ES1214585U - Sistema de obtención de agua por condensación, utilizando la presurización y despresurización del aire atmosférico - Google Patents
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- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
- Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
Abstract
1. Sistema de obtención de agua por condensación, utilizando la presurización y despresurización del aire atmosférico, caracterizado porque comprende: a) Un circuito formado por conductos, por donde circula aire, el cual se presuriza y se despresuriza; b) Un compresor o bomba que comprime el aire refrigerante; c) Un radiador que enfría el aire refrigerante; d) Una válvula de descarga que expansiona el aire refrigerante, reduciendo su presión y su temperatura; e) Un condensador donde el aire refrigerante aplica el frio al aire húmedo, produciendo la condensación del vapor de agua; f) Un recipiente cuba o aljibe, donde se recoge el agua; g) Un ventilador que impulsa el aire húmedo hacia el condensador y una vez desecado enfría el flujo de aire de entrada mediante un cambiador de calor (13) y h) Un sistema de alimentación de energía eléctrica.
Description
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U201«00284
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SISTEMA DE OBTENCIÓN DE AGUA POR CONDENSACION, UTILIZANDO LA PRESURIZACIÓN Y DESPRESURIZACIÓN DEL AIRE ATMOSFÉRICO.
CAMPO DE LA INVENCIÓN.- En la agricultura y consumo humano, en zonas secas, desérticas o poco lluviosas.
ESTADO DE LA TÉCNICA.- El avance industrial y al creciente aumento de la población, ha ocasionado el aumento del C02, la pérdida de parte de la capa de ozono y con ello el calentamiento global y múltiples y desestabilizantes consecuencias, reduciéndose las lluvias y el agua en general. Además de la debida a las zonas desérticas. Las soluciones actuales son las desaladoras, las cuales resultan caras.e igualmente el agua producida, 1 m3 de agua de una desalinizadora cuesta 60 dólares, mientras que ese mismo metro cúbico de agua obtenido a partir de la siembra de nubes cuesta 1 dólar. El agua de las desaladoras además de no ser suficiente, tampoco es de calidad por estar carente de sales. Con la presente invención se puede obtener agua de lluvia o nieve que es de mejor calidad y de bajo coste.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
Objetivo de la invención y ventajas.
Proporcionar un sistema sencillo, de gran rendimiento, económico y práctico capaz de producir gran cantidad de agua de calidad en zonas secas o en épocas de sequía.
Aportar un sistema con poco mantenimiento, que no contamina, que produce el agua utilizando materiales económicos y energías alternativas.
Poder obtener agua en zonas desérticas aumentando considerablemente la vegetación y con ello proteger el medioambiente y evitar el cambio climático.
Problema a resolver.
La carencia de agua o su reducción debida a los cambios climáticos y por el aumento de la población y la industria.
El sistema de obtención de agua por condensación, utiliza la presurización y despresurización del aire atmosférico alimentados por un sistema de energía alternativa que acciona un compresor, bomba o turbina, a través de un serpentín o radiador que irradia el calor producido por la compresión, una válvula de expansión donde se expansiona y reduce la presión y temperatura, descargándose en el condensador en cuya
superficie se produce la condensación del vapor de agua del aire que circula a su alrededor, recogiéndose por gravedad el agua condensada en un recipiente, realimentando el aire a la salida del condensador a la entrada del compresor.
El funcionamiento consiste en comprimir el aire en un circuito cerrado o abierto,
5 enfriarlo y expandirlo con lo cual se produce un sobreenfriamiento, que al descender bajo el punto de rocío, produce la condenación del vapor de agua, utilizando para ello un:
Compresor, cuyo trabajo permite el desarrollo del proceso y que requiere de electricidad para su funcionamiento.
Radiador, que irradia el calor producido por la compresión a un medio externo,
10 recipiente de agua o similar, puede usarse la propia agua condensada,
Válvula de expansión, componente del circuito por el que pasa el fluido refrigerante y que por medio de su cambio de sección, produce una reducción brusca de la presión y también un descenso notable de la temperatura
Condensador, intercambiador de calor situado detrás de la válvula de expansión y en el 15 cual el fluido refrigerante absorbe por su superficie la energía del aire atmosférico, el cual se enfría y como consecuencia el vapor de agua se condensa, depositándose en el recipiente por gravedad.
El condensador puede estar constituido por conductos y múltiples placas. También puede usarse unos conductos por cuyo interior circula el aire húmedo y el conducto tiene 20 doble pared y entre ambas circula el aire refrigerante.
