WO2001088281A1 - Wasserrückgewinnung aus der atmosphäre - Google Patents

Wasserrückgewinnung aus der atmosphäre Download PDF

Info

Publication number
WO2001088281A1
WO2001088281A1 PCT/DE2001/001899 DE0101899W WO0188281A1 WO 2001088281 A1 WO2001088281 A1 WO 2001088281A1 DE 0101899 W DE0101899 W DE 0101899W WO 0188281 A1 WO0188281 A1 WO 0188281A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cooling
water recovery
heating
night
water
Prior art date
Application number
PCT/DE2001/001899
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Walter Georg Steiner
Original Assignee
Walter Georg Steiner
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Walter Georg Steiner filed Critical Walter Georg Steiner
Priority to US10/276,661 priority Critical patent/US6799430B2/en
Priority to AU2001267315A priority patent/AU2001267315A1/en
Publication of WO2001088281A1 publication Critical patent/WO2001088281A1/de

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03B—INSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
    • E03B3/00—Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water
    • E03B3/28—Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water from humid air
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for water recovery from the atmosphere.
  • the invention has for its object to develop a method and an apparatus which or which in alternative energy sources available in dry areas are used during the day and at night for the production of water, in particular a system / device for water recovery from the atmosphere is to be created, with the use of renewable energies, in the daytime with cooling systems and in the nighttime with heating systems the high relative air humidity is absorbed and targeted, efficient and predictable, 24-hourly, large quantities of water are obtained from the atmosphere, which is used for the drinking and process water supply of the population and for land irrigation.
  • both cooling energy and thermal energy are used to obtain water from the atmosphere.
  • An advantage over known systems is achieved in particular through the use of thermal energy, which is usually abundant in dry areas during the day.
  • an updraft power station is operated at night to generate electrical energy, the electrical energy being used for cooling a coolant which is used by means of cooling registers to dehumidify the air.
  • the invention provides to provide the thermal energy at night for generating air currents and thus to save the electrical energy for the operation of fans which blow the air to be dehumidified through cooling registers.
  • the systems / devices for water recovery from the atmosphere are designed for the supply of process water in tourist centers (e.g. bathrooms, W.C. and swimming pools). With the use of this system / device), the groundwater resources are considerably relieved, because to this day approx. 75% of the valuable groundwater is wasted on land irrigation.
  • cooling and heating systems are operated with renewable energies, which enable the systems / devices to be operated 24 hours a day and 24 hours a day.
  • the coolants are cooled in the night with cold collectors, stored off-site in above-ground or underground multi-chamber thermal stores and fed to the cooling registers during daytime operation.
  • ex-protected boiling oils or other heat-storing liquids are heated during the day with solar collectors, stored away in above-ground or underground multi-chamber thermal stores and fed to the heating registers during night-time operation.
  • renewable energies for the whole Water recovery process requires no conventional energy.
  • Photovoltaic systems provide the energy required for the continuously adjustable high-performance blowers, circulation and dosing pumps, electronic control and measuring and control instruments, etc.
  • a battery station which is fed by the photovoltaic systems, supplies the energy for night operation.
  • the system / device is completely network-independent and can be installed at any location, desert, mountains, etc.
  • the size / dimension and performance of the systems / devices can be individually adapted to any water requirement.
  • Fig. 1 is an overall perspective view of the system / device for
  • FIG. 2 is a perspective, partially sectioned view of the system / device with the installed interior equipment
  • 4 is a stylized representation of the combined cooling and heating register
  • 5 shows the cold collectors with the detail of the cooling fins
  • Fig. 8 is a schematic representation of essential components of the system.
  • Fig. 9 is a schematic representation of a variant of the system partially shown in Figure 8.
  • the system / device according to the invention for water recovery from the atmosphere consists of a container or cuboid water recovery chamber (1), in which all units important for water recovery are integrated are.
  • the geometric figure of the water recovery chamber (1) is neither fixed in dimension nor in variants in the inner and outer division to a standard.
  • the dimensions (width, height, length) of the water recovery chamber (1) depend on the required amount of water that has to be recovered from the atmosphere.
  • the water recovery chamber (1) the water recovery cells (2), the continuously adjustable high-performance blowers (3), the cooling registers (4), heating registers (5), the cold collectors (6), the multi-chamber thermal accumulators (7), the solar collectors (8) , the electronic control (10), the large refrigeration system (14), the refrigeration machine (15), cold water mist nozzles (17), the photovoltaic systems (40), the battery station (41) and the emergency power generator (16).
  • the continuously adjustable high-performance blowers (3) In the front area of the water recovery chamber (1) there are the continuously adjustable high-performance blowers (3), the air inlet openings (36) and the electronic control (10).
  • Service doors (20) are attached to the right and left of the water recovery chamber (1), which enable unhindered access to the water recovery cells (2) during service and assembly work.
  • the air outlet opening (37) is located in the rear roof area.
  • the solar collectors (8) are located on the roof and to the side of the water recovery chamber (1), and to the side are the underground or above-ground multi-chamber thermal accumulators (7) for the coolants and boiling oils, the photovoltaic systems (40), the battery station (41) and the emergency power generator ( 42).
  • the water recovery cell (2) is an independent assembly with all the subassemblies required for water recovery, such as the continuously variable high-performance blowers (3), the combined cooling and and heating registers (4, 5).
  • the cooling registers (4) are supplied with coolant, which is cooled during the night with cold collectors (6), stored away in underground or above-ground multi-chamber thermal stores (7) and fed to the cooling registers (4) during the day with mixing valves and metering pumps.
  • the cooling registers (4) are additionally supplied with coolant via a large refrigeration system (14) and with cold water mist nozzles (17).
  • the heating registers (5) are heated with ex-protected boiling oils or other heat-storing liquids, which are heated by the solar collectors (8) during the day, stored in above-ground or underground multi-chamber thermal storages (7) and stored in the night mode with commercially available mixing valves and metering pumps for the heating registers ( 5) can be fed.
  • the heating registers (5) are supplied by an emergency generator (42).
  • the control of the metering pumps, with which the coolants and the ex-protected boiling oils or other heat-storing liquids are transported into the cooling register (4) or heating register (5), is carried out by the electronic control (10).
  • the circulation of the coolant or the ex-protected Siede ⁇ le or other heat-storing liquids between the cold collectors (6) or the solar collectors (8) and under or above-ground multi-chamber thermal storage (7) takes place via commercially available circulation pumps.
  • Additional equipment for the water recovery cell (2) includes the measuring and control instruments required for temperature control (sensors and thermal sensors, etc.).
  • Several water recovery cells (2) connected in series are a prerequisite for effective water recovery from the atmosphere. All data determined in the interior of the water recovery cell (2) are forwarded to the electronic control system (10), evaluated there and implemented for the further water recovery process.
  • the infinitely variable high-performance blowers (3) are among the most important units of the system / device, because they transport the required air volume flow, which enables constant water recovery from the atmosphere, into the interior of the water recovery chamber (1) and furthermore in individual water recovery cells (2 ). You are on the front of the
  • the stepless controllability of the high-performance blowers (3) is one of the most important prerequisites for targeted and predictable water recovery from the atmosphere.
  • the continuously adjustable high-performance blowers (3) on the front of the water recovery chamber (1) large-volume, moist air masses are transported to the first water recovery cell (2) and partially dehumidified there.
  • the onward transport for subsequent dehumidification of the air masses in the subsequent water recovery cells (2) is carried out by the continuously adjustable high-performance fans (3), which are located inside each additional water recovery cell (2) (see Fig. 1 and 2).
  • the continuously adjustable high-performance blowers (3) inside the water recovery cell (2) draw in the air volume flow from the upstream cooling / heating register (4, 5) and transport it to the downstream cooling / heating register (4, 5).
  • the speed of the continuously adjustable high-performance blower (3) is reduced or one or two high-performance blowers (3) are switched off. If, on the other hand, the relative humidity is reduced, either the speed of the high-performance blower (3) is increased or one or two high-performance blowers (3) are switched on. This leaves the air volume flow and thus the amount of water calculated in advance, that from the atmosphere to be recovered, always constant. The energy supply takes place with photovoltaic systems (40).
  • the windings, bearings and seals of the continuously adjustable high-performance blower (3) were specially developed for tough long-term use under extreme weather conditions in tropical and subtropical areas.
  • Multi-chamber thermal stores (7) are stored on the side and from there to the cooling registers with mixing valves and metering pumps during the day
  • the heating registers (5) are heated with ex-protected boiling oils or other heat-storing liquids, which are heated by the solar collectors (8) during the day, stored in underground or above-ground multi-chamber thermal storage units (7) and fed to the heating registers in the night mode with mixing valves and metering pumps , The entire cooling and heating process is controlled by the electronic control
  • the combination of the cooling and heating registers (4, 5) inevitably increases the cross-sectional area. This means that the cooling register (4) is forced-cooled in day mode and the heating register (5) is forced-heated in night mode.
  • the result of the enlarged cross-sectional area means an additional, enlarged, recovered amount of water.
  • the switch from day to night operation and vice versa is sensor-controlled by the electronic control (10).
  • the dimensions of the combined cooling and heating registers (4, 5) correspond to the masses of the performance-related water recovery cell (2). For regions in which there is little or no relative humidity during the day and the use of cooling systems would be too expensive, only heating registers are used (5) recommended. Because in these regions there is a very high relative humidity during the night.
  • the assembly cold collectors (6) and the multi-chamber thermal store (7)
  • the cold collectors (6) according to the invention and the above-ground or above-ground multi-chamber thermal storage (7) form an independent assembly, which the cooling register (6) for water recovery from the atmosphere during the daytime, in which the temperatures up to almost 55 ° C and the relative humidity rises to approx. 100%, supplied with coolants.
  • the cooling collectors (6) are equipped with cooling fins (19) to increase the cross-sectional area and the cooling capacity.
  • the size and volume of the cold collectors (6) and the multi-chamber thermal accumulators (7) are individually adapted to each water recovery requirement and can also be used away from the system.
  • the cold collectors (6) must be covered (43) in front of the UV rays in order to prevent the coolants from overheating. If there are liquids that can be used at both high and low temperatures, they should be used.
  • the circulation of the coolant between the cold collectors (6) and the multi-chamber thermal store (s) (7) is carried out by commercially available circulation pumps.
