WO2016142075A1 - Entsalzung von salzwasser - Google Patents

Entsalzung von salzwasser Download PDF

Info

Publication number
WO2016142075A1
WO2016142075A1 PCT/EP2016/050051 EP2016050051W WO2016142075A1 WO 2016142075 A1 WO2016142075 A1 WO 2016142075A1 EP 2016050051 W EP2016050051 W EP 2016050051W WO 2016142075 A1 WO2016142075 A1 WO 2016142075A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
heat exchanger
ice
salt water
water
plates
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/050051
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Vladimir Danov
Jochen SCHÄFER
Sebastian THIEM
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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 Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Publication of WO2016142075A1 publication Critical patent/WO2016142075A1/de

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/22—Treatment of water, waste water, or sewage by freezing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/08—Seawater, e.g. for desalination
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/001—Build in apparatus for autonomous on board water supply and wastewater treatment (e.g. for aircrafts, cruiseships, oil drilling platforms, railway trains, space stations)
    • 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
    • Y02A20/124—Water desalination

Definitions

  • the invention relates to a method for at least teilwei ⁇ sen desalination of salt water, in particular sea water.
  • 222557.4 discloses a process for the desalination of salt water which is energetically advantageous.
  • Saltwas ⁇ water is converted within an ice storage by means of a refrigerator to ice or frozen.
  • a disadvantage of the method mentioned here is that with increasing salt concentration of the salt water, the crystallization temperature of the salt water decreases, as a result of which the coefficient of performance (abbreviated COP) of the chiller is reduced, so that the energy efficiency of the method is disadvantageous reduced.
  • abbreviated COP coefficient of performance
  • the present invention has for its object to provide a particularly energetically efficient process for the desalination of salt water.
  • the salt water desalting process according to the invention comprises the following steps:
  • a freezing process for the desalination of salt water in which a heat exchanger is arranged outside the ice bank and in which the Salzwas ⁇ ser is at least partially converted or within the heat exchanger to ice frozen.
  • the salt water is at least partially converted outside the Eisspei ⁇ Chers and within the heat exchanger by means of the Kältema ⁇ machine in ice.
  • the chiller can be thermally and / or fluidically coupled to the heat exchanger by means of a first fluid circuit.
  • the ice formed is discharged from the heat exchanger and stored in the ice storage.
  • a Reduction of the coefficient of performance of the chiller reduced or at best prevented. This is the case because there is little or at best no lowering of the crystallization temperature of the salt water within the heat exchanger due to the discharge of the ice formed from the heat exchanger.
  • he energetic efficiency over known according to the prior art method for desalination of salt water he ⁇ improved.
  • operating costs can be reduced.
  • the thermally coupled to the ice storage Kälteverbrau ⁇ cher for example by means of a second fluid circuit is cooled by the ice in the ice storage.
  • the Kälteverbrau ⁇ cher is this thermal energy (heat) from the ice in the ice storage, for example, a fluid within the second fluid circuit, whereby the ice melts in the ice storage at least partially.
  • the molten ice is then removed according to the invention the ice storage as product water.
  • the need for the melting of the ice Ener ⁇ energy is not lost, but is for a cold load, that is for the cold consumer provided.
  • the invention thus, creates synergies between the operation of a refrigeration consumer, desalination of salt water and prevention of reduction in the coefficient of performance of a refrigerator provided for salt water desalting.
  • Seawater is preferably used as salt water.
  • the method enables an energy efficient desalination of seawater. This is particularly advantageous in countries whose fresh water or drinking water requirements are largely covered by seawater desalination plants. Furthermore, salt water is available in sufficient quantities. According to an advantageous embodiment of the invention, the product water is used to produce drinking water.
  • the product water is used directly as drinking water ⁇ .
  • a sufficient desalting of the product water must be present.
  • a human drinkable drinking water has a salt concentration of at most 3000 ppm.
  • the method provides an energy-efficient drinking water supply on a ship or boat.
  • the ship or boat includes beneficial ⁇ way legally a desalination plant or Meerwasserent- saline treatment, which is suitable for carrying out the method.
  • the refrigeration consumer is ei ⁇ ne air conditioning system of the ship or boat. Since ⁇ by the heat required for the melting of the ice within the ice reservoir through the air conditioning system of the vessel is provided. In other words, at least a portion of the ship or boat, for example, we ⁇ iquess a cooled space through the resulting in the ice bank in the desalination of salt water ice on the air- conditioning optimization unit.
  • the invention may be advantageous in the United Arab Emirates and / or in Singapore and other countries.
  • the method therefore combines the operation of a refrigeration consumer, in particular an air conditioning ⁇ plant, with the need for product water (at least partially desalinated salt water, especially drinking water).
  • the cold of the product water is advantageously used.
  • the use of the coldness of the product water the use of the product water is referred to as refrigerant or cooling water. In other words, that will be in the
  • Heat exchanger to be introduced salt water pre-cooled or cooled by means of the recirculated product water.
  • the product water is returned to the heat exchanger for further desalination.
  • the method according to the present invention is performed cascaded.
  • the salt water introduced into the heat exchanger becomes water due to the desalting process, whereby the product water is returned to the heat exchanger for further desalination.
  • the salt concentration of the product water is reduced by a repeated or cascaded desalination according to the present invention.
  • Heat exchangers are introduced, which in turn allows the method according to the present invention.
  • the product water is supplied to a a salt water before ⁇ reciprocating desalination plant of a subsequent desalination plant, in other words, a plurality of desalination plants, which are suitable for carrying out the method according to the present invention connected in series.
  • a paralle ⁇ le circuit of desalination plants is conceivable.
  • the removal of the ice by means of a vibrator, a scratching device and / or a heater is freed by means of the devices of the ge ⁇ called ice formed at least partially.
  • said devices allow at least partial removal of the ice from the heat exchanger.
  • the heater can be integrated with the chiller together in the first fluid circuit.
  • the heat exchanger is advantageously integrated into a working cycle of the chiller. Therefore, the working fluid of the refrigerator is cooled directly in ⁇ play, via a plurality of tubes, the
  • the heat exchanger is designed as a tube bundle ⁇ heat exchanger.
  • a line of the working fluid of the refrigerator is provided by individual tubes of the tube bundle heat exchanger.
  • a line of salt water through tubes of the tube bundle ⁇ heat exchanger is conceivable.
  • the working fluid of the chiller flows around the tubes of the tube bundle heat exchanger through which the salt water flows.
  • the intended for the conversion of salt water into ice surface is increased by the tube bundle heat exchanger.
  • a heat exchanger is used with a plurality of approximately parallel plates arranged as a heat exchanger, the plates are cooled by means of the refrigerator and the salt water is introduced at least into a space between two adjacent plates.
  • a plurality of plates allows a phased conversion of salt water to ice.
  • a first phase is formed on at least one surface of a ers ⁇ th plate from the salt water ice.
  • a second plate On a surface of a second plate, previously formed ice can be removed out of phase with the first plate.
  • Heat exchangers take place in parallel.
