ES2907374T3

ES2907374T3 - Método y dispositivo para la obtención de agua del aire ambiente

Info

Publication number: ES2907374T3
Application number: ES17724534T
Authority: ES
Inventors: Philippe Verplancke
Original assignee: Aquahara Technology GmbH
Current assignee: Aquahara Technology GmbH
Priority date: 2016-05-17
Filing date: 2017-05-16
Publication date: 2022-04-25
Anticipated expiration: 2037-05-16
Also published as: AU2017266711B2; US20190299123A1; EP3458180B1; TN2018000373A1; US11192049B2; WO2017198664A1; CN109641174B; AU2017266711A1; CN109641174A; ZA201807248B; CL2018003225A1; EP3458180A1

Abstract

Método para la obtención de agua de un aire ambiente (14), donde el método comprende al menos los siguientes pasos del proceso: - puesta en contacto del aire ambiente (14) con al menos un medio de absorción fluido (16) para la absorción de al menos una parte del agua contenida en el aire ambiente (14); - transportar un medio de absorción (18) diluido por el agua absorbida a un primer intercambiador de calor (20); - calentar el medio de absorción diluido (18) por medio del primer intercambiador de calor (20); - pasar al medio de absorción (36) diluido y calentado a al menos un dispositivo de desorción (30), donde en el dispositivo de desorción (30) está dispuesta al menos una estructura de vaporización (32) y al menos una estructura de condensación (34) impregnada de agua y donde el medio de absorción (36) diluido y calentado se suministra al dispositivo de desorción (30) de la estructura de vaporización (32) y en y/o sobre la estructura de vaporización (32) se realiza una vaporización de al menos una parte del agua contenida en el medio de absorción (36) calentado y diluido y que el agua vaporizada por medio de la estructura de vaporización (32) se suministra a la estructura de condensación (34) para la condensación del vapor de agua y la obtención de agua desorbida (42), donde el agua desorbida (42) en el dispositivo de desorción (30) se transporta al primer intercambiador de calor (20) y por medio del primer intercambiador de calor (20) se realiza un enfriamiento del agua desorbida (42) por medio del medio de absorción (18) diluido.

Description

DESCRIPCIÓN

Método y dispositivo para la obtención de agua del aire ambiente

[0001] La presente invención se refiere a un método para la obtención de agua de un aire ambiente según la reivindicación 1, donde el método comprende al menos los siguientes pasos del proceso: puesta en contacto del aire ambiente con al menos un medio de absorción líquido para la absorción de al menos una parte del agua contenida en el aire ambiente; transporte de un medio de absorción diluido a través del agua absorbida a un primer intercambiador de calor y paso del medio de absorción diluido a al menos un dispositivo de desorción. La invención se refiere además a un dispositivo para la obtención de agua de un aire ambiente según la reivindicación 9 que comprende al menos un dispositivo para la aplicación y/o conducción de un medio de absorción líquido a y/o sobre una primera estructura de absorción, donde la primera estructura de absorción está configurada para la absorción de al menos una parte del agua contenida en el aire ambiente; al menos un dispositivo de transporte para el transporte de un medio de absorción diluido por el agua absorbida a un primer intercambiador de calor y al menos un dispositivo de desorción.

[0002] Los métodos y dispositivos de este tipo para la obtención de agua de un aire ambiente se conocen en gran medida. En particular se conocen métodos de absorción correspondientes de la técnica de deshumidificación de aire. En este caso de absorbe humedad del aire en los llamados desecantes líquidos, por ejemplo, en soluciones de sal higroscópica. Una sal higroscópica fuerte es p.ej. cloruro de litio. A continuación, se elimina a través de calentamiento, destilación al vacío, ósmosis inversa o método similar el agua en parte nuevamente de la solución salina, de modo que la solución se puede usar de nuevo para la deshumidificación del aire. Industrialmente se ofrece este método por ejemplo a través de la empresa Kathabar (véase http://www.kathabar.com/liquid-desiccant/system-features-benefits). Otros sistemas que se ofertan en el mercado bajo la denominación "Ducool" (véase http://icogen-sa.com/deshumidificadores-ener-grducool-separador/ caracter%C3%ADsticas-de-la-serie-du-handling.html) conducen aire de proceso por medio de un ventilador a través de una estructura de panal impregnada con la solución salina, de modo que el vapor de agua se absorbe del aire por la solución salina fría y concentrada. Un flujo de aire de regeneración separado se envía a través de la estructura en panal impregnada con la solución salina caliente. De esta manera una parte del agua vaporiza de nuevo de la solución salina y el vapor de agua se saca de nuevo del aire de regeneración. Los métodos representados anteriormente se pueden utilizar para la estructura de un generador de agua atmosférico, donde el objetivo de este método es la deshumidificación de aire y no la obtención de agua líquida del aire ambiente. Del documento WO 2009/135618 A1 se conoce un método y un dispositivo correspondiente para la obtención de agua del aire ambiente con las características de los preámbulos de las reivindicaciones independientes respectivas.

