DE2816233A1 - Compact desalination plant - with evaporation chamber arranged between cooling and heating chamber - Google Patents
Compact desalination plant - with evaporation chamber arranged between cooling and heating chamberInfo
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Abstract
Description
Wasserentsalzungsanlage Water desalination plant
Die Erfindung betrifft eine Wasserentsalzungsanlage mit einem Verdunstungsraum, in welchen vorzugsweise Meereswasser fein verteilt bzw. vernebelt eingespritzt und im wesentlichen unter Ausnutzung der Sonnenenergie verdampft wird, und mit einem an den Verdunstungsraum an schließenden Kühlerraum, über welchen ein im Verdunstungsraum mit Wasserdampf beladener Luftstrom geleitet wird, um das Süßwasser durch Kondensation zu gewinnen.The invention relates to a water desalination plant with an evaporation chamber, in which preferably finely distributed or atomized sea water is injected and is essentially evaporated using solar energy, and with a to the evaporation room to the closing cooler room, via which one in the evaporation room Air stream laden with water vapor is directed to the fresh water by condensation to win.
Um Meereswasser trinkbar zu machen, sind eine Vielzahl von Verfahren und Anlagen bekannt. Diese Verfahren beruhen in der Regel auf der Destillation des salzhaltigen Wassers, wobei insbesondere Sonnendestillationsanlagen schon sehr alt sind. In der Regel sind derartige Sonnendestillationsanlagen weniger wirtschaftlich wegen der verhältnismäßig großen Flächen, die bereits bei geringen Leistungen benötigt werden. Bei einer bekannten Anlage (DE-OS 25 00 807) wurde zur Verbesserung des Wirkungsgrads die bei der Abkühlung und der Kondensation des des Wasserdampfs frei werdende Kondensationswärme zur Vorwärmung des zur Zerstäubung gelangenden Meereswassers verwendet. Um die Kondensatmenge zu steigern, wurde mit Hilfe eines Gebläses Luft in den Verdunstungsraum in Bodennähe eingeblasen und in Decknähe abgesaugt.There are a variety of methods to make sea water potable and plants known. These processes are usually based on the distillation of the salty water, with solar distillation systems in particular being very old are. As a rule, such solar distillation systems are less economical because of the relatively large areas that are required even with low performance will. In a known system (DE-OS 25 00 807) was to improve the The efficiency of the cooling and condensation of the of The heat of condensation released by water vapor to preheat the atomization incoming sea water. In order to increase the amount of condensate, With the help of a fan, air is blown into the evaporation space near the ground and into Sucked off near the deck.
Obwohl sich mit einer derartigen Anlage bereits eine Verbesserung gegenüber einfacher Sonnendestillationsanlagen erzielen läßt, hat sich gezei gt, daß sich offensichtlich infolge einer ungünstigen Luftführung die Zielprojektion bezüglich der Süßwassermenge nicht erreichen läßt.Although such a system is already an improvement can be achieved compared to simple solar distillation systems, has shown that that the target projection is obviously due to an unfavorable air flow with respect to the amount of fresh water can not be achieved.
Da sich die bekannte Meereswasser-Entsalzungsanlage aufgrund ihres Aufbaus sehr vorteilhaft als transportable Anlage in einem Großcontainer anordnen läßt, ist es wünschenswert, eine solche Anlage bezüglich ihres Wirkungsgrads weiterzuverbessern.Since the well-known seawater desalination plant is due to its Arrange structure very advantageous as a transportable system in a large container leaves, it is desirable to further improve such a system in terms of its efficiency.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Wasserentsalzungsanlage der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der bezogen auf bestimmte Größenabmessungen wesentlich bessere Wirkungsgrade bezüglich der Menge des pro Tag herzustellenden Süßwassers erzielbar sind.The invention is therefore based on the object of a water desalination plant of the type mentioned to create, based on certain size dimensions much better efficiencies in terms of the amount of that to be produced per day Fresh water are achievable.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an dem Verdunstungsraum dem Kühlerraum gegenüberliegend ein Heizraum angeordnet ist, daß der Kühlerraum mit dem Heizraum über zumindest einen zur Rückführung der abgekühlten Luft dienenden Luftkanal verbunden ist, und daß der Verdunstungsraum zumindest an der der Sonnenstrahlung ausgesetzten Deckfläche mit einer Abdeckfolie verschlossen ist.According to the invention, this object is achieved in that at the evaporation space a heating room is arranged opposite the cooler space that the cooler space with the boiler room via at least one serving to recirculate the cooled air Air duct is connected, and that the evaporation space at least at that of the solar radiation exposed top surface is closed with a cover film.