  • a flow of the salt water in the intermediate space is effected by means of a gravitational angle of inclination of the plates and / or a pressure difference.
  • the plates for the salt water form an inclined plane in which the flow rate of the salt water is advantageously determined by the inclination angle of the inclined plane, that is, the plates.
  • the flow rate of the salt water is particularly preferably controlled or in the intermediate space by means of the inclination angle and / or by means of the pressure difference Gere ⁇ gel.
  • the working fluid of the refrigerator is at least partially passed through the plates.
  • the flow through the working fluid is controlled or regulated within the plates. This allows different flow rates of the plates with respect to the working fluid so that the temperature of the plates and thus their cooling effect can be adapted to the salt water introduced.
  • Figure 1 a desalinization plant for the desalination of Salzwas ⁇ ser, wherein the desalination plant a heat exchanger ⁇ , a refrigerating machine includes an ice storage and refrigeration consumer;
  • Figure 2 shows a heat exchanger with a plurality of Plat th
  • FIG. 3 shows an embodiment of a heat exchanger, wherein the heat exchanger is designed as a tube bundle heat exchanger
  • FIG. 4 shows a further embodiment of a heat exchanger. Similar or equivalent elements may be provided with the same reference numerals in the figures.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a desalination plant which is suitable for carrying out the method according to the invention.
  • the desalination plant comprises Wenig ⁇ least a heat exchanger 7, a refrigerating machine 9, an ice bank 3 and a cold consumer 5 (cooling load).
  • a heater 13 is provided.
  • the desalination plant further comprises a first fluid circuit 201, which is seen ⁇ for cooling ⁇ ment of the heat exchanger 7 by means of the chiller 9 ⁇ and a second fluid circuit 202, which allows the thermal coupling between the ice storage 3 and the cold consumer 5.
  • a first pump 17 and a valve 21 are provided for the first fluid circuit 201.
  • the first pump 17 allows circulation of a working fluid of the refrigeration unit 9 in ⁇ nergur of the first fluid circuit 201.
  • the valve 21 allows the working fluid with respect to the parallel circuit of the heater 13 within the first fluid circuit two hundred and first
  • a second pump 19 and an expansion valve 23 are provided for the second fluid circuit 202.
  • the second pump 19 allows a circulation of a refrigerant from Eisspei ⁇ cher 3 to the refrigeration consumer. 5
  • the desalination plant 1 comprises a vibrating device 27 and a further heat exchanger 15, which is provided for precooling.
  • the heat exchanger 7 comprises a first plate 71 and a second plate 72.
  • the plates 71, 72 are in this case arranged approximately parallel.
  • a plurality of tubes 75 are provided, which are integrated in the first fluid circuit 201 and are flowed through by the working fluid of the refrigeration ⁇ machine 9. In this case, the flow through the tubes 75 is effected by means of the first pump 17.
  • the heater 13 is integrated in the first fluid circuit 201 and connected with respect to the first fluid circuit 201 parallel to the chiller 9. Here, the heater 13 allows heating of the plates 71, 72 of the heat exchanger 7.
  • the plates 71, 72 of the heat exchanger 7 have a Nei ⁇ supply angle 105 to the location of the desalination plant Vorherr ⁇ nant gravity 107th In other words, each of the plates 71, 72 forms an inclined plane.
  • a Einlei ⁇ processing - by the arrow 100 illustrates - by salt water 7. 1 in the heat exchanger
  • the salt water 1 at least in a space 109 between the plates 71, introduced 72nd
  • the salt water introduced is 1 we ⁇ least partially converted into ice 11 within the heat exchanger 7.
  • the ice 11 forms on surfaces of the plates 71, 72 of the heat exchanger 7.
  • Heat exchanger 7 not converted into ice salt water 1 is discharged from the heat exchanger 7 - illustrated by the arrow 101 - and led to the other heat exchanger 15.
  • the salt water 1, before being introduced into the heat exchanger 7 is pre-cooled by means of salt water 1 already cooled by the heat exchanger 7. This advantageously improves the energy efficiency of the process.
  • the ice 11 After formation of the ice 11 within the heat exchanger 7, this is at least partially removed from the surfaces of the plates 71, 72 or from the heat exchanger 7.
  • the removal of the ice 11 takes place by means of the vibrating device 27 and / or by means of the heater 13.
  • the ice discharged from the heat exchanger 7 is stored within the ice storage 3.
  • the cold consumer 5 By the cold consumer 5, the ice stored in the ice storage 3 melted to product water 42.
  • the product Water 42 has a lower salt concentration with respect to salt water 1 and, if the salt concentration is sufficiently low, it can be used as drinking water.
  • 3 refrigerant which is used for the cold consumer 5, in particular for an air-cond ⁇ optimization unit is provided by the ice storage.
  • the desalination system may be a switching device 25 umfas ⁇ sen, which allows a circuit between a first and a two-th operation state of the desalination plant. In ers ⁇ th operating state, the ice 11 is within the
  • the salt water 1 has 3.5% by mass (Ma%) of salt (NaCl)
  • cooling to -21.1 ° C. results in about 85% by mass of pure water (product water 42).
  • the residual salt water (15 mass% concentrated salt solution) has approximately a salt concentration of 23.3 mass percent.
  • This concentrated salt water is used in the heat exchanger 15 for precooling the salt water 1 to be introduced. If a salt water 1 with a salt concentration of about 8 percent by mass is introduced into the heat exchanger 7 (Dead Sea), then a maximum of about 65 percent pure water (product water 42) still forms.
  • FIG. 2 shows an embodiment of the heat exchanger 7, comprising a first plate 71, a second plate 72, a third plate 73 and a fourth plate 74.
  • the heat exchanger 7 are arranged approximately parallel ⁇ and have the gravitational force 107 an inclination angle 105 on. Due to the inclination angle 105, a flow through a gap 109 with salt water 1 is made possible. With ⁇ at their words, the flow of the heat exchanger 7 is caused with salt water 1 by gravity 107.
  • Heat exchanger 7 is that the formation of ice 11 from the salt water 1 and the removal of the ice 11 from the
  • Heat exchanger 7 can be done in phases. For example, a surface of the first, second and third plates 71, ..., 73 flows over from the salt water 1, so that the formation of ice 11 takes place on said surfaces.
  • the fourth plate 74 is freed from previously formed ice 11. Furthermore, by the plurality of plates
  • FIG. 3 shows a further embodiment of the heat exchanger 7. According to the illustrated embodiment is a
  • the first end 81 corresponds to an introduction area of the salt water 1.
  • the second end 82 corresponds to a discharge area of the non-ice-converted salt water 1.
  • the heat exchanger 7 has a plurality of tubes 75, wherein the tubes 75 are thermally and fluidically coupled to the refrigerator 9 via the first fluid circuit 201.
  • the working fluid of the chiller 9 flows through here ⁇ directly at the tubes 75 of the heat exchanger 7.
  • the heat exchanger 7 is designed as a tube bundle heat exchanger.
  • the tubes 75 flowing through the working fluid of the refrigerator 9 cools the salt water 1, which is the
  • Heat exchanger 7 flows through within a range 77, whereby ice 11 on an outer surface of the tubes 75th formed.
  • the ice 11 can then, for example with ⁇ means of the heater 13, which heats the tubes 75, removes the ⁇ . Subsequently, the removed ice 11 is stored within the ice storage 3.
  • the ice 11 may already be at least partially melted by the heating by means of the heater 13.
  • FIG 4 shows an alternative to Figure 3 embodiment of the heat exchanger 7.
  • the heat exchanger 7 is designed as a tube bundle heat exchanger. Furthermore, there is a pressure difference between a first end 81 and a second end 82, which allows the passage of the heat exchanger 7 with salt water 1.
  • the heat exchanger 7 has a plurality of tubes 76. Here, the tubes 76 are arranged annä ⁇ almost regular within a range 77.
  • the region 77 which is fluidically separated from the interior of the tubes 76, is flowed through by the working fluid of the refrigerator 9.
  • By the cooling of the tubes 76 by means of the working fluid which flows through the region 77 of the heat exchanger 7, there is a partial conversion of the salt water 1 within the tubes 76 to ice 11.

