ES2255431B1

ES2255431B1 - Mejoras introducidas en la patente de invencion 200402290 referente a un procedimiento para obtener agua de una masa de aire atmosferico.

Info

Publication number: ES2255431B1
Application number: ES200402739A
Authority: ES
Inventors: Alexander Ermakov
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-09-24
Filing date: 2004-11-15
Publication date: 2007-07-16
Anticipated expiration: 2024-11-15
Also published as: ES2255421B1; ES2255431A1; CN1752358A; ES2255421A1

Abstract

Mejoras introducidas en la patente 200402290 referente a un procedimiento para obtener agua de una masa de aire atmosférico que comprende las etapas de: crear un flujo de aire y hacerlo circular a través del secundario de un intercambiador aire-aire, para su preenfriamiento donde puede iniciarse o no el cambio de fase del vapor a agua líquida; someter el flujo de aire preenfriado a un enfriamiento definitivo para bajar su temperatura por debajo del punto de rocío en orden a provocar el cambio de fase del vapor de agua o continuarlo si se ha iniciado en el preenfriamiento; recoger el agua condensada y/o congelada; recircular el flujo de aire de salida desecado y enfriado a través del primario del intercambiador aprovechando su frío residual para el preenfriamiento; donde opcionalmente se somete al flujo de aire entrante a un preenfriamiento adicional antes del paso por el secundario del intercambiador aire-aire.

Description

Mejoras introducidas en la patente de invención 200402290 referente a: "Un procedimiento para obtener agua de una masa de aire atmosférico".

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a unas mejoras introducidas en la patente 200402290 referente a un procedimiento para obtener agua de una masa de aire atmosférico.

Antecedentes de la invención

Cualquier masa de aire natural es húmeda, esto es, contiene una cantidad de vapor de agua susceptible de ser recuperada si se consigue su separación del resto de gases y componentes del aire.

La patente 200402290 proponía un procedimiento para esta separación mediante el cambio de fase gaseosa a fase líquida ó sólida, mientras que el resto de gases del aire mantenían precisamente su fase gaseosa, por medio del enfriamiento de una masa de aire hasta alcanzar el punto de rocío, según las siguientes etapas:

- Crear un flujo a partir de la masa de aire y hacerlo circular a través del secundario de, al menos, un elemento intercambiador de calor aire-aire. Creando el flujo se consigue "acotar" o manejar la masa de aire que se va a desecar. La separación del agua se hará por condensación, para lo que se requiere su enfriamiento. Al hacer circular el flujo de aire en primer lugar por el intercambiador se consigue un preenfriamiento que consigue reducir la energía necesaria requerida para el enfriamiento definitivo que tendrá lugar en una etapa posterior y/o incluso, iniciar la condensación de agua procedente de dicho flujo.

- Someter el flujo de aire preenfriado a un enfriamiento definitivo, capaz de hacer descender su temperatura, al menos, por debajo del punto de rocío y, en función de la saturación del agua que tenga, preferentemente por encima de los 0ºC con el fin de evitar el paso a fase sólida, de recogida menos sencilla.

- Recoger el agua separada.

- Recircular el flujo saliente de aire frío ya desecado por el primario del intercambiador aire-aire, aprovechando su frío residual para el preenfriamiento del flujo entrante, aumentando el rendimiento y de paso consiguiendo que el flujo de aire saliente tenga una temperatura mayor y con un diferencial menor con respecto a la temperatura del aire de entrada. De este modo se consigue un menor gasto energético en el enfriamiento definitivo y un menor impacto medioambiental del flujo saliente.

Este procedimiento puede optimizarse, especialmente si el enfriamiento definitivo se efectúa mediante máquina de frío convencional de compresor, condensadora y evaporadora, según las mejoras que se proponen con la presente invención.

Descripción de la invención

Las mejoras que la invención propone aumentan el rendimiento aplicativo del proceso, especialmente en caso de emplear una máquina de frío convencional para el enfriamiento definitivo o preenfriamiento.

De acuerdo con la invención, las mejoras consisten en:

- Realizar un preenfriamiento opcional, antes de la entrada del flujo de aire a través del secundario del intercambiador. Este preenfriamiento disminuye los requerimientos energéticos de los enfriamientos posteriores. Puede realizarse con máquinas de frío convencionales o, más preferentemente, por medios naturales, como por ejemplo aprovechando mediante intercambiadores la temperatura más baja que la del aire entrante, de un cauce de agua cercano o similar. También se puede aprovechar el frío residual de agua enfriada artificialmente para otros usos, por ejemplo la procedente de una máquina enfriadora de agua de un hospital.

- Igualmente, y para el caso que el enfriamiento definitivo se realice por medio de una máquina de frío convencional a base de compresor-condensadora-evaporadora, el enfriamiento definitivo lo realizará la evaporadora, y se hará circular el flujo de aire ya desecado y saliente del primario del intercambiador aire-aire por la condensadora de la máquina de frío, aprovechando su frío residual para cooperar en la condensación del gas refrigerante de la máquina, aumentando el rendimiento de las energías empleadas en el proceso. En caso de que la temperatura del flujo de aire entrante exterior sea elevada, en ambientes calurosos, el flujo de aire interior, tras su salida del intercambiador aire-aire y antes de su incidencia sobre la condensadora, se mezclará con un aporte de aire exterior para conseguir enfriar el calor generado en ésta, equivalente a la suma del procedente de la evaporadora (tomado del flujo de aire entrante) más el equivalente al consumo del compresor, igualmente portado por el gas refrigerante.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 muestra esquemáticamente el procedimiento de la invención.