[0003] Todos los métodos y dispositivos mencionados anteriormente presentan desventajosamente un uso de energía muy alto, en particular de energía eléctrica. En caso de que a los generadores de agua atmosféricos conocidos se les suministrara exclusivamente energía renovable, por ejemplo, en regiones desérticas, esto implicaría la necesidad de una superficie muy grande de módulos fotovoltaicos con costes en consecuencia altos por litro de agua obtenida. Para el funcionamiento de las instalaciones conocidas con dispositivos de vaporización se ha usado por lo tanto hasta ahora calor de las siguiente fuentes: cremación de combustibles fósiles, con las desventajas conocidas para el ambiente; módulos solares térmicos convencionales, a menudo incluso con tubos de vacío, para poder alcanzar temperaturas correspondientemente altas y como consecuencia con costes de instalación altos; así como calor de condensación en el método de la compresión de vapores mencionada, para lo que se necesita a su vez mucha energía eléctrica. Del documento DE 102013013214 A se conoce un dispositivo para la obtención de agua de aire atmosférico por medio de un absorbente fluido para la absorción del agua. Así se prevé a lo largo de una trayectoria de sorción del absorbente la absorción con el absorbente de fluidez, donde al final de la trayectoria de sorción está previsto un absorbente diluido con agua recogida. Además, se ha descrito una unidad de separación para la separación al menos parcial del agua recogida del sorbente fluido. Así la unidad de separación tiene por lo menos un vaporizador para la vaporización del agua recogida y al menos un compresor de presión negativa para la aplicación de presión negativa al sorbente diluido. El documento El WO 2005/072850 A1 muestra un método para la obtención de agua de aire atmosférico.

[0004] El calor que surge en la condensación del agua a continuación de la vaporización/destilación de la solución salina se tiene que descargar en el ambiente. Para ello se utilizan en instalaciones convencionales intercambiadores de calor, típicamente intercambiadores de gas/al gas, por ejemplo, intercambiadores de calor a placas (intercambiadores de calor a contracorriente o de corriente cruzada) o también dispositivos de refrigeración, que aumentan a su vez los costes de instalación.

[0005] Por lo tanto la tarea de la presente invención es proporcionar un método conforme a la especie y un dispositivo conforme a la especie, que sean más económicos y más fáciles de fabricar y de poner en funcionamiento respectivamente y que necesiten menos energía que los métodos y dispositivos conocido.

[0006] Para la solución de estas tareas sirve un método convencional según las características de la reivindicación 1 así como un dispositivo según las características de la reivindicación 9. Configuraciones ventajosas con perfeccionamientos convenientes de la invención se indican en las reivindicaciones dependientes respectivas, donde configuraciones ventajosas del método se deben considerar configuraciones ventajosas del dispositivo y viceversa.

[0007] Un método según la invención para la obtención de agua de un aire ambiente comprende al menos siguiente pasos del proceso: puesta en contacto del aire ambiente con al menos un medio de absorción líquido para la absorción de al menos una parte del agua contenida en el aire ambiente; transportar un medio de absorción diluido por el agua absorbida a un primer intercambiador de calor y calentar el medio de absorción diluido por medio del primer intercambiador de calor; paso del medio de absorción diluido a al menos un dispositivo de desorción donde el agua desorbida en el dispositivo de desorción pasa al primer intercambiador de calor y por medio del primer intercambiador de calor se realiza un enfriamiento del agua desorbida por medio del medio de absorción diluido. Por el método según la invención se posibilita o garantiza en primer lugar un enfriamiento del agua desorbida así como también del dispositivo de desorción sobre la salida del agua calentada desorbida así como en su caso el regreso de al menos una parte del agua desorbida enfriada al dispositivo de desorción. Además, en el primer intercambiador de calor se realiza un calentamiento del medio de absorción diluido antes del paso del medio de absorción diluido al dispositivo de desorción. Ventajosamente se puede renunciar por lo tanto a dispositivos de refrigeración separados. De este modo el método se puede poner en funcionamiento de forma sencilla y económica y necesita un uso de energía inferior que los métodos conocidos. Bajo el concepto "medio de absorción fluido" se entiende así cualquier tipo de desecantes líquidos, que conducen a una absorción de al menos una parte del agua contenida en el aire ambiente en el medio de absorción. Los medios de absorción fluidos pueden ser en particular soluciones de sal, como por ejemplo una solución de cloruro de litio. Bajo el concepto "transportar" se entiende un transporte activo por ejemplo mediante al menos una bomba pero también un transporte mediante la fuerza de la gravedad.

[0008] En configuraciones más ventajosas del método según la invención se realiza la puesta en contacto del aire ambiente con el medio de absorción líquido a través de una pulverización del medio de absorción en el aire ambiente o por medio de una conducción hacia allí del aire ambiente a través de una estructura de absorción impregnada con el medio de absorción. De este modo se garantiza que el aire ambiente se ponga en contacto con el medio de absorción líquido en una gran superficie. Para el caso de que se use una estructura de absorción impregnada del medio de absorción se usan estructuras en panal u otras estructuras de grandes dimensiones, por las que pueda fluir el medio de absorción y que se atraviesan y/o recorran por el aire ambiente. También son concebibles otras estructuras, donde al respecto hay que tener en cuenta que el aire ambiente siempre se pone en contacto con el medio de absorción líquido en una gran superficie. A través de los pasos mencionados del método se garantiza una absorción lo más grande posible del agua contenida en el aire ambiente.

[0009] En otras configuraciones ventajosas del método según la invención un calentamiento adicional se realiza por el medio de absorción diluido por el agua absorbida mediante al menos un dispositivo de calentamiento, donde el dispositivo de calentamiento(s) se disponen/n delante y/o detrás y/o fuera y/o dentro del dispositivo de desorción. El calentamiento del medio de absorción diluido aumenta el nivel de rendimiento de la desorción del agua absorbida dentro del dispositivo de desorción. De esta manera se pueden aumentar de manera significativa las cantidades de agua obtenidas del aire ambiente. Los dispositivos de calentamiento se pueden disponer así en la dirección del flujo del medio de absorción delante y así fuera del dispositivo de desorción y/o también dentro del dispositivo de desorción. Así existe la posibilidad de que el dispositivo de calentamiento comprenda al menos un segundo intercambiador de calor dispuesto entre el primer intercambiador de calor y el dispositivo de desorción. Este segundo intercambiador de calor se conecta por un lado con una fuente de calor y por otro lado a los tubos flexibles o los conductos que guían el medio de absorción diluido respectivamente. En particular el segundo intercambiador de calor puede estar en conexión activa con al menos un módulo solar y/o al menos un sistema de tubos flexibles con un fluido de transferencia de calor. Como dispositivos de calentamiento se pueden usar en el método según la invención en particular los intercambiadores de calor, los módulos solares y/o sistemas de tuberías para fluidos de transferencia de calor. La utilización de los dispositivos de calentamiento citados garantiza por el uso en particular de energías renovables un uso de energía global bajo y así un método económico. También la posibilidad de la disposición de al menos un dispositivo de calentamiento en el dispositivo de desorción lleva a un ingreso claramente aumentado de agua.