Bei einer derartigen, nach den Merkmalen der Erfindung aufgebauten Wasserentsalzungsanlage wird eine optimale Umluftführung erzielt, zielt, wobei die Umluft im wesentlichen als Träger für die Feuchtigkeit dient und sich beim Durchströmen des Verdunstungsraumes mit Feuchtigkeit sättigt. Durch die Umluftführung wird in vorteilhafter Weise die von der Sonne zur Verfügung gestellte Wärmeenergie für die Verdunstungsleistung optimal ausgenützt.In such, constructed according to the features of the invention Water desalination system, an optimal air circulation is achieved, aims, wherein the circulating air essentially serves as a carrier for the moisture and itself saturates with moisture when flowing through the evaporation space. Through the air circulation the heat energy made available by the sun is advantageous optimally used for the evaporation capacity.
Zur Verbesserung der Wärmeaufnahme und damit der Verdunstungsleistung ist ferner vorgesehen, daß die Innenfläche des Verdunstungsraumes mit einer wärmeabsorbierenden Oberflächenbeschichtung, vorzugsweise mit einer schwarzen, selektiven Schicht überzogen ist, und daß die Abdeckfolie eine transparente Kunststoffolie ist.To improve the heat absorption and thus the evaporation capacity it is also provided that the inner surface of the evaporation space with a heat-absorbing Surface coating, preferably covered with a black, selective layer is, and that the cover film is a transparent plastic film.
Es ist jedoch auch vorgesehen, daß die Abdeckfolie aus einer Kunststoffolie besteht.However, it is also provided that the cover film is made of a plastic film consists.
Die über den zumindest einen Luftkanal zurückgeführte Umluft wird durch den von dem Verdunstungsraum abgetrennten Heizraum geleitet und dort zusätzlich erwärmt, so daß sie mit einer größeren Feuchtigkeitsmenge beladen laden werden kann.The circulating air returned via the at least one air duct is passed through the boiler room separated from the evaporation room and there additionally heated so that they are loaded with a greater amount of moisture load can be.
Für die Gewinnung dieser zusätzlichen Wärmeenergie ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Heizraum mit einem Heißlüfter zum Erwärmen des rückgeführten Luftstromes ausgestattet ist.According to the invention, this additional thermal energy can be obtained provided that the boiler room with a hot fan for heating the recirculated Air flow is equipped.
Für die Aufwärmung der rückgeführten Umluft kann die nötige Wärmeenergie auch dadurch gewonnen werden, daß die Wände der Entsalzungsanlage an der der Sonne zugekehrten Seite mit Sonnenkollektoren versehen bzw.The necessary thermal energy can be used to warm up the recirculated air can also be obtained by placing the walls of the desalination plant in the sun equipped with solar collectors on the facing side or
als Kollektorflächen ausgebildet sind, um zumindest einen Teil der Wärmeenergie zum Aufheizen des zurückgeführten Luftstromes zu liefern.are designed as collector surfaces to at least part of the To provide thermal energy for heating the recirculated air flow.
Zur Erhöhung der Verdunstungsleistung ist ferner vorgesehen, daß im Bereich der Abdeckfolien Reflektorflächen angeordnet sind, welche die einfallenden Sonnenstrahlen auf die Abdeckfolie und gegebenenfalls ins Innere des Verdunstungsraumes reflektieren. Dadurch läßt sich die Verdunstungsleistung weiter vergrößern.To increase the evaporation rate is also provided that in Area of the cover foil reflector surfaces are arranged, which the incident Sun rays on the cover film and possibly into the interior of the evaporation space reflect. This allows the evaporation capacity to be increased further.
Die Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Meereswasser-Entsalzungsanlage gemäß der Erfindung; Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II der Fig. I.The advantages and features of the invention also emerge from the following description of an embodiment in connection with the claims and the drawing. 1 shows a longitudinal section through a seawater desalination plant according to the invention; Fig. 2 is a section along the line II-II of Fig. I.
Die Meereswasser-Entsalzungsanlage gemäß der Zeichnung kann sowohl in Form einer stationär ausgeführten Anlage als auch in Form einer mobilen Anlage aufgebaut sein, wobei eine mobile Anlage vorzugsweise in einem einem Großcontainer untergebracht ist.The seawater desalination plant according to the drawing can both in the form of a stationary system as well as in the form of a mobile system be constructed, with a mobile system preferably in one one Large container is housed.
