WO2003099408A1 - Vorrichtung zur brauchwassergewinnung - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a device for the production of process water containing a water inlet and a water treatment system and
  • Water treatment plants have been known for a long time. They are usually used to extract process water from used or unpurified water. These water treatment plants, also called sewage plants, have a wide variety of filters, such as mechanical or biological filters. Used or unpurified water is fed to the water treatment system via a water inlet. After cleaning or filtering through a wide variety of filters, additives such as chlorine, bromine or fluorine may be added to the water processed in this way.
  • the water used comes from industry on the one hand and from households on the other. Uncleaned water is often extracted from groundwater and / or rivers. This water may also need to be treated. With these Water treatment plants are always a prerequisite that there is sufficient water, no matter where it comes from.
  • the object of the invention is therefore to provide an inexpensive device for the production of process water, which process water is also available in regions with little water.
  • the object is achieved in that means for removing water from the air by condensation, which is supplied to the water inlet, are provided in a device for the recovery of process water of the type mentioned.
  • the invention is based on the principle of removing water from the air by condensation. This water is treated so that it can be used by humans, animals or other applications. According to the invention, this condensation is generated with the aid of a cooling unit.
  • the cooling unit creates a cooling area that is colder than the ambient air. The water in the air in this area begins to condense. This condensed water is fed to the water treatment system and processed for consumption and, for example, fed to the consumption circuit via the process water extraction device.
  • cooling unit can function on the principle of the "Camot cycle". Another advantage arises if that Cooling unit has an electrically driven heat pump that extracts heat from a cooling and condensing area of the cooling unit.
  • An advantageous embodiment of the invention results from solar collectors for generating the electrical energy required to operate the device. As a result, such a device for the production of process water can also be put into operation in a desert where no electrical voltage is available.
  • the water treatment system has filters. These serve to purify the water and can be based, for example, on a biological, mechanical or chemical basis or a combination thereof.
  • the water treatment system of the device for the production of process water has means for disinfection. Depending on the germ, this can also be done, for example, by heating. The means are then provided as heating elements.
  • Additives are, for example, chlorine, bromine or fluorine, as are usually added to the water.
  • the use of the device according to the invention for the production of process water can be optimized if it is designed to be mobile. This allows the device to be transported to any location where there is no water but which is needed.
  • chemical and / or mechanical means for accelerating the condensation can be provided.
  • This Accelerators serve as condensation nuclei to extract the water from the air as quickly as possible.
  • condensation surfaces are provided. It has proven to be particularly advantageous for transportation if these condensation surfaces are designed to be foldable and / or to be dismantled. Suitable means for collecting the condensed water are provided in order to store the water.
  • these filter media for cleaning the air are connected upstream.
  • Fig. 1 shows a schematic diagram of an embodiment of an inventive device for domestic water treatment
  • FIG. 1 an inventive device for producing hot water is shown at 10.
  • a suction element 12 draws in warm ambient air 14.
  • the process of drawing in the ambient air is represented by arrows 16.
  • the suction element 12 consists of a housing 13, in which an electrically driven fan 18 is provided, which is indicated in this illustration as a propeller.
  • the suction element 12 also has an air filter 20.
  • This air filter 20 cleans the warm ambient air 14 drawn in.
  • the filtered ambient air 14 is fed to a cooling and condensation area 22, arrow 24.
  • the cooling and condensation area has a cooling unit 26. which works on the principle of the "Camot cycle".
  • This cooling unit 26 cools condensation surfaces 28.
  • the cooling and condensation area 22 is designed as a housing 30. Chemical substances can be provided in the housing as condensation nuclei, which accelerate the condensation process.
  • the air which has cooled and is now dry in the cooling and condensation area 22 is again released to the outside, arrows 32.
  • the condensed water is led from the cooling and condensation area via line 34 into a collecting tank 36.
  • the condensed water obtained in this way is fed via line 38 to a water treatment system 40.
  • the water treatment system 40 can be equipped with a wide variety of filters 42. They are only hinted at in the present illustration.
