WO2000020339A1 - Device and method for obtaining water for industrial use from untreated water - Google Patents

Abstract

The invention relates to a device and a method for obtaining water for industrial use from untreated water. The inventive device comprises an evaporator (2) so that parts of the untreated water can be converted into a gaseous phase, and a condenser (3), whereby the gaseous phase can be condensed into said water for industrial use. The aim of the invention is to develop a device and corresponding method in such a way that the consumption of externally supplied energy is reduced in a substantial manner. This is achieved by providing the device with a heat exchanger (4) that receives the energy released inside the condenser (3) and which can be used to convert other parts of the untreated water into a gaseous phase.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Gewinnen von Nutzwasser aus RohwasserDevice and method for extracting industrial water from raw water

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Gewinnen vonThe invention relates to a device for the extraction of

Nutzwasser aus Rohwasser mit einem Verdampfer zumProcess water from raw water with an evaporator for

Überführen von Teilen des Rohwassers in eine gasförmigeConversion of parts of the raw water into a gaseous one

Phase und einem Kondensator zum Kondensieren der gasförmigen Phase in das Nutzwasser als Kondensat sowie ein Verfahren zum Gewinnen von Nutzwasser aus Rohwasser mit folgenden Schritten:Phase and a condenser for condensing the gaseous phase into the process water as condensate and a method for obtaining process water from raw water with the following steps:

Überführen von Teilen des Rohwassers in eine gasförmigeConversion of parts of the raw water into a gaseous one

Phase; undPhase; and

Kondensieren der gasförmigen Phase zum Erhalten desCondensing the gaseous phase to obtain the

Nutzwassers als Kondensat.Process water as condensate.

In vielen Ländern der Erde herrscht aufgrund der dortigen klimatischen und geographischen Gegebenheiten ein chronischer Mangel an Nutzwasser, insbesondere an frischem Trinkwasser. In diesen Ländern, aber auch bei humanitären Hilfsorganisationen und dem Militär, besteht ein starkes Interesse und eine große Nachfrage nach effektiven Vorrichtungen und Verfahren, die sich zur Wasseraufbereitung auch fernab von jeglicher Zivilisation eignen.In many countries around the world there is a chronic shortage of useful water, especially fresh drinking water, due to the climatic and geographic conditions there. In these countries, but also among humanitarian aid organizations and the military, there is a strong interest and a great demand for effective devices and processes that are suitable for water treatment far from any civilization.

Derartige Verfahren sind im Stand der Technik grundsätzlich bekannt. So sind insbesondere Destillationsverfahren bekannt, welche zur Aufbereitung von verfügbarem Rohwasser dessen Verdampfung und anschließende Kondensation vorsehen, um das im Rahmen der Kondensation gewonnene Kondensat als Nutzwasser für menschlichen und/oder industriellen Gebrauch zu verwenden.Such methods are generally known in the prior art. So distillation processes are known in particular, which provide for the treatment of available raw water, its evaporation and subsequent condensation, in order to achieve this within the scope of Condensation obtained condensate to use as useful water for human and / or industrial use.

Diesen bekannten Verfahren haftet allerdings der Nachteil an, daß zum Verdampfen des Rohwassers extern Energie zugeführt werden muß, wobei die Menge der zugeführten Energie von der gewünschten Nutzwassermenge pro Zeiteinheit abhängt.However, these known processes have the disadvantage that energy must be supplied externally to evaporate the raw water, the amount of energy supplied depending on the desired amount of useful water per unit of time.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß ihr jeweiliger Verbrauch an extern zugeführter Energie wesentlich reduziert wird.Starting from this prior art, it is the object of the invention to develop a device and a method of the type mentioned in the introduction in such a way that their respective consumption of externally supplied energy is significantly reduced.

Diese Aufgabe wird bei der Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß sie einen Wärmetauscher aufweist, welcher die in dem Kondensator freiwerdende Energie aufnimmt und zum Überführen anderer Teile des Rohwassers in die gasförmige Phase verwendbar macht.This object is achieved in the device of the type mentioned in that it has a heat exchanger which absorbs the energy released in the condenser and can be used to convert other parts of the raw water into the gaseous phase.

