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DE20010667U1 - Energy-saving desalination plant - Google Patents

Energy-saving desalination plant

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DE20010667U1
DE20010667U1 DE20010667U DE20010667U DE20010667U1 DE 20010667 U1 DE20010667 U1 DE 20010667U1 DE 20010667 U DE20010667 U DE 20010667U DE 20010667 U DE20010667 U DE 20010667U DE 20010667 U1 DE20010667 U1 DE 20010667U1
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Description

• · · I· · I

Energiesparende Entsalzungsanlage / Siedetrennung BeschreibungEnergy-saving desalination plant / boiling separation Description

Das Problem der Süßwassergewinnung durch vorhandene Siedetrennungs- und Entsalzungsmethoden ist bis heute weltweit unzureichend gelöst. Das Manko all dieser Anlagen ist ihr sehr hoher Energieverbrauch.The problem of fresh water production using existing boiling separation and desalination methods has not yet been adequately solved worldwide. The disadvantage of all these systems is their very high energy consumption.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche technische Lösung einer Entsalzungsanlage vorzuschlagen, die gegenüber den bestehenden Anlagen bedeutend energiesparender und in ihrem Aufbau einfach ist und damit eine kostengünstige Massenproduktion ermöglicht.The invention is based on the object of proposing such a technical solution for a desalination plant which is significantly more energy-efficient than existing plants and is simple in its construction, thus enabling cost-effective mass production.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die in der Verdampfungskammer 1 für die Verdampfung aufgebrachte Wärmeenergie durch die Verwendung eines wärmeisolierten (Vakuum in Rohr 9) und im Gegenlauf arbeitenden Wärmeaustauschers 16 größtenteils wiedergewonnen wird. Da trotzdem Wärmeverluste unvermeidlich sind, wird die zusätzliche Energie durch einen Sonnenkollektor (auf Fig. 1 nicht gezeigt) und/oder einen extern gespeisten elektrischen Erhitzer (auf Fig. 1 nicht gezeigt) gewonnen.The object is achieved in that the heat energy applied in the evaporation chamber 1 for the evaporation is largely recovered by using a heat-insulated (vacuum in pipe 9) and counter-current heat exchanger 16. Since heat losses are nevertheless unavoidable, the additional energy is obtained by a solar collector (not shown in Fig. 1) and/or an externally powered electric heater (not shown in Fig. 1).

Die Dampfsättigung hängt jeweils von der Art der Flüssigkeit, der Temperatur und dem Druck ab. Deshalb beinhaltet die hier vorgesehene technische Lösung eine sich gegenseitig bedingende Steuerung der Temperatur und des Druckes in der Verdampfungskammer 1. Für die Steigerung des Kondensationsprozesses im von der Dampf-Luftgemischpumpe 2 abgehenden Kondensationsrohr 5 ist außerdem eine steuerbare Druckerhöhung bezogen auf den Druck in der Verdampfungskammer vorgesehen. Diese Druckerhöhung wird durch das Zusammenwirken der Dampf-Luftgemischpumpe 2 und der Luftzuführpumpe 14 erreicht. Im Kondensationsrohr 5 erfolgt durch das Niederschlagen des Kondensats auf der Innenfläche des Rohres 5 die Trennung der Flüssigkeit von der Luft. Außerdem erfolgt hier eine permanente Wärmeübertragung durch die Rohrwand an das hinführende Rohr 10 Als Wärmeträger wird heiße, unter Überdruck (durch Pumpen 2 und 14) stehende Luft eingesetzt, die sich in einer Zirkulation von dem Trennbehälter 12 über dem Rohr 10, wo sie vorgewärmt wird, dann durch den Sonnenkollektor (auf Fig. 1 nicht gezeigt) und/oder elektrischen Lufterhitzer (auf Fig. 1 nicht gezeigt) bewegt. Die erhitzte Luft kommt in das Rohr 9, wo sie über Luftdüsen in das Salzwasserzuführrohr 8 eingeblasen wird. Die Luft in Form von Luftbläschen nimmt die Wasserdämpfe auf und transportiert sie in die Verdampfungskammer 1, die durch die Glaskappe 3 und das Vakuum 4 wärmeisolirt ist, gleichzeitig auf ihrem Weg im oberen Abschnitt des Rohres 8 wird das umgebene Salzwasser aufwärmt und außerdem über die Rohrkante befördert. DamitThe steam saturation depends on the type of liquid, the temperature and the pressure. Therefore, the technical solution provided here includes a mutually dependent control of the temperature and pressure in the evaporation chamber 1. To increase the condensation process in the condensation pipe 5 leading from the steam-air mixture pump 2, a controllable pressure increase based on the pressure in the evaporation chamber is also provided. This pressure increase is achieved by the interaction of the steam-air mixture pump 2 and the air supply pump 14. In the condensation pipe 5, the liquid is separated from the air by the condensate depositing on the inner surface of the pipe 5. In addition, there is a permanent heat transfer through the pipe wall to the incoming pipe 10. Hot air under excess pressure (by pumps 2 and 14) is used as the heat carrier, which circulates from the separating container 12 above the pipe 10, where it is preheated, then through the solar collector (not shown in Fig. 1) and/or electric air heater (not shown in Fig. 1). The heated air enters the pipe 9, where it is blown into the salt water supply pipe 8 via air nozzles. The air in the form of air bubbles absorbs the water vapor and transports it into the evaporation chamber 1, which is thermally insulated by the glass cap 3 and the vacuum 4. At the same time, on its way in the upper section of the pipe 8, the surrounding salt water is heated up and also transported over the edge of the pipe. This

