Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Süßwasser aus Salzwasser
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Gewinnung von Süßwasser
aus Salzwasser, bei denen Salzwasser unter dem Einfluß von Sonnenenergie in einem
Luftstrom verdunstet, der in 3inem aus vorwiegend durchsichtiger Plastikfolie bestehenden
weiten Luftschlauch im ersten Teil erwärmt wird und das bei Abkühlung der Luft im
zweiten Teil des Luftschlauches kondensiert und als Süßwasser aufgefangen wird.Method and device for obtaining fresh water from salt water
The invention relates to a method and a device for obtaining fresh water
from salt water, where salt water is under the influence of solar energy in one
Air flow evaporates, which in 3inem consists mainly of transparent plastic foil
wide air hose is heated in the first part and that when the air cools down in the
second part of the air tube is condensed and collected as fresh water.
Zur Gewinnung von Süßwasser aus Salzwasser (Meerwasser oder Brackwasser)
sind Verfahren bekannt, in denen durch Destillation, das heißt durch Verdampfen
des Salzwassers und Kondensieren des Wasserdampfes diese Umwandlung von Salz- in
Süßwasser erzielt wird. Trotz vielfacher Maßnahmen zur Energieeinsparung ist bei
diesen Verfahren der benötigte Aufwand insbesondere an Wärmeenergie beträchtlich.
Auch die Ausnutzung von Sonnenenergie wurde in diesem Zusammenhang bereits vorgeschlagen.
Jedoch waren hierbei die apparativen Aufwendungen hoch und die gewonnenen Süßwassermengen
gering. Im vorliegenden Verfahren werden - ebenfalls unter Ausnutzung der Sonnenenergie
- Vorrichtungen benutzt, die vergleichsweise leicht und billig und in ihrer Anwendung
so einfach sind, daß sie von Laien aufgebaut und in Betrieb gehalten werden können.
Insofern ist das Verfahren besonders. nützlich, als der Mangel an Süßwasser oft
in den Gebieten groß ist, in denen Sonnenenergie und Seewasser in ausreichendem
Maße zur Verfügung stehen.For obtaining fresh water from salt water (sea water or brackish water)
processes are known in which by distillation, that is, by evaporation
of the salt water and condensation of the water vapor this conversion of salt into
Fresh water is obtained. Despite multiple measures to save energy,
This method, the required expenditure, especially in terms of thermal energy, is considerable.
The use of solar energy has also already been proposed in this context.
However, the expenditure on equipment was high and the quantities of fresh water obtained were high
small amount. In the present process - also using solar energy
- Devices used that are comparatively easy and cheap and in their application
are so simple that they can be set up and kept in operation by laypeople.
In this respect, the process is special. useful when the lack of fresh water often
is great in areas where solar energy and sea water are in sufficient
Dimensions are available.
Das Verfahren hat die Vorgänge in der Natur zum Vorbild, bei denen
die Sonnenenergie Wasser - vornehmlich an der Meeresoberfläche -zum Verdunsten bringt
und damit den Wasserdampfgehalt der Luft erhöht. Durch Abkühlung der wasserdampfhaltigen
Luft, z.B. durch Aufgleiten an Gebirgen, durch Wärmeabstrahlung der Erde während
der Nacht oder durch Mischung von Luftmassen verschiedener Temperatur wird die Tau
punkttemperatur unterschritten und der Wasserdampf zu Tau oder Regen kondensiert.
Ferner wird im vorliegenden Verfahren der Effekt des Treibhauses ausgenutzt, bei
dem sichtbares Sonnenlicht einfällt und umgewandelt in unsichtbare Wärmestrahlung
nicht mehr entweichen kann. Kernstück der angewandten Vorrichtung ist ein aus Plastikfolie
bestehender weiter Luftschlauch, durch den reit Hilfe eines Lüfters ein Luftstrom
bewegt wird. Nach Abb. 1 ist
der erste Teil des Luftschlauches an
eingm der Sonne zugekehrten ansteigenden Berghang und der zweite Teil an einem der
Sonne abgekehrten abfallenden Berghang verlegt. Auf dem Boden des Luft--,chlauches
befindet -ich ein Wasserschlauch, durch den Mittels einer Pumpe Salzwasser zugeführt
wird. Das Wasser wird in bestimmten Abständen durch Düsen oder ähnliche Einrichtungen
versprüht. Ein kleiner Teil verdunstet in der durch die Sonneneinstrahlung erwärmten
Luft, der größere Teil fließt am Boden des Luftschlauches dem Gef,:*lle folgend
zum Ausgangspunkt zurück und bietet dabei eine für die weitere Verdunstung-günstige
große Oberfläche. Das ebenfalls von der Sonne erwärmte abfließende Wasser gibt einen
Teil seiner ;lärme an den Wasserschlauch ab und erwärmt damit im Gegenstrom das
zufließende Frischwasser. Abb. 2 zeigt einen Querschnitt durch den -Luft- und den
Jasserschlauch, Abb. 3 die Anordnung von Lüfter und Pumpe am Anfang der Vorrichtung.
