DE19923682A1

DE19923682A1 - Vorrichtung zur Gewinnung von Süßwasser

Info

Publication number: DE19923682A1
Application number: DE1999123682
Authority: DE
Inventors: Herbert Kunze
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-05-22
Filing date: 1999-05-22
Publication date: 2000-11-23
Anticipated expiration: 2019-05-23
Also published as: DE19923682C2

Abstract

Eine Vorrichtung zur Gewinnung von Süßwasser aus Rohwasser weist ein schräg angeordnetes Gehäuse (1) auf, in dem ein flächiger Verdampfer (5) und ein flächiger Kondensator angeordnet sind. Das Gehäuse wird durch eine parallel zum Verdampfer (5) angeordnete transparente Abdeckung abgedeckt. Der vom Verdampfer (5) verdampfte Teil des Wassers wird am Kondensator zu Süßwasser kondensiert und über eine Rinne (8) aus dem Gehäuse (1) abgeführt. Der Kondensator besteht aus einem zwischen der Gehäuserückwand (3) und dem Verdampfer (5) angeordneten Wärmetauscher (4), dem unterseitig das Rohwasser zugeführt wird, das nach seiner Erwärmung durch den Wärmetauscher (4) oberseitig dem Verdampfer (5) zugeführt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Gewinnung von Süßwasser nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine bekannte Vorrichtung dieser Art weist ein schräg angeordnetes Gehäuse auf, dessen Oberseite durch ein Glas abgedeckt ist und in welchem ein flächiger Verdampfer angeordnet ist. Dem Verdampfer wird oberseitig Rohwasser zugeführt. Infolge der Sonneneinstrahlung durch die Glasabdeckung verdampft ein Teil des Rohwassers. Wegen der Luftzirkulation im Gehäuse gelangt wasserdampfbeladene Luft zur Rückwand des Gehäuses, wo ein Teil des Wasserdampfes kondensiert. Das Kondensat, d. h. das nunmehr gewonnene Süßwasser wird über eine Rinne aus dem Gehäuse abgeführt. Das am Verdampfer nicht verdampfte Rohwasser wird über eine weitere Rinne gesammelt und aus dem Gehäuse abgeführt. Hierbei ist es bekannt, das Rohwasser vor dem Eintritt in das Gehäuse zu erwärmen, um die Verdunstung zu begünstigen.

Der Wirkungsgrad dieser bekannten Vorrichtung hängt entscheidend von der Temperatur der Rückwand des Gehäuses ab. Je höher die Temperatur der Rückwand des Gehäuses ist, um so geringer ist der Kondensatanfall.

Es besteht die Aufgabe, die Vorrichtung bei kompakter Bauweise so zu gestalten, daß eine Süßwassergewinnung mit großem Wirkungsgrad möglich ist.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Unter dem nachfolgend verwendeten Begriff Rohwasser ist in erster Linie Meer- und Abwasser zu verstehen. Bei Meerwasser besteht in erster Linie das Ziel, ein salzfreies Süßwasser zu erhalten. Bei Abwässern besteht das Ziel, ein nicht kontaminiertes Süßwasser zu erhalten.

Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht der Vorrichtung;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Teils des Wärmetauschers;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung;

Fig. 4 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung zur Verdeutlichung des Rohwasserdurchflusses;

Fig. 5 einen der Fig. 3 entsprechenden Schnitt zur Verdeutlichung der Süßwassergewinnung und

Fig. 6 einen der Fig. 3 entsprechenden Schnitt zur Verdeutlichung der Luftzirkulation.

Die Vorrichtung weist ein Gehäuse 1 auf, dessen obere Fläche durch eine transparente Abdeckung 2 gebildet wird, wobei die Abdeckung beispielsweise aus Glas oder Kunststoff besteht. Das Gehäuse 1 weist eine Rückwand 3 auf, die in ihrem unteren Bereich abgeschrägt ist. Durch diese Abschrägung kann das Gehäuse 1 mit seiner Abdeckung 2 so angeordnet werden, daß Sonnenstrahlung im wesentlichen rechtwinklig auf die Abdeckung auftrifft.

Benachbart zur Rückwand 3 ist ein flächiger Wärmetauscher 4 vorgesehen. Zwischen dem Wärmetauscher 4 und der Abdeckung 2 ist ein flächiger Verdampfer 5 angeordnet.

An seiner Oberseite steht der Wärmetauscher in Verbindung mit einem Bypass 6, der seinerseits in Verbindung steht mit einer flächigen Tropfvorrichtung 7, welche oberseitig zwischen der Abdeckung 2 und dem Verdampfer 5 angeordnet ist.

Im Abstand zur Unterkante des Wärmetauschers 4 weist die Rückwand 3 des Gehäuses 1 eine Rinne 8 auf. Der abgeschrägte Teil der Rückwand 3 bildet eine weitere Rinne in Form einer Wanne 9 oberhalb der die Unterkante des Verdampfers 5 verläuft.

Die Rückwand 3, der Wärmetauscher 4, der Verdampfer 5 und die Abdeckung 2 sind im wesentlichen parallel zueinander angeordnet.

An der Unterseite des Wärmetauschers 4 mündet ein Rohwasserzufluß 10. Der Bypass 6 weist einen Rohwasserabfluß 11 auf. Die Rinne 8 mündet in einem Süßwasserabfluß 12, während die Wanne 9 in einem Rohwasserabfluß 13 mündet.

Die Oberkanten des Wärmetauschers 4 und des Verdampfers 5 verlaufen jeweils im Abstand zur oberen Gehäusewand 14.

Dem Rohwasserzufluß 10 wird Rohwasser unter Druck zugeführt, das beispielsweise eine Temperatur von 20 bis 30°C aufweist. Das Rohwasser durchströmt den Wärmetauscher 4 und tritt nach seiner Erwärmung oberseitig in den Bypass 6 über. Es weist dort beispielsweise eine Temperatur von 70 bis 90°C auf. Der Bypass 6 teilt das erwärmte Rohwasser auf, wobei ein Teil über den Abfluß 11 abgeführt wird und der verbleibende Teil zur Tropfvorrichtung 7 gelangt. Der Tropfvorrichtung können beispielsweise 25% des erwärmten Rohwassers zugeführt werden.

Von der Tropfvorrichtung gelangt das Rohwasser tröpfchenweise auf den Verdampfer und fließt auf der Verdampferoberfläche in Richtung der Unterkante des Verdampfers, wobei durch die Sonneneinstrahlung ein Teil des Rohwassers verdampft. Der nicht verdampfte Teil des Rohwassers tropft in die Wanne 9 und wird über den Abfluß 13 abgeführt.

Die wasserdampfhaltige Luft strömt infolge ihrer Erwärmung längs des Verdampfers nach oben und strömt sodann beidseits des Wärmetauschers nach unten, wobei der mitgeführte Wasserdampf zum Teil am Wärmeaustauscher kondensiert. Das Kondenswasser läuft längs des Wärmeaustauschers nach unten und wird in der Rinne 8 gesammelt und über den Abfluß 12 aus dem Gehäuse 1 geführt.

In Fig. 4 ist der Rohwasserdurchfluß dargestellt. Das Rohwasser tritt bei 10 in den Wärmetauscher 4 ein und strömt unter Erwärmung nach oben. Im Bypass werden 75% des erwärmten Rohwassers abgeführt, während 25% zur Tropfvorrichtung 7 gelangen. Dieses Rohwasser gelangt tröpfchenweise auf den Verdampfer. Nicht verdampftes Rohwasser gelangt in die Wanne 9, wo ein weiterer Teil des Rohwassers verdampft. Oberhalb der Wanne 9 tritt eine Verwirbelung der Luft auf.

Die Fig. 5 zeigt schematisch die Süßwassergewinnung. Beim Verdampfer wird die Luft erhitzt und führt verdunstetes Wasser mit. Diese Luft strömt nach oben, hinterströmt den Verdampfer 5 und strömt sodann unter Abkühlung längs der beiden Flächen des Wärmetauschers 4 nach unten. Hierbei findet eine Kondensation statt, wobei das Kondensat in der Rille 8 aufgefangen wird.

Die Fig. 6 verdeutlicht die vorerwähnte Luftzirkulation.

Bei dem Verdampfer handelt es sich um eine Polycarbonatplatte mit einer abflußhemmenden Beschichtung.

Der Wärmetauscher 4 besteht ebenfalls aus Polycarbonat und ist als Doppelstegplatte ausgebildet, die vom Rohwasser zickzackförmig durchströmt wird. Bei der Doppelstegplatte weist unten jeder übernächste Steg 15 eine Ausklinkung auf, während die dazu benachbarten Stege 16 jeweils oberseitig eine Ausklinkung aufweisen. Bei einer Platte der Größe von 1 × 1 Meter und einer Dicke von 10 mm ergibt sich beispielsweise ein Strömungsweg von 80 bis 90 m.

Claims

1. Vorrichtung zur Gewinnung von Süßwasser aus Rohwasser mit einem in einem schräg angeordneten Gehäuse (1) angeordneten flächigen Verdampfer (5) und einem flächigen Kondensator, wobei das Gehäuse (1) eine etwa parallel zum Verdampfer (5) angeordnete transparente Abdeckung (2) aufweist, dem durch die Abdeckung erwärmten Verdampfer (5) Rohwasser zugeführt wird, der verdampfte Teil dieses Wassers am Kondensator zu Süßwasser kondensiert und über eine Rinne (8) aus dem Gehäuse (1) abgeführt wird und der nicht verdampfte Teil in einer weiteren Rinne (9) gesammelt und ebenfalls aus dem Gehäuse (1) abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator aus einem zwischen der Gehäuserückwand (3) und dem Verdampfer (5) angeordneten Wärmetauscher (4) besteht, dem unterseitig das Rohwasser zugeführt wird, das nach seiner Erwärmung durch den Wärmetauscher (4) mindestens zum Teil oberseitig dem Verdampfer (5) zugeführt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (4) aus einer Doppelstegplatte besteht, die vom Rohwasser zickzackförmig durchströmt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Abdeckung (2) und dem Verdampfer (5) oberseitig eine flächige Tropfvorrichtung (7) angeordnet ist, der Rohwasser vom Wärmetauscher (4) zugeführt wird, das auf den Verdampfer (5) abregnet.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Wärmetauscher (4) und dem Verdampfer (5) ein Bypass (6) angeordnet ist, über den ein Teil des vom Wärmetauscher (4) erhitzten Rohwassers aus dem Gehäuse (1) abgeführt wird.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Rand des Wärmetauschers (4) oberhalb der einen Rinne (8) verläuft und der untere Rand des Verdampfers (5) die sich daran anschließende weitere Rinne (9) übergreift.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfer (5) und der Wärmetauscher (4) im Abstand zur oberen Gehäusewand (14) angeordnet sind.