wird eine ständige Salzwasserförderung und die Verhinderung der Salzablagerung erreicht.A constant supply of salt water and prevention of salt deposits are achieved.

Zusätzliche Verdampfung erfolgt von dem Salzwasserstandsniveau 6 des Salzwasserabfuhrrohr 17. Durch ständiges Nachfüllen aus dem Rohr 8 bewegt sich erwärmtes Salzwasser in das Salzwasserabfuhrrohr 17 herunter und erwärmt über die Rohrwand das im Gegenlauf steigende Salzwasser im Salzwasserzuführrohr 8.Additional evaporation occurs from the salt water level 6 of the salt water discharge pipe 17. By constantly refilling from the pipe 8, heated salt water moves down into the salt water discharge pipe 17 and heats the salt water rising in the opposite direction in the salt water supply pipe 8 via the pipe wall.

Ausfiihrungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Fig. 1 erläutert, dabei sind:An embodiment of the invention is explained with reference to Fig. 1, where:

1. Verdampfungskammer1. Evaporation chamber

2. Dampf-Luft-Gemisch Pumpe2. Steam-air mixture pump

3. Glaskappe3. Glass cap

4. Vakuum4. Vacuum

5. Kondensationsrohr5. Condensation pipe

6. Salzwasserstandsniveau6. Salt water level

7. Äußeres Rohr7. Outer tube

8. Salzwasserzuführrohr8. Salt water supply pipe

9. Heißluftrohr des Erhitzers9. Heater hot air pipe

10. Luftrückfiihrungsrohr 10. Air return pipe

11. Vakuum11. Vacuum

12. Trennbehälter12. Separation container

13. Süßwasserrohr zum Verbraucher13. Freshwater pipe to the consumer

14. Luftzufuhrpumpe14. Air supply pump

15. Salzwasserabführrohr15. Salt water drainage pipe

16. Wärmeisolierter im Gegenlauf arbeitender Wärmeaustauscher16. Thermally insulated counter-current heat exchanger

Claims (10)

