ITBO20090566A1

ITBO20090566A1 - PLANT AND METHOD OF WATER STEAM CONDENSATION

Info

Publication number: ITBO20090566A1
Application number: IT000566A
Authority: IT
Inventors: Paolo Amadesi; Luciano Beltrame; Srefano Rubini
Original assignee: Paolo Amadesi; Luciano Beltrame; Rubini Stefano
Priority date: 2009-09-03
Filing date: 2009-09-03
Publication date: 2011-03-04

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

del brevetto per Invenzione Industriale dal titolo: of the patent for Industrial Invention entitled:

“IMPIANTO E METODO DI CONDENSAZIONE DI VAPORE ACQUEO” "PLANT AND METHOD OF WATER VAPOR CONDENSATION"

La presente invenzione è relativa ad un impianto ed un metodo di condensazione di vapore acqueo; in particolare, per la condensazione di vapore acqueo presente nell’atmosfera di un ambiente, in cui la temperatura e l’umidità sono di elevata grandezza, ad esempio in un ambiente a clima desertico. The present invention relates to a water vapor condensation plant and method; in particular, due to the condensation of water vapor present in the atmosphere of an environment, in which the temperature and humidity are of high magnitude, for example in a desert climate environment.

In un ambiente a clima desertico del tipo sopra descritto, è noto di utilizzare un impianto dissalatore per ricavare acqua dolce a partire da acqua di mare. In a desert climate environment of the type described above, it is known to use a desalinator plant to obtain fresh water from sea water.

Un impianto dissalatore del tipo sopra descritto presenta l’inconveniente di dover essere installato in prossimità del mare e, di conseguenza, l’acqua dissalata deve essere distribuita ai centri abitati mediante sistemi di distribuzione come autobotti o simili. A desalinated plant of the type described above has the drawback of having to be installed near the sea and, consequently, the desalinated water must be distributed to built-up areas through distribution systems such as tank trucks or the like.

Si sottolinea, che i sistemi di distribuzioni sopra descritti oltre ad essere costosi definiscono un limite massimo della quantità di acqua trasportabile, con il rischio di non poter rifornire un’utenza della quantità di acqua necessaria. It should be emphasized that the distribution systems described above, in addition to being expensive, define a maximum limit on the amount of transportable water, with the risk of not being able to supply a user with the necessary amount of water.

Scopo della presente invenzione è di fornire un impianto che possa essere predisposto all’interno di centri abitati, la cui installazione sia adattabile alle condizioni dell’area in cui deve essere collocato e che sia in grado di garantire una quantità di acqua giornaliera prestabilita, anche in caso di variazione delle condizioni climatiche. The purpose of the present invention is to provide a system that can be set up inside inhabited centers, whose installation is adaptable to the conditions of the area in which it is to be located and which is able to guarantee a predetermined daily quantity of water, even in the event of a change in climatic conditions.

Secondo la presente invenzione viene fornito un impianto di condensazione di vapore acqueo secondo quanto licitato nella rivendicazione 1 e, preferibilmente, in una qualsiasi delle rivendicazioni successive dipendenti direttamente o indirettamente dalla rivendicazione 1. According to the present invention, a water vapor condensation plant is provided according to what is disclosed in claim 1 and, preferably, in any of the subsequent claims directly or indirectly dependent on claim 1.

Secondo la presente invenzione viene fornito un metodo di condensazione di vapore acqueo secondo quanto licitato nella rivendicazione 7 e, preferibilmente, in una qualsiasi delle rivendicazioni dipendenti direttamente o indirettamente dalla rivendicazione 7. According to the present invention, a water vapor condensation method is provided as set forth in claim 7 and, preferably, in any one of the claims directly or indirectly dependent on claim 7.

L’invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano degli esempi di attuazione non limitativi, in cui: The invention will now be described with reference to the attached drawings, which illustrate non-limiting examples of implementation, in which:

-la figura 1 è una vista schematica e sviluppata in piano, con parti asportate per chiarezza, di una preferita forma di attuazione dell’impianto della presente invenzione; Figure 1 is a schematic and plan view, with parts removed for clarity, of a preferred embodiment of the plant of the present invention;

- la figura 2 è una sezione longitudinale di un particolare della presente invenzione; figure 2 is a longitudinal section of a detail of the present invention;

- la figura 3 e una sezione trasversale del particolare della figura 2; Figure 3 is a cross section of the detail of Figure 2;

- la figura 4 è una vista dall’alto con parti asportate per chiarezza dell’impianto della presente invenzione; e - Figure 4 is a top view with parts removed for clarity of the system of the present invention; And

-la figura 5 illustra una variante della figura 1. figure 5 illustrates a variant of figure 1.