[0010] Según la invención el medio de absorción diluido y calentado se conduce al dispositivo de desorción de al menos una estructura de vaporización, donde sobre y/o en la estructura de vaporización se realiza una vaporización de al menos una parte del agua contenida en el medio de absorción calentado y diluido. La estructura de vaporización está formada a su vez de tal manera que conduce a una vaporización de gran dimensión del agua contenida en el medio de absorción diluido. Por ejemplo, se pueden usar también para la estructura de vaporización estructuras en panal. Puesto que la estructura de vaporización con se configura con una gran superficie, la vaporización del agua contenida en el medio de absorción calentado y diluido se puede realizar a temperaturas relativamente bajas. El calentamiento ya descrito del agua absorbida del aire ambiente en la primera estructura de absorción se puede realizar por lo tanto mediante módulos solares térmicos relativamente económicos o los otros dispositivos de calentamiento descritos anteriormente. Se puede renunciar ventajosamente a módulos solares de alta temperatura costosos u otras disposiciones caras para la mejora de la tasa de vaporización en la estructura de vaporización. Además, el agua vaporizada por medio de la estructura de vaporización se conduce al menos a una estructura de condensación dispuesta en el dispositivo de desorción e impregnada con agua para la condensación del vapor de agua y para la obtención de agua desorbida. La conducción del agua vaporizada a esta estructura de condensación puede ocurrir mediante una corriente de aire creada de manera natural y/o técnica. También existe la posibilidad de que la conducción del agua vaporizada a esta estructura de condensación se realice mediante difusión natural. Además, existe la posibilidad de que dentro del dispositivo de desorción se cree una depresión para apoyar la conducción del agua vaporizada a la estructura de condensación. Se garantiza con estas medidas que el agua vaporizada en la estructura de vaporización se conduzca a la estructura de condensación sin más y en particular sin gran gasto de energía. En una corriente de aire producida naturalmente no se necesita energía adicional. Pero también en corrientes de aire producidas técnicamente, como se pueden crear por ejemplo a través de un ventilador, el gasto de energía adicional es pequeño. Lo correspondiente es aplicable a la aplicación de una presion negativa dentro del dispositivo de desorción. Por estas medidas se garantiza según la invención que al menos una gran parte del agua vaporizada condense en la estructura de condensación y salga como agua líquida del dispositivo de desorción. La estructura de condensación tiene a su vez una superficie lo mayor posible, como se realiza por ejemplo con una estructura en panal. Pero también son concebibles otras estructuras.

[0011] En otras configuraciones ventajosas del método según la invención la estructura de condensación se impregna al menos parcialmente a través del agua desorbida enfriada por el primer intercambiador de calor. Esto aumenta la tasa de condensación del vapor de agua en la estructura de condensación. Además, existe la posibilidad de que en la estructura de vaporización se realice una concentración del medio de absorción diluido manteniendo un medio de absorción concentrado, donde el medio de absorción concentrado se lleva a la estructura de absorción con o sin la interconexión de un tercer intercambiador de calor. En el caso de que se disponga y use el tercer intercambiador de calor en dirección del flujo del medio de absorción diluido después del primer intercambiador de calor, entonces se realiza por medio de este un calentamiento adicional del medio de absorción diluido antes de entrar en el dispositivo de desorción. A través del uso de esta fuente de calor ya presente se evita o al menos reduce su vez la necesidad de fuentes de calor externas, de manera que el método se puede poner en funcionamiento de forma muy económica y eficiente.

[0012] En otra configuración ventajosa del método según la invención se toma al menos una parte del agua desorbida en dirección del flujo antes y/o después del primer intercambiador de calor por medio de al menos un dispositivo adecuado del circuito del sistema. De esta manera se evita por un lado que a través de la condensación continua de agua en el dispositivo de desorción aumente continuamente la cantidad de agua en el sistema. Para que la circulación de agua no se desborde, se toma al menos una parte de esta agua desorbida de forma continua o en momentos predeterminados.

[0013] La presente invención se refiere además a un dispositivo para la obtención de agua de un aire ambiente, donde el dispositivo comprende al menos un dispositivo para la aplicación y/o conducción de un medio de absorción líquido sobre y/o una estructura de absorción, donde la estructura de absorción para la absorción se configura por al menos una parte del agua contenida en el aire ambiente. El dispositivo comprende además al menos un dispositivo de transporte para el transporte de un medio de absorción diluido por el agua absorbida a un primer intercambiador de calor y al menos un dispositivo de desorción. Según la invención el primer intercambiador de calor se conecta de forma conductiva con el dispositivo de desorción, de manera que el agua desorbida en el dispositivo de desorción se enfría por medio del medio de absorción diluido. A través de la configuración según la invención del dispositivo se realiza un enfriamiento económico del agua desorbida en el dispositivo de desorción y de esta manera del dispositivo de desorción en sí mismo. Se puede renunciar según la invención a dispositivos de refrigeración adicionales por ejemplo sobre o en el dispositivo de desorción. Así se puede producir por un lado de forma económica y fácilmente el dispositivo según la invención y además se necesita un uso de energía menor. Como ya expuesto, se usa el concepto "medio de absorción fluido" para todo tipo de desecantes líquidos, que pueden servir para la absorción de al menos una parte del agua contenida en el aire ambiente. Así, el medio de absorción fluido puede ser una solución salina higroscópica, por ejemplo. Bajo el concepto "transportar" se entiende un transporte activo por ejemplo mediante al menos una bomba, pero también un transporte mediante la fuerza de gravedad. Además, se realiza a través del primer intercambiador de calor un primer calentamiento del medio de absorción diluido.