  • the water treatment system 40 has a housing 44 which surrounds the filter 42.
  • a tap 46 leads away from the housing 44 of the water treatment plant, from which the treated service water can be removed.
  • the need for electrical energy for the device according to the invention is obtained from the solar collector 48, which forwards the electrical energy thus obtained to a distributor and control element 50.
  • the distribution and control element gives the electrical energy via lines 52 to the corresponding components of the device which have to be supplied with electrical energy.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Brauchwassergewinnung (10) enthaltend einen Wasserzulauf (33) und eine Wasseraufbereitungsanlage (40) und eine Brauchwasserentnahmevorrichtung (46). Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Brauchwassergewinnung (10) dient zur Aufbereitung von Wasser aus der Umgebungsluft (14).

Description

Vorrichtung zur Brauchwassergewinnung
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Brauchwassergewinnung enthaltend einen Wasserzulauf und eine Wasseraufbereitungsanlage und eine
Brauchwasserentnahmevorrichtung.
Stand der Technik
Wasseraufbereitungsanlagen sind schon seit langem bekannt. Sie werden in der Regel dazu genutzt, um aus verbrauchtem oder ungereinigtem Wasser Brauchwasser zu gewinnen. Diese Wasseraufbereitungsanlagen, auch Kläranlagen genannt, verfügen über verschiedenste Filter, wie mechanische oder biologische Filter. Über einen Wasserzulauf wird der Wasseraufbereitungsanlage verbrauchtes oder ungereinigtes Wasser zugeführt. Nach der Reinigung bzw. Filterung durch die verschiedensten Filter werden dem so verarbeitetem Wasser ggf. noch Zusatzstoffe, wie beispielsweise Chlor, Brom oder Fluor, zugesetzt. Das verbrauchte Wasser kommt zum einen aus der Industrie und zum anderen aus den Haushalten. Ungereinigtes Wasser wird häufig dem Grundwasser und/oder Flüssen entnommen. Dieses Wasser muß ggf. ebenfalls aufbereitet werden. Bei diesen Wasseraufbereitungsanlagen ist immer Voraussetzung, daß Wasser, egal woher, in ausreichendem Maße zur Verfugung steht.
In Regionen, wo nur sehr wenig Wasser zur Verfügung steht, kann dies schon zu weit aus größeren Problemen fuhren. In Städten wird dann in der Regel auf Grundwasser zurückgegriffen. In ländlichen Wüstenregionen wird auf diese Maßnahme aus Kostengründen weitestgehend verzichtet. Die Bevölkerung dieser Wüstenregionen haben oft viele Kilometer zu Ihren Brunnen zurückzulegen, um an einigermaßen genießbares Wasser zu gelangen.
Offenbarung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine kostengünstige Vorrichtung zu Brauchwassergewinnung zu schaffen, die Brauchwasser auch in wasserarmen Regionen zur Verfügung stellt.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß bei einer Vorrichtung zur Brauchwassergewinnung der eingangs genannten Art Mittel zum Entzug von Wasser aus der Luft durch Kondensation, welches dem Wasserzulauf zugeführt wird, vorgesehen sind.
Die Erfindung beruht auf dem Prinzip, der Luft durch Kondensation Wasser zu entziehen. Dieses Wasser wird so aufbereitet, daß es für Menschen, Tiere oder sonstige Anwendungen benutzbar ist. Diese Kondensation wird erfindungsgemäß mit Hilfe eines Kühlaggregats erzeugt. Das Kühlaggregat erzeugt einen Kühlbereich, der kälter ist als die Umgebungsluft. Das Wasser in der Luft in diesem Bereich fängt an zu kondensieren. Dieses Kondenswasser wird der Wasseraufbereitungsanlage zugeführt und für den Verbrauch aufbereitet und über die Brauchwasserentnahmevorrichtung beispielsweise dem Verbrauchskreislauf zugeführt.