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Entsalzung von Salzwasser (1) vorgeschlagen, das die folgenden Schritte umfasst: - Bereitstellen eines Eisspeichers (3), eines Kälteverbrauchers (5), eines außerhalb des Eisspeichers (3) angeordneten Wärmeübertragers (7) und einer Kältemaschine (9); - Einleitung (100) des Salzwassers (1) in den Wärmeübertrager (7); - Kühlung des Wärmeübertragers (7) mittels der Kältemaschine (9), sodass innerhalb des Wärmeübertragers (7) eine wenigstens teilweise Wandlung des eingeleiteten Salzwassers (1) zu Eis (11) erfolgt; - wenigstens teilweises Entfernen des Eises (11) aus dem Wärmeübertrager (7); - Speicherung des entfernten Eises (11) im Eisspeicher (3); - Kühlung des Kälteverbrauchers (5) mittels des Eisspeichers (3), sodass ein wenigstens teilweises Schmelzen des gespeicherten Eises (11) zu einem Produktwasser (42) erfolgt; und - Ausleitung (103) des Produktwassers (42) aus dem Eisspeicher (3).

Description

Beschreibung
Entsalzung von Salzwasser Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur wenigstens teilwei¬ sen Entsalzung von Salzwasser, insbesondere von Meerwasser.
Zur Entsalzung von Salzwasser gibt es eine Mehrzahl bekannter Verfahren, die typischerweise einen hohen Energiebedarf auf- weisen. Die am häufigsten angewandten Verfahren sind Umkehrosmose, Membrandestillation und Verfahren mittels einer mehrstufigen Entspannungsverdampfung. Weitere nach dem Stand der Technik bekannte Verfahren verwenden eine Elektrodialyse oder Gefrierverfahren. Die nach dem Stand der Technik bekannten Gefrierverfahren erfordern zusätzlich einen hohen Bedarf an Süßwasser, da das gebildete Eis mittels des Süßwassers vom Salzwasser getrennt und gereinigt werden muss. Weiterhin wei¬ sen Gefrierverfahren einen besonders hohen Energiebedarf auf. Aus der nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung 10 2014
222557.4 ist ein Verfahren zur Entsalzung von Salzwasser bekannt, das energetisch vorteilhaft ist. Hierbei wird Salzwas¬ ser innerhalb eines Eisspeichers mittels einer Kältemaschine zu Eis gewandelt oder gefroren. Ein Nachteil des hierin ge- nannten Verfahrens ist, dass mit zunehmender Salzkonzentrati¬ on des Salzwassers die Kristallisationstemperatur des Salzwassers sinkt, wodurch die Leistungszahl (engl. Coefficient of Performance; abgekürzt COP) der Kältemaschine reduziert wird, sodass sich die energetische Effizienz des Verfahrens nachteilig verringert.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein energetisch besonders effizientes Verfahren zur Entsalzung von Salzwasser bereitzustellen.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruches 1 gelöst. In den abhängigen Pa- tentansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung angegeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Entsalzung von Salzwasser umfasst die folgenden Schritte:
- Bereitstellen eines Eisspeichers, eines Kälteverbrauchers, eines außerhalb des Eisspeichers angeordneten
Wärmeübertragers und einer Kältemaschine;
- Einleitung des Salzwassers in den Wärmeübertrager;
- Kühlung des Wärmeübertragers mittels der Kältemaschine, so¬ dass innerhalb des Wärmeübertragers eine wenigstens teilweise Wandlung des eingeleiteten Salzwassers zu Eis erfolgt;
- wenigstens teilweises Entfernen des Eises aus dem
Wärmeübertrager;
- Speicherung des entfernten Eises im Eisspeicher;
- Kühlung des Kälteverbrauchers mittels des Eisspeichers, so¬ dass ein wenigstens teilweises Schmelzen des gespeicherten Eises zu einem Produktwasser erfolgt; und
- Ausleitung des Produktwassers aus dem Eisspeicher.
Erfindungsgemäß wird ein Gefrierverfahren zur Entsalzung von Salzwasser vorgeschlagen, bei dem ein Wärmeübertrager außerhalb des Eisspeichers angeordnet ist und bei dem das Salzwas¬ ser innerhalb des Wärmeübertragers wenigstens teilweise zu Eis gewandelt oder gefroren wird. Mit anderen Worten erfolgt innerhalb des Wärmeübertragers ein Phasenübergang des Salz¬ wassers, wodurch sich der Aggregatzustand des Salzwassers von flüssig zu fest (Eis) ändert. Erfindungsgemäß wird das Salzwasser außerhalb des Eisspei¬ chers und innerhalb des Wärmeübertragers mittels der Kältema¬ schine wenigstens teilweise in Eis gewandelt. Hierzu kann die Kältemaschine mittels eines ersten Fluidkreislaufes mit dem Wärmeübertrager thermisch und/oder fluidisch gekoppelt sein.
Das gebildete Eis wird aus dem Wärmeübertrager ausgeleitet und im Eisspeicher gespeichert. Durch die Ausleitung des gebildeten Eises in den Eisspeicher kann erfindungsgemäß eine Verringerung der Leistungszahl der Kältemaschine reduziert oder bestenfalls verhindert werden. Das ist deshalb der Fall, da es aufgrund des Ausleitens des gebildeten Eises aus dem Wärmeübertrager nur zu einem geringen oder bestenfalls zu keinem Absenken der Kristallisationstemperatur des Salzwassers innerhalb des Wärmeübertragers kommt. Dadurch wird er¬ findungsgemäß die energetische Effizienz gegenüber nach dem Stand der Technik bekannten Verfahren zur Entsalzung von Salzwasser verbessert. Weiterhin können dadurch Betriebskos- ten verringert werden.
Erfindungsgemäß wird die zur Kristallisation des Salzwassers (Wandlung zu Eis) aufgebrachte Energie durch den Kälteverbraucher (Kältelast) wenigstens teilweise wieder verwendet. Die für die Kristallisation des Salzwassers durch die Kälte¬ maschine aufgebrachte Energie geht folglich nur zu einem ge¬ ringen Anteil verloren. Dadurch wird vorteilhafterweise die energetische Effizienz weiter verbessert. Unter der Kühlung des Kälteverbrauchers ist hierbei die we¬ nigstens teilweise Deckung des Bedarfes an Kälte des Kälte¬ verbrauchers zu verstehen. Ein Bedarf an Kälte liegt dann vor, wenn wenigstens ein Element des Kälteverbrauchers ge¬ kühlt werden soll. Als Kälteverbraucher wird folglich eine mittels des Eisspeichers und/oder Eises zu kühlende Vorrich¬ tung bezeichnet.