Nella figura 1, con 1 è indicato nel suo complesso un impianto di condensazione di vapore acqueo contenuto nell’atmosfera di un ambiente, in cui la temperatura e l’umidità relativa sono elevate. In Figure 1, 1 indicates as a whole a water vapor condensation plant contained in the atmosphere of an environment, in which the temperature and relative humidity are high.

L’impianto 1 comprende un refrigeratore 2, un’unità di raffreddamento 3, un’unità di condensazione 4, un’unità di raccolta 5, per la condensa prodotta, ed un circuito idraulico 6, in cui scorre un fluido refrigerante e che comprende, a sua volta, una porzione di raffreddamento 6a ed una porzione di condensazione 6b. In particolare, la porzione di raffreddamento 6a attraversa il refrigeratore 2 e l’unità di raffreddamento 3, mentre la porzione di condensazione 6b attraversa il refrigeratore 2 e l’unità di condensazione 4. The plant 1 comprises a chiller 2, a cooling unit 3, a condensing unit 4, a collection unit 5, for the condensate produced, and a hydraulic circuit 6, in which a refrigerant fluid flows and which comprises , in turn, a cooling portion 6a and a condensing portion 6b. In particular, the cooling portion 6a passes through the chiller 2 and the cooling unit 3, while the condensing portion 6b passes through the chiller 2 and the condensing unit 4.

Il refrigeratore 2 è di tipo noto, comunemente chiamato CHILLER, e comprende una pompa 7 che regola la portata del fluido refrigerante all’interno del circuito idraulico 6. The chiller 2 is of the known type, commonly called CHILLER, and includes a pump 7 which adjusts the flow rate of the refrigerant fluid inside the hydraulic circuit 6.

L’impianto 1 presenta, inoltre, delle bocche di ingresso 8 di aria prelevata dall’ambiente esterno e delle bocche di uscita 9 dell’aria dall’impianto 1 stesso. In corrispondenza di ciascuna delle dette bocche di ingresso 8, l’impianto 1 comprende una rispettiva ventola 10. The system 1 also has inlets 8 for the air taken from the external environment and inlets 9 for the air from the system 1 itself. At each of the said inlets 8, the system 1 comprises a respective fan 10.

Inoltre, l’impianto 1 comprende un’unità di controllo 11 collegata alla pompa 7 ed alle ventole 10, in modo da regolare la portata di aria prelevata dall’ambiente esterno e di fluido refrigerante, in base ai valori della temperatura e dell’umidità relativa dell’ambiente esterno stesso, come verrà spiegato meglio in seguito. Furthermore, the system 1 comprises a control unit 11 connected to the pump 7 and to the fans 10, so as to regulate the flow of air drawn from the external environment and of the refrigerant fluid, based on the values of temperature and humidity. relative to the external environment itself, as will be explained better later.

Secondo quanto illustrato nella figura 1, l’unità di raffreddamento 3 e l’unità di condensazione 4 sono collegate, come verrà spiegato meglio in seguito, in serie tra loro lungo la direzione avanzamento del fluido refrigerante attraverso il circuito idraulico 6. As illustrated in Figure 1, the cooling unit 3 and the condensing unit 4 are connected, as will be explained better below, in series with each other along the direction of advancement of the refrigerant fluid through the hydraulic circuit 6.

In particolare, l’unità di raffreddamento 3 e l’unità di condensazione 4 comprendono una pluralità di elementi modulari 12, che si distinguono in moduli rettilinei 12a e moduli curvi 12b. In particular, the cooling unit 3 and the condensing unit 4 comprise a plurality of modular elements 12, which are divided into straight modules 12a and curved modules 12b.

I moduli rettilinei 12a ed i moduli curvi 12b dell’unità di raffreddamento 3 sono uguali a quelli dell’unità di condensazione 4. The straight modules 12a and the curved modules 12b of the cooling unit 3 are the same as those of the condensing unit 4.

L’unità di raffreddamento 3 presenta una porzione di pre-raffreddamento 3a a se stante ed una porzione di raffreddamento 3b, quest’ultima è collegata all’unità di condensazione 4 mediante un modulo di connessione 13 curvo, che mette in comunicazione un modulo rettilineo 12a di estremità della porzione di raffreddamento 3b con un modulo rettilineo 12a di estremità dell’unità di condensazione 4. The cooling unit 3 has a separate pre-cooling portion 3a and a cooling portion 3b, the latter being connected to the condensing unit 4 by means of a curved connection module 13, which communicates a straight module 12a at the end of the cooling portion 3b with a straight module 12a at the end of the condensing unit 4.

