DE3829725C2

DE3829725C2 -

Info

Publication number: DE3829725C2
Application number: DE3829725A
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr. 3203 Sarstedt De Lessing
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-08-30
Filing date: 1988-08-30
Publication date: 1991-10-24
Also published as: DE3829725A1

Description

Die vorliegend beschriebene Apparatur enthält Verdampfungs- und Kondensationsteil in einem Baukörper, wobei mehrfach Wärmerückgewinnung angestrebt wird:

1. Wärmerückgewinnung durch den Kondensator.
2. Wärmerückgewinnung durch den Wärmetauscher im Sole-Auffangbecken.
3. Wärmerückgewinnung, indem die durch die unterschiedlichen Dichten der Luftmassen (- vorne heiß und "leicht", hinten kühl und "schwer" -) sich aufbauende Zirkulation, die von hinten über das Sole-Auffangbecken streichende, abgekühlte Luftmasse aufwärmt und anfeuchtet.

Aufgrund der Gesamtcharakteristik ist die Destille den Modularen Mehreffekt-Solardestillen zuzuordnen.

Die vorliegend beschriebene Apparatur weist konstruktive und funktionelle Besonderheiten auf, die sie gegen alle bisherigen Mehrfacheffekt-Solardestillen abgrenzt. Funktionell ähnlich ist das vorliegend beschriebene System der von Herrn Heschl entwickelten vgl:: Programmpapier "Nutzung regenerativer Energiequellen in Entwicklungsländern" Teilgutachten: Solare Meer- und Brackwasserentsalzung, O. Heschl, 1987, S. 20-34 konstruktiv der von Kouji Hanada vgl. JP 52-129674 beschriebenen Solardestille. Andere Systeme weichen konstruktiv und funktionell stärker ab. Folgende funktionelle und konstruktive Besonderheiten grenzen das hier beschriebene System gegen die Destillen von Herrn Heschl und Herrn Kouji Hanada ab:

a) Die Konstruktion besteht aus Flächenelementen, die zusammengelegt, eine funktionstüchtige, mobil einsetz- und beliebig kombinierbare, auch als Bau- und Fensterelement verwendbare Einzeldestille ergeben.
b) Der integrierte Kollektor ermöglicht Vorlauftemperaturen der Primärsole (über 80°C), wie sie sonst in keinem System erreicht werden. Infolgedessen kann durch einen hohen Meerwasserdurchstrom durch den Bypass die "Temperatursenke" am Kondensor optimiert werden.
c) Die Funktion der Destille wird maßgeblich durch die sich selbständig aufbauende und regulierende Luftmassenzirkulation bestimmt. Der hohen Süßwasser-Produktionsleistung liegt eine Energiebilanz zugrunde, die ihre Ursache vor allem in der integrierten Kombination von Kondensator, Kollektor und Solewanne findet. Die Steuerung der Massenströme ist wesentlich.

Der Destille liegt das Konzept der optimierten Wärmerückgewinnung und optimierten Temperatursenke bei maximierter Vorlauftemperatur zugrunde. Andere Systeme wurden bisher i.d.R. auf eine Maximierung der Wärmerückgewinnung optimiert. Das Konzept und seine technische Realisierung sind neu.

Die Destille wird durch folgende, wirtschaftliche Merkmale gekennzeichnet:
1. Es ist ein minimaler Materialaufwand (von ca. 200,- DM bis 300,- DM beim Prototypen) pro Quadratmeter Destillenfläche gegeben, wobei alle notwendigen Bauteile und das gesamte Zubehör einbezogen sind.
2. Ein Kolonneneinsatz aus parallel aufgebauten Einheiten ist möglich, wobei inhärente Sicherheiten insofern bestehen, als einzelne Destillen ausfallen können, ohne daß dies die Funktionstüchtigkeit der übrigen beeinflußt.
3. Eine bisher nicht erreichte Produktivität von bis zu 20 l/m² Tag ist möglich.
4. Die Destille kann als Komplett-System ortsungebundenen unter unterschiedlichsten Geländebedingungen in beliebiger Exposition aufgestellt werden, sofern Zu- und Ableitungen und ein entsprechender Wasserdruck einzurichten sind. Ein Einsatz als Bau-, Flächen- und/oder Fensterelement mit Abschattungs- und Abkühlungseffekt ist möglich.
5. Durch den Aufbau der Destille aus Flächenelementen und durch die konstruktionsbedingte Selbstregulation sind Bedienung, Reparatur und Wartung der Destille extrem einfach. Eine besondere Qualifikation ist nicht erforderlich.