Der mit dem Eisspeicher thermisch gekoppelte Kälteverbrau¬ cher, beispielsweise mittels eines zweiten Fluidkreislaufes , wird durch das Eis im Eisspeicher gekühlt. Der Kälteverbrau¬ cher gibt hierbei thermische Energie (Wärme) an das Eis im Eisspeicher ab, beispielsweise über ein Fluid innerhalb des zweiten Fluidkreislaufes , wodurch das Eis im Eisspeicher wenigstens teilweise schmilzt. Das geschmolzene Eis wird dann erfindungsgemäß dem Eisspeicher als Produktwasser entnommen. Dadurch geht die für das Schmelzen des Eises benötigte Ener¬ gie nicht verloren, sondern wird für eine Kältelast, das heißt für den Kälteverbraucher, bereitgestellt. Die Erfindung schafft folglich Synergien zwischen dem Betrieb eines Kälteverbrauchers, einer Entsalzung von Salzwasser und einer Verhinderung einer Reduzierung der Leistungszahl einer für die Entsalzung des Salzwassers vorgesehenen Kältemaschine.
Bevorzugt wird Meerwasser als Salzwasser verwendet.
Vorteilhafterweise ermöglicht das Verfahren eine energetische effiziente Entsalzung von Meerwasser. Dies ist insbesondere in Ländern von Vorteil, deren Süßwasser- oder Trinkwasserbedarf größtenteils durch Meerwasserentsalzungsanlagen gedeckt wird. Weiterhin ist Salzwasser in ausreichenden Mengen vorhanden . Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Produktwasser zur Erzeugung von Trinkwasser verwendet.
Dadurch wird vorteilhafterweise ein energetisch effizientes Verfahren zur Erzeugung von Trinkwasser bereitgestellt.
Besonders bevorzugt wird das Produktwasser direkt als Trink¬ wasser verwendet. Hierzu muss eine ausreichende Entsalzung des Produktwassers vorliegen. Typischerweise weist ein für den Menschen genießbares Trinkwasser eine Salzkonzentration von höchstens 3000 ppm auf. Durch die Verwendung des Produkt¬ wassers zur Erzeugung von Trinkwasser wird vorteilhafterweise der Betrieb eines Kälteverbrauchers mit der Trinkwassererzeu¬ gung als Salzwasser synergetisch kombiniert. Dies ist insbe¬ sondere in wüstenreichen und/oder wasserarmen Gebieten oder Ländern von Vorteil.
Es ist vorteilhaft das Produktwasser für die Trinkwassererzeugung eines Schiffes oder Bootes zu verwenden. Vorteilhafterweise wird durch das Verfahren eine energetisch effiziente Trinkwasserversorgung auf einem Schiff oder Boot bereitgestellt. Hierbei umfasst das Schiff oder Boot vorteil¬ hafterweise eine Entsalzungsanlage oder eine Meerwasserent- salzungsanalage, die zur Durchführung des Verfahrens geeignet ist. Besonders vorteilhaft ist, wenn der Kälteverbraucher ei¬ ne Klimatisierungsanlage des Schiffes oder Bootes ist. Da¬ durch wird die für das Schmelzen des Eises innerhalb des Eis- Speichers benötigte Wärme durch die Klimatisierungsanlage des Schiffes bereitgestellt. Mit anderen Worten wird wenigstens ein Teilbereich des Schiffes oder Bootes, beispielsweise we¬ nigstens ein Raum, durch das im Eisspeicher bei der Entsalzung des Salzwassers entstehende Eis über die Klimatisie- rungsanlage gekühlt.
Generell ist es von besonderem Vorteil eine Klimatisierungs¬ anlage als Kälteverbraucher zu verwenden. Dadurch werden vorteilhafterweise Synergien in den Ländern geschaffen, die einen hohen Bedarf an Energie zur Klimatisierung von Räumen, beispielsweise mittels einer Gebäudeklimati¬ sierungsanlage, als auch zur Entsalzung von Meerwasser aufbringen. Beispielsweise kann die Erfindung in den Vereinigten Arabischen Emiraten und/oder in Singapur und weiteren Ländern von Vorteil sein. Das Verfahren kombiniert daher den Betrieb eines Kälteverbrauchers, insbesondere einer Klimatisierungs¬ anlage, mit dem Bedarf an Produktwasser (wenigstens teilweise entsalztes Salzwasser, insbesondere Trinkwasser) .
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird ein Teil des Salzwassers, der innerhalb des
Wärmeübertragers nicht zu Eis gewandelt wurde, aus dem
Wärmeübertrager ausgeleitet und zum Vorkühlen des in den Wärmeübertrager einzuleitenden Salzwassers verwendet.
Vorteilhafterweise wird dadurch die zum Kühlen des Salzwas¬ sers bereits aufgebrachte Energie wieder zur Bildung von Eis verwendet. Dadurch wird die energetische Effizienz der Kälte- maschine sowie die energetische Effizienz des Verfahrens ver¬ bessert. Vorteilhafterweise werden weiterhin die Betriebskos¬ ten einer Entsalzungsanlage, die zur Durchführung des Verfahrens geeignet ist, reduziert. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird wenigstens einen Teil des Produktwassers zum Vorkühlen des in den Wärmeübertrager einzuleitenden Salzwassers verwendet.
Dadurch wird vorteilhafterweise die Kälte des Produktwassers genutzt. Als Nutzung der Kälte des Produktwassers wird die Verwendung des Produktwassers als Kühlmittel oder Kühlwasser bezeichnet. Mit anderen Worten wird das in den
Wärmeübertrager einzuleitende Salzwasser mittels des zurückgeführten Produktwassers vorgekühlt beziehungsweise gekühlt.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Produktwasser in den Wärmeübertrager zur weiteren Entsalzung zurückgeführt.
Mit anderen Worten wird das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kaskadiert durchgeführt. Das in den Wärmeübertrager eingeleitete Salzwasser wird durch die Entsalzung zu Produkt- wasser, wobei das Produktwasser dem Wärmeübertrager für eine weitere Entsalzung wieder zugeführt wird. Dadurch wird vorteilhafterweise die Salzkonzentration des Produktwassers durch eine wiederholte oder kaskadierte Entsalzung gemäß der vorliegenden Erfindung verringert.
Alternativ kann das Produktwasser in einen weiteren
Wärmeübertrager eingeleitet werden, der wiederum das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht. Mit anderen Worten werden mehrere Entsalzungsanlagen, die zur Durchfüh- rung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet sind, in Reihe geschaltet, wobei das Produktwasser einer vor¬ hergehenden Entsalzungsanlage einer darauffolgenden Entsalzungsanlage als Salzwasser zugeführt wird. Auch eine paralle¬ le Schaltung von Entsalzungsanlagen ist denkbar.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt das Entfernen des Eises mittels einer Rüttelvorrichtung, einer Kratzvorrichtung und/oder eines Heizers. Vorteilhafterweise wird der Wärmeübertrager mittels der ge¬ nannten Vorrichtungen vom gebildeten Eis wenigstens teilweise befreit. Mit anderen Worten ermöglichen die genannten Vorrichtungen eine wenigstens teilweise Entfernung des Eises aus dem Wärmeübertrager. Hierbei kann der Heizer mit der Kältemaschine zusammen im ersten Fluidkreislauf integriert sein. Durch die Entfernung des Eises aus dem Wärmeübertrager kann eine Verringerung der Leistungszahl der Kältemaschine vorteilhafterweise reduziert oder bestenfalls verhindert werden.