  • the transport of the coolant from the multi-chamber thermal store (s) (7), which can be both above and below ground, to the cooling registers (4) is carried out by commercially available mixing valves and metering pumps. If the coolant supply is insufficient for atmospheric or technical reasons, the electronic control (10) inevitably switches on the large-scale refrigeration system (14) and, if required, the cold water mist nozzles (17). The entire temperature control, the control of the dosing and Circulation pumps, including all switching and movement processes for day and night operation, is carried out by the electronic control (10).
  • the solar collectors (8) and over or underground multi-chamber thermal reservoir (7) also constituting where the temperatures drop, the heating coil (5) during the night for the water reclamation from the atmosphere, to almost 5 ° c C a stand-alone module, and the relative air humidity rises to approx. 100%, supplied with ex-protected boiling oils or other heat-storing liquids.
  • the ex-protected boiling oils or other heat-storing liquids are heated up during the day with solar collectors (8) and transported to multi-chamber thermal stores (7) with circulation pumps.
  • the circulation of the ex-protected boiling oils or other heat-storing liquids is carried out by circulation pumps.
  • the heating registers (5) are supplied by an emergency generator (42).
  • the size and volume of the solar collectors (8) and the multi-chamber thermal accumulators (7) are individually adapted to each water recovery requirement and can also be used away from the system.
  • a mechanical, electrical or hydraulic device makes it possible for the solar collectors to follow the course of the sun by 135 °, in steps of 45 °, thus significantly increasing the energy output.
  • the solar collectors (8) must be covered with an insulated housing (43) in order to avoid undercooling the boiling oils or other heat-storing liquids. If there are liquids, which can be used both at high and at low temperatures, so use them.
  • Multi-chamber thermal accumulator (s) (7) which can be located above or below ground, is carried out by commercially available circulation pumps.
  • the multi-chamber thermal store (7) can be filled with coolants as well as with boiling oils or other heat-storing liquids.
  • the transport of the boiling oils or other heat-storing liquids from the multi-chamber thermal store (7) to the heating registers (5) is carried out by commercially available mixing valves and metering pumps.
  • the entire temperature control, the control of the metering and circulation pumps, including all switching and movement processes for day and night operation is carried out by the electronic control (10).
  • the freely programmable electronic control (10) according to the invention was specially designed for use in plants for water recovery from the atmosphere. It monitors computer-supported, on several channels, all functions, calculates and evaluates target and actual values and controls all control processes according to basic values, inside and outside of the systems. It switches from night to day mode and vice versa. It can be operated manually and remotely.
  • the amount of water to be recovered is pre-programmed in cubic meters / hour (m 3 / h).
  • the electronic control then takes over the next steps automatically.
  • the required air volume flow is calculated, the speed of the continuously variable adjustable high-performance blower (3) in front of and in the system / device.
  • the coolant temperature in the cold collectors (6) and in the coolant thermal accumulators (7) is monitored and regulated. If necessary, the large refrigeration system (14) of the refrigeration machine (15) is switched on and adapted to the specified values.
  • the temperature of the ex-protected boiling oils or other heat-storing liquids in the thermal stores (9) and the heat values of the solar collectors (8) and the throughput of the metering pumps during night operation are measured.
  • the speed of the continuously variable high-performance blower (3) is reduced or some are switched off. At the same time, the cooling capacity is increased.
  • the speed of the continuously adjustable high-performance blower (3) is increased, some are switched on and the cooling capacity is reduced. This process is repeated in reverse in night mode when the cool, moist air masses need to be warmed up. The amount of water recovered is also measured. If it is too low, some infinitely variable high-performance blowers (3) are switched on or their speed increased and the cooling or heating adjusted to the measured values.
  • the amount of water recovered is also registered. If it is too low, some infinitely variable high-performance blowers (3) are switched on or their speed and cooling or heating are increased. The temperature and the relative humidity at the air outlet opening (36) must always be kept constant, it must not be within the tolerance range below or exceed.
  • the photovoltaic system is also monitored and controlled with the associated battery station, which supplies the energy for the continuously variable high-performance blowers (3), the metering and circulation pumps and the measuring and control instruments.
  • All the data determined are logged, including malfunctions, and forwarded to the operations center via radio, which is also able to intervene in the operation by remote control.
  • the freely programmable electronic control (10) is operated manually during assembly and maintenance work.
  • the cold water mist nozzles (17) are only used during daytime operation and serve as an emergency reserve in order to maintain the temperature difference inside the water recovery cell (2) for the additional cold shock of the temperature difference of approx. 20 ° C when the coolant reserves of the multi-chamber thermal store (7) are no longer sufficient ,
  • the water treatment for the cold water mist nozzles (17) takes place via a chiller (15).
  • the required water is dosed from the water collection tank (16).
  • Energy is supplied via a photovoltaic system (40), a battery station (41) or an emergency power unit (42).
  • the control and switching operations are controlled by the electronic control (10).
  • the photovoltaic systems (40) and the battery station (41) form an independent assembly.
  • the task of the photovoltaic system (40) is to supply the continuously variable high-performance blowers (3), the electronic control (10), the metering and circulation pumps and the measuring and control instruments with energy. At least two photovoltaic systems (40) with a capacity of 50 kWh should be used.
  • the second photovoltaic system (40) supplies the battery station (41) with energy during the day, which is required for the night operation of the system / device.
  • the battery station (41) is designed in such a way that the energy supply for the continuously adjustable high-performance blowers (3), the electronic control (10), the dosing and circulation pumps and the measuring and control instruments is sufficient from sunset to sunrise and reserves are still available. Before being fed into the system / device, the energy is converted from direct current to alternating current.
  • a prerequisite for successful, efficient and predictable water recovery from the atmosphere is a temperature difference of approx. 20 ° C between the outside temperature and the temperature in the water recovery cells (2).
  • the difference in temperature occurs when the dew point occurs and the relative humidity is felt during the day at approx. 55 ° C with a relative humidity of approx. 90%, at the cooling registers (4) at the coldest point and at night at approx. 5 ° C a relative humidity of approx. 100% at the heating registers (5) at the warmest point.
  • the percentage of the relative air humidity is the calculation basis for the air volume flow, which is transported from the continuously variable high-performance fans (3) into the first water recovery cell (2) and from the continuously variable high-performance fans (3) through the following to further dehumidification. Complete dehumidification is not intended since it is not related to the energy consumption.
  • the coolants for the cooling registers (4) for daytime operation are cooled with cold collectors at temperatures of around 5 ° C during the night and stored in the multi-chamber thermal storage (7) above or underground. If the coolant is insufficient in daytime operation, a large refrigeration system (14) is switched on. In addition, cold water mist nozzles (17), which increase the cold shock and whose water is processed by a refrigeration machine (15), can also be switched on. The water for the cold water mist nozzles (17) is removed from the water collection tank (18). In night mode, the heating registers (5) are heated with explosion-proof boiling oils or other heat-storing liquids. These liquids are heated during the day with solar collectors (8), stored in above-ground or underground multi-chamber thermal stores (7) and transported to heating registers (5) with metering pumps at night.
  • the system / device can be used in day and night mode, 24 hours a day, independently of the grid.
  • the moisture content and the air temperature are measured at the air outlet opening (36).
  • the water obtained in this way is passed into one or more water collection tanks (16) and from there is passed on to the various consumer positions by pumps.
  • the warm, relatively humid air masses always settle at the coldest point.
  • the cold, relatively humid air masses are always reflected in the warmest point.
  • FIG. 8 shows a schematic illustration of essential components of a water recovery system 50.
  • FIG. 8 shows a water recovery chamber 1 with a cooling register 4 and a heating register 5, a cold accumulator 51, cold collectors 52, a heat accumulator 53 and heat collectors 54.
  • the cold collectors 52 are flowed through by a medium 55, which emits the cold taken up via a heat exchanger 56 to a coolant 57 located in the cold store 51.
  • a medium 58 flows through the heat collectors 54, which emits the absorbed heat via a heat exchanger 59 to a heating medium 60 located in the heat accumulator 53.
  • the medium 55 cools down at night when flowing through the cold collectors 52.
  • the medium 58 warms up during the day when it flows through the heat collectors 54.
  • an air flow in the direction of the arrow x is generated in the water recovery chamber 1 by means of a fan (not shown).
  • the air flowing through the water recovery chamber 1 is cooled and dehumidified at the cooling register 4, the water emerging from the air being discharged into a collecting device (not shown).
  • the cooling register 4 is cooled by means of the coolant 57, which is removed from the cold store 51 and returned to the latter, the coolant after Flow through the cooling register 4 has an elevated temperature.
  • the heating register 5, which can be operated via the heat accumulator 53 by heating means 60, operates analogously.
  • FIG. 9 shows an embodiment variant of the heat recovery system 50 shown in FIG. 8.
  • a heating unit 61 is formed by the heat accumulator 53 and the heat collectors 54, which supplies the heating register 5 arranged in a lower region 62 of a tower 63 by means of the heating medium 60.
  • Heat collectors 54 are solar collectors through which a medium for heat transport flows.
  • a cooling unit 64 is formed by the cold store 51 and the cold collectors 52, which supply the cooling register 4 arranged in an upper region 65 of the tower 63 by means of the coolant 57.
  • the tower 63 is open on an underside 66 and an upper side 67. Tower 63 operates at night when the ambient air is cool.
  • the water recovery system according to the invention is not restricted to the exemplary embodiments, design features and geometric representations shown and described. Rather, they also include all professional training within the scope of the inventive idea. Pumps, valves and pipes are commercially available parts and have therefore not been described or shown.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Other Air-Conditioning Systems (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wasserrückgewinnung aus der Atmosphäre mit einer Wasserrückgewinnungskammer (1) mit Wasserrückgewinnungszellen (2) und einem regelbaren Hochleistungsgebläse (3). Hierbei erfolgt im Nachtbetrieb eine Kühlung eines in einem Kältespeicher (7) gespeicherten Kühlmittels mittels Kältekollektoren (6) und im Tagbetrieb erfolgt eine Erwärmung einer weiteren, in einem Wärmespeicher gespeicherten Flüssigkeit mittels Solarkollektoren (8), wobei das bei Nacht abgekühlte Kühlmittel zur Wassergewinnung bei Tag und/oder bei Nacht von Luft durchströmte Kühlregister kühlt, an denen diese Luft entfeuchtet wird, und wobei die wärmespeichernde Flüssigkeit bei Tag und/oder bei Nacht zur Energiegewinnung für den Betrieb der Anlage und/oder zur Wassergewinnung eingesetzt wird.