Cuando la compresión se efectúa a volumen constante, según la ley de Gay- Lussac, las temperaturas absolutas obtenidas son proporcionales a las presiones. pl/Tl = p2/T2. Por ello si el compresor recibe el aire a una presión por ejemplo de 1 atm y 20°C(T=293.15°K), al comprimir el aire a 2 atm la temperatura se eleva a 313.30°C 25 (293.15x2 = 586.3°K).
A diferencia de otros sistemas de obtención de agua, como el de siembra de nubes, en este caso no hay que utilizar productos nocivos como el yoduro de plata, el hielo seco, propano, ni cohetes o aviones en los que se exponen los tripulantes a muy peligrosos fenómenos meteorológicos atmosféricos. Dicha siembra no es muy efectiva o 30 segura y puede producir la indeseada caída de granizo.
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La energía aplicada para la obtención del agua, se cede por el radiador (3) y por el calentamiento del aire que envuelve al condensador o circula por su alrededor.
Para el enfriamiento rápido del radiador y el aire de su interior, puede colocarse en un estanque de agua, mar, etc.
La desalinización, es un proceso que requiere 10 veces más energía que el tratamiento de agua dulce superficial.
En China cada año se producen unos 50.000 millones de metros cúbicos de lluvia por medios no naturales. Anunciaron que pretenden lograr más de 60.000 millones de metros cúbicos de agua adicional cada año de aquí a 2020.
El yoduro de plata puede causar incapacidad temporal o posibles daños residuales a los seres humanos y mamíferos, con una exposición intensa o continua, pero no daños crónicos. Sin embargo, ha habido varios estudios detallados ecológicos que mostraron un impacto insignificante en medio ambiente y la salud. No obstante si se quiere utilizar de forma continuada puede resultar contraproducente. Preferible utilizar otros productos. El hielo seco, propano líquido, polvo (obtenido de arena pulverizada), talco y la sal común y otros cloruros, yoduros, etc.
Los compresores, turbinas o bombas y demás instalaciones eléctricas se alimentan prioritariamente con energías alternativas.
Un circuito controla la actuación del compresor cuando un sensor de temperatura detecta que la temperatura del aire o fluido utilizado a la salida del condensador se eleva a cierto valor en la cual empieza a perder efectividad el condensador. También puede utilizar un termostato que actúe conectando o desconectando la alimentación del compresor.
Interesa que la zona donde se aplica el frió tenga una gran humedad relativa, esto se consigue utilizando zonas contiguas al mar, lago, rio, etc.
Puede ser importante efectuar la condensación por la noche, si no se utilizan sistemas fotovoltaicos, ya que de esta forma se trabaja con temperaturas mas bajas.
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS.
La figura 1 muestra una vista esquematizada de un sistema en circuito cerrado de obtención de agua por condensación de la invención
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La figura 2 muestra una vista esquematizada variante de un sistema en circuito abierto de obtención de agua.
La figura 3 muestra el sistema de alimentación eléctrica mediante energias alternativas.
Las figuras 4 y 5 muestran vistas esquematizadas y seccionadas de dos formas de placas del condensador y también del radiador. En especial las de los condensadores pueden tener grandes dimensiones.
La figura 6 muestra una vista esquematizada y seccionada de una variante de conducto condensador.
La figura 7 muestra una vista esquematizada de un tipo de condensador formado por múltiples placas entre las cuales se alternan el flujo refrigerador y el de aire húmedo.
DESCRIPCIÓN MÁS DETALLADA DE UNA FORMA DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN
La figura 1 muestra una forma de realización del sistema de la invención. Donde se muestra el compresor (1), el cual envía el flujo de aire de 14°C por el conducto (2) duplicando su presión y aumentando su temperatura a 30I°C y aplicándola al serpentín o radiador (3) (recipiente de agua) donde se enfría hasta los 50°C, pasando a la válvula de descarga (4) donde la presión se reduce de nuevo a 1 kg/cm2 y la temperatura de -50 a -100°C aplicándose al condensador (5) el cual con una gran superficie en contacto con el aire atmosférico húmedo enviado por el ventilador (9), lo enfría condensando el vapor de agua, que se deposita y recoge en la cuba, estanque o aljibe (6). El flujo de aire seco a su salida absorbe parte del calor del flujo de aire de entrada, mediante el cambiador de calor (13). La temperatura a la salida del condensador se eleva hasta unos 14°C realimentándose al compresor. El agua obtenida por condensación puede utilizarse para enfriar el radiador (3). Este a diferencia del circuito abierto de la figura 2, realimenta aire fresco que sale del condensador, con lo cual la potencia aplicada o necesaria es mucho menor.