Claims

1. Vorrichtung zum Sterilisieren, Reinigen und/oder Entsalzen von Primärwasser zur Gewinnung von sauberem Süßwasser, dadurch gekennzeichnet, daß die in einer Schräglage von 10°-75° angeordnete Vorrichtung aus drei übereinanderliegenden

- einem mittleren (15), einem hinteren (11) und einem vorderen (10) Flächenelementen aufgebaut ist, die einen geschlossenen, wasserdampfgesättigten Reaktionsraum (22, 23) umschließen, wobei
- das vordere Flächenelement (10) aus zwei für das Sonnenlicht durchlässigen Scheiben und Folien (14, 16) besteht, die thermisch isolieren,
- das hintere Flächenelement (11) bis auf einen kleineren, unteren Bereich als Kondensator ausgebildet ist, indem eine innere Kondensationsfläche (30) und eine äußere Fläche (24) einen Kühlraum (28) begrenzen, und an seinem oberen Ende eine Zuleitung (34) und am unteren Ende eine Ableitung (36) für das Primärwasser als Kühlmedium und einen Bypass (37) für das überschüssige Primärwasser enthält und im unteren Bereich der inneren Seitenwand (30) des hinteren Flächenelements (11) zur Entnahme des gereinigten Süßwassers ein Sammelabfluß (38) vorgesehen ist und
- das mittlere, den Reaktionsraum in einen vorderen Evaporations- (22) und einen hinteren Kondensationsbereich (23) teilende, durch Sonnenlicht aufheizbare und zum hinteren Flächenelement (11) thermisch isolierte Flächenelement (15) oben und unten Freiräume für eine Zirkulation der Gas-Dampf-Phase zwischen dem Evaporations- und dem Kondensationsbereich läßt, und am oberen Ende der dem vorderen Flächenelement (10) zugewandten Verdampfungsfläche (20) eine Zuleitung (32) für das vorgewärmte Primärwasser enthält,
- und wobei sich im unteren Bereich des Kondensationsraums (23) ein Sole-Auffangbecken (40) mit Wärmetauscher (41) und Konzentratabfluß (44) befindet, in welches das heiße Konzentrat von der Verdampfungsfläche tropft.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Rahmen (55) und im oberen Bereich des vorderen Flächenelements (10) ein integrierter Wärmekollektor (56) zur zusätzlichen Aufheizung des vorgewärmten Primärwassers vor dessen Zuleitung auf die Verdampfungsfläche (20) ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung zwischen der Ableitung (36) für das aus dem Kühlraum (23) kommende Primärwasser und dem Wärmekollektor (56) bzw. der Verdampfungsfläche (20) über den im Soleauffangbecken (40) befindlichen Wärmetauscher (41) geführt wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampfungsfläche (20) durch ein auflegbares Flies derart ausgebildet ist, daß ihre Oberfläche vergrößert wird.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampfungsfläche (20) an der rückseitigen Isolation Abstreiffugen für das Kondensat besitzt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rahmenteile (55) schwarz und aus Metall sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die für Sonnenlicht transparente Abdeckung (14, 16) in der Rahmenkonstruktion (55) plan abschließt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch die Verwendung zweier Nadelventile zur Einstellung der Massenflüsse von Primärsole im System und Bypass.

9. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 als Bau- oder Fensterelement mit Abschattungseffekt in Gewächshäusern oder anderen Gebäuden.