Description

"Wasserrückgewinnung aus der Atmosphäre"
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Wasserrückgewinnung aus der Atmosphäre.
Stand der Technik:
Im arabischen, afrikanischen, asiatischen und südeuropäischen Raum herrschen, was die relative Luftfeuchtigkeit betrifft, jahreszeitlich und regional bedingt, konträre Verhältnisse. Tagsüber herrscht in den verschiedenen Ländern teilweise sehr hohe und teilweise eine sehr geringe relative Luftfeuchtigkeit .
Demgegenüber steigt die relative Luftfeuchtigkeit in fast allen Ländern in den Nachtstunden, im Zeitraum zwischen Sonnenuntergang und Sonnenaufgang bei sinkenden Temperaturen (um die "O0,,-Grenze) , nahezu konstant bis zu 100 %. Deshalb setzen die Bewohner dieser Regionen altbewährte aber antiquierte Hilfsmittel ein. Um wenigstens den nötigsten Bedarf an Trinkwasser abdecken zu können, befestigen sie Steine an Bäumen, Sträuchern oder Hauswänden, die tagsüber von der Sonne erwärmt werden und an denen sich nachts die relative Luftfeuchtigkeit niederschlägt. Auch in konkavförmig gespannten Plastik- oder Alufolien o. . werden während der Nachtstunden geringe Wassermengen aus der Atmosphäre gewonnen. Zwischenzeitlich sind Anlagen/Vorrichtungen bekannt, mit denen man nach dem Niederschlagsprinzip geringe Wassermengen aus der Atmosphäre zurückgewinnt . Verfahren mit Anlagen/Vorrichtungen, mit denen man mit regenerierbaren Energien gezielt, effizient und im voraus berechenbar, große Wassermengen, im 2 -Stundentakt, im Tag- und Nachtbetrieb mit dem Einsatz von Kühl- und Heizregistern aus der Atmosphäre zurückgewinnt, sind nicht bekannt. Die Beschreibungen beziehen sich hauptsächlich auf Funktionstechnologien. Klare Definitionen, mit denen im Tagbetrieb mit Kühlung und im Nachtbetrieb mit Heizung, im 24-Stundentakt, gezielt, effizient und im voraus berechenbar große Wassermengen aus der Atmosphäre zurückgewonnen werden, sind diesen Beschreibungen nicht zu entnehmen.
Die Funktionen und Techniken dieser bekannten Anlagen sind in den folgenden Patentschriften und Patentanmeldungen wie folgt beschrieben:
1. U.S. Patent Nr. 4.433.552
2. U.S. Patent Nr. 5.301.516
3. Patentschrift Nr. DD 285142 A 5/E 03 B 3/28
4. Offenlegungsschrift DT 25 35 668/F 25 J 3/00
5. Offenlegungsschrift DE 3208 964 A l/E 03 B 3/28
6. Offenlegungsschrift DE 3311 711 A l/E 03 B 3/283
7. Offenlegungsschrift EP 0597716 A l/E 03 B 3/28
8. Offenlegungsschrift RU 20 00 393 C/E 03 B 3/28
9. Offenlegungsschrift RU 2004719 C l/E 03 B 3/28
10. Offenlegungsschrift No 80 26 660/24 96 080/E 03 B
11. Patentanmeldung Nr.19737483.2-11
Aufgabe und Vorteile der Erfindung:
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu entwickeln, welches bzw. welche die in trockenen Gebieten zur Verfügung stehenden alternativen Energiequellen bei Tag und bei Nacht für die Gewinnung von Wasser einsetzt, insbesondere soll eine Anlage/Vorrichtung zur Wasserrückgewinnung aus der Atmosphäre geschaffen werden, mit der mit regenerierbaren Energien, in den Tagstunden mit Kühlsystemen und in den Nachtstunden mit Heizsystemen die hohe relative Luftfeuchtigkeit absorbiert und gezielt, effizient und im voraus berechenbar, im 24-Stundentakt , große Wassermengen aus der Atmosphäre gewonnen werden, die für die Trink- und Brauchwasserversorgung der Bevölkerung und zur Landbewässerung dient.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird sowohl Kälteenergie als auch Wärmeenergie zur Gewinnung von Wasser aus der Atmosphäre eingesetzt. Hierbei wird insbesondere durch den Einsatz von Wärmeenergie, die in trockenen Gebieten in der Regel bei Tag im Überfluss vorhanden ist ein Vorteil gegenüber bekannten Anlagen erzielt. So wird durch die Speicherung von bei Tag gesammelter Wärmeenergie in der Nacht ein Aufwindkraftwerk zur Erzeugung von elektrischer Energie betrieben, wobei die elektrische Energie für die Kühlung eines Kühlmittels Verwendung findet, das mittels Kühlregister zur Entfeuchtung der Luft eingesetzt wird. Weiterhin sieht die Erfindung vor, die Wärmeenergie bei Nacht auch zur Erzeugung von Luftströmungen vorzusehen und so die elektrische Energie für den Betrieb von Ventilatoren einzusparen, welche die zu entfeuchtende Luft durch Kühlregister blasen.
Der Vorteil dieser Anlagen/Vorrichtungen zur Wasserrückgewinnung aus der Atmosphäre ist, dass sie in wasserarmen Ländern und Gebieten, wie zum Beispiel Karstlandschaften, Wüstenregionen und abseits gelegene Siedlungen, eingesetzt werden können. Also in Gebieten, in denen wenig oder kein Niederschlag fällt, um diese mit Trink- und Brauchwasser und Wasser zur Landbewässerung zu versorgen. Desgleichen in Gebieten, deren Grundwasserspiegel so stark gesunken ist, dass Kontaminationen drohen oder bereits vorhanden sind oder die von den Rohrleitungen der Meerwasserentsalzungsanlagen nicht erreicht werden oder deren Wasserversorgung mit Tankfahrzeugen zu kostenaufwendig ist.
Darüber hinaus sind die Anlagen/Vorrichtungen zur Wasserrückgewinnung aus der Atmosphäre für die Brauchwasserversorgung in Touristenzentren konzipiert (z.B. Bad, W.C. und Swimming-Pools) . Mit dem Einsatz dieser Anlagen/Vorrichtung) werden die Grundwasserressourcen erheblich entlastet, denn .bis zum heutigen Tag werden ca. 75 % des kostbaren Grundwassers zur Landbewässerung verschwendet .
Ein großer Vorteil ist, dass mit diesen Anlagen/Vorrichtungen der atmosphärische Wasserkreislauf geschlossen wird. Das aus der Atmosphäre zurückgewonnene Wasser verdunstet nach der Landbewässerung wieder in die Atmosphäre, wird wieder zurückgewonnen, verdunstet wieder, usw.
Ein weiterer Vorteil dieser Anlagen/Vorrichtungen zur Wasserrückgewinnung aus der Atmosphäre ist, dass mit regenerierbaren Energien kombinierte Kühl- und Heizsysteme betrieben werden, die den 24-stündigen Nacht- und Tagbetrieb der Anlagen/Vorrichtungen ermöglichen. Die Kühlmittel werden in den Nachtstunden mit Kältekollektoren gekühlt, in über- oder unterirdischen Mehrkammerthermospeichern abseitig gelagert und im Tagbetrieb den Kühlregistern zugeführt .
Desgleichen werden ex-geschützte Siedeöle oder andere wärmespeichernde Flüssigkeiten tagsüber mit Solarkollektoren erhitzt, in über- oder unterirdischen Mehrkammerthermospeichern abseitig gelagert und im Nachtbetrieb den Heizregistern zugeführt . Durch die Nutzung von regenerierbaren Energien werden für den gesamten Wasserrückgewinnungsprozess keine konventionellen Energien benötigt . Den Energiebedarf für die stufenlos regelbaren Hochleistungsgeblase, Umwälz- und Dosierpumpen, die elektronische Regelung und die Mess- und Regelinstrumente etc., liefern Photovoltaikanlagen. Eine Batteriestation, die von den Photovoltaikanlagen gespeist wird, liefert die Energie für den Nachtbetrieb. Damit ist die Anlage/Vorrichtung völlig netzunabhängig und kann an jedem x-beliebigen Ort, Wüste, Gebirge usw. installiert werden. Die Anlagen/Vorrichtungen können in Größe/Dimension und Leistung individuell jedem Wasserbedarf angepasst werden.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen und sind in den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Gesamtansicht der Anlage/Vorrichtung zur
Wasserrückgewinnung aus der Atmosphäre, mit allen äußerlich sichtbaren Aggregaten und Unterbaugruppen,
Fig. 2 eine perspektivische, teilweise geschnittene Darstellung der Anlage/Vorrichtung mit der installierten Innenausrüstung,
Fig. 3 eine stilisierte Darstellung der stufenlos regelbaren Hochleistungsgeblase,
Fig. 4 eine stilisierte Darstellung der kombinierten Kühl- und Heizregister, Fig. 5 eine Darstellung der Kältekollektoren mit dem Detail der Kühlrippen,
Fig. 6 eine stilisierte Darstellung der Mehrkammerthermospeicher,
Fig. 7 eine Darstellung der jeweils um 45° schwenkbaren Solarzellen (8) ,
Fig. 8 eine schematische Darstellung wesentlicher Komponenten der Anlage und
Fig. 9 eine schematische Darstellung einer Variante der in Figur 8 teilweise dargestellten Anlage.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele:
Gemäß der perspektivischen Gesamtansicht in Fig. 1 bzw. der perspektivischen, teilweise geschnittenen Darstellung in Fig. 2 besteht die erfindungsgemäße Anlage/Vorrichtung zur Wasserrückgewinnung aus der Atmosphäre aus einer Container- oder quaderförmigen Wasserrückgewinnungskammer (1) , in der alle zur Wasserrückgewinnung wichtigen Aggregate integriert sind. Die geometrische Figur der Wasserrückgewinnungskammer (1) ist weder in Dimension noch auf Varianten in der inneren und äußeren Aufteilung auf eine Norm festgelegt. Die Dimensionen (Breite, Höhe, Länge) der Wasserrückgewinnungskammer (1) sind abhängig von der geforderten Wassermenge, die aus der Atmosphäre zurückgewonnen werden muss .