La porzione di raffreddamento 3b e l’unità di condensazione 4 uniti tra loro, secondo le modalità descritte in precedenza, definiscono un gruppo di raffreddamento 14. The cooling portion 3b and the condensing unit 4 joined together, according to the methods described above, define a cooling unit 14.

L’unità di raffreddamento 3 e l’unità di condensazione 4 comprendono, inoltre, una pluralità di gruppi di scambio termico 15, ciascuno dei quali è definito dal collegamento di una pluralità di moduli rettilinei 12a. Preferibilmente, ciascun gruppo di scambio termico 15 comprende quattro moduli rettilinei 12a; due gruppi di scambio termico 15 adiacenti sono collegati tra loro mediante un rispettivo modulo curvo 12b. The cooling unit 3 and the condensing unit 4 also comprise a plurality of heat exchange groups 15, each of which is defined by the connection of a plurality of straight modules 12a. Preferably, each heat exchange group 15 comprises four straight modules 12a; two adjacent heat exchange groups 15 are connected to each other by means of a respective curved module 12b.

Secondo quanto illustrato nella figura 1, la porzione di pre-raffreddamento 3a comprende un gruppo di scambio termico 15, la porzione di raffreddamento 3b comprende quattro gruppi di scambio termico 15, mentre l’unità di condensazione 4 comprende quindici gruppi di scambio termico 15. As shown in Figure 1, the pre-cooling portion 3a includes a heat exchange group 15, the cooling portion 3b includes four heat exchange groups 15, while the condensing unit 4 includes fifteen heat exchange groups 15.

Secondo una variante, non illustrata, il numero dei gruppi di scambio termico 15 dell’unità di raffreddamento 3 e dell’unità di condensazione 4 può essere diverso da quello indicato precedentemente. According to a variant, not shown, the number of heat exchange groups 15 of the cooling unit 3 and of the condensing unit 4 may be different from that indicated above.

Secondo quanto illustrato nelle figure 2 e 3, ciascun modulo rettilineo 12a comprende un corpo interno 16 tubolare, che presenta un asse 17, ed una pluralità di alette 18, che sono applicate esternamente al corpo interno 16 e sono disposte a raggiera ed uniformemente distribuite tra loro attorno all’asse 17 stesso. Inoltre, il corpo interno 16 comprende una flangia 20, disposta in corrispondenza di ciascuna estremità assiale, e presenta una porzione terminale 19 interposta tra ciascuna flangia 20 e le alette 18. Preferibilmente, il corpo interno 16 è realizzato di alluminio. According to what is illustrated in Figures 2 and 3, each rectilinear module 12a comprises an internal tubular body 16, which has an axis 17, and a plurality of fins 18, which are applied externally to the internal body 16 and are arranged in a radial pattern and uniformly distributed between them around axis 17 itself. Furthermore, the internal body 16 comprises a flange 20, arranged at each axial end, and has a terminal portion 19 interposed between each flange 20 and the fins 18. Preferably, the internal body 16 is made of aluminum.

Le alette 18 si estendono lungo l’asse 17 e ricoprono solo una porzione intermedia del corpo interno 16; le porzioni terminali 19 sono speculari tra loro. The fins 18 extend along the axis 17 and cover only an intermediate portion of the internal body 16; the end portions 19 are mirrored to each other.

Ciascun modulo rettilineo 12a comprende, inoltre, un corpo esterno 21, che è coassiale all’asse 17 e riveste esternamente le alette 18; l’estensione longitudinale del corpo esterno 21 è uguale a quella delle alette 18. Each straight module 12a also includes an external body 21, which is coaxial to the axis 17 and externally covers the fins 18; the longitudinal extension of the external body 21 is equal to that of the fins 18.

Il corpo esterno 21 è un corpo laminare, internamente cavo e con sezione trasversale di forma quadrata; in particolare, il corpo esterno 21 presenta una pluralità di pareti 22 laterali collegate tra loro. The external body 21 is a laminar body, internally hollow and with a square cross section; in particular, the external body 21 has a plurality of side walls 22 connected to each other.

