ES2255432A1

ES2255432A1 - Maquina para obtener agua condensando la humedad de una masa de aire.

Info

Publication number: ES2255432A1
Application number: ES200402740A
Authority: ES
Inventors: Alexander Ermakov
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-11-15
Filing date: 2004-11-15
Publication date: 2006-06-16
Anticipated expiration: 2024-11-15
Also published as: ES2255432B1

Abstract

Máquina para obtener agua condensando la humedad de una masa de aire que comprende una envolvente con una toma de admisión principal y otra de salida entre las que se establece un flujo forzado de aire; en la envolvente se dispone, al menos, un equipo de frío convenientemente dimensionado para hacer bajar la temperatura del flujo de aire por debajo del punto de rocío al objeto de condensar la humedad que porta; al menos, un intercambiador aire-aire al objeto de aprovechar el frío residual del flujo saliente ya deshidratado del elemento enfriador del equipo de frío para preenfriar el flujo entrante; y, al menos, una turbina o ventilador generador del flujo entrante-saliente por las tomas respectivas; en la envolvente se dispone igualmente un colector o cuba de recogida del agua condensada.

Description

Máquina para obtener agua condensando la humedad de una masa de aire.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a una máquina para obtener agua condensando la humedad de una masa de aire.

Antecedentes de la invención

Es conocido que cualquier masa de aire atmosférico incluye un porcentaje de vapor de agua que sería susceptible de ser aprovechada.

Con este fin, la solicitud de patente española número 200402290 propone un procedimiento para obtener agua de una masa de aire atmosférico, que se basa en el descenso de la temperatura de la masa de aire por debajo del punto de rocío, con un complemento consistente en un intercambiador aire-aire con el fin de aprovechar el frío residual de la masa de aire ya enfriada para preenfriar la que se va a enfriar a continuación.

En esta patente, sin embargo, no se propone una máquina capaz de implementar este proceso, inconveniente que se subsana con la máquina de la invención.

Descripción de la invención

La máquina de la invención tiene una constitución sencilla para obtener agua de una masa de aire atmosférico.

De acuerdo con la invención, la máquina comprende una envolvente, con un obvio bastidor, en la cual se dispone una toma de admisión y otra de expulsión de un flujo de aire húmedo generado por el funcionamiento de una o más turbinas o ventiladores internos.

Igualmente, en el interior de la envolvente se dispone un equipo de frío, idealmente convencional a base de compresor, evaporadora y condensadora, aunque también puede tratarse de un intercambiador que aproveche la temperatura más baja existente en otros medios, por ejemplo líquidos (una corriente de agua, un flujo de agua enfriado por una máquina, etc.).

El equipo de frío debe ser capaz de hacer bajar la temperatura del flujo entrante de aire de modo continuo por debajo del punto de rocío. Esto provocará la condensación y precipitación del agua, que será recogida por una cuba y colector inferior. El equipo de frío estará convenientemente dimensionado para poder producir este enfriamiento, pero idealmente sin descender la temperatura por debajo de 0°C, lo que produciría la congelación del agua y su más inconveniente recogida.

Para mejorar el rendimiento, la envolvente incluye un intercambiador aire-aire, por una de cuyas vías circula el aire enfriado y deshidratado, mientras que por la otra circula el flujo de aire entrante por la toma de admisión, de modo que parte del frío del flujo saliente se aprovechará en producir un preenfriamiento del flujo entrante, mejorando rendimiento.

El equipo de frío se intercalará en la trayectoria de circulación del flujo de aire entre las dos vías del intercambiador. En caso de utilizar un equipo de frío convencional será la evaporadora la que se intercalará en la circulación del flujo entre las dos vías del intercambiador, produciendo el enfriamiento definitivo de la masa de aire y consiguiente condensación del agua, mientras que la condensadora se dispondrá a la salida de la segunda vía del intercambiador, correspondiente al aire ya deshidratado, al objeto de aprovechar su frío residual para favorecer la condensación del gas refrigerante y aumentar aún más el rendimiento. En este caso se podrá disponer a la salida del recuperador de flujos y antes del paso por la condensadora una admisión secundaria de aire exterior para que, en el caso de que la temperatura del aire entrante exterior sea elevada, en ambientes calurosos, este caudal extra entrante por la toma secundaria coopere en evacuar el calor generado en la condensadora, equivalente al calor absorbido por la evaporadora del flujo de aire entrante más la energía consumida por el compresor.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 muestra un esquema de la máquina de la invención.

La figura 2 muestra un esquema de una variante de realización de la máquina de la invención.

Descripción de una realización práctica de la invención

La máquina 1 de la invención comprende una envolvente 2 en la cual va provista una toma 3 de entrada de aire que pasa en primer lugar por la primera vía de un intercambiador aire-aire interno, constituido en este ejemplo no limitativo de la invención por un recuperador 4 de flujos cruzados, al objeto de ser preenfriada, y a continuación pasa por la unidad evaporadora 5 interna de un equipo de frío convencional, que provocará el descenso de su temperatura por debajo del punto de rocío, lo que producirá el cambio a fase líquida del agua que contiene. El equipo de frío estará adecuadamente dimensionado para que la temperatura en lo posible no descienda por debajo de los 0°C para evitar el cambio de fase del agua a fase sólida.

A la salida de la evaporadora el flujo de aire circulará por la segunda vía del recuperador 4 de flujos cruzados, de modo que cederá parte de su frío para producir el preenfriamiento de la masa entrante.