Bevorzugt wird ein Arbeitsfluid der Kältemaschine zum
Wärmeübertrager geleitet.
Mit anderen Worten ist der Wärmeübertrager in einen Arbeitskreislauf der Kältemaschine vorteilhafterweise integriert. Das Arbeitsfluid der Kältemaschine kühlt daher direkt, bei¬ spielsweise über eine Mehrzahl von Rohren, den
Wärmeübertrager. Vorteilhafterweise wird dadurch eine energe¬ tisch effiziente thermische Kopplung zwischen der Kältema¬ schine und dem Wärmeübertrager ermöglicht.
Besonders bevorzugt ist der Wärmeübertrager als Rohrbündel¬ wärmetauscher ausgebildet.
Hierbei ist eine Leitung des Arbeitsfluides der Kältemaschine durch einzelne Rohre des Rohrbündelwärmetauschers vorgesehen. Auch eine Leitung des Salzwassers durch Rohre des Rohrbündel¬ wärmetauschers ist denkbar. Hierbei umströmt das Arbeitsfluid der Kältemaschine die vom Salzwasser durchströmten Rohre des Rohrbündelwärmetauschers. Vorteilhafterweise wird durch den Rohrbündelwärmetauscher die für die Wandlung des Salzwassers in Eis vorgesehene Oberfläche vergrößert. Weiterhin wird vor¬ teilhafterweise die für die Übertragung der Kälte von der Kältemaschine auf den Wärmeübertrager vorgesehene Oberfläche vergrößert . Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird ein Wärmetauscher mit einer Mehrzahl von annähernd parallel zueinander angeordneten Platten als Wärmeübertrager verwendet, wobei die Platten mittels der Kältemaschine ge- kühlt werden und das Salzwasser wenigstens in einen Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Platten eingeleitet wird.
Dadurch ergibt sich eine besonders vorteilhafte Kühlung des in den Wärmeübertrager eingeleiteten Salzwassers und somit eine besonders energetische effiziente Wandlung des Salzwas¬ sers zu Eis. Weiterhin ermöglicht eine Mehrzahl von Platten eine phasenweise Wandlung des Salzwassers zu Eis. In einer ersten Phase wird auf wenigstens einer Oberfläche einer ers¬ ten Platte aus dem Salzwasser Eis gebildet. Auf einer Ober- fläche einer zweiten Platte kann phasenverschoben zur ersten Platte bereits vorher gebildetes Eis entfernt werden. Mit an¬ deren Worten können mit einer Mehrzahl von Platten die Bildung von Eis und das Entfernen des Eises aus dem
Wärmeübertrager parallel erfolgen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird eine Strömung des Salzwassers im Zwischenraum durch einen gegenüber der Schwerkraft vorliegenden Neigungswinkel der Platten und/oder einen Druckunterschied bewirkt.
Mit anderen Worten bilden die Platten für das Salzwasser eine schiefe Ebene aus, bei der die Strömungsgeschwindigkeit des Salzwassers vorteilhaft durch den Neigungswinkel der schiefen Ebene, das heißt der Platten, festgelegt wird.
Besonders bevorzugt wird die Strömungsgeschwindigkeit des Salzwassers im Zwischenraum mittels des Neigungswinkels und/oder mittels des Druckunterschiedes gesteuert oder gere¬ gelt.
Hierbei liegt zwischen einem Einleitungsbereich und einem Ausleitungsbereich des Salzwassers ein Druckunterschied vor. Vorteilhafterweise wird dadurch die Durchströmung des Wärmeübertragers mit dem Salzwasser - vom Einleitungsbereich zum Ausleitungsbereich - mittels des Druckunterschiedes be¬ wirkt, aufrechtgehalten, gesteuert und/oder geregelt. Bevorzugt wird das Arbeitsfluid der Kältemaschine wenigstens teilweise durch die Platten geleitet.
Dadurch wird eine vorteilhafte thermische Kopplung zwischen dem Wärmeübertrager und der Kältemaschine ermöglicht.
Besonders bevorzugt wird die Durchströmung des Arbeitsfluides innerhalb der Platten gesteuert oder geregelt. Dadurch wird eine in Bezug auf das Arbeitsfluid verschiedene Durchströmung der Platten ermöglicht, sodass die Temperatur der Platten und somit ihre Kühlwirkung auf das eingeleitete Salzwasser ange- passt werden kann. Vorteilhafterweise kann dadurch die Bil¬ dung von Eis und das Entfernen des Eises aus dem
Wärmeübertrager in Bezug auf die Platten parallel erfolgen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung er geben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbei spielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen schematisiert : Figur 1 eine Entsalzungsanlage zur Entsalzung von Salzwas¬ ser, wobei die Entsalzungsanlage einen Wärmeüber¬ trager, eine Kältemaschine, einen Eisspeicher und einen Kälteverbraucher umfasst;
Figur 2 einen Wärmeübertrager mit einer Mehrzahl von Plat ten;
Figur 3 eine Ausgestaltung eines Wärmeübertragers, wobei der Wärmeübertrager als Rohrbündelwärmetauscher ausgebildet ist; und
Figur 4 einen weitere Ausgestaltung eines Wärmeübertragers. Gleichartige oder äquivalente Elemente können in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen sein.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Entsal- zungsanlage, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. Die Entsalzungsanlage umfasst wenigs¬ tens einen Wärmeübertrager 7, eine Kältemaschine 9, einen Eisspeicher 3 und einen Kälteverbraucher 5 (Kältelast) . Insbesondere ist ein Heizer 13 vorgesehen. Die Entsalzungsanlage umfasst ferner einen ersten Fluidkreislauf 201, der zur Küh¬ lung des Wärmeübertragers 7 mittels der Kältemaschine 9 vor¬ gesehen ist und einen zweiten Fluidkreislauf 202, der die thermische Kopplung zwischen dem Eisspeicher 3 und dem Kälteverbraucher 5 ermöglicht.
Für den ersten Fluidkreislauf 201 sind eine erste Pumpe 17 sowie ein Ventil 21 vorgesehen. Die erste Pumpe 17 ermöglicht eine Zirkulation eines Arbeitsfluides der Kältemaschine 9 in¬ nerhalb des ersten Fluidkreislaufes 201. Das Ventil 21 ermög- licht eine bezüglich des Arbeitsfluides parallele Schaltung des Heizers 13 innerhalb des ersten Fluidkreislaufes 201.