Il corpo esterno 21 è realizzato di acciaio inossidabile ed è collegato, in corrispondenza di una zona intermedia di ciascuna parete 22, ad una rispettiva aletta 18 del corpo interno 16 mediante un corrispondente elemento di collegamento 23 (ad esempio un angolare). Ciascun elemento di collegamento 23 è un corpo ad L ed è solidale lungo un lato alla rispettiva aletta 18 e lungo l’altro lato alla rispettiva parete 22. The external body 21 is made of stainless steel and is connected, in correspondence with an intermediate zone of each wall 22, to a respective fin 18 of the internal body 16 by means of a corresponding connection element 23 (for example a corner piece). Each connecting element 23 is an L-shaped body and is integral along one side to the respective fin 18 and along the other side to the respective wall 22.

A ciascuna parete 22 si affaccia una pluralità di alette 18 e la distanza tra l’estremità libera di ciascuna aletta 18 e la relativa parete 22 è sostanzialmente costante. A plurality of fins 18 faces each wall 22 and the distance between the free end of each fin 18 and the relative wall 22 is substantially constant.

Secondo quanto illustrato nella figura 3, le alette 18 sono differenti tra loro in relazione alla propria disposizione rispetto al corpo esterno 21; in particolare, l’estensione radiale rispetto all’asse 17 di ciascuna aletta 18 è crescente direttamente all’aumentare della distanza della zona della parete 22 a cui sono affacciate dall’asse 17 stesso. Le alette 18 di dimensione minore sono quelle parallele ad almeno una parete 22; preferibilmente, le alette 18 sono sedici e le alette 18 contrapposte uguali tra loro. According to what is illustrated in Figure 3, the fins 18 are different from each other in relation to their arrangement with respect to the external body 21; in particular, the radial extension with respect to the axis 17 of each fin 18 increases directly as the distance of the area of the wall 22 which faces the axis 17 itself increases. The smallest fins 18 are those parallel to at least one wall 22; preferably, the fins 18 are sixteen and the opposite fins 18 are equal to each other.

I moduli rettilinei 12a adiacenti tra loro di un gruppo di scambio termico 15 sono connessi tra loro, secondo modalità note, mediante rispettive flange 20 in corrispondenza di una zona di collegamento; l’estensione della porzione terminale 19 di ciascun modulo rettilineo 12a è tale da permettere ad un operatore di effettuare il collegamento tra le flange 20 stesse. The rectilinear modules 12a adjacent to each other of a heat exchange unit 15 are connected to each other, according to known methods, by means of respective flanges 20 in correspondence with a connection area; the extension of the terminal portion 19 of each straight module 12a is such as to allow an operator to make the connection between the flanges 20 themselves.

Inoltre, ciascun gruppo di scambio termico 15 comprende in corrispondenza di ciascuna zona di collegamento un rispettivo manicotto 24, che è coassiale all’asse 17 ed è collegato, secondo modalità note (ad esempio bullonatura) ai corpi esterni 21 dei relativi moduli rettilinei 12a adiacenti. Preferibilmente, ciascun manicotto 24 collega tra loro i corpi esterni 21 in modo ermetico ed è realizzato di acciaio inossidabile. Furthermore, each heat exchange group 15 comprises at each connection zone a respective sleeve 24, which is coaxial to the axis 17 and is connected, according to known methods (for example bolting) to the external bodies 21 of the relative adjacent straight modules 12a . Preferably, each sleeve 24 connects the external bodies 21 together in a hermetic way and is made of stainless steel.

Il collegamento tra due moduli rettilinei 12a adiacenti è tale da allineare tra loro i moduli rettilinei 12a stessi, in modo che i rispettivi corpi interni 16 siano coassiali e siano collegati tra loro impermeabilmente. The connection between two adjacent rectilinear modules 12a is such as to align the rectilinear modules 12a with each other, so that the respective internal bodies 16 are coaxial and are waterproofly connected to each other.

L’unione dei corpi interni 16 dell’unità di raffreddamento 3 definisce parte della porzione di raffreddamento 6a del circuito idraulico 6; analogamente, l’unione dei corpi interni 16 dell’unità di condensazione 4 definisce parte della porzione di condensazione 6b del circuito idraulico 6. The union of the internal bodies 16 of the cooling unit 3 defines part of the cooling portion 6a of the hydraulic circuit 6; similarly, the union of the internal bodies 16 of the condensing unit 4 defines part of the condensation portion 6b of the hydraulic circuit 6.