Um eine gezielte, effiziente und vorausberechenbare Wasserrückgewinnung aus der Atmosphäre zu ermöglichen, sind die folgenden Aggregate, Baugruppen und Unterbaugruppen, zu denen auch Mess- und Regelinstrumente gehören, Voraussetzung.
Dies sind: die Wasserrückgewinnungskammer (1) , die Wasserrückgewinnungszellen (2) , die stufenlos regelbaren Hochleistungsgeblase (3) , die Kühlregister (4) , Heizregister (5) , die Kältekollektoren (6) , die Mehrkammerthermospeicher (7) die Solarkollektoren (8) , die elektronische Regelung (10) , die Großkälteanlage (14) , die Kältemaschine (15) , Kaltwassernebeldüsen (17) , die Photovoltaikanlagen (40) , die Batteriestation (41) und das Notstromaggregat ( 16) .
Im Frontbereich der Wasserrückgewinnungskammer (1) befinden sich die stufenlos regelbaren Hochleistungsgeblase (3) , die Lufteinlassöffnungen (36) und die elektronische Regelung (10) .
An der Wasserrückgewinnungskammer (1) sind rechts und linksseitig Servicetüren (20) angebracht, die den unbehinderten Zugang zu den Wasserrückgewinnungszellen (2) bei Service- und Montagearbeiten ermöglichen. Im hinteren Dachbereich befindet sich die Luftauslassδffnung (37) .
Auf dem Dach und abseitig der Wasserrückgewinnungskammer (1) befinden sich die Solarkollektoren (8) , und abseitig die unter- oder überirdischen Mehrkammerthermospeicher (7) für die Kühlmittel und Siedeöle, die Photovoltaikanlagen (40) , die Batteriestation (41) und das Notstromaggregat (42) .
Die Baugruppen der Anlage/Vorrichtung zur Wasserrückgewinnung:
Die erfindungsgemäße Wasserrückgewinnungszelle (2) ist eine eigenständige Baugruppe mit allen für die Wasserrückgewinnung erforderlichen Unterbaugruppen, wie z.B. die stufenlos regelbaren Hochleistungsgeblase (3) , den kombinierten Kühl- und Heizregistern (4, 5) . Die Kühlregister (4) werden mit Kühlmittel versorgt, die während der Nachtstunden mit Kältekollektoren (6) gekühlt, in unter- oder überirdischen Mehrkammerthermospeichern (7) abseitig gelagert und am Tag mit Mischventilen und Dosierpumpen den Kühlregistern (4) zugeführt werden. Die zusätzliche Kühlmittelversorgung der Kühlregister (4) erfolgt im Notfall über eine Großkälteanlage (14) und mit Kaltwassernebeldüsen (17) . Die Beheizung der Heizregister (5) erfolgt mit ex-geschützten Siedeölen oder anderen wärmespeichernden Flüssigkeiten, die von den Solarkollektoren (8) tagsüber aufgeheizt, in über- oder unterirdischen Mehrkammerthermospeichern (7) abseitig gelagert und im Nachtbetrieb mit handelsüblichen Mischventilen und Dosierpumpen den Heizregistern (5) zugeführt werden. Im Notfall werden die Heizregister (5) von einem Notstromaggregat (42) versorgt. Die Steuerung der Dosierpumpen, mit der die Kühlmittel und die ex-geschützten Siedeδle oder andere wärmespeichernden Flüssigkeiten in die Kühlregister (4) bzw. Heizregister (5) transportiert werden, wird von der elektronischen Regelung (10) ausgeführt. Die Zirkulation der Kühlmittel bzw. der ex-geschützten Siedeδle oder anderer wärmespeichernder Flüssigkeiten zwischen den Kältekollektoren (6) bzw. den Solarkollektoren (8) und unter oder überirdischen Mehrkammerthermospeichern (7) erfolgt über handelsüblichen Umwälzpumpen. Zur weiteren Ausrüstung der Wasserrückgewinnungszelle (2) gehören die zur Temperaturregelung nötigen Mess- und Regelinstrumente (Sensoren und Thermofühler, etc.) . Für die effektive Wasserrückgewinnung aus der Atmosphäre sind mehrere, hintereinander geschaltete Wasserrückgewinnungszellen (2) Voraussetzung. Alle im Inneren der Wasserrückgewinnungszelle (2) ermittelten Daten werden an die elektronische Regelung (10) weitergeleitet, dort ausgewertet und für den weiteren Wasserrückgewinnungsprozess umgesetzt . Die stufenlos regelbaren Hochleistungsgeblase (3) zählen mit zu den wichtigsten Aggregaten der Anlage/Vorrichtung, denn sie transportieren den benötigten Luftvolumenstrom, der eine konstante Wasserrückgewinnung aus der Atmosphäre ermöglicht, in das Innere der Wasserrückgewinnungskammer (1) und im Weiteren in einzelnen Wasserrückgewinnungszellen (2) . Sie befinden sich an der Frontseite der
Wasserrückgewinnungskammer (1) und im Inneren der einzelnen Wasserrückgewinnungszellen (2) . Die stufenlose Regelbarkeit der Hochleistungsgeblase (3) gehört mit zu den wichtigsten Voraussetzungen für eine gezielte und vorausberechenbare Wasserrückgewinnung aus der Atmosphäre. Mit den stufenlos regelbaren Hochleistungsgebläsen (3) an der Frontseite der Wasserrückgewinnungskammer (1) , werden großvolumige, feuchte Luftmassen in die erste Wasserrückgewinnungszelle (2) transportiert und dort teilweise entfeuchtet. Der Weitertransport zur Nachentfeuchtung der Luftmassen in die nachfolgenden Wasserrückgewinnungszellen (2) wird von den stufenlos regelbaren Hochleistungsgebläsen (3) , die sich im Inneren jeder weiteren Wasserrückgewinnungszelle (2) befinden, übernommen (siehe Fig. 1 und 2) . Die stufenlos regelbaren Hochleistungsgeblase (3) im Innern der Wasserrückgewinnungszelle (2) saugen den Luftvolumenstrom vom vorgeschalteten Kühl-/Heizregister (4, 5) an und transportieren ihn zum nachfolgenden Kühl-/Heizregister (4, 5) .
Steigt die relative Luftfeuchtigkeit, so wird die Drehzahl der stufenlos regelbaren Hochleistungsgeblase (3) reduziert oder ein oder zwei Hochleistungsgeblase (3) abgeschaltet. Reduziert sich hingegen die relative Luftfeuchtigkeit, so wird entweder die Drehzahl der Hochleistungsgeblase (3) erhöht oder ein oder zwei Hochleistungsgeblase (3) zugeschaltet . Damit bleibt der Luftvolumenstrom und damit die im Voraus berechnete Wassermenge, die aus der Atmosphäre zurückgewonnen werden soll , immer konstant . Die Energieversorgung erfolgt mit Photovoltaikanlagen (40) .
Der gesamte Prozess wird von der elektronischen Regelung (10) überwacht und gesteuert. Fehlfunktionen oder eventuelle Ausfälle von Hochleistungsgebläsen (3) übermittelt die elektronische Regelung über Funk an die Operationszentrale.
Die Wicklungen, Lager und Dichtungen der stufenlos regelbaren Hochleistungsgeblase (3) wurden speziell für den harten Langzeiteinsätz unter extremen Witterungsbedingungen in tropischen und subtropischen Gebieten entwickelt.
Anmerkung für den physikalischen Prozess zur Wasserrückgewinnung aus der Atmosphäre:
Es ist ein physikalisches Gesetz, dass sich die warme, relative Luftfeuchtigkeit immer am kältesten Punkt niederschlägt. Demgegenüber schlägt sich die k lte, relative Luftfeuchtigkeit immer am wärmsten Punkt nieder. Voraussetzung ist, dass eine Temperaturdifferenz vor der Anlage/Vorrichtung und im Inneren der Anlage/Vorrichtung von ca. 20° C geschaffen wird. Das ist die Basis für das Funktionsprinzip der Anlage/Vorrichtung zur Wasserrückgewinnung aus der Atmosphäre im Tag- und Nachtbetrieb .
Beispiel:
Der Wassergehalt in einem Kubikmeter Luft, bei einer Temperatur von 55° C und einer relativen Luftfeuchtigkeit mit 90 %, bewegt sich bei ca. 0.06 kg. Das bedeutet, dass für 1.000 Liter zurückgewonnenen Wassers pro Stunde ca. 16.666 m3 Luft entfeuchtet werden müssen. Die erfindungsgemäßen, kombinierten Kühl- und Heizregister
(4, 5), die sich in den Wasserrückgewinnungszellen (2) befinden, setzen sich aus einem Zweikammersystem zusammen. Sie wurden für den bifunktionalen 24-stündigen Tag- und Nachtbetrieb konzipiert. Die Kühlmittel für die Kühlregister
(4) werden während der Nachtstunden mit Kühlmittelkollektoren
(6) gekühlt, in über- oder unterirdischen
Mehrkammerthermospeichern (7) abseitig gelagert und von dort tagsüber mit Mischventilen und Dosierpumpen den Kühlregistern
(4) zugeführt. Im Notfall werden eine Großkälteanlage (14) und weitere Kaltwassernebeldüsen (17) zugeschaltet. Die Beheizung der Heizregister (5) erfolgt mit ex-geschützten Siedeölen oder anderen wärmespeichernden Flüssigkeiten, die von den Solarkollektoren (8) tagsüber aufgeheizt, in unter- oder überirdischen Mehrkammerthermospeichern (7) abseitig gelagert und im Nachtbetrieb mit Mischventilen und Dosierpumpen den Heizregistern zugeführt werden. Der gesamte Kühl- und Heizprozess wird von der elektronischen Regelung
(10) überwacht und gesteuert.
Durch die Kombination der Kühl- und Heizregister (4, 5) vergrößert sich zwangsläufig der Flächenquerschnitt. Das bedeutet, dass im Tagbetrieb das Kühlregister (4) zwangsgekühlt und im Nachtbetrieb das Heizregister (5) zwangsbeheizt wird. Das Resultat des vergrößerten Flächenquerschnittes bedeutet eine zusätzliche, vergrößerte, zurückgewonnene Wassermenge.
Die Umschaltung von Tag- auf Nachtbetrieb und umgekehrt erfolgt sensorgesteuert durch die elektronische Regelung (10) . Die Dimensionen der kombinierten Kühl- und Heizregister (4, 5) entsprechen den Massen der leistungsbezogenen Wasserrückgewinnungszelle (2) . Für Regionen, in denen tagsüber nur eine geringe oder gar keine relative Luftfeuchtigkeit vorhanden ist und der Einsatz von Kühlsystemen zu kostenaufwendig wäre, werden nur Heizregister (5) empfohlen. Denn in diesen Regionen herrscht während der Nachtstunden eine sehr hohe relative Luftfeuchtigkeit.