Für den zweiten Fluidkreislauf 202 sind eine zweite Pumpe 19 und ein Expansionsventil 23 vorgesehen. Die zweite Pumpe 19 ermöglicht eine Zirkulation eines Kälteträgers vom Eisspei¬ cher 3 zum Kälteverbraucher 5.
Die Entsalzungsanlage 1 umfasst eine Rüttelvorrichtung 27 und einen weiteren Wärmetauscher 15, der zur Vorkühlung vorgese- hen ist.
Der Wärmeübertrager 7 umfasst eine erste Platte 71 sowie eine zweite Platte 72. Die Platten 71, 72 sind hierbei annähernd parallel angeordnet. Innerhalb der Platten 71, 72 sind eine Mehrzahl von Rohren 75 vorgesehen, die im ersten Fluidkreislauf 201 integriert sind und vom Arbeitsfluid der Kältema¬ schine 9 durchströmt werden. Hierbei wird die Durchströmung der Rohre 75 mittels der ersten Pumpe 17 bewirkt. Der Heizer 13 ist im ersten Fluidkreislauf 201 integriert und bezüglich des ersten Fluidkreislaufes 201 parallel zur Kältemaschine 9 geschaltet. Hierbei ermöglicht der Heizer 13 ein Erwärmen der Platten 71, 72 des Wärmeübertragers 7.
Die Platten 71, 72 des Wärmeübertragers 7 weisen einen Nei¬ gungswinkel 105 zur am Ort der Entsalzungsanlage vorherr¬ schenden Schwerkraft 107 auf. Mit anderen Worten bildet jede der Platten 71, 72 eine schiefe Ebene aus.
Gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt eine Einlei¬ tung - durch den Pfeil 100 verdeutlicht - von Salzwasser 1 in den Wärmeübertrager 7. Hierbei wird das Salzwasser 1 wenigstens in einen Zwischenraum 109 zwischen den Platten 71, 72 eingeleitet. Durch die Kühlung des Wärmeübertragers 7 mittels der Kältemaschine 9 wird das eingeleitete Salzwasser 1 we¬ nigstens teilweise in Eis 11 innerhalb des Wärmeübertragers 7 gewandelt. Bevorzugt bildet sich das Eis 11 an Oberflächen der Platten 71, 72 des Wärmeübertragers 7 aus. Das im
Wärmeübertrager 7 nicht in Eis gewandelte Salzwasser 1 wird aus dem Wärmeübertrager 7 ausgeleitet - durch den Pfeil 101 verdeutlicht - und zum weiteren Wärmetauscher 15 geführt. Mittels des weiteren Wärmetauschers 15 wird das Salzwasser 1, vor seiner Einleitung in den Wärmeübertrager 7, mittels be- reits durch den Wärmeübertrager 7 abgekühlten Salzwassers 1 vorgekühlt. Dadurch wird vorteilhafterweise die energetische Effizienz des Verfahrens verbessert.
Nach Bildung des Eises 11 innerhalb des Wärmeübertragers 7 wird dieses von den Oberflächen der Platten 71, 72 beziehungsweise aus dem Wärmeübertrager 7 wenigstens teilweise entfernt. Die Entfernung des Eises 11 erfolgt mittels der Rüttelvorrichtung 27 und/oder mittels des Heizers 13. Das aus dem Wärmeübertrager 7 ausgeleitete Eis wird innerhalb des Eisspeichers 3 gespeichert. Durch den Kälteverbraucher 5 wird das im Eisspeicher 3 gespeicherte Eis zu Produktwasser 42 geschmolzen. Anschließend erfolgt eine Ausleitung - durch den Pfeil 103 verdeutlicht - des Produktwassers 42. Das Produkt- wasser 42 weist in Bezug auf das Salzwasser 1 eine geringere Salzkonzentration auf und kann, bei ausreichend geringer Salzkonzentration, als Trinkwasser verwendet werden. Weiterhin wird durch den Eisspeicher 3 Kälte bereitgestellt, die für den Kälteverbraucher 5, insbesondere für eine Klimatisie¬ rungsanlage, verwendet wird.
Die Entsalzungsanlage kann eine Umschaltvorrichtung 25 umfas¬ sen, die eine Schaltung zwischen einem ersten und einem zwei- ten Betriebszustand der Entsalzungsanlage ermöglicht. Im ers¬ ten Betriebszustand wird das Eis 11 innerhalb des
Wärmeübertragers 7 gebildet und das nicht in Eis gewandelte Salzwasser 1 - durch den Pfeil 101 verdeutlicht - ausgeleitet und zur Vorkühlung des in den Wärmeübertrager 7 einzuleiten- den Salzwassers 1 mittels des Wärmetauschers 15 verwendet.
Hat sich innerhalb des Wärmeübertragers 7 ausreichend Eis 11 gebildet, so erfolgt mittels der Umschaltvorrichtung 25 ein Umschalten in den zweiten Betriebszustand, bei dem das Eis 11 aus dem Wärmeübertrager 7 ausgeleitet und in den Eisspeicher 3 eingeleitet wird.
Weist das Salzwasser 1 beispielsweise 3,5 Massenprozent (Ma%) Salz (NaCl) auf, so entstehen bei einer Kühlung auf -21,1 °C in etwa 85 Massenprozent reines Wasser (Produktwasser 42) . Das restliche Salzwasser (15 Massenprozent konzentrierte Salzlösung) weist in etwa eine Salzkonzentration von 23,3 Massenprozent auf. Dieses aufkonzentrierte Salzwasser wird im Wärmetauscher 15 zur Vorkühlung des einzuleitenden Salzwassers 1 verwendet. Wird ein Salzwasser 1 mit einer Salzkon- zentration von etwa 8 Massenprozent in den Wärmeübertrager 7 eingeleitet (Totes Meer) , so entstehen immer noch maximal in etwa 65 Massenprozent reines Wasser (Produktwasser 42).
Figur 2 zeigte eine Ausgestaltung des Wärmeübertragers 7, mit einer ersten Platte 71, einer zweiten Platte 72, einer dritten Platte 73 und einer vierten Platte 74. Die Platten
71,..., 74 des Wärmeübertragers 7 sind annähernd parallel ange¬ ordnet und weisen zur Schwerkraft 107 einen Neigungswinkel 105 auf. Durch den Neigungswinkel 105 wird eine Durchströmung eines Zwischenraumes 109 mit Salzwasser 1 ermöglicht. Mit an¬ deren Worten wird die Durchströmung des Wärmeübertragers 7 mit Salzwasser 1 durch die Schwerkraft 107 bewirkt.
Ein Vorteil der in Figur 2 gezeigten Ausgestaltung des
Wärmeübertragers 7 ist, dass das Bilden von Eis 11 aus dem Salzwasser 1 und das Entfernen des Eises 11 aus dem
Wärmeübertrager 7 phasenweise erfolgen kann. Beispielsweise wird eine Oberfläche der ersten, zweiten und dritten Platte 71, ...,73 vom Salzwasser 1 überströmt, sodass die Bildung von Eis 11 auf den genannten Oberflächen erfolgt. Die vierte Platte 74 wird hingegen von bereits vorher gebildetem Eis 11 befreit. Weiterhin wird durch die Mehrzahl von Platten
71,..., 74 die für die Bildung von Eis 11 zur Verfügung stehende Gesamtoberfläche, welche durch die Summe der oben genannten Oberflächen der Platten 71,..., 74 gebildet wird, vergrößert.
Figur 3 zeigt eine weitere Ausgestaltung des Wärmeübertragers 7. Gemäß der dargestellten Ausgestaltung wird eine
Durchströmung des Wärmeübertrages 7 mit Salzwasser 1 durch einen Druckunterschied bewirkt. Hierbei ergibt sich der
Druckunterschied zwischen einem ersten Ende 81 und einem zweiten Ende 82 des Wärmeübertragers 7. Das erste Ende 81 entspricht einem Einleitungsbereich des Salzwassers 1. Das zweite Ende 82 entspricht einem Ausleitungsbereich des nicht in Eis gewandelten Salzwassers 1.