L’unione dei moduli 12 definisce un condotto 25 di passaggio dell’aria limitato esternamente dal corpo esterno 21 e limitato internamente dal corpo interno 16. In particolare, l’unione dei moduli 12 della porzione di preraffreddamento 3a definisce un condotto di preraffreddamento fluido 25a e, analogamente, l’unione dei moduli 12 del gruppo di raffreddamento 14 definisce un condotto di raffreddamento aria 25b. The union of the modules 12 defines an air passage duct 25 limited externally by the external body 21 and internally limited by the internal body 16. In particular, the union of the modules 12 of the pre-cooling portion 3a defines a fluid pre-cooling duct 25a and, similarly, the union of the modules 12 of the cooling unit 14 defines an air cooling duct 25b.

Si osserva, che i moduli 12 dell’unità di condensazione 14 sono atti a condensare il vapore acqueo contenuto nell’aria introdotta all’interno del condotto di raffreddamento aria 25b. It is noted that the modules 12 of the condensing unit 14 are designed to condense the water vapor contained in the air introduced into the air cooling duct 25b.

Secondo quanto illustrato nella figura 1, ciascun modulo curvo 12b comprende un corpo interno 16 tubolare ripiegato ad U ed un corpo esterno 21 che riveste esternamente il corpo interno 16 stesso ed è ripiegato ad U. Analogamente a quanto descritto in precedenza, anche le estremità libere di corpo interno 16 di ciascun modulo curvo 12b sono limitate da rispettive flange 20 di collegamento. According to what is illustrated in Figure 1, each curved module 12b comprises an internal tubular body 16 folded into a U and an external body 21 which externally covers the internal body 16 itself and is folded into a U. Similarly to what has been previously described, also the free ends of internal body 16 of each curved module 12b are limited by respective connecting flanges 20.

Ciascun modulo curvo 12b collega due gruppi di scambio termico 15 adiacenti ed, in particolare, ciascuna flangia 20 del modulo curvo 12b è connessa ad una flangia 20 corrispondenza di un modulo rettilineo 12a di estremità di un rispettivo gruppo di scambio termico 15. Each curved module 12b connects two adjacent heat exchange groups 15 and, in particular, each flange 20 of the curved module 12b is connected to a flange 20 corresponding to a straight end module 12a of a respective heat exchange group 15.

Secondo quanto illustrato nella figura 1, gli assi 17, allineati tra loro, dei moduli rettilinei 12b di ciascun gruppo di scambio termico 15 sono disposti trasversalmente, in pratica verticalmente, rispetto ad un piano di appoggio A. As illustrated in Figure 1, the axes 17, aligned with each other, of the rectilinear modules 12b of each heat exchange group 15 are arranged transversely, in practice vertically, with respect to a support plane A.

Ciascun modulo curvo 12b dell’unità di condensazione 4 disposto nella parte inferiore, vale a dire nell’area ad energia potenziale inferiore, dell’impianto 1 è collegato all’unità di raccolta 5 della condensa. Each curved module 12b of the condensing unit 4 arranged in the lower part, i.e. in the lower potential energy area, of the system 1 is connected to the condensate collection unit 5.

L’unità di raccolta 5 comprende una pluralità di condotti di drenaggio 26, ciascuno dei quali è collegato(secondo modalità note non illustrate) ad un rispettivo modulo curvo 12b disposto nella parte inferiore dell’impianto 1, un collettore 28, una pluralità di valvole di regolazione 27, ciascuna delle quali è attraversata da un rispettivo condotto di drenaggio 26 ed è disposta tra il collettore 28 ed il relativo modulo curvo 12b, un condotto di scarico 29, che è disposto a valle del collettore 28 rispetto il flusso della condensa, ed un’unità di trattamento 30 della condensa. The collection unit 5 comprises a plurality of drainage ducts 26, each of which is connected (according to known methods not shown) to a respective curved module 12b arranged in the lower part of the system 1, a manifold 28, a plurality of valves control 27, each of which is crossed by a respective drainage duct 26 and is arranged between the manifold 28 and the relative curved module 12b, a discharge duct 29, which is arranged downstream of the manifold 28 with respect to the flow of condensate, and a condensate treatment unit 30.

Tale unità di trattamento 30 della condensa è atta ad igienizzare la condensa; in particolare, l’unità di trattamento 30 è atta a rendere potabile la condensa, ad esempio aggiungendo sali minerali alla condensa stessa. This condensate treatment unit 30 is adapted to sanitize the condensate; in particular, the treatment unit 30 is suitable for making the condensate drinkable, for example by adding mineral salts to the condensate itself.