Die Baugruppe: Kältekollektoren (6) und der Mehrkammerthermospeicher (7)
Die erfindungsgemäßen Kältekollektoren (6)) und der unter- oder überirdische abseitige Mehrkammerthermospeicher (7) bilden eine eigenständige Baugruppe, die die Kühlregister (6) für die Wasserrückgewinnung aus der Atmosphäre während der Tagstunden, in denen die Temperaturen bis auf nahezu 55° C und die relative Luftfeuchtigkeit bis ca. 100 % ansteigt, mit Kühlmitteln versorgt.
Die Kältekollektoren (6) sind, um den Flächenquerschnitt und die Kühlleistung zu vergrößern, mit Kühlrippen (19) ausgerüstet. Die Kältekollektoren (6) und die Mehrkammerthermospeicher (7) werden in Größe und Volumen jedem Wasserrückgewinnungsbedarf individuell angepasst und sind auch abseitig von der Anlage einsetzbar. Tagsüber müssen die Kältekollektoren (6) vor den UV-Strahlen Abdeckungen (43) werden, um eine Überhitzung der Kühlmittel zu vermeiden. Sollte es Flüssigkeiten geben, die sowohl bei hohen als auch bei tiefen Temperaturen einsetzbar sind, so sind diese zu verwenden. Die Zirkulation der Kühlmittel zwischen den Kältekollektoren (6) und den Mehrkammerthermospeicher (n) (7) wird von handelsüblichen Umwälzpumpen ausgeführt. Der Transport der Kühlmittel von den Mehrkammerthermospeicher (n) (7) , die sich sowohl über- als auch unterirdisch befinden können, zu den Kühlregistern (4) wird von handelsüblichen Mischventilen und Dosierpumpen ausgeführt. Sollte die Kühlmittelversorgung aus atmosphärischen oder technischen Gründen nicht ausreichen, so schaltet die elektronische Regelung (10) zwangsläufig die Großkälteanlage (14) und bei zusätzlichem Bedarf auch die Kaltwassernebeldüsen (17) zu. Die gesamte Temperaturregelung, die Steuerung der Dosier- und Umwälzpumpen, einschließlich aller Schalt- und Bewegungsvorgänge für den Tag- und Nachtbetrieb wird von der elektronischen Regelung (10) ausgeführt.
Die Baugruppe Solarkollektoren (8) und die Mehrkammerthermospeicher (9)
Die Solarkollektoren (8) und die über- oder unterirdischen Mehrkammerthermospeicher (7) bilden ebenfalls eine eigenständige Baugruppe, welche die Heizregister (5) während der Nachtstunden für die Wasserrückgewinnung aus der Atmosphäre, in denen die Temperaturen bis auf nahezu 5°c C fallen und die relative Luftfeuchtigkeit bis ca. 100 % ansteigt, mit ex-geschützten Siedeölen oder anderen wärmespeichernden Flüssigkeiten versorgt .
Die ex-geschützten Siedeöle oder andere wärmespeichernden Flüssigkeiten werden tagsüber mit Solarkollektoren (8) aufgeheizt und mit Umwälzpumpen in Mehrkammerthermospeicher (7) transportiert. Die Zirkulation der ex-geschützten Siedeöle oder anderer wärmespeichernden Flüssigkeiten wird von Umwälzpumpen ausgeführt. Im Notfall werden die Heizregister (5) von einem Notstromaggregat (42) versorgt.
Die Solarkollektoren (8) und die Mehrkammerthermospeicher (7) werden in Größe und Volumen jedem Wasserrückgewinnungsbedarf individuell angepasst und sind auch abseitig von der Anlage einsetzbar. Eine mechanische, elektrische oder hydraulische Vorrichtung ermöglicht es, dass die Solarkollektoren dem Sonnenverlauf um 135°, in Schritten von jeweils 45°, folgen und so die Energieleistung wesentlich vergrößern.
Nachtsüber müssen die Solarkollektoren (8) mit einem isolierten Gehäuse (43) abgedeckt werden, um eine Unterkühlung der Siedeδle oder der anderen wärmespeichernden Flüssigkeiten zu vermeiden. Sollte es Flüssigkeiten geben, die sowohl bei hohen als auch bei tiefen Temperaturen einsetzbar sind, so sind diese zu verwenden. Die Zirkulation der Siedeδle oder der anderen wärmespeichernden Flüssigkeiten von den Solarkollektoren (8) zu den
Mehrkammerthermospeicher (n) (7), die sich sowohl über- als auch unterirdisch befinden können, wird von handelsüblichen Umwälzpumpern ausgeführt. Die Mehrkammerthermospeicher (7) können sowohl mit Kühlmitteln als auch mit Siedeölen oder anderen wärmespeichernden Flüssigkeiten befüllt werden. Der Transport der Siedeδle oder der anderen wärmespeichernden Flüssigkeiten vom Mehrkammerthermospeicher (7) zu den Heizregistern, (5) wird von handelsüblichen Mischventilen und Dosierpumpen ausgeführt .
Die gesamte Temperaturregelung, die Steuerung der Dosier- und Umwälzpumpen, einschließlich aller Schalt- und Bewegungsvorgänge für den Tag- und Nachtbetrieb wird von der elektronischen Regelung (10) ausgeführt.
Die erfindungsgemäße, frei programmierbare, elektronische Regelung (10) wurde speziell für den Einsatz in Anlagen zur Wasserrückgewinnung aus der Atmosphäre konzipiert. Sie überwacht rechnergestützt, auf mehreren Kanälen, alle Funktionen, berechnet und wertet Soll- und Ist-Werte aus und steuert alle Regelvorgänge nach Basiswerten, im Inneren und Äußeren der Anlagen. Sie schaltet von Nacht- auf Tagbetrieb und umgekehrt. Sie ist manuell und fernsteuerbar zu bedienen.
Vorprogrammiert wird die zurückzugewinnende Wassermenge in Kubikmeter/Stunde (m3/h) . Die weiteren Schritte übernimmt die elektronische Regelung dann automatisch. Gemessen werden die relative Luftfeuchtigkeit und die Außentemperatur, die Temperatur in den Wasserrückgewinnungszellen (2) und der Kühl- u. Heizregister (4, 5) . Danach erfolgt die Berechnung des benötigten Luftvolumenstroms, die Drehzahl der stufenlos regelbaren Hochleistungsgeblase (3) vor und in der Anlage/Vorrichtung .
Während der Nachtstunden wird die Kühlmitteltemperatur in den Kältekollektoren (6) und in den Kühlmittelthermospeichern (7) überwacht und geregelt. Im Bedarfsfall wird die Großkälteanlage (14) der Kältemaschine (15) zugeschaltet und den vorgegebenen Werten angepasst.
Ferner wird die Temperatur der ex-geschützten Siedeöle oder anderer wärmespeichernder Flüssigkeiten in den Thermospeichern (9) und die Wärmewerte der Solarkollektoren (8) und der Durchsatz der Dosierpumpen im Nachtbetrieb gemessen.
Steigt im Tagbetrieb die relative Luftfeuchtigkeit und die Außentemperatur, wird die Drehzahl der stufenlos regelbaren Hochleistungsgeblase (3) gedrosselt oder einige werden abgeschaltet . Parallel dazu wird die Kühlleistung erhöht . Bei sinkender, relativer Luftfeuchtigkeit und Temperaturen wird die Drehzahl der stufenlos regelbaren Hochleistungsgeblase (3) erhöht, einige werden zugeschaltet und die Kühlleistung reduziert. Dieser Vorgang wiederholt sich im Nachtbetrieb in umgekehrter Form, wenn die kühlen, feuchten Luftmassen erwärmt werden müssen. Desgleichen wird die zurückgewonnene Wassermenge gemessen. Ist sie zu niedrig, werden einige stufenlos regelbare Hochleistungsgeblase (3) zugeschaltet oder deren Drehzahl erhöht und die Kühlung oder Heizung den gemessenen Werten angepasst .
Desgleichen wird die zurückgewonnene Wassermenge registriert. Ist sie zu niedrig, werden einige stufenlos regelbare Hochleistungsgeblase (3) zugeschaltet oder deren Drehzahl und Kühlung oder Heizung erhöht. Die Temperatur und die relative Luftfeuchtigkeit an der Luftauslassöffnung (36) muss immer konstant gehalten werden, sie darf den Toleranzbereich weder unter- noch überschreiten. Überwacht und gesteuert wird auch die Photovoltaikanlage mit der dazu gehörenden Batteriestation, die die Energie für die stufenlos regelbaren Hochleistungsgeblase (3) , die Dosier- und Umwälzpumpen und die Mess- und Regelinstrumente liefert.
Alle ermittelten Daten werden protokolliert, auch Störungen, und über Funk an die Einsatzzentrale weitergeleitet, die ebenfalls in der Lage ist, ferngesteuert in den Betriebsablauf einzugreifen. Bei Montage- und Wartungsarbeiten wird die frei programmierbare, elektronische Regelung (10) manuell bedient.
Die Kaltwassernebeldüsen (17) werden nur im Tagbetrieb eingesetzt und dienen als Notreserve, um die Temperaturdifferenz im Inneren der Wasserrückgewinnungszelle (2) für den zusätzlichen Kälteschock der Temperaturdifferenz von ca. 20° C aufrechtzuerhalten, wenn die Kühlmittelvorräte der Mehrkammerthermospeicher (7) nicht mehr ausreichen.
Die Wasseraufbereitung für die Kaltwassernebeldüsen (17) erfolgt über eine Kältemaschine (15) . Das benötigte Wasser wird dem Wassersammeitank (16) dosiert entnommen. Die Energieversorgung erfolgt über eine Photovoltaikanlage (40) , über eine Batteriestation (41) oder über ein Notstromaggregat (42) . Die Steuerung der Regel- und Schaltvorgänge wird von der elektronischen Regelung (10) ausgeführt.