[0014] En otras configuraciones ventajosas del dispositivo según la invención, el dispositivo comprende al menos otro dispositivo de calentamiento para calentar el absorbente diluido, en el que el/los dispositivo/s de calentamiento están dispuestos antes y/o después y/o fuera y/o dentro del dispositivo de desorción. Al calentar adicionalmente el absorbente diluido, que ventajosamente ya está calentado por el primer intercambiador de calor, se facilita y acelera la desorción del agua dentro del absorbente diluido. Según la invención, esto da lugar a un aumento significativo de las proporciones de agua recuperada del aire ambiente. A este respecto, los dispositivos de calentamiento pueden comprender, en particular, intercambiadores de calor, módulos solares y/o sistemas de conductos para los fluidos de transferencia de calor. Este tipo de dispositivos de calefacción pueden funcionar, en particular, de manera eficiente desde el punto de vista energético. Por ejemplo, es posible que el dispositivo de calentamiento comprenda al menos un segundo intercambiador de calor dispuesto entre el primer intercambiador de calor y el dispositivo de desorción, estando el segundo intercambiador de calor conectado al primer intercambiador de calor de forma conductora de fluidos por un lado y al dispositivo de desorción de forma conductora de fluidos por otro. El segundo intercambiador de calor puede estar conectado operativamente, en particular, a al menos un dispositivo de calefacción, como, por ejemplo, al menos un módulo solar y/o al menos un sistema de tubos flexibles con un fluido de transferencia de calor.

[0015] En el dispositivo según la invención, se forma al menos una estructura de vaporización en el dispositivo de desorción, donde al menos una parte del agua de un absorbente calentado y diluido suministrado al dispositivo de desorción se evapora sobre y/o en la estructura de vaporización. La estructura de vaporización garantiza una desorción fiable del agua ligada al absorbente calentado y diluido. Además, en el dispositivo de desorción se forma al menos una estructura de condensación impregnada de agua para condensar el agua evaporada mediante la estructura de vaporización y recuperar el agua desorbida. El dispositivo de desorción puede comprender además medios para transportar el agua evaporada por la estructura de vaporización a la estructura de condensación. Estos medios de transporte pueden realizarse, por ejemplo, mediante un ventilador dentro del dispositivo de desorción. Sin embargo, también es posible que el dispositivo comprenda medios para generar una presión negativa en el dispositivo de desorción. Las opciones de diseño del dispositivo de desorción mencionadas anteriormente garantizan, por un lado, la desorción del agua ligada en el absorbente mencionado y diluido mediante la vaporización y, por otro lado, la condensación del vapor de agua así obtenido en la estructura de condensación. Esto garantiza una obtención fiable del agua del aire ambiente. Además, al disponer al menos un dispositivo de calentamiento dentro del dispositivo de desorción para calentar aún más el absorbente suministrado, calentado y diluido, se incrementa significativamente su desorción y, por tanto, la tasa de vaporización del agua ligada en la estructura de vaporización. Los medios para transportar el vapor de agua desde la estructura de vaporización hasta la estructura de condensación, pero también los medios para crear una presión negativa en el dispositivo de desorción, aceleran el suministro del vapor de agua a la estructura de condensación. Tanto la estructura de vaporización como la estructura de condensación están diseñadas de tal manera que forman una gran superficie. En particular, se pueden utilizar estructuras en forma de panal. Sin embargo, también son concebibles otras estructuras. La formación de grandes superficies aumenta el rendimiento del vapor de agua o del agua tanto en la estructura de vaporización como en la de condensación. Además, se garantiza que los procesos mencionados puedan llevarse a cabo de forma eficiente a temperaturas relativamente bajas.

[0016] En otra configuración ventajosa del dispositivo según la invención este comprende al menos un sistema de conductos, donde el sistema de conductos está configurado de tal manera que la estructura de condensación se impregna al menos parcialmente con el agua desorbida y enfriada por el primer intercambiador de calor. A través del regreso al menos parcial del agua desorbida del aire ambiente se puede renunciar a fuentes de agua adicionales. Así se garantiza una obtención eficiente en costes del agua del aire ambiente.

[0017] En otras configuraciones ventajosas del dispositivo según la invención este presenta al menos un sistema de conductos, donde este sistema de conductos está configurado de tal manera que el medio de absorción concentrado que sale del dispositivo de desorción se suministra a la primera estructura de absorción con o sin interconexión de un tercer intercambiador de calor. Por el dicho sistema de conductos se puede cerrar ventajosamente también el ciclo de flujo del medio de absorción, de manera que se puede reutilizar muchas veces. De este modo resultan ahorros de gastos claros. Para el caso de que se interconecte el tercer intercambiador de calor, este está dispuesto en dirección de flujo del medio de absorción diluido después del primer intercambiador de calor, donde a través del tercer intercambiador de calor se realiza otro calentamiento del medio de absorción diluido antes de entrar en el dispositivo de desorción. Así se puede usar el calor del medio de absorción concentrado que fluye del dispositivo de desorción para un calentamiento adicional del medio de absorción diluido. El dispositivo se puede poner en funcionamiento así en modo muy eficiente energéticamente.