Secondo la figura 1, si osserva che il modulo di connessione 13 tra l’unità di raffreddamento 3 e l’unità di condensazione 4 è disposto nella parte inferiore dell’impianto 1 ed è collegato ad un rispettivo condotto di drenaggio 26 ed è attraversato da rami di connessione della porzione di raffreddamento 6a e della porzione di condensazione 6b. According to Figure 1, it can be seen that the connection module 13 between the cooling unit 3 and the condensing unit 4 is arranged in the lower part of the system 1 and is connected to a respective drainage duct 26 and is crossed by connecting branches of the cooling portion 6a and of the condensing portion 6b.

Secondo quanto illustrato nella figura 1, il gruppo di raffreddamento 14 presenta una bocca di ingresso 8, disposta in corrispondenza di un modulo 12 di estremità libero dell’unità di condensazione 4, ed una bocca di uscita 9 disposta in corrispondenza un modulo 12 di estremità libero della porzione di raffreddamento 3b. Analogamente, la porzione di pre-raffreddamento 3a presenta una bocca di ingresso 8 ed una bocca di uscita 9, ciascuna delle quali è disposta in corrispondenza di un rispettivo modulo 12 di estremità della porzione di pre-raffreddamento 3a stessa. As shown in Figure 1, the cooling unit 14 has an inlet 8, arranged in correspondence with a free end module 12 of the condensing unit 4, and an outlet 9 arranged in correspondence with an end module 12. free of the cooling portion 3b. Similarly, the pre-cooling portion 3a has an inlet 8 and an outlet 9, each of which is arranged at a respective end module 12 of the pre-cooling portion 3a itself.

Preferibilmente, le bocche di ingresso 8 dell’aria prelevata dall’esterno sono nella parte superiore dell’impianto 1; mentre, le bocche di uscita 9 sono nella parte inferiore dell’impianto 1 stesso. Preferably, the inlets 8 of the air drawn from the outside are in the upper part of the system 1; while, the outlets 9 are in the lower part of the plant 1 itself.

Secondo quanto illustrato nella figura 4, i gruppi di scambio termico 15 possono essere affiancati tra loro su più lati. As illustrated in Figure 4, the heat exchange units 15 can be placed side by side on several sides.

Secondo la variante illustrata nella figure 5, più impianti 1 possono essere disposti affiancati tra loro; in particolare, gli impianti 1 possono essere speculari tra loro. According to the variant illustrated in Figure 5, several implants 1 can be arranged side by side; in particular, the systems 1 can be mirrored to each other.

In caso di una pluralità di impianti 1 può essere prevista un’unità di controllo 11 centralizzata, che regola contemporaneamente il funzionamento di tutti gli impianti 1. In the case of a plurality of systems 1, a centralized control unit 11 may be provided, which simultaneously regulates the operation of all systems 1.

Secondo la variante illustrata nella figura 5, l’unità di raffreddamento 3 comprende solo la porzione di preraffreddamento 3a. According to the variant shown in Figure 5, the cooling unit 3 includes only the pre-cooling portion 3a.

In uso, l’aria dell’ambiente esterno viene alimentata attraverso la bocca di ingresso 8 del gruppo di raffreddamento 14 all’interno del condotto di raffreddamento aria 25b, mentre il refrigeratore 2 alimenta il fluido refrigerante nel circuito idraulico 6, che attraversa il gruppo di raffreddamento 14 stesso. Nel gruppo di raffreddamento 14, il flusso dell’aria e quello del fluido refrigerante sono in controcorrente. In use, the air from the external environment is fed through the inlet 8 of the cooling unit 14 into the air cooling duct 25b, while the cooler 2 feeds the refrigerant fluid into the hydraulic circuit 6, which passes through the unit cooling 14 itself. In the cooling unit 14, the flow of air and that of the refrigerant fluid are in countercurrent.

Durante l’attraversamento dell’unità di condensazione 4 il vapore acqueo contenuto all’interno dell’aria condensa al contatto con i corpi interni 16, all’interno dei quali scorre il fluido refrigerante. La condensa viene convogliata verso la parte inferiore dell’impianto 1, attraverso i condotti di drenaggio 26, nel collettore 28. As it passes through the condensing unit 4, the water vapor contained within the air condenses on contact with the internal bodies 16, inside which the refrigerant fluid flows. The condensate is conveyed to the lower part of the system 1, through the drainage ducts 26, into the manifold 28.

