the cover 4 in one cast.

BezugszeichenlisteReference list

11

Kollektorboden
Collector floor

22nd

Südseitenteil
South side part

33rd

Nordseitenteil
North side part

44th

Abdeckung
cover

55

Regenrinne
Gutter

66

Trennleiste horizontal
Separation bar horizontal

77

Kondensatrinne horizontal
Condensate drain horizontally

88th

Sumpfrinne
Marsh trough

99

Profilierung
Profiling

1010th

Dochte
Wicks

1111

Düsenauslässe
Nozzle outlets

1212th

Düsenrohr
Nozzle pipe

1313

Fußprofil
Foot profile

1414

Wärmetauscher Süd
South heat exchanger

1515

Abtropfleiste
Drainer

1616

Abdeckungsfuge
Cover gap

1717th

Kopfprofil
Head profile

1818th

Kehlfuge
Fillet joint

1919th

Sickervließ
Percolation

2020th

Dampfraum
Steam room

2121

Ostseitenteil
East side part

2222

Westseitenteil
West side part

2323

Sumpfauslauf
Swamp outlet

2424th

Verschlußstopfen
Sealing plug

2525th

Trennleisten vertikal
Separating strips vertical

2626

Kondensatauslauf
Condensate outlet

2727

Zulauf
Intake

2828

Wärmetauscher West
West heat exchanger

2929

Wärmetauscher Ost
Heat exchanger east

3030th

Leitrinnen
Guide channels

3131

Kondensatauslauf
Condensate outlet

3232

Scharnier
hinge

3333

Hydraulikarm
Hydraulic arm

Claims (14)

1. Verfahren zum Destillieren von Flüssigkeiten mittels Sonnenenergie, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeiten in einem flachen Kollektor von einem Düsenrohr und Dochten verteilt werden, über die schräg gestellte Rückwand rieseln oder durch ein Vließ sickern, so daß sie in der Sonnenstrahlung verdampfen, der Dampf an der transparenten Abdeckung kondensiert und in Sammelrinnen rinnt.1. A method for distilling liquids by means of solar energy, characterized in that the liquids are distributed in a flat collector by a nozzle tube and wicks, trickle over the inclined rear wall or seep through a fleece so that they evaporate in the solar radiation, the steam condensed on the transparent cover and runs in collecting channels. 2. Kollektor zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Kollektorgehäuse allseitig aus Isoliermaterial, vorzugsweise Schaumglas gefertigt wird, wobei der Boden als Riesel- oder Sickerfläche dient, welche zur Verzögerung der Rieselgeschwindigkeit profiliert ist, sowie auch doppelwandig zum Wärmeaustausch mit anderen Fluiden funktioniert.2. Collector for performing the method according to claim 1, characterized records that the collector housing on all sides of insulating material, preferably Foam glass is manufactured, the floor serving as a trickle or seepage area, which is profiled to delay the trickle speed, as well double wall works for heat exchange with other fluids. 3. Kollektor zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die transparente Abdeckung aufklappbar ist und innen horizon­ tale, transparente Leitrinnen für das Kondensat aufweist, welche mit transparen­ tem Klebemittel gehalten werden oder mit der Abdeckung in einem Guß herzu­ stellen sind.3. Collector for performing the method according to claim 1, characterized records that the transparent cover is hinged and inside horizon tale, transparent guide channels for the condensate, which with transparent tem adhesive are kept or with the cover in one pour are put. 4. Kollektor zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in das Gehäuse seitlich Sammelrinnen für das Kondensat eingearbeitet sind, in welche das Kondensat von der transparenten Abdeckung mittels Leitrinnen geleitet wird und mit eingebauten Wärmetauschern in Kontakt kommt, welche Flüssigkeiten erwärmen.4. collector for performing the method according to claim 1, characterized records that in the housing side gutters for the condensate are incorporated, in which the condensate from the transparent cover by means of guide channels and in contact with built-in heat exchangers comes which liquids heat up. 5. Kollektor zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das zugeführte Eingangsprodukt vom Düsenrohr mit Dochten auf ein Vließ gebracht wird, welches auf dem profilierten Kollektorboden liegt und in einer Auffangrinne endet, aus welcher nicht verdampftes Eingangsprodukt aus dem Gehäuse geleitet wird.5. collector for performing the method according to claim 1, characterized records that the input product supplied from the nozzle tube with wicks a fleece is brought, which lies on the profiled collector floor and ends in a gutter, from which non-evaporated input product the housing is routed. 6. Kollektor zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in das Gehäuse eine horizontale Sammelrinne für das Kondensat eingearbeitet ist, welche vertikale Sammelrinnen verbindet und aus welcher das Kondensat aus dem Gehäuse geleitet wird.6. collector for performing the method according to claim 1 to 5, characterized characterized in that a horizontal collecting channel for the Condensate is integrated, which connects vertical collecting channels and from which the condensate is led out of the housing. 7. Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 6, für das Destillieren eines Eingangsprodukt.7. Use of the method according to claim 1 to 6, for the distillation of a Input product. 8. Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 6, für das Destillieren und Trennen eines Stoffgemisch mit unterschiedlichen Siedepunkten.8. Use of the method according to claim 1 to 6, for distilling and Separation of a mixture of substances with different boiling points. 9. Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 6, mit dem Einsatz der Wärmetauscher für das Beheizen fremder Produkte. 9. Use of the method according to claim 1 to 6, with the use of Heat exchanger for heating foreign products.   10. Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 6, in der Anordnung, daß die Kollektoren in einer Ebene der Solarstrahlung nachzuführen sind.10. Use of the method according to claim 1 to 6, in the arrangement that the collectors are to be tracked in one level of solar radiation. 11. Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 6, in der Anordnung, daß die Rückwand nicht aus Isoliermaterial besteht, sondern gut wärmeleitend ist und äußere Fluide beheizt.11. Use of the method according to claim 1 to 6, in the arrangement that the Back wall is not made of insulating material, but is good heat conductor and heated external fluids. 12. Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 7, für das Destillieren eines Eingangsprodukt, welches zur besseren Solarabsorbtion eingefärbt ist.12. Use of the method according to claim 1 to 7, for the distillation of a Incoming product, which is colored for better solar absorption. 13. Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 7, zur Ausnutzung photochemischer- und biologischer Reaktionen.13. Use of the method according to claim 1 to 7, for use photochemical and biological reactions. 14. Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 7, zur Photosynthese.14. Use of the method according to claim 1 to 7, for photosynthesis.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2813087A1 (en) * 2000-08-18 2002-02-22 Jacques Pierre Beauzamy Unit recovering atmospheric moisture from vapor or mist state employs hygroscopic salts for absorption, in combination with solar still for release
DE102007055448A1 (en) * 2007-11-19 2009-05-20 Infrastrukturbau Gmbh Solar distillation plant for extracting clean fresh water from dirty primary water such as salt and brackish water, comprises housing closed with translucent cover, evaporation surface, medium circulation circuit and distillate container
CN101216216B (en) * 2008-01-18 2010-06-16 大连水产学院职业技术学院 Architecture integral type wall-type solar heat-collector

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