Die Photovoltaikanlagen (40) und die Batteriestation (41) bilden eine eigenständige Baugruppe. Aufgabe der Photovoltaikanlage (40) ist es, die stufenlos regelbaren Hochleistungsgeblase (3) , die elektronische Regelung (10) , die Dosier- und Umwälzpumpen und die Mess- und Regelinstrumente mit Energie zu versorgen. Es sollten mindestens zwei Photovoltaikanlagen (40) mit Kapazität von 50 kWh eingesetzt werden. Die zweite Photovoltaikanlage (40) versorgt tagsüber die Batteriestation (41) mit Energie, die für den Nachtbetrieb der Anlage/Vorrichtung benötigt wird. Die Batteriestation (41) ist so ausgelegt, dass die Energieversorgung für die stufenlos regelbaren Hochleistungsgeblase (3) , die elektronische Regelung (10) , die Dosier- und Umwälzpumpen und die Mess- und RegelInstrumente von Sonnenuntergang bis Sonnenaufgang ausreicht und noch Reserven vorhanden sind. Vor der Einspeisung in die Anlage/Vorrichtung wird die Energie von Gleichstrom auf Wechselstrom umgewandelt .
Mit fortschreitender Technik werden die Anlagen/Vorrichtungen hundertprozentig mit Energie aus Photovoltaikanlagen (40) betrieben.
Anmerkung: Dosier- und Umwälzpumpen, Mischventile, Mess-, Steuer- und Regelinstrumente sind handelsübliche Kaufteile und werden im Einzelnen nicht beschrieben.
Die Funktion der Anlage/Vorrichtung zur Wasserrückgewinnung aus der Atmosphäre
Voraussetzung für eine erfolgreiche, effiziente und vorausberechenbare Wasserrückgewinnung aus der Atmosphäre ist eine Temperaturdifferenz von ca. 20° C zwischen der Außentemperatur und der Temperatur in den Wasserrückgewinnungszellen (2) . Bei dieser
Temperaturdifferenz tritt der Taupunkt ein und die relative Luftfeuchtigkeit schlägt sich, tagsüber bei ca. 55° C bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von ca. 90 %, an den Kühlregistern (4) am kältesten Punkt, und während der Nachtstunden bei ca. 5° C bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von ca. 100 % an den Heizregistern (5) am wärmsten Punkt nieder. Der prozentuale Anteil der relativen Luftfeuchtigkeit ist die Kalkulationsbasis für den Luftvolumenstrom, der von den stufenlos regelbaren Hochleistungsgebläsen (3) in die erste Wasserrückgewinnungszelle (2) transportiert und von den stufenlos regelbaren Hochleistungsgebläsen (3) durch die Nachfolgenden zur weiteren Luftentfeuchtung geführt wird. Eine völlige Luftentfeuchtung ist nicht beabsichtigt, da sie in keiner Relation zum Energieaufwand steht .
Die Kühlmittel für die Kühlregister (4) für den Tagbetrieb werden während der Nachtstunden bei Temperaturen um ca. 5° C mit Kältekollektoren gekühlt und in den über- oder unterirdischen Mehrkammerthermospeichern (7) gelagert. Sollten die Kühlmittel im Tagbetrieb nicht ausreichen, wird eine Großkälteanlage (14) zugeschaltet. Zusätzlich können auch noch Kaltwassernebeldüsen (17) , die den Kälteschock erhöhen und deren Wasser von einer Kältemaschine (15) aufbereitet wird, zugeschaltet werden. Das Wasser für die Kaltwassernebeldüsen (17) wird dem Wassersammeitank (18) entnommen. Im Nachtbetrieb werden die Heizregister (5) mit ex-geschützten Siedeölen oder anderen wärmespeichernden Flüssigkeiten beheizt. Diese Flüssigkeiten werden tagsüber mit Solarkollektoren (8) erhitzt, in über- oder unterirdischen Mehrkammerthermospeichern (7) gelagert und im Nachtbetrieb mit Dosierpumpen zu Heizregistern (5) befördert.
Mit dem Einsatz von zwei Photovoltaikanlagen (40) mit je 50 kWh und einer Batteriestation (41) für die Energieversorgung im Nachtbetrieb ist die Anlage/Vorrichtung netzunabhängig im Tag- und Nachtbetrieb, im 24-Stundentakt, einsetzbar.
An der Luftauslassöffnung (36) wird abschließend der Feuchtigkeitsgehalt und die Lufttemperatur gemessen. Das so gewonnene Wasser wird in einen oder mehrere Wassersammeltanks (16) geleitet und von dort aus mit Pumpen an die verschiedenen Verbraucherpositionen weitergeleitet .
Die Umschaltung von Nacht- auf Tagbetrieb erfolgt über die elektronische Regelung (10) .
Anmerkung: Die warmen relativ feuchten Luftmassen schlagen sich immer am kältesten Punkt nieder. Die kalten relativ feuchten Luftmassen schlagen sich immer am wärmsten Punkt nieder .
Figur 8 zeigt eine schematische Darstellung wesentlicher Komponenten einer Wasserrückgewinnungsanlage 50. Im Einzelnen sind in Figur 8 eine Wasserrückgewinnungskammer 1 mit einem Kühlregister 4 und einem Heizregister 5, ein Kältespeicher 51, Kältekollektoren 52, ein Wärmespeicher 53 und Wärmekollektoren 54 dargestellt . Die Kältekollektoren 52 sind von einem Medium 55 durchströmt, das die aufgenommene Kälte über einen Wärmetauscher 56 an ein im Kältespeicher 51 befindliches Kühlmittel 57 abgibt. Die Wärmekollektoren 54 sind von einem Medium 58 durchströmt, das die aufgenommene Wärme über einen Wärmetauscher 59 an ein im Wärmespeicher 53 befindliches Wärmmittel 60 abgibt. Das Medium 55 kühlt sich bei Nacht beim Durchströmen der Kältekollektoren 52 ab. Das Medium 58 wärmt sich bei Tag beim Durchströmen der Wärmekollektoren 54 auf. Zur Entfeuchtung von Umgebungsluft wird mittels nicht dargestellter Gebläse in der Wasserrückgewinnungskammer 1 eine Luftströmung in Pfeilrichtung x erzeugt. Die die Wasserrückgewinnungskammer 1 durchströmende Luft wird an dem Kühlregister 4 abgekühlt und entfeuchtet, wobei das aus der Luft austretende Wasser in eine nicht dargestellte Sammelvorrichtung abgeführt wird. Die Kühlung des Kühlregisters 4 erfolgt mittel des Kühlmittels 57, das aus dem Kältespeicher 51 entnommen und in diesen zurückgeführt wird, wobei das Kühlmittel nach dem Durchströmen des Kühlregisters 4 eine erhöhte Temperatur aufweist. Analog erfolgt die Arbeitsweise des Heizregisters 5, das über den Wärmespeicher 53 durch Wärmmittel 60 betreibbar ist.
In Figur 9 ist eine Ausführungsvariante der in Figur 8 dargestellten Wärmerückgewinnungsanlage 50 gezeigt. Eine Heizeinheit 61 ist durch den Wärmespeicher 53 und die Wärmekollektoren 54 gebildet, die mittels des Wärmmittels 60 das in einem unteren Bereich 62 eines Turms 63 angeordnete Heizregister 5 versorgt. Wärmekollektoren 54 sind Solarkollektoren, die von einem Medium zum Wärmetransport durchströmt werden. Eine Kühleinheit 64 ist durch den Kältespeicher 51 und die Kältekollektoren 52 gebildet, die mittels des Kühlmittels 57 das in einem oberen Bereich 65 des Turms 63 angeordnete Kühlregister 4 versorgen. Der Turm 63 ist an einer Unterseite 66 und an einer Oberseite 67 offen ausgebildet. Der Betrieb des Turms 63 erfolgt bei Nacht, wenn die Umgebungsluft kühl ist. Durch das Heizen des Heizregisters 5 im unteren Bereich 62 des Turms 63 wird in einem Innenraum 68 des Turms eine Aufwindströmung in Pfeilrichtung y erzeugt. Diese bewirkt, dass große Luftmassen an dem im oberen Bereich 65 des Turms 63 angeordneten gekühlten Kühlregister 4 vorbeistrδmen und dort die strömenden Luft durch Abkühlung entfeuchtet wird, wobei das Wasser im oberen Bereich 65 des Turms 63 aufgefangen und aus dem Turm 63 über eine Leitung 69 in einen Sammelbehälter 70 geführt wird. Zum Betrieb des Turms ist es selbstverständlich erforderlich, dass das Kühlregister 4 eine Temperatur aufweist, die soweit unter der Temperatur der strömenden Luft liegt, dass ein Niederschlag stattfindet. Gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsvariante ist es vorgesehen, den Turm bei Nacht als Auf indkraftwerk zu betreiben. Bei einem derartigen Betrieb kommt nur das Heizregister zum Einsatz und im oberen Bereich des Turms ist ein Propeller angeordnet, der einen elektrischen Generator antreibt. Weiterhin ist es auch denkbar, den Turm bei Tag als Abwindkraftwerk zu betreiben, indem ein Kühlregister betrieben wird, das die Luft im Turm abkühlt und zu einer Strömung in Pfeilrichtung y1 veranlasst.
Die erfindungsgemäße Wasserrückgewinnungsanlage ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele, Konstruktionsmerkmale und geometrischen Darstellungen beschränkt . Sie umfassen auch vielmehr alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen des erfindungsgemäßen Gedankens . Pumpen, Ventile und Rohrleitungen sind handelsübliche Kaufteile und wurden deshalb nicht weiter beschrieben oder gezeigt.
Bezugszeichenliste:
1 Wasserrückgewinnungskammer
2 Wasserrückgewinnungszelle
3 Hochleistungsgeblase
4 Kühlregister
5 Heizregister
6 Kältekollektor
7 Mehrkammerthermospeicher
8 Solarkollektor
9 Mehrkammerthermospeicher
10 Regelung 11
12 13
14 Großkälteanlage
15 Kältemaschine
16 Notstromaggregat
17 Kaltwassernebeldüsen
18 Wassersammeitank
19 Kühlrippe
20 Servicetür
24 Thermokammer
25 Wärmetauscher
36 Lufteinlassöffnung
37 Luftauslassöffnung
40 Photovoltaikanlage
41 Batteriestation
42 Notstromaggregat
43 Abdeckung
50 Wasserrückgewinnungsanlage
51 Kältespeicher
52 Kältekollektor
53 Wärmespeicher
54 Wärmekollektor Medium
Wärmetauscher
Kühlmittel
Medium
Wärmetauscher
Wärmmittel
Heizeinheit unterer Bereich
Turm
Kühleinheit oberer Bereich
Unterseite
Oberseite
Innenraum
Leitung
Sammelbehälter