1. Die energiesparende Entsalzungsanlage, gekennzeichnet durch die Verwendung eines im Gegenlauf arbeitenden Wärmetauschers und eines Sonnenkollektors, der die in der Verdampfungskammer für die Verdampfung von Salzwasser (oder von anderer Wasserlösung) aufgebrachte Wärmeenergie wieder gewonnen und eingesetzt wird. 1. The energy-saving desalination plant, characterized by the use of a counter-current heat exchanger and a solar collector, which recovers and uses the heat energy applied in the evaporation chamber for the evaporation of salt water (or other water solution). 2. Die energiesparende Entsalzungsanlage nach Anspruch 1, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Sonnenkollektor die Sonnenenergie auf ein luftführendes Rohr bündelt und die Luft, die von einer Luftdruckpumpe eingeblasen wird, aufheizt, um diese dann als Wärmeträger in ein Salzwasserzufuhrrohr 8 einzublasen, wo die Luft in Form von Luftbläschen Wasserdämpfe aufnimmt und sie in die Verdampfungskammer transportiert und gleichzeitig auf seinem Weg das umgebene Salzwasser aufwärmt und über die Rohrkante befördert. 2. The energy-saving desalination plant according to claim 1, characterized in that the solar collector concentrates the solar energy on an air-conducting pipe and heats the air, which is blown in by an air pressure pump, in order to then blow this as a heat carrier into a salt water supply pipe 8, where the air absorbs water vapor in the form of air bubbles and transports them into the evaporation chamber and at the same time heats up the surrounding salt water on its way and transports it over the edge of the pipe. 3. Die energiesparende Entsalzungsanlage nach Anspruch 1, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Entsalzungsanlage ein Salzwasserzufuhr- und ein Salzwasserabführrohr besitzt, wobei die obere Kante des Salzwasserzufuhrrohres über dem Salzwasserspiegel des Salzwasserabführrohrs steht, dessen Niveau durch den Druck in der Verdampfungskammer bestimmt wird. 3. The energy-saving desalination plant according to claim 1, characterized in that the desalination plant has a salt water supply pipe and a salt water discharge pipe, the upper edge of the salt water supply pipe being above the salt water level of the salt water discharge pipe, the level of which is determined by the pressure in the evaporation chamber. 4. Die energiesparende Entsalzungsanlage nach Anspruch 1, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der Verdampfungskammer mit Hilfe einer Saugpumpe, eines Steuerventils im Salzwasserabführrohr und dem Förderdruck in Salzwasserzuführrohr geregelt wird, und daß die Saugpumpe den Wasserdampf mit Luft aus der Verdampfungskammer unter Überdruck gegenüber dem Druck in der Verdampfungskammer in das Wärmetauschsystem drückt. 4. The energy-saving desalination plant according to claim 1, characterized in that the pressure in the evaporation chamber is regulated by means of a suction pump, a control valve in the salt water discharge pipe and the delivery pressure in the salt water supply pipe, and that the suction pump presses the water vapor with air from the evaporation chamber into the heat exchange system under excess pressure compared to the pressure in the evaporation chamber. 4. Die energiesparende Entsalzungsanlage nach Anspruch 1, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampfungskammer mit einer Glaskuppel ummantelt ist und daß der Raum zwischen Verdampfungskammer und dem Glas unter Vakuum steht. 4. The energy-saving desalination plant according to claim 1, characterized in that the evaporation chamber is surrounded by a glass dome and that the space between the evaporation chamber and the glass is under vacuum. 5. Die energiesparende Entsalzungsanlage nach Anspruch 1, ist dadurch gekennzeichnet, daß im Abkühl- und Wärmetauschsystem ein Überdruck eingestellt ist. 5. The energy-saving desalination plant according to claim 1, characterized in that an overpressure is set in the cooling and heat exchange system. 6. Die energiesparende Entsalzungsanlage nach Anspruch 1, ist dadurch gekennzeichnet, daß das kondensierte Wasser in einem Trennbehälter 12 aufgesammelt wird, und mit Hilfe einer Pumpe zum Verbraucher geleitet wird und die Luft durch ein Rohr über das Wärmetauschsystem zum Sonnenkollektor geleitet wird und somit in einen neuen Zyklus eingeleitet wird. 6. The energy-saving desalination plant according to claim 1, characterized in that the condensed water is collected in a separation tank 12 and is led to the consumer by means of a pump and the air is led through a pipe via the heat exchange system to the solar collector and is thus introduced into a new cycle. 7. Die energiesparende Entsalzungsanlage nach Anspruch 1, ist dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Pumpen und Steuerungsanlagen von Solarzellen und/oder externen Stromquellen gespeist werden. 7. The energy-saving desalination plant according to claim 1, characterized in that all pumps and control systems are powered by solar cells and/or external power sources. 8. Die energiesparende Entsalzungsanlage nach Anspruch 1, ist dadurch gekennzeichnet, daß dem Sonnenkollektor eine elektrische Luftnachheizvorrichtung zugeschaltet ist, die bei unzureichender Lufttemperatur durch den nach dem Sonnenkollektor eingeschaltet wird. 8. The energy-saving desalination plant according to claim 1, characterized in that an electrical air heating device is connected to the solar collector, which is switched on by the solar collector when the air temperature is insufficient. 9. Die energiesparende Entsalzungsanlage nach Anspruch 1, ist dadurch gekennzeichnet, daß das Innere der Verdampfungskammer mit wasserabweisendem Material (z. B. Teflon) beschichtet ist. 9. The energy-saving desalination plant according to claim 1, characterized in that the interior of the evaporation chamber is coated with water-repellent material (e.g. Teflon).
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009037306A1 (en) * 2009-08-14 2011-02-17 Lutz, Andreas Method for desalination of sea water, comprises filling the sea water in a container so that an evaporation area remains in the upper end of the container and heating an air stream in heating station arranged at flow side of the container
WO2011018242A3 (en) * 2009-08-14 2011-04-07 Andreas Lutz Method and device for desalinating sea water

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009037306A1 (en) * 2009-08-14 2011-02-17 Lutz, Andreas Method for desalination of sea water, comprises filling the sea water in a container so that an evaporation area remains in the upper end of the container and heating an air stream in heating station arranged at flow side of the container
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