Die Luft erreicht mit hoher Temperatur und hohem Wasserdampfgehalt den Scheitel
der Anlage; von hier ab setzt im zweiten Teil des Luftschlauches die Abkühlung und
Kondensation des Wasserdampfes ein. Das herabfließende Süßwasser wird am unteren
Ende aufgefangen. Die Abkühlung erfolgt durch Wärmeaustausch mit der umgebenden
Luft an der der Sonne abgekehrten Bergseite. Im Bedarfsfall kann am unteren Ende
des Luftschlauches ein weiterer beliebiger Kühler eingesetzt werden. Zur Unterstützung
der Luft- und Wassererwärmung durch die Sonne im ansteigenden Teil kann'die Unterseite
des Luftschlauches aus stark lichtabsorbierendem Material, z.B. aus schwarzer Folie,
gefertigt sein, während die Oberseite lichtdurchlässig ist. Dagegen ist es vorteilhaft,
im abfallenden Teil die Oberseite des L--:ftschlauches aus stark lichtreflektierendem
Material herzustellen, d.h. die Kunststofffolie kann außen mit einer dünnen Metallfolie
versehen werden.The procedure is modeled on the processes in nature, in which
the solar energy causes water to evaporate - primarily on the surface of the sea
and thus increases the water vapor content of the air. By cooling the water vapor containing
Air, e.g. by sliding on mountains, by heat radiation from the earth during
at night or by mixing air masses of different temperatures, the dew becomes
The temperature falls below the point and the water vapor condenses into dew or rain.
Furthermore, in the present process the effect of the greenhouse is used
which is incident on visible sunlight and is converted into invisible thermal radiation
can no longer escape. The core of the device used is a plastic sheet
Existing air hose through which an air flow rides with the help of a fan
is moved. According to Fig. 1 is
the first part of the air hose
einm the rising mountain slope facing the sun and the second part on one of the
Relocated sloping mountainside facing away from the sun. On the bottom of the air, hose
There is a water hose through which salt water is supplied by means of a pump
will. The water is injected at certain intervals through nozzles or similar devices
sprayed. A small part evaporates in the warmed up by the solar radiation
Air, the greater part flows at the bottom of the air hose, following the vessel: * lle
back to the starting point and offers a favorable for further evaporation
large surface. The draining water, also warmed by the sun, gives you a feeling of being
Part of it; heats up the water hose and thus heats it in countercurrent
incoming fresh water. Fig. 2 shows a cross section through the air and the
Jasser hose, Fig. 3 the arrangement of fan and pump at the beginning of the device.
The air reaches the top with a high temperature and high water vapor content
the plant; From here on, the cooling takes place in the second part of the air hose and
Condensation of water vapor. The fresh water flowing down is at the bottom
Caught in the end. The cooling takes place through heat exchange with the surrounding
Air on the mountain side facing away from the sun. If necessary, it can be at the lower end
Any other cooler can be used for the air hose. For support
the air and water heating by the sun in the rising part can'the bottom
the air hose made of strongly light-absorbing material, e.g. made of black foil,
be made while the top is translucent. On the other hand, it is advantageous
In the sloping part, the top of the L -: ft hose made of highly light-reflecting
Material, i.e. the plastic film can be covered with a thin metal foil on the outside
be provided.
Bei einer derartigen Ausführung könnte der abfallende Teil des Luftschlauches
auch parallel zum ansteigenden am gleichen Berghang verlegt werdena Der Betrieb
der Anlage läßt sich auch auf die Nachtstunden ausdehnen, wenn das zurückfließende
Überschußwasser, das unter der SOnneneinWirkung stark erwärmt wurde, am Tage aufgefangen
und in der Nacht erleut hochgepumpt und zum Verdunsten gebracht wird.In such a design, the sloping part of the air hose
can also be laid parallel to the ascending one on the same mountain slope
the system can also be extended to the night hours when the flow back
Surplus water, which was strongly heated under the action of the sun, was collected during the day
and is pumped up and evaporated during the night.
Die Verlegung des Luftschlauches ist nicht an die angegebenen
Formen
gebunden. So kann z.B. der zweite Teil des Luftschlauches nach
einem
Absatz weiter hangaufwärts geführt.werden, um eine Abkühlung durch
Luftdruckminderung
auszunutzen. Bei dieser Anordnung fällt das Süßwasser in größerer Höhe an und kann
von dort-durch Gefälle den VerbrauchsstellerI zugeführt werden. Ferner ist das iierf:@
_ren nicht auf die Anwendung elastischer Luftschläuche beschränkt, es sind auch
Rohre oder eckige Kanäle aus starren, jedoch@lichttechnisch günstigen ;der'.:stoffen
denkbar.The routing of the air hose is not tied to the specified shapes . For example, the second part of the air hose can be led further up the slope after a step in order to take advantage of cooling by reducing the air pressure. With this arrangement, the fresh water falls at a greater height and can be fed from there to the consumption plate through a gradient. Furthermore, the iierf: @ _ren is not limited to the use of elastic air hoses; pipes or angular ducts made of rigid, but photometrically favorable materials are also conceivable.