Claims

Ansprüche :
1. Verfahren zur Wasserrückgewinnung aus der Atmosphäre mit einer Wasserrückgewinnungskammer (1) mit Wasserrückgewinnungszellen (2) und einem regelbaren Hochleistungsgeblase (3) dadurch gekennzeichnet, dass im Nachtbetrieb eine Kühlung eines in einem Kältespeicher ' (7 , 51) gespeicherten Kühlmittels (57) mittels Kältekollektoren (6, 52) erfolgt, dass im Tagbetrieb eine Erwärmung einer weiteren, in einem Wärmespeicher (53) gespeicherten Flüssigkeit (60) mittels Solarkollektoren (8, 54) erfolgt, wobei das bei Nacht abgekühlte Kühlmittel (57) zur Wassergewinrrαng bei Tag und/oder bei Nacht von Luft durchströmte Kühlregister (4) kühlt, an denen diese Luft entfeuchtet wird, und wobei die wärmespeichernde Flüssigkeit (60) bei Tag und/oder bei Nacht zur Energiegewinnung für den Betrieb der Anlage (50) und/oder zur Wassergewinnung eingesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Tagbetrieb und/oder Nachbetrieb ein Entzug von Feuchtigkeit aus in einer Umgebung vorhandenen heißen bzw. kühlen Luftmassen durch Abkühlung der Luftmassen am Kühlregister (4) erfolgt.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgung der elektrischen Verbraucher, wie Hochleistungsgeblase (3) , Dosier- und Umwälzpumpen, Mischventile, Messinstrumente und Regelinstrumente durch eine Photovoltaikanlage (40) erfolgt, wobei die in der Photovoltaikanlage (40) gewonnene Energie insbesondere in Batterien (41) gespeichert wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Nachtbetrieb ein Entzug von Feuchtigkeit aus kühlen Luftmassen hoher Feuchtigkeit insbesondere durch Heizen von kombinierten Kühlregistern (4) und Heizregistern (5) erfolgt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Container- , rechteck- oder quaderförmigen Wasserrückgewinnungskammer (1) , in der sich mehrere Wasserrückgewinnungszellen (2) befinden und in die mit stufenlos regelbaren Hochleistungsgebläsen (3) großvolumige feuchte Luftmassen transportiert werden, wobei durch den Einsatz von kombinierten Kühl- und Heizregistern (4, 5) im Tagbetrieb großvolumigen heißen Luftmassen mit Kühlung und im Nachtbetrieb mit Heizung Feuchtigkeit entzogen wird, wobei während der Nachtstunden das Kühlmittel (57) mit Kältekollektoren (6, 52) gekühlt und in über- oder unterirdischen Mehrkammerthermospeichern (7) insbesondere abseitig gelagert wird und tagsüber mit Solarkollektoren (8, 54) die explosionsgeschützten Siedeöle oder andere wärmespeichernde Flüssigkeiten (60) beheizt und in über- oder unterirdischen Mehrkammerthermospeichern (7, 51, 53) insbesondere abseitig gelagert werden, wobei die Mehrkammerthermospeicher (7, 51, 53) sowohl für Kühlmittel
(57) als auch für explosionsgeschützte Siedeöle oder andere wärmespeichernde Flüssigkeiten (60) vorgesehen sind, eine elektronische Regelung (10) alle Betriebs- und Schaltvorgänge innerhalb und außerhalb der Anlage (50) überwacht und/oder regelt und/oder steuert und die Energieversorgung der insbesondere stufenlos regelbaren Hochleistungsgeblase (3) , der Dosier- und Umwälzpumpen, der Mischventile und der Mess- und Regelinstrumente mit der Photovoltaikanlage (40) erfolgt, wobei eine angegliederte Batteriestation (41) , die tagsüber von der Photovoltaikanlage (40) mit Strom versorgt wird, die Energie für den Nachtbetrieb liefert und wobei für den Notfall insbesondere eine Großkälteanlage (14) und eine Kältemaschine (15) zum Betrieb zusätzlicher
Kaltwassernebeldüsen (17) und zur Versorgung der Kühlregister (4) mit Kühlmittel (57) vorgesehen ist, und weiterhin insbesondere ein Notstromaggregat (42) im Notfall die explosionsgeschützten Siedeöle oder andere wärmespeichernden Flüssigkeiten (60) im Mehrkammerthermospeichern (7, 51, 53) beheizt, die für den Betrieb der Heizregister (5) vorgesehen sind.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte Anlage, insbesondere die Hochleistungsgeblase (3), Dosier- und Umwälzpumpen, Mischventile, Messinstrumente und Regelinstrumente durch eine elektronische Regelung (10) geregelt und/oder gesteuert sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Notfall eine Großkälteanlage (14) und eine Kältemaschine (15) für zusätzliche Kaltwassernebeldüsen (17) zur Verfügung steht, welche die Kühlregister (4) mit Kühlmittel (57) versorgt, und durch ein Notstromaggregat (16) eine Beheizung der Flüssigkeit (60) in den Mehrkammerthermospeichern (53) erfolgt.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlregister (4) als kombinierte Kühlregister (4) und Heizregister (5) ausgebildet sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittel in über- und/oder unterirdischen Mehrkammerthermospeichern (7) gelagert sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Siedeδl explosionsgeschützt ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Siedeδl bzw. die wärmespeichernde Flüssigkeit (60) in über- und/oder unterirdischen Mehrkammerthermospeichern (53) gelagert sind
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Container- rechteck- oder quaderförmige Wasserrückgewinnungskammer (1) alle, zur Wasserrückgewinnung aus der Atmosphäre benötigten Aggregate, Kühl- und Heizregister (4, 5), stufenlos regelbare Hochleistungsgeblase (3) , Mess- und Regelinstrumente beinhaltet .
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur effektiven, gezielten und im voraus berechenbaren Wasserrückgewinnung aus der Atmosphäre mehrere Wasserrückgewinnungszellen (2) hintereinander geschaltet sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder Wasserrückgewinnungszelle (2) mindestens ein kombiniertes Kühlregister (4) und ein Heizregister (5) installiert und mehrere stufenlos regelbare Hochleistungsgeblase (3) zum Einsatz kommen und insbesondere auch Regel-, Steuer- und Messgeräte installiert sind.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass an der Frontseite der Vorrichtung mehrere stufenlos regelbare Hochleistungsgeblase (3) in den Lufteinlassöffnungen (36) installiert sind, mit denen die feuchten Luftmassen in die Wasserrückgewinnungszellen (2) transportierbar ist .
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass für die Wasserrückgewinnung im Tag- und Nachtbetrieb der Anlage (50) kombinierte Heizregister (4) und Kühlregister (5) eingesetzt sind.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizregister (5) im Tagbetrieb von den Kühlregistern (4) zwangsgekühlt und im Nachtbetrieb die Kühlregister (4) von Heizregistern (5) zwangsbeheizt sind.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die großvolumigen, rechteckig ausgebildeten, und extrem Feuchtigkeit absorbierenden kombinierten Kühlregister- (4) und Heizregister (5) horizontal von den feuchten Luftmassen durchströmt sind.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass mit den in den Nachtstunden herrschenden Niedrigtemperaturen die Kühlmittel in den abseitigen Kältekollektoren (6) gekühlt werden, mit denen im Tagbetrieb die Kühlregister (4) versorgt sind.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Kältekollektoren (6) mit zusätzlichen Kühlrippen (19) zur Vergrößerung des Flächenquerschnitts und zur Erhöhung der Kühlleistung ausgerüstet sind.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die explosionsgeschützten Siedeöle oder andere wärmespeichernde Flüssigkeiten tagsüber mit Solarkollektoren (8) , die auch beabstandet von der Anlage, beheizt und die im Nachtbetrieb den Heizregistern (5) zuführbar sind.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass Mehrkammerthermospeichern (7) Kühlmittel (57) oder explosionsgeschützte Siedeöle oder andere wärmespeichernde Flüssigkeiten (60) gelagert sind.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass in den einzelnen Thermokammern (24) unterschiedliche Temperaturen herrschen, damit die Kühl- und Heizmittel (57, 60) immer konstant mit der vorgeschriebenen Temperaturdifferenz von ca. 20° C. den Heiz- und Kühlregistern (4, 5) zugeführt werden, wobei die Kühlung, bzw. Heizung mit Kühl-/Heizschlangen oder flächenförmigen Wärmetauschern (25) erfolgt und wobei dieser Vorgang elektronisch über Mischventile gesteuert ist.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrkammerthermospeicher (7, 51 ,53) auch beabstandet von der Anlage (50) angeordnet sind.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die von den Solarkollektoren (8, 54) beheizten explosionsgeschützten Siedeöle oder andere wärmespeichernde Flüssigkeiten (60), etc. in unter- oder überirdischen Mehrkammerthermospeichern (7, 53) gelagert sein sind.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass an der Unterseite oder beabstandet von der Vorrichtung zur Wasserrückgewinnung eine Großkälteanlage (14) , eine Kältemaschine (15) und die Wassertanks (16) positioniert sind.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die feuchten Luftmassen an der Frontseite durch die Lufteinlassδffnungen (36) in die Wasserrückgewinnungszellen (2) eintreten und diese an der hinteren Dachseite durch die Luftauslassδffnung (37) entfeuchtet wieder verlassen.
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Kaltwassernebeldüsen (17) im Bereich der Kühlregister (4) angeordnet sind.
29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Einsatz mehrerer hintereinander geschalteter Wasserrückgewinnungszellen (2) , in Verbindung mit stufenlos regelbaren Hochleistungsgebläsen (3) eine gezielte, effektive und vorausberechenbarε
Wasserrückgewinnung aus der Atmosphäre erfolgt .
30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass sich rechts- und linksseitig Servicetüren (20) , die den problemlosen Zutritt zu den Wasserrückgewinnungszellen (2) bei Service- oder Wartungsarbeiten ermöglichen, befinden.
31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarkollektoren (8, 52, 54), jeweils um 45° bis insgesamt um 315° mechanisch, elektronisch oder hydraulisch schwenkbar sind.
32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass Photo- voltaikanlagen (40) die Vorrichtung mit der nötigen Energie versorgen.
33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass in einer oder mehreren Batteriestation (41) die von den Photovoltaikanlagen (40) gelieferte Energie gespeichert ist, die für den Nachtbetrieb der Anlage erforderlich ist.
34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass ein Notstromaggregat (42) die explosionsgeschützten Siedeöle oder andere wärmespeichernde Flüssigkeiten (60) bei Ausfall der Solarzellen (8, 53) beheizt.
35. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage zur Wasserrückgewinnung Container-, rechteck- oder quaderförmig gestaltet ist.
36. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass eine speziell hierfür entwickelte elektronische Mehrkanal-Regelung (10) im Inneren und außerhalb der Vorrichtung alle Betriebs- und Schaltvorgänge steuert, regelt und überwacht und eventuelle Störungen über Funk direkt an die Einsatzzentrale meldet.
PCT/DE2001/001899 2000-05-19 2001-05-18 Wasserrückgewinnung aus der atmosphäre WO2001088281A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/276,661 US6799430B2 (en) 2000-05-19 2001-05-18 Atmosphere water recovery
AU2001267315A AU2001267315A1 (en) 2000-05-19 2001-05-18 Atmosphere water recovery