[0018] En otra configuración ventajosa del dispositivo según la invención el dispositivo comprende al menos un dispositivo para la toma del agua desorbida del circuito del sistema. Este dispositivo de toma se puede colocar antes de y/o después del primer intercambiador de calor. A través de la toma al menos parcial del agua desorbida se garantiza por un lado que el agua no se desborde en el dispositivo, por otro lado, el agua tomada se puede usar para otros fines. La toma del agua desorbida puede realizarse así de forma continua o en momentos específicos.

[0019] Otras características de la invención resultan de las reivindicaciones, el ejemplo de realización, así como el dibujo. Las combinaciones de características y características citadas anteriormente en la descripción y así como las combinaciones de características y características citadas a continuación en los ejemplos de realización se pueden usar no solo en la respectiva combinación indicada, sino también en otras combinaciones, sin abandonar el marco de la invención.

[0020] En este caso la figura muestra una representación esquemática de un dispositivo según la invención.

[0021] El dispositivo 10 para la obtención de agua de un aire ambiente 14 en el ejemplo de realización representado comprende un dispositivo (no representado) para la extracción de un medio de absorción líquido 16 sobre una estructura de absorción 12. Para la aplicación es decir colocación del medio de absorción líquido 16 se puede usar un sistema de tubería apropiado con aberturas o válvulas correspondientes o aparatos de pulverización comparables. El medio de absorción líquido 16 se distribuye así en particular sobre una superficie superior total de la estructura de absorción 12 e impregna así la estructura de absorción 12. El medio de absorción 16 fluye a continuación lentamente a las zonas inferiores de la estructura de absorción 12, desde la que sale nuevamente y se captura nuevamente a través de un sistema de bandeja (no representado) apropiado. Se puede ver que en el ejemplo de realización representado la estructura de absorción 12 se configura en forma de panales. De este modo resulta una superficie muy grande en la que se realiza una absorción de al menos una parte del agua contenida en el aire ambiente 14. La absorción del agua del aire ambiente 14 se realiza en este caso en el medio de absorción fluido 16, donde el calor de condensación que resulta se emite de este modo nuevamente por el medio de absorción 16a través de la gran superficie de la estructura de absorción 12 en forma de panales del aire ambiente 14. A través de la absorción de agua del aire ambiente 14 se diluye el medio de absorción fluido 16 y sale de la estructura de absorción 12 como medio de absorción diluido 18.

[0022] En el ejemplo de realización ilustrado, el aire ambiente 14 se pone en contacto con el líquido absorbente 16 en una gran superficie. El líquido absorbente 16 es, por ejemplo, una solución concentrada de cloruro de litio. La estructura de absorción 12 puede diseñarse de manera que pueda instalarse al aire libre y que el viento natural fluya a través de ella. Esto ahorra energía y costes del sistema, ya que no se necesitan ventiladores adicionales. Sin embargo, si las condiciones naturales del viento no permiten un flujo suficientemente grande de aire ambiente 14 a través de la estructura de absorción 12, se pueden utilizar, por supuesto, medios auxiliares adecuados, como ventiladores. La estructura de absorción 12 debe seleccionarse con una permeabilidad adecuada, un grosor adecuado y un tamaño adecuado. Tales estructuras están disponibles, por ejemplo, en un diseño robusto de cartón protegido contra la descomposición a un coste muy bajo y se utilizan hoy en día, por ejemplo, en la refrigeración por vaporización de los gallineros.

[0023] En la descripción adicional del ejemplo de realización, las líneas rectas provistas de flechas representan líneas de fluidos, como tuberías o tubos flexibles, en las que los fluidos utilizados en el dispositivo fluyen en la dirección de la flecha. Los dispositivos de bombeo necesarios para ello son conocidos por el experto y se muestran en la figura sólo en una variante de realización.

[0024] Se trata del dispositivo de transporte o bomba 48 para transportar el absorbente 18 diluido por el agua absorbida a un primer intercambiador de calor 20. Se puede observar que el primer intercambiador de calor 20 está conectado de manera fluida a un dispositivo de desorción 30 a través de un sistema de conductos 54, de manera que el agua 42 desorbida en el dispositivo de desorción 30 se enfría por medio del absorbente 18 diluido. Además, se realiza un primer calentamiento del medio de absorción diluido 18 a través del primer intercambiador de calor 20, ya que el agua desorbida 42 que sale del dispositivo de desorción 30 tiene una temperatura más alta que el medio de absorción diluido 18.

[0025] En el ejemplo de realización ilustrado, el absorbente diluido 18 se introduce en otro intercambiador de calor 24 después del primer intercambiador de calor 20. El intercambiador de calor 24 se utiliza para recuperar el calor de un medio de absorción concentrado 38, que se recicla o se suministra al intercambiador de calor 24 a través de un sistema de conductos 52 desde el dispositivo de desorción 30. El absorbente concentrado 38 tiene una temperatura más alta que el absorbente diluido 18 procedente del primer intercambiador de calor 20. El medio de absorción concentrado 38 que sale del dispositivo de desorción 30 se introduce de nuevo en la zona superior de la estructura de absorción 12 en la dirección del flujo del intercambiador de calor 24. Esto se hace de nuevo a través del sistema de conductos 52.