La figura 2 muestra el compresor (1), el cual envía el flujo de aire de 25°C por el conducto (2) duplicando su presión y aumentando su temperatura a 323°C y aplicándola al serpentín o radiador (3) (recipiente de agua) donde se enfría hasta los 50°C pasando a la válvula de descarga (4) donde la presión se reduce de nuevo a 1 kg/cm2 y la temperatura de -
50 a-100°C aplicándose al condensador (5) el cual con una gran superficie en contacto con el aire atmosférico húmedo enviado por el ventilador (9), lo enfría condensando el vapor de agua, que se deposita y recoge en la cuba, estanque o aljibe (6). El flujo del condensador es descargado a la atmósfera a unos 14°C a través de una válvula limitadora o reguladora (30).
5 La figura 3 muestra la turbina eólica (20) la cual acciona el generador de corriente (21)
que se aplica junto con la corriente obtenida mediante el sistema fotovoltaico (22) a una unidad de transformación (23) donde la corriente continua obtenida se almacena en unas baterías y se distribuye como corriente continua o transformada en alterna a la bomba, turbina o compresor (1), y al resto de circuitos de la instalación (24). También se puede añadir la 10 energía de las olas.
La figura 4 muestra el conducto o conductos (11) con las aletas (12).
La figura 5 muestra un conducto aplastado (13) formado entre dos placas (14).
La figura 6 muestra el conducto condensador formado por una doble pared (17 y 18) entre las cuales circula el aire atmosférico húmedo (16) y una vez condensado sale por los 15 orificios (19) en la zona inferior. Por la zona más interna del conducto circula al aire refrigerante (15).
La figura 7 muestra las capas de conducción de flujo refrigerante (40) y las alternadas de aire húmedo (41) producidas entre las placas (42) las cuales se mantienen separadas y unos resaltes (43) evitan su contacto. Pueden colocarse inclinadas para que el agua condensada se 20 concentre en un lado. Puede realizarse con materiales plásticos o metálicos muy delgados ya que esa zona puede estar a la presión atmosférica o muy próxima a ella.
Claims (10)
- REIVINDICACIONES1. Sistema de obtención de agua por condensación, utilizando la presurización y despresurización del aire atmosférico, caracterizado porque comprende:a) Un circuito formado por conductos, por donde circula aire, el cual se presuriza y se 5 despresuriza;b) Un compresor o bomba que comprime el aire refrigerante;c) Un radiador que enfría el aire refrigerante:d) Una válvula de descarga que expansiona el aire refrigerante, reduciendo su presión y su temperatura;10 e) Un condensador donde el aire refrigerante aplica el frió al aire húmedo, produciendo la condensación del vapor de agua;f) Un recipiente cuba o aljibe, donde se recoge el agua;g) Un ventilador que impulsa el aire húmedo hacia el condensador y una vez desecado enfría el flujo de aire de entrada mediante un cambiador de calor (13) y15 h) Un sistema de alimentación de energía eléctrica.
- 2. Sistema según reivindicación 1, caracterizado por que el circuito es abierto.
- 3. Sistema según reivindicación 1, caracterizado por que el circuito es cerrado.
- 4. Sistema según reivindicación 1, caracterizado por que el radiador se aloja en un estanque, oen el mar.20 5. Sistema según reivindicación 1. caracterizado por que el condensador está constituido porconductos (11) y múltiples placas o aletas (12).
- 6. Sistema según reivindicación 1, caracterizado por que el condensador está aplastado (13), formado entre dos placas (14).
- 7. Sistema según reivindicación 1, caracterizado por que el condensador está formado por una 25 doble pared (17 y 18) entre las cuales circula el aire atmosférico húmedo (16) y porta unosorificios (19) en la zona inferior, el aire refrigerante (15) circula por su zona central.
- 8. Sistema según reivindicación 1, caracterizado por que el condensador está formado por capas alternadas de conducción de flujo refrigerante (40) y las alternadas de aire húmedo (41) producidas entre las placas (42) las cuales se mantienen separadas y unos resaltes (43) evitan su contacto, se colocan inclinadas.5 9. Sistema según reivindicación 8, caracterizado por que el condensador se construye conmateriales plásticos o metálicos muy delgados.
- 10. Sistema según reivindicación 1, caracterizado por que el sistema se alimenta con corriente eléctrica procedente de energías alternativas.
- 11. Sistema según reivindicación 1, caracterizado por que un sensor de temperatura a la salida 10 del condensador determina la actuación del compresor cuando la temperatura alcanza un valorsuperior a la del punto de rocío.
- 12. Sistema según reivindicación 1, caracterizado por que un termostato a la salida del condensador determina la actuación del compresor cuando la temperatura alcanza un valor superior a la del punto de rocío.
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