DE10305424A1

DE10305424A1 - Wasserentsalzungsanlage unter Verwendung eines Sonnenkollektors, eines Peltierelementes oder einer mechanischen Wärmepumpe mit teilweiser Rückgewinnung der eingesetzten Energie

Info

Publication number: DE10305424A1
Application number: DE10305424A
Authority: DE
Inventors: Timm Retter
Original assignee: Retter Timm Dr
Current assignee: Retter Timm Dr
Priority date: 2003-02-05
Filing date: 2003-02-05
Publication date: 2004-08-19

Abstract

Die Erfindung betrifft eine mit einem Sonnenkollektor und einem thermoelektrischen Peltierelement oder einer Wärmepumpe betriebene Wasserentsalzungsanlage. Die technische Lösung betrifft die Zusammenschaltung eines Sonnenkollektors und eines Peltierelements oder einer Wärmepumpe mit zwei wärme-isolierten Behältern, wobei über einen Wärmeaustauscher die Energie des Sonnenkollektors an das Salzwasser abgegeben wird und durch den erhöhten Dampfdruck im Verdampfungsgefäß ein Turbogenerator betrieben wird, der Strom erzeugt, mit dem das Peltierelement oder die Wärmepumpe betrieben wird, dessen warmer Teil das salzhaltige Wasser in dem Verdampfungsbehälter erwärmt und deren kalter Teil die Kondensation in dem anderen Behälter unterstützt.

Description

Die Erfindung ist für die Gewinnung entsalzten Wassers unter Verwendung eines Sonnenkollektors und einer Wärmepumpe oder eines Peltierelementes zur Rückgewinnung der eingesetzten Energie auch unter Verwendung des elektrothermischen Peltiereffektes geignet.
Die bisher bekannten Wasserentsalzungsgsanlagen mit Hilfe der Umkehrosmose und von Sonnenenergie verbrauchen sehr viel Energie oder sind wenig effektiv.
Das Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung einer einfachen Kombination bewährter Techniken zur Erzeugung hoher Wassertemperaturen, die für eine effektive Wasserdestillation erforderlich sind, sowie der Rückgewinnung der eingsetzten Energie mit Hilfe einer Turbine die einen elektrischen Generator betreibt. Die so gesonnene elektrische Energie wird wieder für die Energieversorgung einer Wärmepumpe oder eines elektrothermischen Peltierelements genutzt.
Anlagen zur Gewinnung entsalzten Wassers sind bekannt und werden stationär oder mobil vor allen Dingen in Form von Verfahren der Umkehrosmose oder Destilierung des Salzwassers genutzt.
In schwachbesiedelten und schwachentwickelten Regionen mit fehlenden oder unzureichenden Energiequellen besteht das Hauptproblem in einer leicht bedienbaren und praktisch immer verfügbaren, auch transportablen Entsalzungsanlage.
Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb in der praktischen Lösung des Problems der Gewinnung von entsalztem Wasser besonders in unterentwickelten Regionen, dabei soll eine möglichst einfache, kompakte Konstruktion und ein zuverlässiger weitgehend wartungsfreier Betrieb erfolgen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht weiter in der Überwindung der Nachteile der bekannten Lösungen wie zum Beispiel komplizierter Aufbau oder geringer Wirkungsgrad. Die technische Lösung soll für kleine und grosse Anlagen nutzbar sowie konstruktiv so gestaltet sein, dass ein Aufbau mittels vormontierter Baugruppen und Bauteile erfolgen kann.
Für die Erfindung kommt das allgemein bekannte Prinzip der Erzeugung von Wärme und Kälte mit Hilfe von Wärmepumpen oder des thermoelektrischen Effektes nach Peltier zur Anwendung, dass heisst die Erwärmung von Salzwasser auf der einen Seite und die Abkühlung auf der anderen Seite, wobei durch den entstehenden Dampfruckunterschied über eine Turbine ein Teil der Energie zurückgewonnen werden kann.
Die erfindungsmässige Anwendung der Wärmepumpe beziehungsweise des Peltierelements besteht in der konstruktiven Gestaltung der Verbindung zweier wärmeisolierter Behälter, wobei in dem Behälter mit dem Salzwasser der warme Teil der Wärmepumpe oder des Peltierelementes und in dem Kondensationsbehälter der kalte Teil der Wärmepumpe oder des Peltierelementes sich befinden.
Die für den Betrieb der Entsalzungsanlage notwendige Erwärmung des Salzwassers wird durch den Einsatz eines Sonnenkollektors erreicht, der seine Energie über einen Wärmeaustauscher an das Salzwasser abgibt. Der notwendige Kreislauf der Flüssigkeit, die die Energie vom Sonnenkollektor zum Wärmeaustauscher transportiert wird durch eine Umwälzpumpe besorgt, die ihren Strom von einem Photovoltaicelement erhält. Die Abkühlung im Kondensationsgefäss wird durch Anlegen einer Gleichspannung an das Peltierelement oder durch Betrieb einer Wärmepumpe erreicht. Durch den unterschiedlichen Dampfdruck in den beiden Gefässen kann eine Turbine zwischengeschaltet werden mit der ein elektrischer Generator betrieben wird und damit ein Teil der eingesetzten Energie zurückgewonnen wird mit der das Peltierelement oder die Wärmepumpe betrieben wird.

Claims

Automatische Wasserentsalzungsanlage unter Nutzung der Sonnenenergie über einen Sonnenkollektor und des thermoelektrischen Effektes nach Peltier indem zwei wärmeisolierte Behälter so verbunden werden, dass in dem einen die salzige Lösung mit dem warmen Teil des Peltieelements und in dem anderen das Kondenswasser mit dem kalten Teil des Peltierelements angeordnet sind. Durch den unterschiedlichen Dampfdruck in den Gefässen lässt sich eine Turbine zwischenschalten die einen Teil der eingestzten Energie zurückgewinnt mit dem das Peltierelement betrieben werden kann, das den Destilationsvorgang unterstützt.
Automatische Wasserentsalzungsanlage nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass ein Peltierelement so in zwei wärmeisolierten Behältern angeordnet ist, dass in dem salzhaltigen Wasser der warme Teil des Peltierelements und in dem Kondensatortbehälter der kalte Teil des Peltierelements vorhanden ist.
Automatische Wasserentsalzungsanlage nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass eine Wärmepumpe so in zwei wärmeisolierten Behältern angeordnet ist, dass in dem salzhaltigen Wasser der warme Teil der Wärmepumpe und in dem Kondensationsbehälter der kalte Teil der Wärmepumpe angeordnet ist.
Automatische Wasserentsalzungsanlage nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass eine zwischen dem warmen Teil und dem kalten Teil angeordnete Turbine einen Teil der Energie zurückgewinnt und das Peltierelement betreibt, das den Destiliervorgang unterstützt.
Automatische Wasserentsalzungsanlage nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass durch kompakte, leichte Bauweise bei geringen Abmessungen auch ein leichter Transport möglich ist.