Die Meereswas ser -Entsalzungsanla ge besteht gemäß der Darstellung aus einem Verdunstungsraum 1, an dem stirnseitig ein Kühlerraum 2 und diesem gegenüberliegend ein Heizraum 3 angeordnet ist. Die aus der Darstellung ableitbaren maßstäblichen Volumenverhältnisse sind beliebig gewählt, so daß z. B. der Heizraum 3 kleiner und der Kühlerraum 2 größer ausgeführt sein kann. The seawater desalination plant exists as shown from an evaporation chamber 1, on which a cooler chamber 2 at the end and opposite this a boiler room 3 is arranged. The true-to-scale that can be derived from the representation Volume ratios are chosen arbitrarily, so that, for. B. the boiler room 3 and smaller the cooler space 2 can be made larger.
Die den Kühlerraum umschließenden Wände 4 sind gut wärmeisoliert, um das Eindringen von den Kühlprozeß nachteilig beeinflussender Wärmeenergie so weit wie möglich zu verhindern. Vorteilhafterweise werden auch die Seitenwände 5 des Verdunstungsraumes 1 als isolierende Wände ausgeführt, um das Abfließen von Wärmeenergie aus dem Verdunstungsraum zu verhindern. Lediglich die zwischen dem Verdunstungsraum 1 und dem Heizraum 3 vorgesehene Trennwand 6 ist vorzugsweise als gut wärmeleitende Wand ausgebildet, da auf diese Weise zusätzlich Wärmeenergie in den Verdunstungsraum 1 eingeleitet werden kann. Die Abgas rohre werden ebenfalls durch den Heizraum zur Wärmerückgewinnung geleitet. The walls 4 surrounding the cooler space are well insulated, around the penetration of the cooling process adversely affecting thermal energy so as much as possible to prevent. The side walls 5 are also advantageously of the evaporation space 1 designed as insulating walls to prevent the outflow of To prevent heat energy from the evaporation space. Only those between the Evaporation space 1 and the heating space 3 provided partition 6 is preferably as well thermally conductive wall formed, as in this way additional heat energy in the evaporation chamber 1 can be initiated. The exhaust pipes are also passed through the boiler room for heat recovery.
Der Verdunstungsraum 1 ist nach oben an der der Sonnenstrahlung ausgesetzten Deckfläche mit einer Abdeckfolie 7 verschlossen. Diese Abdeckfolie 7 kann einerseits aus einer transparenten Kunststoffolie bestehen, die den Einfall der Sonnenstrahlung in den Verdunstungsraum freigibt. Bei der Verwendung einer transparenten Kunststoffolie sind zweckmäßigerweise die Innenflächen des Verdunstungsraumes mit einer wärmeabsorbierenden Oberflächenbeschichtung, vorzugsweise mit einer schwarzen selektiven Schicht überzogen, so daß sich eine optimale Aufheizung der Atmosphäre im Verdunstungsraum 1 ergibt.The evaporation chamber 1 is exposed to the solar radiation at the top Cover surface closed with a cover film 7. This cover film 7 can on the one hand consist of a transparent plastic film that blocks the incidence of solar radiation releases into the evaporation space. When using a transparent plastic film are expediently the inner surfaces of the evaporation space with a heat-absorbing Surface coating, preferably covered with a black selective layer, so that the atmosphere in the evaporation chamber 1 is optimally heated.
Es ist auch vorgesehen, anstelle der transparenten Abdeckfolie 7 eine aus einem schwarzen Kunststoff bestehende Folie zu verwenden. It is also provided instead of the transparent cover film 7 to use a film made of black plastic.
Das Das Meereswasser wird über eine Rohrleitung 10 einem im Kühlerraum angeorcineten Kühler 11 zugeführt und von diesem über Verteilerleitungen 12 in den Verdunstungsraum 1 eingeleitet. Die Verteilerleitungen 12 sind mit Sprühdosen 13 versehen, die das Meereswasser fein verteilt bzw. vernebelt in den Verdunstungsraum einspritzen. That The sea water is supplied via a pipe 10 a cooler 11 anorcineten in the cooler room and fed from this via distribution lines 12 introduced into the evaporation chamber 1. The manifolds 12 are spray cans 13 provided, which finely distributes or nebulises the sea water in the evaporation space inject.
