ES1242394U - Water collection system by condensation of atmospheric air humidity (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Sistema generador de agua por condensación de la humedad del aire atmosférico.Water generator system by condensation of atmospheric air humidity.
Campo de la invenciónField of the Invention
En sistemas de obtención de agua potable.In systems for obtaining drinking water.
Estado de la técnicaState of the art
Los sistemas de obtención de agua actuales son complicados, voluminosos, caros y no permiten su uso generalizado, obligando a sufrir restricciones en muchos lugares. Por otra parte, el avance industrial y al creciente aumento de la población, ha ocasionado el aumento del CO2, la pérdida de parte de la capa de ozono y con ello el calentamiento global, repercutiendo en sequias o en lluvias discriminadas y no aprovechables. Con la presente invención se puede obtener agua por condensación de forma sencilla y a bajo coste.Current water systems are complicated, bulky, expensive and do not allow widespread use, forcing restrictions in many places. On the other hand, the industrial advance and the increasing increase of the population, has caused the increase of CO2, the loss of part of the ozone layer and with it the global warming, reverberating in droughts or in discriminated and unusable rains. With the present invention, water can be obtained by condensation in a simple and low cost manner.
Descripción de la invenciónDescription of the invention
Objetivo de la invención y ventajasObject of the invention and advantages
Proporcionar un sistema sencillo, de gran rendimiento, económico y práctico capaz de producir agua de forma económica.Provide a simple, high-performance, economical and practical system capable of producing water economically.
Aportar un sistema con poco mantenimiento, que no contamina, que produce agua utilizando materiales económicos, poca energía y energías alternativas.Provide a system with little maintenance, which does not pollute, that produces water using economic materials, low energy and alternative energy.
Poder aportar agua potable en zonas aisladas tanto para el consumo como para el regadío. Incrementando la vegetación, que a su vez aumenta la humedad de la zona.Be able to provide drinking water in isolated areas for both consumption and irrigation. Increasing the vegetation, which in turn increases the humidity of the area.
Problema a resolverProblem to solve
La falta de agua potable en muchos lugares terrestres.Lack of drinking water in many land places.
El sistema generador de agua por condensación de la humedad del aire atmosférico de la invención, produciendo frio y aplicándolo a una corriente de aire donde el vapor de agua se condensa. Consiste en comprimir el aire, haciéndolo pasar por un cambiador de calor o radiador que irradia el calor producido por la compresión (primera reducción de la temperatura), y a continuación se hace pasar por una válvula de expansión donde se expansiona y reduce la presión y como consecuencia la temperatura (segundo paso reductor de la temperatura), el aire frio obtenido se hace pasar por un condensador por donde circula el aire húmedo atmosférico impulsado por un ventilador, condensándose el vapor de agua que porta, y descargándose el agua en una bandeja de donde se extrae para su uso o aprovechamiento. El aire se tomará preferentemente de sitios húmedos o próximos a zonas con agua, lagos, ríos, mar, etc. y el aire será enfriado a temperatura inferior a la del punto de rocío, para que se produzca la condensación.The water generating system by condensation of the humidity of the atmospheric air of the invention, producing cold and applying it to a stream of air where the water vapor condenses. It consists of compressing the air, by passing it through a heat exchanger or radiator that radiates the heat produced by the compression (first temperature reduction), and then is passed through an expansion valve where it expands and reduces the pressure and as consequently the temperature (second temperature reducing step), the cold air obtained is passed through a condenser through which the humid atmospheric air driven by a fan circulates, condensing the water vapor it carries, and discharging the water in a tray of where it is extracted for use or exploitation. The air will preferably be taken from humid sites or near areas with water, lakes, rivers, sea, etc. and the air will be cooled to a temperature below that of the dew point, so that condensation occurs.
El compresor, cuyo trabajo permite el desarrollo del proceso requiere electricidad para su funcionamiento, pero también se puede accionar mecánicamente mediante un sistema eólico. El ventilador se puede utilizar simultáneamente para forzar el aire a través del radiador y del condensador.The compressor, whose work allows the development of the process requires electricity for its operation, but can also be operated mechanically by means of a wind system. The fan can be used simultaneously to force air through the radiator and condenser.