Infine, la condensa viene convogliata nel condotto di scarico 29 da cui viene alimentata, secondo modalità note (non illustrate), alle utenze. Preferibilmente, la condensa prodotta viene trattata, a seconda delle necessità, mediante l’unità di trattamento 30 disposta nell’unità di raccolta 5; ad esempio, la condensa può venire mineralizzata. Finally, the condensate is conveyed into the discharge duct 29 from which it is fed, according to known methods (not shown), to the users. Preferably, the condensate produced is treated, as needed, by means of the treatment unit 30 arranged in the collection unit 5; for example, condensate can be mineralized.

Durante l’attraversamento del tratto corrispondente all’unità di condensazione, l’aria viene deumidificata e raffreddata a contatto con la porzione di condensazione 6b del circuito idraulico 6. Mentre nel tratto del gruppo di raffreddamento 14, definito dai moduli 12 dell’unità di raffreddamento 3b, l’aria fredda e secca viene utilizzata per raffreddare il fluido refrigerante, che scorre lungo un tratto della porzione di raffreddamento 6a. While crossing the section corresponding to the condensing unit, the air is dehumidified and cooled in contact with the condensing portion 6b of the hydraulic circuit 6. While in the section of the cooling unit 14, defined by the modules 12 of the cooling 3b, the cold and dry air is used to cool the refrigerant fluid, which flows along a section of the cooling portion 6a.

Per quanto riguarda la porzione di pre-raffreddamento 3a, l’aria dell’ambiente esterno viene alimentata, attraverso la bocca di ingresso, 8 all’interno del condotto di raffreddamento fluido 25a; mentre, il refrigeratore 2 alimenta il fluido refrigerante nella porzione di raffreddamento 6a. As for the pre-cooling portion 3a, the air from the external environment is fed, through the inlet, 8 inside the fluid cooling duct 25a; while, the cooler 2 feeds the coolant fluid into the cooling portion 6a.

In particolare, nella porzione di pre-raffreddamento 3a, il flusso di aria e di fluido refrigerante sono in equicorrente. In particular, in the pre-cooling portion 3a, the flow of air and refrigerant fluid are in co-current.

L’impianto 1 può produrre una quantità di condensa compresa tra 1,4 e 3 dm<3>dora/ ed è dimensionato in modo da garantire una portata di aria in ingresso fino a 30 dm<3>ds/. System 1 can produce a quantity of condensate between 1.4 and 3 dm <3> dora / and is sized to ensure an inlet air flow of up to 30 dm <3> ds /.

In particolare, l’impianto 1 produce, mediante le regolazioni dell’unità di controllo 11, una portata di condensa sostanzialmente costante, anche al variare delle condizioni atmosferiche esterne. In particular, the plant 1 produces, through the adjustments of the control unit 11, a substantially constant condensate flow rate, even when the external atmospheric conditions vary.

L’unità di controllo 11 regola la portata di aria e la portata del fluido refrigerante, in base ai valori della temperatura e dell’umidità dell’ambiente esterno, che vengono rilevati con metodi e dispositivi di tipo noto (non illustrati) ad esempio mediante un termometro ed uno psicrometro. The control unit 11 regulates the air flow rate and the refrigerant fluid flow rate, on the basis of the temperature and humidity values of the external environment, which are detected with known methods and devices (not shown), for example by means of a thermometer and a psychrometer.

L’unità di controllo 11 regola il funzionamento della pompa 7 e delle ventole 10, una volta stabilita una quantità costante di condensa da produrre nell’unità di tempo, in base alla relazione: The control unit 11 regulates the operation of pump 7 and fans 10, once a constant amount of condensate to be produced in the unit of time has been established, based on the relationship:

in cui c è un parametro dato dalla relazione where c is a parameter given by the relation

dove Q è la quantità di condensa che si vuole produrre ed in genere è compresa tra 380 e 560 dgds/ e k è un parametro compreso tra 5 e 6. Vantaggiosamente, k è pari a 5,8. Inoltre, f è la quantità di aria immessa attraverso le ventole 10 dm<3>ds/; d è un parametro compreso tra 0,05 e 0,06. Vantaggiosamente, d è pari a 0,0586. Infine, H è l’umidità relativa espressa in termini frazionari (%); T è la temperatura dell’aria in ingresso d°C/; e T2 è la temperatura di raffreddamento raggiunta dal fluido refrigerante d°C/. where Q is the quantity of condensate to be produced and is generally between 380 and 560 dgds / and k is a parameter between 5 and 6. Advantageously, k is equal to 5.8. Furthermore, f is the quantity of air blown through the fans 10 dm <3> ds /; d is a parameter between 0.05 and 0.06. Advantageously, d is equal to 0.0586. Finally, H is the relative humidity expressed in fractional terms (%); T is the inlet air temperature d ° C /; and T2 is the cooling temperature reached by the refrigerant fluid d ° C /.