A continuación la máquina dispone la unidad condensadora 6 del equipo de frío, de modo que el frío residual del flujo de aire saliente ya deshidratado se aprovechará en mejorar el rendimiento de esta parte de la máquina, y aumentará de paso su temperatura minimizando el impacto medioambiental al ser expulsada por la toma de expulsión del aire.

A continuación la máquina dispone la turbina o turbinas 7 que generan el flujo, adyacentemente a la toma 8 de expulsión del aire.

En el caso de que la temperatura del aire de entrada sea elevada, podría darse la circunstancia de que el caudal de aire desecado fuese insuficiente para evacuar el calor generado en la condensadora, equivalente a la suma del calor tomado del aire entrante en la evaporadora y el calor correspondiente a parte de la energía consumida por el compresor. Para estos casos se dispone una entrada 9 de aire exterior intermedia convenientemente dimensionada, entre la salida de la segunda vía del recuperador de flujos y la unidad condensadora del equipo de frío. Este aumento del caudal de aire circulante por la condensadora evacuará el exceso de calor aportado por el compresor.

Por su parte, el equipo de frío implementa el obvio compresor 10.

Si se desea aumentar más aún la efectividad de la máquina, el flujo de aire entrante puede ser sometido a un preenfriamiento adicional por medios o equipos externos 11, tales como un equipo refrigerador externo, un intercambiador externo que aproveche la temperatura de un caudal de agua cercano, de una máquina enfriadora de agua o similar.

Para recoger el agua condensada se dispone inferiormente abarcando las zonas donde se produzca la condensación del agua una cuba susceptible de ser conectada a un colector 12 de salida.

Igualmente, y en una variante de realización de la invención que se muestra en la figura 2, el equipo de frío convencional es sustituido por un único intercambiador 13 aire-agua, que enfriará el aire gracias a la menor temperatura de un flujo de agua, que podrá proceder, por ejemplo, de una máquina enfriadora de agua de un hospital, ser un cauce natural, o tener cualquier otro origen.

Y, en general, para producir el enfriamiento podrá utilizarse cualquier medio o equipo capaz de hacer descender lo suficiente la temperatura del flujo de aire.

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 los dibujos adjuntos son susceptibles de modificaciones de detalle en cuanto no alteren el principio fundamental.

Claims

1. Máquina para obtener agua condensando la humedad de una masa de aire; caracterizada porque comprende una envolvente con una toma de admisión principal y otra de salida entre las que se establece un flujo forzado de aire; en la envolvente se dispone, al menos, un equipo de frío convenientemente dimensionado para hacer bajar la temperatura del flujo de aire por debajo del punto de rocío al objeto de condensar la humedad que porta; al menos, un intercambiador aire-aire al objeto de aprovechar el frío residual del flujo saliente ya deshidratado del elemento enfriador del equipo de frío para preenfriar el flujo entrante; y, al menos, una turbina o ventilador generador del flujo entrante-saliente por las tomas respectivas; en la envolvente se dispone igualmente un colector o cuba de recogida del agua condensada.

2. Máquina según reivindicación 1 caracterizada porque el equipo de frío comprende un compresor, unidad evaporadora y unidad condensadora, de modo tal que la unidad evaporadora constituye el elemento enfriador del equipo de frío que se interpone en el bucle que describe el flujo entre las dos vías del recuperador de flujos cruzados al objeto de enfriar el aire bajando su temperatura por debajo del punto de rocío, mientras que la unidad condensadora se dispone a la salida del flujo enfriado y deshidratado de la segunda vía del recuperador de flujos, tras el entronque con la toma de admisión intermedia, al objeto de aprovechar su frío residual para evacuar el calor de la condensadora de frío y aumentar el rendimiento general de la máquina.

3. Máquina según reivindicación 2 caracterizada porque en caso de que la temperatura del aire entrante exterior sea elevada, en la envolvente se dispone también una toma intermedia de admisión de aire exterior que entronca con el flujo circulante a la salida de la segunda vía del intercambiador aire-aire y antes de su incidencia sobre la condensadora, al objeto de que el caudal extra coopere en la evacuación del calor generado en la condensadora, equivalente al tomado del flujo de aire entrante en la evaporadora más el equivalente a la energía consumida por el compresor.

4. Máquina según reivindicación 1 caracterizada porque la turbina o ventilador se establece adyacentemente a la toma de expulsión del aire enfriado y deshidratado de la envolvente.

5. Máquina según reivindicación 1 caracterizada porque adicionalmente se dispone previamente a la toma de admisión un elemento preenfriador adicional del flujo entrante.

6. Máquina según reivindicación 5 caracterizada porque el elemento preenfriador adicional consiste en un equipo de frío convencional.

7. Máquina según reivindicación 5 caracterizada porque el elemento preenfriador consiste en un intercambiador que aprovecha el frío de una corriente de agua natural y/o de un flujo de agua enfriada en una máquina.

8. Máquina según reivindicación 1 caracterizada porque el intercambiador aire-aire está constituido por un recuperador de flujos cruzados.

9. Máquina según reivindicación 1 caracterizada porque el equipo de frío consiste en un intercambiador aire-agua que por cuya vía aérea discurre el aire cuya humedad se desea condensar y por su otra vía un flujo de agua a baja temperatura.

10. Máquina según reivindicación 9 caracterizada porque el flujo de agua a baja temperatura procede de una máquina enfriadora de agua de un hospital.