Der Kühlerraum 2 ist mit dem Heizraum 3 über zwei Luftkanäle im unteren Bereich verbunden. Der Heizraum 3 hat im oberen Bereich vorzugsweise mehrere Einblasöffnungen 15 zum Verdunstungsraum 1, der seinerseits wieder im oberen Bereich mit vorzugsweise mehreren Absaugöffnungen 16 mit dem Kühlerraum 2 in Verbindung steht. Mit Hilfe eines Heißlüfters 17 wird die Luft durch den Verdunstungsraum, den Kühlerraum und den Heizraum zirkuliert, so daß ein umlaufender Luftstrom 20 entsteht, der vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit von 1, 5 - 2 m/sec durch den Verdunstungsraum 1 strömt. Dieser Luftstrom wird im Verdunstungsraum mit Feuchtigkeit aufgrund des verdampften Meereswassers beladen und durch den Kühler 11 geleitet, wobei er durch das im Gegenstrom durch den Kühler geleitete Meereswasser abgekühlt wird und unter Abgabe von Kondensationswärme ein aus Süßwasser bestehendes Kondensat entsteht. Dieses Kondensat tropft nach unten ab und wird aus dem Kühlerraum 2 über eine Süßwasserleitung 21 abgeleitet.The cooler space 2 is connected to the heating space 3 via two air ducts in the lower part Area connected. The heating space 3 preferably has several injection openings in the upper area 15 to the evaporation chamber 1, which in turn is preferably in the upper area with several suction openings 16 with the cooler space 2 is in communication. With help a hot fan 17 is the air through the evaporation room, the cooler room and circulates the boiler room, so that a circulating air flow 20 is created, which is preferably flows through the evaporation space 1 at a speed of 1.5-2 m / sec. This air flow is in the evaporation space with moisture due to the vaporized Loaded sea water and passed through the cooler 11, whereby it by the in countercurrent Sea water passed through the cooler is cooled and with the release of condensation heat a condensate consisting of fresh water is formed. This condensate drips downwards and is discharged from the cooler space 2 via a fresh water pipe 21.
Aus dem Kühlerraum 2 wird der Luftstrom 20 über die Luftkanäle 14 zum Heizraum 3 geleitet und dort mit Hilfe des Heißlüfters umgewälzt und gleichzeitig erwärmt bzw. erhitzt, um die Umluft mit mehr Feuchtigkeit beladen zu können. Die Luftkanäle 14 sind vorzugsweise zum Kühlraum 2 hin leicht geneigt, damit das Restkondensat auch noch gesammelt werden kann.The air flow 20 emerges from the cooler space 2 via the air ducts 14 directed to the boiler room 3 and circulated there with the help of the hot fan and simultaneously warmed or heated in order to be able to load the circulating air with more moisture. the Air ducts 14 are preferably slightly inclined towards the cooling space 2, so that the residual condensate can also be collected.
Zur Erwärmung der Umluft können auch die Wände der Entsalzungsanlage an der der Sonne zugekehrten Seite als Kollektorfläche ausgebildet sein, um die damit gewonnene Wärmeenergie zumindest teilweise zum Erwärmen des rückgeführten Luftstromes zu verwenden.The walls of the desalination plant can also be used to heat the circulating air be formed on the side facing the sun as a collector surface to the thus obtained thermal energy at least partially for heating the returned To use air flow.
Bei einer derartigen Meereswasser-Entsalzungsanlage wird der erwärmte, in den Verdunstungsraum 1 eintretende Luftstrom 20 mit Feuchtigkeit beladen, welche beim Kondensieren im Kühler 11 abgegeben wird. Das über die Sprühdüsen 13 eingedüste und vernebelte Meereswasser fließt, soweit es nicht verdunstet, über die geneigte, mit einem Überlauf versehene Bodenfläche des Verdunstungsraumes und eine Rücklaufleitung 22 wieder ab.In such a seawater desalination plant, the heated, in the evaporation chamber 1 entering air stream 20 loaded with moisture, which is released during condensation in the cooler 11. The sprayed in via the spray nozzles 13 and misted sea water flows, as far as it does not evaporate, over the inclined, with an overflow bottom surface of the evaporation space and a return line 22 off again.
Um die Menge der eingestrahlten Sonnenenergie zu vergrößern, ist vorgesehen, an der Entsalzungsanlage einen Reflektor (23) anzubringen, mit dem die einfallenden Sonnenstrahlen auf die Abdeckfolie und gegebenenfalls in das Innere des Verdunstungsraumes reflektiert werden.In order to increase the amount of radiated solar energy, it is intended to attach a reflector (23) to the desalination plant, with which the incident Sun rays on the cover film and possibly in the interior of the evaporation space be reflected.
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Cited By (4)
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