El radiador, o cambiador de calor, irradia el calor producido por la compresión a un medio externo o recipiente de agua. The radiator, or heat exchanger, radiates the heat produced by compression to an external medium or water container.
La válvula de expansión, componente del circuito por el que pasa el fluido a refrigerar y que, por medio de su cambio de sección, produce una reducción brusca de la presión y también un descenso notable de la temperatura.The expansion valve, a component of the circuit through which the fluid to be cooled passes and which, by means of its section change, produces a sharp reduction in pressure and also a noticeable decrease in temperature.
Como la compresión se efectúa a volumen constante, según la ley de Gay-Lussac, las temperaturas absolutas obtenidas son proporcionales a las presiones. p1/T1= p2/T2. Por ello si el compresor recibe el aire a una presión por ejemplo de 1 atm y a 15°C (T=288.15°K), al comprimir el aire a 2 bares (o atmósferas) la temperatura se eleva a 576.30°K (293.15x2 = 576.3°K). Igual a 303.15°C. Esto no se produce al cien por cien, ya que hay que tener en cuenta las pérdidas de la instalación.As the compression is carried out at a constant volume, according to Gay-Lussac's law, the absolute temperatures obtained are proportional to the pressures. p1 / T1 = p2 / T2. Therefore, if the compressor receives the air at a pressure of 1 atm for example at 15 ° C (T = 288.15 ° K), when the air is compressed to 2 bar (or atmospheres) the temperature rises to 576.30 ° K (293.15x2 = 576.3 ° K). Equal to 303.15 ° C. This does not occur one hundred percent, since the installation losses must be taken into account.
La energía calorífica aplicada se cede por el radiador (3), como aire caliente, y/o como aire frio detrás de la válvula de expansión. La cantidad de frío obtenido y descargado en el recinto a refrigerar es directamente proporcional a la presión y cantidad de flujo del aire aplicados, y al grado de refrigeración del radiador.The heat energy applied is transferred by the radiator (3), as hot air, and / or as cold air behind the expansion valve. The amount of cold obtained and discharged in the room to be cooled is directly proportional to the pressure and amount of air flow applied, and the degree of cooling of the radiator.
Los compresores, turbinas o motobombas y demás instalaciones eléctricas se alimentan o accionan prioritariamente con energías alternativas. También se pueden alimentar de la red, e incluso de la batería de un vehículo.Compressors, turbines or motor pumps and other electrical installations are fed or operated primarily with alternative energies. They can also be powered from the network, and even from a vehicle's battery.
Un circuito controla la actuación del compresor, cuando un sensor de temperatura detecta que la temperatura del aire o fluido utilizado a la salida se eleva o reduce a cierto valor. También se puede utilizar un termostato que actúe conectando o desconectando la alimentación del compresor, en función de las temperaturas exteriores.A circuit controls the performance of the compressor, when a temperature sensor detects that the temperature of the air or fluid used at the outlet is raised or reduced to a certain value. You can also use a thermostat that acts by connecting or disconnecting the compressor power, depending on the outside temperatures.
El compresor puede ser accionado con aire comprimido enviado por un sistema eólico.The compressor can be operated with compressed air sent by a wind system.
a) El compresor puede ser accionado con un motor eléctrico alimentado con energía eléctrica de baterías, de la red o de la obtenida mediante energías alternativas.a) The compressor can be driven by an electric motor powered by battery, grid or electric power obtained by alternative energy.
Consta de:It consists of:
a) Un circuito formado por unos conductos, por donde circula aire, el cual se impulsa, se presuriza y se despresuriza;a) A circuit formed by ducts, through which air circulates, which is driven, pressurized and depressurized;
b) Uno o más fanes o ventiladores impulsores del aire,b) One or more fans or fans driving the air,
c) Un compresor o bomba de aire;c) A compressor or air pump;
d) Un radiador o cambiador de calor que enfría el aire comprimido:d) A radiator or heat exchanger that cools compressed air:
e) Una válvula de expansión que descarga el aire, reduciendo su presión y su temperatura; f) Un radiador o cambiado de calor que enfría el aire y condensa el vapor de agua;e) An expansion valve that discharges air, reducing its pressure and temperature; f) A radiator or heat exchanger that cools the air and condenses water vapor;
g) Un sistema de alimentación de energía eléctrica yg) An electrical power supply system and
h) Unos sistemas de control del sistema con sensores de temperatura y de presión.h) System control systems with temperature and pressure sensors.
Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings
La figura 1 muestra una vista esquematizada de un compresor y un cambiador de calor refrigerador, de un sistema de obtención de agua por condensación de la invención. Figure 1 shows a schematic view of a compressor and a cooler heat exchanger, of a system for obtaining condensation water of the invention.
La figura 2 muestra una vista esquematizada de un sistema de obtención de agua por condensación de la invención.Figure 2 shows a schematic view of a system for obtaining condensation water of the invention.
La figura 3 muestra una vista esquematizada de una variante del sistema de obtención de agua por condensación.Figure 3 shows a schematic view of a variant of the system of obtaining water by condensation.
La figura 4 muestra una vista esquematizada de una variante del sistema de obtención de agua por condensación.Figure 4 shows a schematic view of a variant of the system of obtaining water by condensation.
La figura 5 muestra una vista esquematizada de un generador eólico sobre un edificio, que acciona un compresor que comprime y calienta el aire y lo y envía a un cambiador de calor que lo refrigera, pasando a continuación por una válvula de expansión, que reduce la presión y nuevamente la temperatura, produciendo aire frio. No se muestra el condensador y su ventilador.Figure 5 shows a schematic view of a wind generator on a building, which drives a compressor that compresses and heats the air and sends it to a heat exchanger that cools it, then passing through an expansion valve, which reduces the pressure and temperature again, producing cold air. The condenser and its fan are not shown.
La figura 6 muestra una vista esquematizada de un generador eólico que envía aire a presión directamente a un refrigerador o cambiador de calor.Figure 6 shows a schematic view of a wind generator that sends pressurized air directly to a refrigerator or heat exchanger.
La figura 7 muestra una vista esquematizada de un generador eólico que envía aire a presión para accionar una turbina o motor que acciona un compresor. El aire comprimido se utiliza como en los ejemplos anteriores.Figure 7 shows a schematic view of a wind generator that sends pressurized air to drive a turbine or motor that drives a compressor. Compressed air is used as in the previous examples.
La figura 8 muestra una vista esquematizada de un generador eólico que acciona un generador eléctrico, cuya corriente se adiciona a la de la red y a la obtenida mediante paneles fotovoltaicos y se aplica a una motobomba, la cual envía el aire comprimido para utilizarlo como en los ejemplos anteriores.Figure 8 shows a schematic view of a wind generator that drives an electric generator, whose current is added to that of the grid and to that obtained by photovoltaic panels and is applied to a motor pump, which sends the compressed air to use it as in the previous examples.
Descripción más detallada de una forma de realización de la invenciónMore detailed description of an embodiment of the invention
La figura 2 muestra una vista de una posible forma de realización de un sistema generador de agua de la invención, utilizado para obtener agua del aire por condensación. El compresor o motobomba (1) succiona el aire a 15° C del exterior, por la toma (2) a través del filtro (7) y sale comprimido a 2 bares y calentado a 303°C por el conducto (3). A continuación, se enfría en el cambiador de calor (5) a unos 50°C, impulsando aire con el ventilador (4). Este aire externo entra a 20° C y sale a 30°C. Pasando después por la válvula de expansión (6) que reduce la presión a 1 bar y por lo tanto lo vuelve a enfriar. El aire muy frío se aplica al condenador (29) que enfría y condensa el aire húmedo (31) que se envía con el ventilador (30). Recogiendo el agua en la bandeja o recipiente (32).Figure 2 shows a view of a possible embodiment of a water generating system of the invention, used to obtain water from the air by condensation. The compressor or motor pump (1) sucks the air at 15 ° C from outside, through the intake (2) through the filter (7) and comes compressed at 2 bars and heated to 303 ° C by the duct (3). It is then cooled in the heat exchanger (5) to about 50 ° C, driving air with the fan (4). This external air enters at 20 ° C and leaves at 30 ° C. Then going through the expansion valve (6) that reduces the pressure to 1 bar and therefore cools it again. The very cold air is applied to the damper (29) that cools and condenses the moist air (31) that is sent with the fan (30). Collecting water in the tray or container (32).