[0026] En el curso posterior, el absorbente diluido 18 se introduce en un segundo intercambiador de calor 22, donde se calienta mediante un fluido de transferencia de calor de un dispositivo de calentamiento, concretamente un módulo solar 26 y un sistema de tubos flexibles correspondiente 28 del módulo solar 26. El absorbente líquido 36, ahora calentado de este modo, se transfiere entonces -a partir del segundo intercambiador de calor 22- a través de un sistema de conductos 56 a una carcasa 46 del dispositivo de desorción 30. Se puede observar que el absorbente diluido y calentado 36 se introduce en una estructura de vaporización 32 formada dentro del dispositivo de desorción 30 y la impregna. La estructura de vaporización 32 presenta de nuevo forma de panales. En la estructura de vaporización 32, una parte del medio de absorción diluido calentado 36 se evapora para formar vapor de agua. El vapor de agua emitido por el absorbente diluido y calentado 36 es arrastrado por un flujo de aire de regeneración 40 y posteriormente se pone en contacto dentro de la carcasa 46 con una estructura de condensación 34 que está impregnada de agua. La estructura de condensación 34 se utiliza para condensar el agua evaporada mediante la estructura de vaporización 32. Se puede observar que la estructura de condensación 34 también presenta forma de panales para formar la mayor superficie posible. En una configuración ventajosa del dispositivo de desorción 30, la estructura de vaporización 32 y la estructura de condensación 34 están dispuestas espacialmente muy cerca la una de la otra, por ejemplo, en paralelo, con lo que el transporte del vapor de agua a través del flujo de aire de regeneración 40 desde la estructura de vaporización 32 a la estructura de condensación 34 se puede realizar, por ejemplo, por difusión natural y/o convección natural. Así, si es necesario, se puede prescindir de un ventilador adicional, lo que supone un ahorro en el consumo de electricidad y en los costes de la instalación. El aire de regeneración 40 permanece siempre completamente dentro de la carcasa 46. La temperatura de la solución salina diluida y calentada 36 debe seleccionarse de manera que la presión parcial del vapor de agua en el aire de regeneración 40 supere la presión de saturación a temperatura ambiente.

[0027] Dado que el agua que está impregnada con la estructura de condensación 34 presenta una temperatura en menor medida por encima de la temperatura ambiente y así una temperatura claramente por debajo de la solución salina 36 calentada diluida, el vapor de agua del aire de regeneración 40 condensa dentro de la estructura de condensación 34 y así sirve para la obtención de agua del aire ambiente 14. Se puede ver que el calor que se libera de nuevo durante la condensación del vapor de agua se saca de la estructura de condensación 34 por el agua desorbida 42 y por medio del primer intercambiador de calor 20 se suministra al medio de absorción diluido 18. De este modo se puede renunciar a un intercambiador de calor de aire caro y grande. También se puede renunciar a dispositivos de refrigeración adicionales o por ejemplo ventiladores para el enfriamiento, lo que a su vez tiene como consecuencia ahorros en el consumo de electricidad y en los costes de la instalación.

[0028] Además se observa que el medio de absorción concentrado de nuevo 38 a través de la vaporización parcial del agua en la estructura de vaporización 32 se extrae del dispositivo de desorción 30 de la carcasa 46 por medio del sistema de conductos 52 y se suministra de nuevo por medio del tercer intercambiador de calor 24 a la estructura de absorción 12. El ciclo del proceso se puede repetir así sin más.

[0029] Además de la figura resulta claramente, que según el ejemplo de realización representado al menos una parte del agua desorbida 42 se suministra por un sistema de conductos 50 nuevamente a una zona superior de la estructura de condensación 34 en el dispositivo de desorción 30. Dado que el agua desorbida 42 se ha enfriado a través del primer intercambiador de calor 20, esta agua desorbida enfriada se indica con 44.

[0030] En la descripción anterior del ejemplo de realización se representa para simplificar de forma que la corriente de masa completa del medio de absorción 16, 18, 36, 38 o del agua pasa por el circuito completo. El sistema se puede poner en funcionamiento de esta manera y logrará el resultado representado. Sin embargo, un experto entiende claramente que posiblemente para la optimización de los flujos de calor y en dependencia de las tasas de absorción y tasas de vaporización no debe fluir la corriente de masa completa sino solamente una parte del medio de absorción 16, 18, 36, 38 o del agua a través del circuito completo. Otra parte del medio de absorción 16,18 se puede transportar mediante una bomba separada por ejemplo desde la zona inferior de la estructura de absorción 12 a la superior. Asimismo, puede transportarse una parte del medio de absorción 36 calentado diluido desde una zona inferior a una superior de la estructura de vaporización 32 y así eventualmente atravesar en parte el segundo intercambiador de calor 22 para la recogida de más calor. Y una parte del agua desorbida 42 se puede transportar desde una zona inferior a una zona superior de la estructura de condensación 34. Todas las corrientes de masa o corrientes parciales citadas anteriormente también se pueden conducir al menos parcialmente pasando por delante del segundo y/o tercer intercambiador de calor 22,24 en vez de atravesarlos. También se pueden adaptar las corrientes volumétricas del medio de absorción frío o caliente (p.ej. a través de potencias de bombeo adecuadas) y las corrientes volumétricas de las corrientes de aire (p.ej. a través de una permeabilidad adecuada de la estructura en panal). La presente invención incluye explícitamente tales combinaciones y variantes posibles para la optimización del sistema general en vista del rendimiento en agua y/o el consumo de energía y/o los costes de las instalaciones.

[0031] Para fabricar agua potable a partir del agua desorbida 42 se debe colocar aún eventualmente un proceso de filtro y desinfección o un proceso de mineralización. Estos procesos corresponden al estado de la técnica. Se indica a este respecto que las soluciones de sal o los medios de absorción concentrados propuestos en la presente invención ya tienen un efecto desinfectante fuerte. La mineralización del agua obtenida del aire para simplificar podría suceder de forma que el agua se pasa por un lecho de grava.