Ein Aspekt der Erfindung ist, daß das Kühlaggregat nach dem Prinzip des "Camotschen Kreisprozesses" funktionieren kann. Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn das Kühlaggregat eine elektrisch angetriebene Wärmepumpe aufweist, die einem Kühl- und Kondensationsbereich des Kühlaggregates Wärme entzieht.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich fe er durch Solarkollektoren zur Erzeugung der elektrischen Energie, welche zum Betrieb der Vorrichtung erforderlich ist. Hierdurch kann auch in einer Wüste, wo keine elektrische Spannung zur Verfügung steht, eine solche Vorrichtung zur Brauchwassergewinnung in Betrieb genommen werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung weist die Wasseraufbereitungsanlage Filter auf. Diese dienen zur Reinigung des Wassers und können beispielsweise auf biologischer, mechanischer oder chemischer Basis bzw. einer Kombination daraus beruhen.
In einer geeigneten Ausführung der Erfindung weist die Wasseraufbereitungsanlage der Vorrichtung zur Brauchwassergewinnung Mittel zur Entkeimung auf. Dies kann je nach Keimen auch beispielsweise durch Erhitzen erfolgen. Die Mittel sind dann als Heizelemente vorgesehen.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ergibt sich, wenn die Wasseraufbereitungsanlage eine Dosiereinrichtung zum Zusetzen von Zusatzstoffen für das Brauchwasser aufweist. Als Zusätze sind hier beispielsweise Chlor, Brom oder auch Fluor gemeint, wie sie üblicherweise dem Wasser zugesetzt werden.
Der Einsatz der erfindungsgemäßen Vorichtung zur Brauchwassergewinnung läßt sich optimieren, wenn diese mobil ausgebildet ist. Damit kann die Vorrichtung an jeden beliebigen Einsatzort transportiert werden, wo kein Wasser vorhanden ist, aber welches benötigt wird.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können chemische und/oder mechanische Mittel zur Beschleunigung der Kondensation vorgesehen sein. Diese Beschleuniger dienen als Kondensationskeime, um möglichst schnell der Luft das Wasser zu entziehen.
In einer geeigneten Ausführung sind Kondensationsflächen vorgesehen. Insbesondere für den Transport erweist sich als vorteilhaft, wenn diese Kondensationsflächen faltbar und/oder zerlegbar ausgebildet sind. Um das Wasser zu speichern, sind geeignete Mittel zum Sammeln des Kondenswassers vorgesehen.
Um zu verhindern, daß Schmutzpartikel in die Vorrichtung zur Brauchwasseraufbereitungsanlage gelangen, sind dieser Filtermittel zur Reinigung der Luft vorgeschaltet.
Weitere Vorteile ergeben sich aus dem Gegenstand der Unteransprüche.
Kurze Beschreibung d«r Zeichnung
Fig. 1 zeigt in einer Prinzipskizze ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Brauchwasseraufbereitung
Bevorzugtes Ausführungsbeispiel
In Fig. 1 wird mit 10 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Brauchwassergewinnung dargestellt. Ein Ansaugelement 12 saugt warme Umgebungsluft 14 an. Der Ansaugprozeß der Umgebungsluft wird durch Pfeile 16 dargestellt. Das Ansaugelement 12 besteht aus einem Gehäuse 13, in dem ein elektrisch angetriebener Lüfter 18 vorgesehen ist, welcher in dieser Darstellung als Propeller angedeutet ist. Das Ansaugelement 12 weist femer einen Luftfilter 20 auf. Dieser Luftfilter 20 reinigt die angesaugte warme Umgebungsluft 14. Die gefilterte Umgebungsluft 14 wird einem Kühl- und Kondensationsbereich 22 zugeführt, Pfeil 24. Der Kühl- und Kondensationsbereich weist ein Kühlaggregat 26 auf. welches nach dem Prinzip des "Camotschen Kreisprozesses" funktioniert. Dieses Kühlaggregat 26 kühlt Kondensationsflächen 28. Der Kühl- und Kondensationsbereich 22 ist als Gehäuse 30 ausgebildet. In dem Gehäuse können chemische Substanzen als Kondensationskeime vorgesehen sein, die den Kondensierungsprozeß beschleunigen. Die in dem Kühl- und Kondensationsbereich 22 abgekühlte und nun trockene Luft wird ■ wiederum nach außen abgegeben, Pfeile 32.