La figura 1 muestra la motobomba (1) que succiona el aire por la toma (2) a través del filtro (7) y sale comprimido a 2 bares y calentado a 303°C por el conducto (3). A continuación, se enfría en el cambiador de calor (5) a unos 50°C, impulsando aire con el ventilador (4). (El aire entra a 20° C y sale a 30°C. Pasando después por la válvula de expansión (6) que reduce la presión a 1 bar y por lo tanto lo vuelve a enfriar.Figure 1 shows the motor pump (1) that sucks the air through the intake (2) through the filter (7) and comes out compressed at 2 bars and heated to 303 ° C by the duct (3). It is then cooled in the heat exchanger (5) to about 50 ° C, driving air with the fan (4). (The air enters at 20 ° C and exits at 30 ° C. Then passing through the expansion valve (6) which reduces the pressure to 1 bar and therefore cools it again.
La figura 3 muestra el compresor o motobomba (1) que succiona el aire a 15°C por la toma (2) a través del filtro (7) y sale comprimido a 2 bares y calentado a 303°C por el conducto (3). A continuación, se enfría en el cambiador de calor (5), con el aire (31c), utilizando el mismo ventilador (30) para ambos cambiadores de calor. Pasando después el aire por la válvula de expansión (6) que reduce la presión a 1 bar y por lo tanto lo vuelve a enfriar. El aire muy frio se aplica al condensador (29) que enfría y condensa el aire húmedo (31) que se envía con el ventilador (30). Recogiendo el agua en la bandeja o recipiente (32). Figure 3 shows the compressor or motor pump (1) that sucks the air at 15 ° C through the intake (2) through the filter (7) and comes compressed at 2 bars and heated to 303 ° C by the duct (3) . It is then cooled in the heat exchanger (5), with the air (31c), using the same fan (30) for both heat exchangers. The air then passes through the expansion valve (6) which reduces the pressure to 1 bar and therefore cools it again. The very cold air is applied to the condenser (29) that cools and condenses the moist air (31) that is sent with the fan (30). Collecting water in the tray or container (32).
La figura 4 muestra el compresor o motobomba (1) que succiona el aire a 15° por la toma (2) a través del filtro (7) y sale comprimido a 2 bares y calentado a 303°C por el conducto (3). A continuación, se enfría en el cambiador de calor (5), con el aire (31c), utilizando el mismo ventilador (30) para ambos cambiadores de calor. Pasando después el aire por la válvula de expansión (6) que reduce la presión a 1 bar y por lo tanto lo vuelve a enfriar. El aire muy frio se aplica al condensador (29) que enfría y condensa el aire húmedo (31) que se envía con el ventilador (30). Recogiendo el agua en la bandeja o recipiente (32). En este caso a diferencia del de la Figura 3, el aire frio después de pasar por el condensador se realimenta a la entrada de la motobomba por la entrada (2).Figure 4 shows the compressor or motor pump (1) that sucks the air at 15 ° through the intake (2) through the filter (7) and comes compressed at 2 bars and heated to 303 ° C by the duct (3). It is then cooled in the heat exchanger (5), with the air (31c), using the same fan (30) for both heat exchangers. The air then passes through the expansion valve (6) which reduces the pressure to 1 bar and therefore cools it again. The very cold air is applied to the condenser (29) that cools and condenses the moist air (31) that is sent with the fan (30). Collecting water in the tray or container (32). In this case, unlike in Figure 3, the cold air after passing through the condenser is fed back to the motor pump inlet by the inlet (2).
La figura 5 muestra, en lo alto del edificio (29), una turbina eólica helicoidal (20) la cual acciona el compresor (21), duplicando la presión y elevando la temperatura a (303°C). A continuación, se hace pasar por el cambiador de calor (5), que reduce la temperatura, aplicando el aire fresco a través de una válvula de expansión (6), que reduce la presión y nuevamente la temperatura, aplicándose a un condensador del aire atmosférico no mostrado en la figura.Figure 5 shows, at the top of the building (29), a helical wind turbine (20) which drives the compressor (21), doubling the pressure and raising the temperature to (303 ° C). Next, it is passed through the heat exchanger (5), which reduces the temperature, applying the fresh air through an expansion valve (6), which reduces the pressure and again the temperature, applying to an air condenser Atmospheric not shown in the figure.
La figura 6 muestra el generador eólico (20a) que acciona el compresor (21) que comprime a 2 bares y calienta el aire a 303°C y lo y envía a un cambiador de calor (5) que lo refrigera a unos 100°C, pasando a continuación por una válvula de expansión (6), que reduce la presión y nuevamente la temperatura, produciendo aire frio o fresco hacia el condensador de la humedad del aire.Figure 6 shows the wind generator (20a) that drives the compressor (21) that compresses to 2 bars and heats the air to 303 ° C and sends it to a heat exchanger (5) that cools it to about 100 ° C , then passing through an expansion valve (6), which reduces the pressure and again the temperature, producing cold or fresh air towards the condenser of the humidity of the air.
La figura 7 muestra el generador eólico (20a) que acciona el compresor (21) y envía aire a presión para accionar una turbina o motor (19) que acciona el compresor cuya entrada de aire lo hace por (2) succionándolo a través del filtro (7), y una vez comprimido sale por (3). Utilizándose como en los ejemplos anteriores.Figure 7 shows the wind generator (20a) that drives the compressor (21) and sends pressurized air to drive a turbine or motor (19) that drives the compressor whose air intake does it by (2) sucking it through the filter (7), and once compressed, it goes through (3). Using as in the previous examples.
La figura 8 muestra un generador eólico (20a) que acciona un generador eléctrico (23), cuya corriente se adiciona a la de la red (24) y a la obtenida mediante paneles fotovoltaicos (22) y una vez transformada en (25) se aplica a una motobomba (1), formada por el motor eléctrico (1a) y el compresor (1b), el cual succiona el aire por (2) y a través del filtro (7), y comprimido sale por (3). Utilizándose como en los ejemplos anteriores.Figure 8 shows a wind generator (20a) that drives an electric generator (23), whose current is added to that of the network (24) and to that obtained by photovoltaic panels (22) and once transformed into (25) is applied to a motor pump (1), formed by the electric motor (1a) and the compressor (1b), which sucks the air through (2) and through the filter (7), and compressed out by (3). Using as in the previous examples.
Una variante puede tener en el primer refrigerador o cambiador de calor unas grandes aletas disipadoras no siendo necesaria la refrigeración mediante el ventilador esto también lo puede hacer una corriente de viento del exterior.A variant can have large dissipating fins in the first refrigerator or heat exchanger, and cooling by the fan is not necessary, this can also be done by a wind current from the outside.
Los valores de temperaturas obtenidos en las distintas figuras son aproximados, ya que no se han tenido en cuenta las pérdidas.The temperature values obtained in the different figures are approximate, since losses have not been taken into account.
No se muestran todos los sensores, termómetros y presostatos que se utilizan para controlar automáticamente las temperaturas y presiones del circuito del sistema. Not all sensors, thermometers and pressure switches that are used to automatically control the temperatures and pressures of the system circuit are displayed.
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| ES202000052U ES1242394Y (en) | 2020-01-17 | 2020-01-17 | System for obtaining water by condensation of the humidity of the atmospheric air |
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| ES1242394U true ES1242394U (en) | 2020-02-27 |
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| ES (1) | ES1242394Y (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023205913A1 (en) * | 2022-04-26 | 2023-11-02 | Bustos Bustos Yedi Edhison Marcial | System for generating water for agricultural irrigation |
-
2020
- 2020-01-17 ES ES202000052U patent/ES1242394Y/en active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023205913A1 (en) * | 2022-04-26 | 2023-11-02 | Bustos Bustos Yedi Edhison Marcial | System for generating water for agricultural irrigation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES1242394Y (en) | 2020-08-14 |
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