[0032] A continuación se describen otros ejemplos de realización no mostrados en la figura del dispositivo 10 para la obtención de agua del aire ambiente 14.

[0033] Así por ejemplo el medio de absorción 36 diluido caliente se puede calentar de nuevo varias veces dentro o fuera del dispositivo de desorción 30 por el hecho de que después de pasar por/a través de la estructura de vaporización 32, se conduce de nuevo por/a través de uno o varios intercambiadores de calor. El/los intercambiador/es de calor se puede/pueden disponer dentro o fuera de la carcasa 46 del dispositivo de desorción 30. También se puede/pueden fijar dentro de la carcasa 46 uno/varios elementos para el calentamiento del medio de absorción 36, que se atraviesan por ejemplo por el fluido de transferencia de calor de los módulos solares 26. El proceso de vaporización se puede apoyar así en gran medida. En otra forma de realización ejemplar los elementos para el calentamiento del medio de absorción 36 se pueden colocar en gran parte de la superficie, de modo que el medio de absorción 36 que fluye sobre estos elementos vaporiza inmediatamente en su superficie.

[0034] Además existe la posibilidad de que dentro de la carcasa 46 del dispositivo de desorción 30 haya una presión reducida por el hecho de eliminar el aire por completo o en parte. Esto se puede lograr por ejemplo mediante una bomba de vacío o por el hecho de que el agua dentro de la carcasa 46 se cuece por calentamiento a través de un elemento calefactor adicional y el vapor de agua puede abandonar la carcasa 46 por una válvula. De esta manera el aire contenido en la carcasa 46 se arrastra por el vapor de agua a través la válvula y se elimina de la carcasa 46. Cuando a continuación se desconecta el elemento calefactor, el agua se enfría de nuevo en la carcasa 46 y a continuación dentro de la carcasa 46 solamente existirá la presión del vapor del vapor de agua. A través de la presión reducida se puede acelerar ahora en gran medida el transporte de vapor de agua de la estructura de vaporización 32 hacia la estructura de condensación 34. Cuando el gas dentro de la carcasa 46 no contiene (casi) aire sino solamente vapor de agua, ya no es necesaria divulgación o convección, sino el vapor de agua puede fluir directamente de la estructura de vaporización 32 a la estructura de condensación 34.

[0035] En este punto se aclara que el concepto "vapor de agua" describe el estado de agregado gaseoso de agua y no una mezcla de aire y gotitas de agua.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Método para la obtención de agua de un aire ambiente (14), donde el método comprende al menos los siguientes pasos del proceso:

- puesta en contacto del aire ambiente (14) con al menos un medio de absorción fluido (16) para la absorción de al menos una parte del agua contenida en el aire ambiente (14);

- transportar un medio de absorción (18) diluido por el agua absorbida a un primer intercambiador de calor (20); - calentar el medio de absorción diluido (18) por medio del primer intercambiador de calor (20);

- pasar al medio de absorción (36) diluido y calentado a al menos un dispositivo de desorción (30), donde en el dispositivo de desorción (30) está dispuesta al menos una estructura de vaporización (32) y al menos una estructura de condensación (34) impregnada de agua y donde el medio de absorción (36) diluido y calentado se suministra al dispositivo de desorción (30) de la estructura de vaporización (32) y en y/o sobre la estructura de vaporización (32) se realiza una vaporización de al menos una parte del agua contenida en el medio de absorción (36) calentado y diluido y que el agua vaporizada por medio de la estructura de vaporización (32) se suministra a la estructura de condensación (34) para la condensación del vapor de agua y la obtención de agua desorbida (42),

donde el agua desorbida (42) en el dispositivo de desorción (30) se transporta al primer intercambiador de calor (20) y por medio del primer intercambiador de calor (20) se realiza un enfriamiento del agua desorbida (42) por medio del medio de absorción (18) diluido.

2. Método según la reivindicación 1,

caracterizado por el hecho de

que esta puesta en contacto del aire ambiente (14) con el medio de absorción líquido (16) se realiza a través de una pulverización del medio de absorción (16) en el aire ambiente (14) o por medio de una conducción del aire ambiente (14) a través de una primera estructura de absorción (12) impregnada con el medio de absorción (16).

3. Método según la reivindicación 1 o 2,

caracterizado por el hecho de

que un calentamiento adicional del medio de absorción (36) diluido y calentado se realiza mediante al menos un dispositivo de calentamiento, donde el/los dispositivo/s de calentamiento se disponen antes y/o después y/o fuera y/o dentro del dispositivo de desorción (30).

4. Método según la reivindicación 3,

caracterizado por el hecho de

que el dispositivo de calentamiento comprende al menos un segundo intercambiador de calor (22) dispuesto entre el primer intercambiador de calor (20) y el dispositivo de desorción (30);

o

por que el dispositivo de calentamiento comprende al menos un segundo intercambiador de calor (22) dispuesto entre el primer intercambiador de calor (20) y el dispositivo de desorción (30) y que el segundo intercambiador de calor (22) está en conexión activa con al menos un dispositivo de calefacción, en particular al menos un módulo solar (26) y/o al menos un sistema de tubos flexibles (28) con un fluido de transferencia de calor.

5. Método según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el suministro del agua vaporizada a la estructura de condensación (34) se realiza mediante una corriente de aire (40) natural y/o producida técnicamente; o que el suministro del agua vaporizada a la estructura de condensación (34) se realiza mediante difusión natural.

6. Método según una de las reivindicaciones 1 o 5, caracterizado por el hecho de que dentro del dispositivo de desorción (30) se crea una presión negativa para el apoyo del suministro del agua vaporizada a la estructura de condensación (34).