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10024414.9 2000-05-19
DE10024414 2000-05-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2001088281A1 true WO2001088281A1 (de) 2001-11-22

Family

ID=7642555

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2001/001899 WO2001088281A1 (de) 2000-05-19 2001-05-18 Wasserrückgewinnung aus der atmosphäre

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6799430B2 (de)
AU (1) AU2001267315A1 (de)
DE (1) DE10124649A1 (de)
WO (1) WO2001088281A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITGO20130006A1 (it) * 2013-11-20 2015-05-21 Mb Omnia S R L Sistema per generatore atmosferico di acqua potabile
WO2016185240A1 (en) * 2015-05-15 2016-11-24 Seas Société De L'eau Aerienne Suisse Sa A method and a system for controlling a plant for producing water from atmospheric air
WO2023099649A1 (de) * 2021-12-03 2023-06-08 Imhotep.Industries GmbH Wassergenerator zum erzeugen von wasser aus atmosphärischer umgebungsluft

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2412686A1 (en) * 2000-06-14 2001-12-20 Ernest R. Drucker Solar chimney wind turbine
AU2003240324A1 (en) * 2002-06-06 2003-12-22 Freedom Water Company Ltd. Device for collecting atmospheric water
US20060065002A1 (en) * 2004-09-27 2006-03-30 Humano, Ltd. System and method for extracting potable water from atmosphere
US20060065001A1 (en) * 2004-09-27 2006-03-30 Diego Bernardo Castanon Seoane System and method for extracting potable water from atmosphere
US7793508B2 (en) * 2004-11-05 2010-09-14 Flair Corporation Modular refrigerated dryer apparatus and method
US20060191411A1 (en) * 2005-02-28 2006-08-31 Johnson Neldon P Water extraction apparatus and method
ES2282030B1 (es) * 2005-11-07 2008-09-01 Jose Antonio Martinez Santiago Nueva planta generadora de agua a partir del aire.
US20090038785A1 (en) * 2007-08-06 2009-02-12 Zagalsky Harry Y Tubes for heat exchange
US8028527B2 (en) * 2007-09-14 2011-10-04 Robert Joseph Vidmar System and method for converting moist air into water and power
US7886547B2 (en) * 2008-05-28 2011-02-15 Sullivan Shaun E Machines and methods for removing water from air
US8500876B2 (en) * 2009-12-10 2013-08-06 Msx, Incorporated Automatic air dehydrator with offsite data management
DE102011120419B4 (de) 2011-12-08 2014-10-02 G & M Systemtechnik Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Kälteerzeugung, insbesondere zur Wasserrückgewinnung aus der Luft
CN110624368A (zh) * 2019-09-24 2019-12-31 利民化学有限责任公司 一种有害气体的处理系统、应用及处理方法
DE102021212570A1 (de) 2021-11-09 2023-05-11 Jan Bilke Vorrichtung und Verfahren zur autarken Energieproduktion

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4342569A (en) * 1979-09-04 1982-08-03 Mittex Ag Method and apparatus for abstracting water from air
DE3208964A1 (de) 1982-03-12 1983-09-22 Hans-Jürgen Dr.med. 1000 Berlin Wanjura Trinkwassergewinnung aus luftfeuchtigkeit mittels waermepumpe
US4433552A (en) 1982-05-20 1984-02-28 Smith Raymond H Apparatus and method for recovering atmospheric moisture
DE3313711A1 (de) 1983-04-15 1984-10-18 Rudolf 3501 Schauenburg Gesslauer Verfahren und vorrichtung zur gewinnung von trinkwasser
US5301516A (en) 1993-02-11 1994-04-12 Forrest Poindexter Potable water collection apparatus
EP0597716A1 (de) 1992-11-12 1994-05-18 Dil Sham Ventures Vorrichtung zur Sammlung von Trinkwasser aus der Atmosphäre
DE4430901C1 (de) * 1994-08-31 1996-05-09 Dieter Kronauer Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Wasser aus Luft
DE19632272A1 (de) * 1996-08-09 1998-02-12 Harry Eisold Vorrichtung zur Wassergewinnung
WO1999011927A1 (de) * 1997-08-28 1999-03-11 Walter Georg Steiner Erzeugung von elektrischem strom und wasserrückgewinnung aus der atmosphäre mit solar und windenergie
WO1999043997A1 (en) * 1998-02-25 1999-09-02 M & K Associates, Inc. System for producing fresh water from atmospheric air

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2738874C3 (de) * 1977-08-29 1982-01-14 M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 8000 München Verfahren zur Gewinnung von Wasser aus atmosphärischer Luft und Anlage zur Durchführung des Verfahrens
RU2004719C1 (ru) 1991-06-03 1993-12-15 Краснодарский политехнический институт Установка дл получени пресной воды из атмосферного воздуха
RU2000393C1 (ru) 1991-06-20 1993-09-07 Шаров В.В. Устройство дл получени воды из воздуха

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4342569A (en) * 1979-09-04 1982-08-03 Mittex Ag Method and apparatus for abstracting water from air
DE3208964A1 (de) 1982-03-12 1983-09-22 Hans-Jürgen Dr.med. 1000 Berlin Wanjura Trinkwassergewinnung aus luftfeuchtigkeit mittels waermepumpe
US4433552A (en) 1982-05-20 1984-02-28 Smith Raymond H Apparatus and method for recovering atmospheric moisture
DE3313711A1 (de) 1983-04-15 1984-10-18 Rudolf 3501 Schauenburg Gesslauer Verfahren und vorrichtung zur gewinnung von trinkwasser
EP0597716A1 (de) 1992-11-12 1994-05-18 Dil Sham Ventures Vorrichtung zur Sammlung von Trinkwasser aus der Atmosphäre
US5301516A (en) 1993-02-11 1994-04-12 Forrest Poindexter Potable water collection apparatus
DE4430901C1 (de) * 1994-08-31 1996-05-09 Dieter Kronauer Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Wasser aus Luft
DE19632272A1 (de) * 1996-08-09 1998-02-12 Harry Eisold Vorrichtung zur Wassergewinnung
WO1999011927A1 (de) * 1997-08-28 1999-03-11 Walter Georg Steiner Erzeugung von elektrischem strom und wasserrückgewinnung aus der atmosphäre mit solar und windenergie
WO1999043997A1 (en) * 1998-02-25 1999-09-02 M & K Associates, Inc. System for producing fresh water from atmospheric air

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITGO20130006A1 (it) * 2013-11-20 2015-05-21 Mb Omnia S R L Sistema per generatore atmosferico di acqua potabile
WO2016185240A1 (en) * 2015-05-15 2016-11-24 Seas Société De L'eau Aerienne Suisse Sa A method and a system for controlling a plant for producing water from atmospheric air
WO2023099649A1 (de) * 2021-12-03 2023-06-08 Imhotep.Industries GmbH Wassergenerator zum erzeugen von wasser aus atmosphärischer umgebungsluft

Also Published As

Publication number Publication date
US20030167779A1 (en) 2003-09-11
US6799430B2 (en) 2004-10-05
AU2001267315A1 (en) 2001-11-26
DE10124649A1 (de) 2001-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2001088281A1 (de) Wasserrückgewinnung aus der atmosphäre
DE3313711A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur gewinnung von trinkwasser
EP2794068B1 (de) Verfahren und eine vorrichtung zur kälteerzeugung insbesondere zur wasserrückgewinnung aus der luft
DE2739373A1 (de) Waermegewinnungseinrichtung
DE102007050674A1 (de) Multifunktionaler Wärmetransformationsspeicher als Energiezentrale von Heizungs- und Klimaanlagen
WO2017093426A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum einbringen und zur entnahme von wärmeenergie in bzw. aus einem gewässer
DE102008008652A1 (de) Thermoelektrischer Akkumulator zur Temperaturselektiven Speicherung von Wärme in thermisch getrennten Speichern u. a. zum Zweck der Erzeugung elektrischer Energie auf der Grundlage des Seebeck-Effektes
DE3541645A1 (de) Vorrichtung zur wassergewinnung aus luft unter ausnutzung des peltier effektes
DE2809425A1 (de) Einrichtung zur deckung des waermebedarfs der waermeverbraucher eines gebaeudes
DE10118572B4 (de) Wärmeversorgungssystem
WO2012159763A2 (de) Kombinierte photovoltaik- und solarthermieanlage
WO1999011927A1 (de) Erzeugung von elektrischem strom und wasserrückgewinnung aus der atmosphäre mit solar und windenergie
EP3027971B1 (de) Temperatur-management-system
DE102008051270B4 (de) Luftdurchströmter Speicher zum Kühlen und Vorheizen und damit aufgebaute zentrale Lüftungsanlage
DE102015012329A1 (de) Thermosolar unterstützte Kühlanlage für Kühlcontainer mit Durchflußsteuerung des Kältemittels durch das Solarpanel für einen optimalen Kühlbetrieb
WO2016109861A2 (de) Verfahren zur regeneration des primärenergiespeichers einer solewasserwärmepumpe
EP2546595A1 (de) Kühlvorrichtung und Kühlverfahren
WO2012000002A2 (de) Anordnung zum umwandeln thermischer energie und vorrichtung zum erwärmen und kühlen eines mediums
EP2942570B1 (de) Geothermieheizanlage
WO2009043334A2 (de) Solarluftenergieabsorber
CH716466B1 (de) Anlage zur Gewinnung von Energie.
DE202014003951U1 (de) Energieversorgungseinrichtung für Wärmepumpen und/oder Klimageräte
DE4321192A1 (de) Apparat zum Destillieren von Wasser im Niedertemperaturbereich
DE2723503A1 (de) Klimaanlage fuer ein hochisoliertes gebaeude mit einer belueftungseinrichtung
DE2237757A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur klimatisierung von raeumen

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BY CA CH CN CU CZ DK EE ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MD MG MK MN MW MX NO NZ PL PT RO RU SD SE SG SI SK SL TJ TM TR TT UA UG US UZ VN YU ZA ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GH GM KE LS MW MZ SD SL SZ TZ UG ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2001944949

Country of ref document: EP

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: 2001944949

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 10276661

Country of ref document: US

122 Ep: pct application non-entry in european phase
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP