DE2535668C3

DE2535668C3 - Gerät zur Wassergewinnung aus der Atmosphäre

Info

Publication number: DE2535668C3
Application number: DE2535668A
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl.-Ing. Dr.-Ing. 8012 Ottobrunn Mehnert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-08-09
Filing date: 1975-08-09
Publication date: 1980-07-31
Also published as: JPS5221271A; CH618784A5; FR2321016A1; DE2535668B2; DE2535668A1; JPS5653401B2; US4050262A; NL7608580A; FR2321016B1; GB1516253A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zur Wassergewinnung aus der Aimos ^härc unter Verwendung einer Wärmepumpe.

Ein bekanntes Gerät dieser Art (US-PS 32 99 651) ist primär als Klimaanlage ausgebildet, wobei Frischwasser nur nebenbei gewonnen wird. Eine optimale Wassergewinnung wird hierbei nicht erreicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gerät der eingangs umrissenen Art so zu verbessern, daß ein guter Wirkungsgrad bei der Wassergewinnung und ein möglichst kontinuierlicher Arbeitsgang gewährleistet wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Wärmepumpe zwei Niederdruckkammern, nämlich eine an der Seite des Wärmeentzugs und die andere an der Seite der Wärmeabgabe, aufweisl, daß die Luftzufuhr in Außenluftkanälen mittels Drossclcinrichtungen und/ oder Ventile zur Erzielung eines Entspannungseffektes in den Niederdruckkammern durch eine elektronische Vorrichtung gesteuert und/oder geregelt wird und daß die Wärmepumpe wechselseitig in vorgegebenen Zeitintervallen an der einen Niederdruckkammer von Wärmeentzug auf Wärmeabgabe und an der anderen Niederdruckkammer umgekehrt mittels eines Mehrwegeventils über die elektronische Vorrichtung geschaltet wird.

Durch diese Maßnahmen ist auf einfache Art und Weise ein Gerät geschaffen, das die Umgebungsluft einsaugt, die sich entspannt, abkühlt und ihre Feuchtigkeit an die durch die Wärmepumpe stark abgekühlte Oberfläche der einen Niederdruckkammer abgibt. Je nach Eisdicke bzw. angefallener Flüssigkeitsmenge wird wechselseitig von Verdampfer auf Verflüssiger und umgekehrt geschaltet und das abtropfende oder abgepumpte Wasser in einer Wanne etc. aufgefangen.

Beim Abtauvorgang oder bei der Entnahme des Kondensats wird in die entsprechende Niederdruckkammer keine Frischluft zugeführt bis der Vorgang abgeschlossen ist. Jede Niederdruckkammer hat gewissermaßen eine Dualfunktion, was sich nicht nur auf die Ausbeute und den Wirkungsgrad des Gerätes auswirkt, sondern eine weitgehende Kontinuität des Arbeitsvorganges gewährleistet Das Gerät läßt sich ohne besondere technische Maßnahmen tragbar gestalten.

ίο Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel beschrieben und in einem Schemabild dargestellt.
Das in der Zeichnung abgebildete Gerät besteht aus

M einer Wärmepumpe 10. Zwei Niederdruckkammern 11, 12, die mit Drosseleinrichtungen 17, 18 als sogenannte Entspanner ausgebildet sind, sind über Schalter — die beispielsweise normale Klappen sein können — mit einem Lüfter 13 verbunden. Um jede der Niederdruckkammern 11,12 wechselweise einmal als Kondensatorraum und zum anderen als Erhitzerraum verwenden zu können, ist ein Mehrwegeventil 14 in den von einem Kompressor 19 beaufschlagten Kreislauf eingefügt. Der Kompressor 19 wird von einem Motor 20 angetrieben.

In jeder der Niederdruckkammern 11, 12 ist zur Wärmepumpe 10 hin mindestens eine Reaktiousplatte als sogenannte Verdampferplatte 22a,226 zum Erhitzen und Kondensieren angeordnet, die zur Oberflächenvergrößerung mit Rippen und Mulden 23 versehen ist. Jede

jo der Niederdruckkammern II, 12 weist im Bereich der VerdampferplatUiti 22a, 22b einen Abtropfkanal 21 auf. der in eine Vorratswanne 15 führt. Dazwischen ist jeweils eine Absaug- und Vibrationseinrichtung 16a, 166 angeordnet, leder der Verdampferplatten 22a, 22b ist

J5 ein Meßfühler 24 mit Geber 24a zugeordnet, der jeweils mit einer elektronischen Vorrichtung 25 als Steuer-, Regel- und Verarbeitungscinheit verbunden ist, die ihrerseits das Mehrwegevcniil 14 und die Klappen der Drosseleinrichtungcn 17, 18 steuert. Ist auf einer dieser Verdampferplattcn 22a oder 226 nun eine Eisschicht von bestimmter Dicke entstanden, so gibt der Meßfühler 24 der elektronischen Vorrichtung 25 ein Signal, worauf einmal das Mehrwegeventil 14 umgeschaltet wird, so daß die Verdampferseite nunmehr zur

4"i Verflüssigerscitc und umgekehrt wird, zum anderen die Klappe der Drosseleinrichlung 17 geschlossen wird, um eine Wasseraufnahme durch die vorbeiströmende Luft zu verhindern. Es ist natürlich auch möglich, daß die Meßfühler 24 aufc'.ic Kondcnsalionsmcngc ansprechen

w und bei einem gewissen Flüssigkeitsstand die Umschaltung des Mehrwegcvcnlils 14 veranlassen.

Der Motor 20 für den Kompressor 19 und die Lüfter J3 ist ein kleiner Verbrennungsmotor mit einem Trcibstofflank 32. Falls der Motor 20 ausfällt, kann der

v> Kompressor 19 mit einer Handkurbel 26 betrieben werden. Das Gerät läßt sich so klein gestalten, daß es als Tornistergerät auf dem Rücken tragbar ist.

Die Wassergewinnung geschieht im Prinzip folgendermaßen: Durch die Außcnliiflkanäle 30, 31 wird

fco die Außenluft über Drosseleinrichtungen 17, 18 angesaugt und in den Nicdcrdruckkammcrn 11, 12 entspannt und abgekühlt.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform wird die Außenluft mittels eines Kompressors verdichtet und

6"> über Drosseleinrichtungen 17,18 in der entsprechenden Niederdruckkammer, z. B. unter Ausnutzung des Joule-Thomson-Effektes, entspannt und stark abgekühlt.
Die Niederdruckkammer 11, an der die Wärmepumpe

10 als Verdampfer arbeitet, kühlt nun die entspannte AuOenluft so weit ab, daß die Feuchtigkeit entweder in Form von Tropfen oder Eis ausfällt. Die Niederdruckkammer 12 dient derweil als Erhitzer und wird durch die entspannte AuBenluft abgekühlt

Entsprechend der gewählten Wassermenge oder Eisdicke, die ein Meßfühler 24 feststellt, wird anschließend die Wärmepumpe IO über das Mehrwegeventil 14 mittels der elektronischen Vorrichtung 25 umgeschaltet. Gleichzeitig wird die Niederdruckkammer 11 von der Außenluft durch die Drosseleinrichtung 17 bzw. deren Klappe getrennt Im Falle der Eisbildung — die Wärmepumpe arbeitet jetzt an der Niederdruckkam-

mer 11 als Verflüssiger - wird das Eis abgetaut und über die Absaugeinrichtung und/oder Vibrationseinrichtung 16d der Vorraiswanne 15 zugeführt. In der Niederdruckkammer 12 wird gleichzeitig neues Wasser oder Eis durch Abkühlung an der Verdampferplatte 22b gewonnen. Ist der Abtau- und Absaugvorgang abgeschlossen, wird die Drosseleinrichtung 17 geöffnet und die eintretende Außenluft kühlt nunmehr die Verdampferplatte 22a ab, bis das Umschaltsignal z. B. durch die gewählte Eisdicke in der Niederdruckkammer 12 gegeben wird. Dieser Ablauf wiederholt sich fortwährend und zyklisch.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

I.Gerät zur Wassergewinnung aus der Atmosphäre unter Verwendung einer Wärmepumpe, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmepumpe (10) zwei Niederdruckkammern (11, 12), nämlich eine an der Seite des Wärmeentzugs und die andere an der Seite der Wärmeabgabe, aufweist, daß die Luftzufuhr in Außenluftkanälen (30, 31) mittels Drosseleinrichtungen (17, 18) und/oder Ventile zur Erzielung eines Entspannungseffektes in den Niederdruckkammern (11, 12) durch eine elektronische Vorrichtung (25) gesteuert und/oder geregelt wird, und daß die Wärmepumpe (10) wechselseitig in vorgegebenen Zeitintervallen an der einen Niederdruckkammer von Wärmeentzug auf Wärmeabgabe und an der anderen Niederdruckkammer umgekehrt mittels eines Mehrwegeventils (14) über die elektronische Vorrichtung geschaltet wird.
2. Gera! nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Verdampferplatten (22a, 226^ der Wärmepumpe (10) Meßfühler (24) angeordnet sind, die bei einer bestimmten Eisdicke oder Flüssigkeitsmenge einen Impuls an die elektronische Vorrichtung (25) geben.
3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nieil'erdruckkammern (11, 12) mit einem Lüfter (13) oder einem Kompressor versehen sind.