7. Método según una de las reivindicaciones 1, 5 o 6, caracterizado por el hecho de que la estructura de condensación (34) se impregna al menos parcialmente con agua (44) enfriada, desorbida a través del primer intercambiador de calor (20).

8. Método según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 7, caracterizado por el hecho de que en la estructura de vaporización (32) se realiza una concentración del medio de absorción diluido (36) obteniendo un medio de absorción concentrado (38), donde el medio de absorción concentrado (38) se suministra a la primera estructura de absorción (12) con o sin la interposición de un tercer intercambiador de calor (24);

o

por que en la estructura de vaporización (32) se realiza una concentración del medio de absorción diluido (36) para obtener un medio de absorción concentrado (38), donde el medio de absorción concentrado (38) se suministra a la primera estructura de absorción (12) con la interposición de un tercer intercambiador de calor (24), y el tercer intercambiador de calor (24) está dispuesto en la dirección del flujo del medio de absorción diluido (18), es decir del medio de absorción (36) diluido y caliente después del primer intercambiador de calor (20), donde el medio de absorción diluido (36) se calienta por el tercer intercambiador de calor (24) antes de entrar en el dispositivo de desorción (30).

9. Dispositivo para la obtención de agua de un aire ambiente (14) que comprende

- al menos un dispositivo para la colocación y/o conducción de un medio de absorción fluido (16) sobre y/o hacia una primera estructura de absorción (12), donde la primera estructura de absorción (12) está formada para la absorción de al menos una parte del agua contenida en el aire ambiente (14);

- al menos un dispositivo de transporte (48) para el transporte de un medio de absorción (18) diluido a través del agua absorbida a un primer intercambiador de calor (20), donde a través del primer intercambiador de calor (20) se realiza un calentamiento del medio de absorción diluido (18); y

- al menos un dispositivo de desorción (30), donde en el dispositivo de desorción (30) está dispuesta al menos una estructura de vaporización (32) y al menos una estructura de condensación (34), y donde el medio de absorción (36) diluido y calentado se suministra al dispositivo de desorción (30) de la estructura de vaporización (32) y en y/o sobre la estructura de vaporización (32) se realiza una vaporización de al menos una parte del agua contenida en el medio de absorción (36) calentado diluido y que el agua vaporizada por medio de la estructura de vaporización (32) se suministra a la estructura de condensación (34) para la condensación del vapor de agua y para la obtención de agua desorbida (42),

donde el primer intercambiador de calor (20) se conecta al dispositivo de desorción (30), de manera que el agua desorbida (42) en el dispositivo de desorción (30) se enfría por medio del medio de absorción diluido (18), - al menos un sistema de conductos (50), donde el sistema de conductos (50) se configura de tal manera que la estructura de condensación (34) se impregna al menos parcialmente con el agua (44) fría desorbida por el primer intercambiador de calor (20).

10. Dispositivo según la reivindicación 9, caracterizado por el hecho de que el dispositivo (10) comprende al menos un dispositivo de calentamiento adicional para calentar más el medio de absorción (36) caliente diluido, donde el/los dispositivo/s de calentamiento se dispone/n antes y/o después y/o fuera y/o dentro del dispositivo de desorción (30).

11. Dispositivo según la reivindicación 10, caracterizado por el hecho de que el dispositivo de calentamiento comprende al menos un segundo intercambiador de calor (22) dispuesto entre el primer intercambiador de calor (20) y el dispositivo de desorción (30), donde el segundo intercambiador de calor (22) está conectado por un lado al primer intercambiador de calor (22) de forma conductora de fluidos y por otro lado al dispositivo de desorción (30) de forma conductora de fluidos.

12. Dispositivo según la reivindicación 11, caracterizado por el hecho de que el segundo intercambiador de calor (22) está en conexión operativa con al menos un dispositivo de calentamiento

o

por que el segundo intercambiador de calor (22) está en conexión operativa con al menos un dispositivo de calentamiento y el dispositivo de calentamiento comprende al menos un módulo solar (26) y/o al menos un sistema de tubos flexibles (28) con un líquido de medio de transferencia térmica.

13. Dispositivo según la reivindicación 11, caracterizado por el hecho de que el/los dispositivo/s de calentamiento comprende/n intercambiadores de calor, módulos solares y/o sistemas de conductos para fluidos de transferencia de calor.

14. Dispositivo según la reivindicación 9, caracterizado por el hecho de que el dispositivo de desorción (30) comprende medios para el transporte del agua vaporizada por medio de la estructura de vaporización (32) a la estructura de condensación (34) y/o por que comprende el dispositivo (10) comprende medios para crear una presión negativa en el dispositivo de desorción (30).

15. Dispositivo según una de las reivindicaciones 9 hasta 14, caracterizado por el hecho de que el dispositivo (10) comprende al menos un sistema de conductos (52), donde el sistema de conductos (52) está configurado de tal manera que el medio de absorción concentrado (38) que sale del dispositivo de desorción (30) se suministra a la primera estructura de absorción (12) con o sin interposición de un tercer intercambiador de calor (24);

o

por que el dispositivo (10) comprende al menos un sistema de conductos (52), donde el sistema de conductos (52) está diseñado de tal manera que el medio de absorción concentrado (38) que sale del dispositivo de desorción (30) se suministra a la primera estructura de absorción (12) con o sin la interposición de un tercer intercambiador de calor (24), y el tercer intercambiador de calor (24) está dispuesto en la dirección del flujo del medio de absorción diluido (18), es decir, del medio de absorción calentado y diluido (36), después del primer intercambiador de calor (20), donde por medio del tercer intercambiador de calor (24) se calienta el medio de absorción diluido (36) antes de entrar en el dispositivo de desorción (30).