La figura 2 muestra una variante de realización del procedimiento de la invención.

Descripción de una realización práctica de la invención

Según la invención, se contemplan las etapas de:

Generar un flujo 1 de aire a partir de la masa cuya humedad se desea extraer. Este flujo puede ser creado artificialmente por medio por ejemplo de turbinas o ventiladores, o bien se pueden aprovechar las corrientes naturales de aire.

- Hacer pasar el flujo 1 por el secundario 2 de un intercambiador 3 aire-aire para su preenfriamiento.

- Someter el flujo 1 a un segundo enfriamiento hasta conseguir que su temperatura alcance, al menos, el punto de rocío para provocar la condensación del vapor de agua o continuarla en el caso de haberse iniciado en el preenfriamiento. El enfriamiento puede ser generado por cualquier máquina de frío, por ejemplo por la evaporadora 4 de una máquina de frío convencional a base de compresor 9, evaporadora 4 y condensadora 10, o por un intercambiador 15, como se ve en la figura 2, que aproveche la temperatura suficientemente baja de un fluido, por ejemplo de un caudal de agua procedente de una enfriadora de agua de un hospital, un caudal natural,
etc.

- Recoger el agua condensada mediante colectores 5 en las zonas de posibles condensaciones.

- Recircular el flujo saliente 6 de aire enfriado y desecado a través del primario 7 del intercambiador 3, obteniendo el intercambio de calor que produce el preenfriamiento del flujo 1 entrante descrito en la segunda etapa, y reduciendo el consumo energético de la máquina de frío a la hora de conseguir el enfriamiento definitivo. También se consigue aumentar la temperatura del flujo saliente 8, el cual tendrá un diferencial de temperatura menor con el flujo 1 entrante y tendrá obviamente un menor impacto medioambiental, ya que el flujo entrante se toma del entorno.

Las mejoras propuestas en este certificado de adición consisten en:

- Someter al flujo 1 de aire entrante en el proceso a un preenfriamiento por medios externos, aprovechando para ello por ejemplo una corriente natural 13 de agua o agua enfriada artificialmente por medio de intercambiadores 14, o por medio de una máquina de frío exterior.

- En caso de utilizar una máquina de frío convencional a base de compresor, evaporadora y condensadora, hacer circular el flujo saliente 8 por la condensadora 10. Este flujo, aún frío en comparación con las temperaturas generadas en la condensación del gas refrigerante, coopera en la evacuación de este calor de condensación aumentando la eficiencia energética del proceso.

En este último caso, y cuando la temperatura del aire entrante del exterior sea elevada, en ambientes calurosos, se prevé la mezcla del flujo 8 saliente con un suficiente flujo 11 de aire adicional entrante del exterior, con el fin de que este aumento de caudal sea capaz de evacuar el calor generado en la condensadora 10, equivalente al calor tomado del aire entrante por el gas refrigerante en la evaporadora más el equivalente en calorías a la energía consumida por el compresor. El flujo saliente resultante 12 se evacuará al
exterior.

Descrita suficientemente la naturaleza de la invención, así como la manera de realizarse en la práctica, debe hacerse constar que las disposiciones anteriormente indicadas y representadas en el dibujo adjunto son susceptibles de modificaciones de detalle en cuanto no alteren el principio fundamental.

Claims

1. Mejoras introducidas en la patente 200402290 referente a un procedimiento para obtener agua de una masa de aire atmosférico del tipo que comprende las etapas de: crear un flujo a partir de la masa de aire y hacerlo circular a través del secundario de un elemento intercambiador aire-aire, con el fin de obtener su preenfriamiento en el cual puede iniciarse o no el cambio de fase del vapor de agua a fase líquida; someter el flujo de aire preenfriado a un enfriamiento definitivo hasta hacer bajar su temperatura, al menos, por debajo del punto de rocío en orden a provocar el cambio de fase del vapor de agua o continuarlo en el caso de haberse iniciado en el preenfriamiento; recoger el agua condensada y/o congelada; recircular el flujo de aire de salida desecado y enfriado a través del primario del intercambiador al objeto de utilizar su frío residual para el preenfriamiento; caracterizadas porque opcionalmente se somete al flujo de aire entrante a un preenfriamiento adicional antes del paso por el secundario del intercambiador
aire-aire.

2. Mejoras según reivindicación 1 caracterizadas porque el preenfriamiento adicional es producido por una máquina de frío.

3. Mejoras según reivindicación 2 caracterizadas porque el preenfriamiento adicional es producido por medio de intercambiadores por un flujo de agua.

4. Mejoras según reivindicación 1 caracterizadas porque en caso de que el enfriamiento definitivo sea provocado por la evaporadora de una máquina de frío convencional a base de compresor, evaporadora y condensadora, el flujo de aire saliente del primario del intercambiador incidirá sobre la condensadora, al objeto de aprovechar su frío residual para evacuar el calor generado en ésta, equivalente al calor tomado del flujo entrante de aire más el equivalente en calorías de la energía consumida por el compresor.

5. Mejoras según reivindicación 4 caracterizadas porque en caso de que la temperatura del aire entrante exterior sea elevada se añadirá al flujo de aire circulante, tras su salida del primario del intercambiador y antes de su incidencia sobre la condensadora un flujo de aire adicional que coopera en la evacuación del calor generado en la condensadora.