Si osserva, che la temperatura T2viene regolata mediante la variazione della portata del fluido refrigerante, che è ottenuta mediante la regolazione della pompa 7. It is observed that the temperature T2 is regulated by means of the variation of the flow rate of the refrigerant fluid, which is obtained by means of the regulation of the pump 7.

Da quanto sopra esposto discende, che l’impianto 1 è di facile installazione grazie alla modularità della propria struttura; in particolare, è favorita l’installazione in aree remote, ad esempio sul tetto di un palazzo o su di una struttura sopraelevata. From the above it follows that the system 1 is easy to install thanks to the modularity of its structure; in particular, installation in remote areas is favored, for example on the roof of a building or on an elevated structure.

L’impianto 1 può essere inserito in aree già urbanizzate adattandosi nelle dimensioni e nella disposizione alle strutture pre-esistenti; inoltre, la struttura propria dell’impianto 1 permette la propria installazione nelle vicinanze delle utenze, eliminando o riducendo notevolmente i costi di trasporto dell’acqua prodotta. System 1 can be inserted in already urbanized areas by adapting in size and layout to the pre-existing structures; in addition, the structure of the plant 1 allows its installation in the vicinity of utilities, eliminating or significantly reducing the costs of transporting the water produced.

Infine, l’impianto 1 garantisce una produzione di acqua prestabilita pressoché costante, anche in condizioni climatiche variabili. Finally, system 1 guarantees an almost constant predetermined water production, even in variable climatic conditions.

Claims

CLAIMS 1. Water vapor condensation plant contained within air taken from an external environment; the plant (1) being characterized in that it comprises a condensing unit (4), a condensate collection unit (5), a cooling unit (3), a chiller (2), and a hydraulic circuit (6), in which refrigerant fluid flows and which in turn comprises at least a cooling portion (6a), which passes through the chiller (2) and the cooling unit (3), and at least a condensation portion (6b), which passes through the chiller (2) and the condensing unit (4); the condensing unit (4) and the cooling unit (3) comprising respectively a plurality of modules (12; 12a, 12b); the modules (12; 12a, 12b) of the condensing unit (4) being able to condense the water vapor contained in the air that passes through the condensing unit (4) itself.

2. Plant according to claim 1, wherein said modules (12; 12a, 12b) are straight modules (12a); each rectilinear module (12a) comprising an internal body (16), which is hollow and has an axis (17), a plurality of heat exchange fins (18), which are applied to the outside of the internal body (16), and an external body (21), which is coaxial to said axis (17) and is made integral with the free end of at least one fin (18).

3. Plant according to claim 2, in which the internal body (16) is tubular and the said wings (18) are applied radially, with respect to the said axis (17), to the outside of the internal body (16) itself; the fins (18) being uniformly distributed around said axis (17).

4. Plant according to one of the preceding claims, in which the condensate collection unit (5) includes a condensate treatment unit (30); in particular, the treatment unit (30) is suitable for sanitizing and making the condensate itself drinkable.

5. Plant according to one of the preceding claims, in which the condensing unit (4) and the cooling unit (3) include, respectively, a duct (25; 25a, 25b) and a fan (10); each fan (10) being able to feed air inside the respective duct (25; 25a, 25b); the cooler (2) comprising a pump (7) which is crossed by the hydraulic circuit (6).

6. Plant according to claim 5, wherein the plant (1) includes a control unit (11) connected to each fan (10) and to said pump (7); the control unit (11) being able to regulate the flow of air through said ducts (25a, 25b) and the flow of the refrigerant fluid through the hydraulic circuit (6).

7. Method for the condensation of water vapor, which is contained inside air taken from an external environment, by means of a condensation plant (1) according to one of the preceding claims comprising the step of regulating, by means of the control unit ( 11), the operation of each fan (10) and pump (7) according to the report

where c is a parameter given by the relation

where Q is the quantity of condensate to be produced, k is a parameter between 5 and 6, f is the quantity of air that passes through the ducts (25a, 25b), d is a parameter between 0.05 and 0 , 06, H is the relative humidity, T is the inlet air temperature and T2 is the cooling temperature reached by the refrigerant fluid.