Das Kondenswasser wird aus dem Kühl- und Kondensationsbereich über Leitung 34 in einen Sammelbehälter 36 geführt. Das so gewonnene Kondenswasser wird über Leitung 38 einer Wasseraufbereitungsanlage 40 zugeführt. Die Wasseraufbereitungsanlage 40 kann mit verschiedensten Filtern 42 ausgerüstet sein. Sie sind in vorliegender Darstellung nur angedeutet. Die Wasseraufbereitungsanlage 40 weist ein Gehäuse 44 auf, welches die Filter 42 umgibt. Von dem Gehäuse 44 der Wasseraufbereitungsanlage führt ein Hahn 46 weg, von dem das aufbereitete Brauchwasser entnommen werden kann.
Der Bedarf an elektrischer Energie für die erfindungsgemäße Vorrichtung wird aus dem Sonnenkollektor 48 gewonnen, der die so gewonnene elektrische Energie an ein Verteiler- und Steuerelement 50 weitergibt. Das Verteiler- und Steuerelement gibt die elektrische Energie über Leitungen 52 an die entsprechenden Bestandteile der Vorrichtung, welche mit elektrischer Energie versorgt werden müssen.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Brauchwassergewinnung (10) enthaltend einen Wasserzulauf (38) und eine Wasseraufbereitungsanlage (40) und eine Brauchwasserentnahme Vorrichtung (46), gekennzeichnet durch Mittel (22) zum Entzug von Wasser aus der Luft (14) durch Kondensation, welches dem Wasserzulauf (38) zugeführt wird.
2. Vorrichtung zur Brauchwassergewinnung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Entzug von Wasser aus der Luft durch Kondensation als Kühlaggregat (26) ausgebildet ist.
3. Vorrichtung zur Brauchwassergewinnung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlaggregat (26) nach dem Prinzip des "Camotschen Kreisprozesses" funktioniert.
4. Vorrichtung zur Brauchwassergewinnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlaggregat (26) eine elektrische angetriebene Wärmepumpe aufweist, die einem Kühl- und Kondensationsbereich des Kühlaggregates (26) Wärme entzieht.
5. Vorrichtung zur Brauchwassergewinnung (10) nach Anspruch 4,- gekennzeichnet durch Solarkollektoren (48) zur Erzeugung der elektrischen Energie, welche zum Betrieb der Vorrichtung erforderlich ist.
6. Vorrichtung zur Brauchwassergewinnung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasseraufbereitungsanlage (40) Filter (42) aufweist.
7. Vorrichtung zur Brauchwassergewinnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasseraufbereitungsanlage (40) Mittel zur Entkeimung aufweist.
8. Vorrichtung zur Brauchwassergevvinnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasseraufbereitungsanlage (40) eine Dosiereinrichtung zum Zusetzen von Zusatzstoffen für das Brauchwasser aufweist.
9. Vorrichtung zur Brauchwassergewinnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Brauchwassergewinnung (10) mobil ausgebildet ist.
10. Vorrichtung zur Brauchvvassergewinnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß chemische und/oder mechanische Mittel zur Beschleunigung der Kondensation vorgesehen sind.
1 1. Vorrichtung zur Brauchwassergevvinnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Kondensationsflächen (28) vorgesehen sind.
12. Vorrichtung zur Brauchwassergevvinnung (10) nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensationsflächen (28) faltbar und/oder zerlegbar ausgebildet sind.
13. Vorrichtung zur Brauch vassergewinnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (36) zum Sammeln des Kondenswassers vorgesehen sind.
14. Vorrichtung zur Brauchvvassergewinnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Filtermittel (20) zur Reinigung der Luft der Vorrichtung zur Brauchvvassergewinnung vorgeschaltet sind.
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