Der Wärmeübertrager 7 weist in Figur 3 eine Mehrzahl von Roh- ren 75 auf, wobei die Rohre 75 über den ersten Fluidkreislauf 201 mit der Kältemaschine 9 thermisch und fluidisch gekoppelt sind. Das Arbeitsfluid der Kältemaschine 9 durchströmt hier¬ bei direkt die Rohre 75 des Wärmeübertragers 7. Mit anderen Worten ist der Wärmeübertrager 7 als Rohrbündelwärmetauscher ausgebildet. Das die Rohre 75 durchströmende Arbeitsfluid der Kältemaschine 9 kühlt das Salzwasser 1, welches den
Wärmeübertrager 7 innerhalb eines Bereiches 77 durchströmt, wodurch sich Eis 11 an einer äußeren Oberfläche der Rohre 75 ausbildet. Das Eis 11 kann anschließend, beispielsweise mit¬ tels des Heizers 13, der die Rohre 75 erwärmt, entfernt wer¬ den. Anschließend wird das entfernte Eis 11 innerhalb des Eisspeichers 3 gespeichert. Hierbei kann das Eis 11 bereits wenigstens teilweise durch die Erwärmung mittels des Heizers 13 geschmolzen sein.
Figur 4 zeigt eine zu Figur 3 alternative Ausgestaltung des Wärmeübertragers 7. Wiederum ist der Wärmeübertrager 7 als Rohrbündelwärmetauscher ausgebildet. Ferner liegt zwischen einem ersten Ende 81 und einem zweiten Ende 82 ein Druckunterschied vor, der die Durchströmung des Wärmeübertragers 7 mit Salzwasser 1 ermöglicht. Der Wärmeübertrager 7 weist eine Mehrzahl von Rohren 76 auf. Hierbei sind die Rohre 76 innerhalb eines Bereiches 77 annä¬ hernd regelmäßig angeordnet. Der Bereich 77, der fluidisch vom Inneren der Rohre 76 getrennt ist, wird von dem Arbeits- fluid der Kältemaschine 9 durchströmt. Innerhalb der Rohre 76 durchströmt das Salzwasser 1 den Wärmeübertrager 7. Durch die Kühlung der Rohre 76 mittels des Arbeitsfluides , welches den Bereich 77 des Wärmeübertragers 7 durchströmt, erfolgt eine teilweise Wandlung des Salzwassers 1 innerhalb der Rohre 76 zu Eis 11. Mit anderen Worten schlägt sich Eis 11 auf einer inneren Oberfläche der Rohre 76 nieder. Das derart gebildete Eis 11 wird wiederum, beispielsweise mittels des Heizers 13, von der inneren Oberfläche der Rohre 76 entfernt und dem Eis¬ speicher 3 zugeführt. Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt oder andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Entsalzung von Salzwasser (1), umfassend die folgenden Schritte:
- Bereitstellen eines Eisspeichers (3) , eines Kälteverbrau¬ chers (5) , eines außerhalb des Eisspeichers (3) angeordneten Wärmeübertragers (7) und einer Kältemaschine (9);
- Einleitung (100) des Salzwassers (1) in den Wärmeübertrager (7) ;
- Kühlung des Wärmeübertragers (7) mittels der Kältemaschine (9), sodass innerhalb des Wärmeübertragers (7) eine wenigs¬ tens teilweise Wandlung des eingeleiteten Salzwassers (1) zu Eis (11) erfolgt;
- wenigstens teilweises Entfernen des Eises (11) aus dem Wärmeübertrager (7);
- Speicherung des entfernten Eises (11) im Eisspeicher (3) ;
- Kühlung des Kälteverbrauchers (5) mittels des Eisspeichers (3) , sodass ein wenigstens teilweises Schmelzen des gespei¬ cherten Eises (11) zu einem Produktwasser (42) erfolgt; und - Ausleitung (103) des Produktwassers (42) aus dem Eisspei¬ cher (3) .
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Meerwasser als Salzwasser (1) verwendet wird.
3. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Produktwasser (42) zur Erzeugung von Trinkwasser verwendet wird.
4. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Produktwasser (42) für die Trinkwassererzeugung eines Schiffes oder Bootes verwendet wird .
5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Klimatisierungsanlage als Kälteverbraucher (5) verwendet wird.
6. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des Salzwassers (1), der innerhalb des Wärmeübertragers (7) nicht zu Eis gewandelt wurde, aus dem Wärmeübertrager (7) ausgeleitet und zum Vor- kühlen des in den Wärmeübertrager (7) einzuleitenden Salzwassers (1) verwendet wird.
7. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil des Produkt- wassers (42) zum Vorkühlen des in den Wärmeübertrager (7) einzuleitenden Salzwassers (1) verwendet wird.
8. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Produktwasser (42) in den Wärmeübertrager (7) zur weiteren Entsalzung zurückgeführt wird .
9. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Entfernen des Eises (11) mit- tels einer Rüttelvorrichtung (27), einer Kratzvorrichtung und/oder eines Heizers (13) erfolgt.
10. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Arbeitsfluid der Kältemaschine (9) zum Wärmeübertrager (7) geleitet wird.
11. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rohrbündelwärmetauscher als Wärmeübertrager (7) verwendet wird .
12. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wärmetauscher mit einer Mehrzahl von annähernd parallel zueinander angeordneten Platten (71,..., 74) als Wärmeübertrager (7) verwendet wird, die Platten (71, ..., 74) mittels der Kältemaschine (9) gekühlt werden und das Salzwasser (1) wenigstens in einen Zwischenraum (109) zwischen zwei benachbarten Platten (71, ...,74) eingeleitet wird .
13. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Strömung des Salzwassers (1) im Zwischenraum (109) durch einen gegenüber der Schwerkraft (107) vorliegenden Neigungs- winkel (105) der Platten (71, ...,74) und/oder einen Druckunterschied bewirkt wird.
14. Verfahren gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Strömungsgeschwindigkeit des Salzwassers (1) im Zwi- schenraum (109) mittels des Neigungswinkels (105) und/oder mittels des Druckunterschiedes gesteuert oder geregelt wird.
15. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsfluid der Kältemaschine (9) wenigstens teilweise durch die Platten (71, ...,74) geleitet wird .
PCT/EP2016/050051 2015-03-11 2016-01-05 Entsalzung von salzwasser WO2016142075A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015204390.8A DE102015204390A1 (de) 2015-03-11 2015-03-11 Entsalzung von Salzwasser
DE102015204390.8 2015-03-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016142075A1 true WO2016142075A1 (de) 2016-09-15

Family

ID=55072652

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2016/050051 WO2016142075A1 (de) 2015-03-11 2016-01-05 Entsalzung von salzwasser

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102015204390A1 (de)
WO (1) WO2016142075A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115028223A (zh) * 2022-08-10 2022-09-09 山东天瑞重工有限公司 一种海洋热泵联合海水淡化系统运行的系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10277535A (ja) * 1997-04-10 1998-10-20 Meidensha Corp 海水淡水化システム
DE102008024826A1 (de) * 2008-05-23 2009-11-26 Enerday Gmbh Zusatzaggregat mit Entsalzungsvorrichtung
WO2013054218A1 (en) * 2011-10-10 2013-04-18 Evert Frederik Potgieter Method for concentrating brine

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT71213B (de) 1913-06-13 1916-02-25 Fahrzeugfabrik Eisenach Sitz- und Schutzgeländer für Beobachtungsstände aller Art.
US3255817A (en) * 1962-10-16 1966-06-14 Desalination Plants Plate type heat exchanger
US3864932A (en) * 1973-06-12 1975-02-11 Pioneer Science Limited Sea water desalting apparatus
JPS52148477A (en) * 1976-06-05 1977-12-09 Hoshizaki Electric Co Ltd Method and apparatus for supplying aqua pura
DE3775756D1 (de) * 1987-03-21 1992-02-13 Marc A Paradis Eisherstellende waermepumpe mit verwendung von wasserunterkuehlung.
US8931277B2 (en) * 2010-09-20 2015-01-13 State Of Oregon Acting By And Through The State Board Of Higher Education On Behalf Of Oregon State University System and method for storing energy and purifying fluid
WO2013018056A1 (en) * 2011-08-02 2013-02-07 Evert Frederik Potgieter Energy arrangement

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10277535A (ja) * 1997-04-10 1998-10-20 Meidensha Corp 海水淡水化システム
DE102008024826A1 (de) * 2008-05-23 2009-11-26 Enerday Gmbh Zusatzaggregat mit Entsalzungsvorrichtung
WO2013054218A1 (en) * 2011-10-10 2013-04-18 Evert Frederik Potgieter Method for concentrating brine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115028223A (zh) * 2022-08-10 2022-09-09 山东天瑞重工有限公司 一种海洋热泵联合海水淡化系统运行的系统
CN115028223B (zh) * 2022-08-10 2022-11-01 山东天瑞重工有限公司 一种海洋热泵联合海水淡化系统运行的系统

Also Published As

Publication number Publication date
DE102015204390A1 (de) 2016-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2005075045A1 (de) Ausdampfverfahren zur reinigung und/oder aufkonzentrierung verunreinigter flüssigkeiten
DE1517545A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Meerwasserentsalzung bei gleichzeitiger Verdampfung tiefsiedender Fluessigkeiten,insbesondere fluessigem Naturgas
DE10347695A1 (de) Mehrstufiges Vakuumdestillations-, Vakuumkühl- und Vakuumgefrierverfahren und Apparate für die Lösungsabscheidung und Meerwasser-Entsalzung
DE2310576A1 (de) Schlammtrennsystem
WO2016142075A1 (de) Entsalzung von salzwasser
DE102014112401A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Entfernen kondensierbarer Gase aus Gasströmen
WO2011131771A2 (de) Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von eisbrei
WO1980000436A1 (en) Method for de-salting sea water by means of thermal exchanges of a gas compressor and a combustion engine
EP2407374B1 (de) Seeschiff mit wenigstens einer Kältemaschine
EP1312404A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Destillieren von Wasser aus Meerwasser, Brackwasser oder anderen verunreinigten Wässern
DE2334573A1 (de) Anlage zum konzentrieren einer loesung
EP3679120B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur effizienten kühlung in brauereien, sowie die verwendung von bier dafür
DE3242807C2 (de)
EP3280883B1 (de) Verfahren zum aufbereiten eines flüssigen mediums und aufbereitungsanlage
WO2016071199A1 (de) Entsalzung von salzwasser
DE19719376C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Anwärmen eines aus einem Speicherbehälter abgezogenen verflüssigten Gases oder Gasgemisches
DE19723566C1 (de) Verfahren zum Vakuumverdampfen von einem mit einem Lösungsmittel versetzten Substrat sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE102015224191A1 (de) Vorrichtung und Verfahren für eine Gefrierentsalzung eines Salzwassers
WO2013060712A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur aufbereitung von anfallendem abwasser einer entsalzungsanlage
DE1601141A1 (de) Verfahren zum Abkuehlen einer verdampfbare Anteile enthaltenden Fluessigkeit
DE102014212973A1 (de) Verschaltungskonzept für eine thermische Aufbereitungsanlage
DE102009037570B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur solarthermischen Gefrierentsalzung von Meer- oder Brackwasser
CH660776A5 (de) Verfahren und vorrichtung zur erhoehung des gesamtwirkungsgrades einer waermepumpenanlage.
CH104175A (de) Verfahren und Vorrichtung zur Aufspeicherung und Ausnutzung von Energie.
DE3736112C2 (de) Verfahren zur Herstellung von Eissuspensionen

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16700099

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16700099

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1