Das Vorsehen des Wärmetauschers bietet den Vorteil, daß die in dem Kondensator freiwerdende Energie nicht ungenutzt an die Umgebung abgegeben wird, sondern dem System wieder zugeführt wird. Durch diese Rückkopplung bzw. Ausnutzung der freiwerdenden Energie kann die zum Verdampfen anderer Teile des Rohwassers aufzubringende Energie soweit reduziert werden, daß sie sich lediglich auf den Ausgleich von Verlusten beschränkt. Auf diese Weise werden störende Einflüsse auf die Umwelt minimiert.The provision of the heat exchanger offers the advantage that the energy released in the condenser is not released into the environment unused, but is instead fed back into the system. Through this feedback or utilization of the energy released, the energy to be evaporated to evaporate other parts of the raw water can be reduced to such an extent that it is only limited to the compensation of losses. In this way, disruptive influences on the environment are minimized.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird der Verdampfer von einem Medium, vorzugsweise einem gasförmigen Medium, als Träger für die gasförmige Phase durchströmt. Dies hat einerseits den Vorteil, daß die gasförmige Phase, d.h. das verdampfte Wasser aus dem Verdampfer weg zu dem Kondensator transportiert wird und daß andererseits kontinuierlich noch ungesättigtes gasförmiges Medium zur Aufnahme von nachfolgend verdampftem Wasser in dem Verdampfer zur Verfügung steht.According to a preferred embodiment of the invention, the evaporator is supported by a medium, preferably a gaseous medium, for the gaseous phase flows through. On the one hand, this has the advantage that the gaseous phase, ie the evaporated water, is transported away from the evaporator to the condenser and, on the other hand, that unsaturated gaseous medium is continuously available for the absorption of subsequently evaporated water in the evaporator.

Es ist von Vorteil, daß der Wärmetauscher die freiwerdende Energie entweder an das Rohwasser vor dessen Verdampfung oder an das gasförmige Medium abgibt. In beiden Fällen, wird dem System bzw. der Vorrichtung die freiwerdende Energie zugeführt und die Verdampfung des Rohwassers dadurch begünstigt.It is advantageous that the heat exchanger releases the released energy either to the raw water before it evaporates or to the gaseous medium. In both cases, the released energy is supplied to the system or the device, thereby promoting the evaporation of the raw water.

Vorteilhafterweise zeichnet sich die Vorrichtung durch eine Abkühleinrichtung zum Abkühlen des Kondensats aus, wobei die durch das Abkühlen des Kondensats zusätzlich freiwerdende Wärme ebenfalls von dem Wärmetauscher aufgenommen wird. Auf diese Weise kann der Wirkungsgrad der Vorrichtung weiter gesteigert werden, weil dann noch mehr rückgekoppelte Energie zum Überführen von Teilen des Rohwassers in die gasförmige Phase zur Verfügung steht und entsprechend weniger Energie von außen zugeführt werden muß .The device is advantageously characterized by a cooling device for cooling the condensate, the heat additionally released by the cooling of the condensate also being absorbed by the heat exchanger. In this way, the efficiency of the device can be further increased because even more feedback energy is then available for converting parts of the raw water into the gaseous phase and correspondingly less energy has to be supplied from the outside.

Es ist vorteilhaft, wenn die Vorrichtung einen Erhitzer aufweist, welcher das Rohwasser und/oder das gasförmige Medium in einer Anlaufphase erhitzt und somit einen kontinuierlichen Verdampfungsprozeß für das Rohwasser in Gang setzt und bei angelaufenem Prozeß zum Ausgleich von Energieverlusten sorgt.It is advantageous if the device has a heater which heats the raw water and / or the gaseous medium in a start-up phase and thus initiates a continuous evaporation process for the raw water and ensures compensation for energy losses when the process has started.

Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn der Erhitzer als Solarkollektor ausgebildet ist, weil die Vorrichtung dann in Gebieten mit starker oder lang anhaltender Sonneneinstrahlung unabhängig von sonstigen externen Energiequellen arbeiten kann.It is also advantageous if the heater is designed as a solar collector, because the device is then used in areas with strong or long-lasting Sun exposure can work independently of other external energy sources.

Schließlich ist es für die Minimierung von Energie- bzw. Wärmeverlusten sinnvoll, den Kondensator, den Wärmetauscher und/oder die Abkühleinrichtung in einem Gerät zu integrieren, weil dann erforderliche Wärmeübergänge besonders wirkungsvoll gestaltet werden können.Finally, in order to minimize energy or heat losses, it makes sense to integrate the condenser, the heat exchanger and / or the cooling device in one device, because the required heat transfers can then be designed particularly effectively.

Die oben beschriebene Aufgabe der Erfindung wird weiterhin durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, welches durch Verwenden der während der Kondensierung freiwerdenden Energie zum Überführen anderer Teile des Rohwassers in die gasförmige Phase gekennzeichnet ist.The object of the invention described above is further achieved by a method of the type mentioned at the outset, which is characterized by using the energy released during the condensation to convert other parts of the raw water into the gaseous phase.

Die Vorteile dieses Verfahrens entsprechen den Vorteilen der zuvor beschriebenen Vorrichtung soweit sie nicht an das Vorhandensein expliziter Vorrichtungsmerkmale gebunden sind.The advantages of this method correspond to the advantages of the device described above insofar as they are not tied to the presence of explicit device features.

Es folgt eine detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Figur 1, welche die Vorrichtung und das Verfahren gemäß der Erfindung zeigt.There follows a detailed description of preferred exemplary embodiments of the invention with reference to the attached FIG. 1, which shows the device and the method according to the invention.

Gemäß Figur 1 wird für den menschlichen und/oder industriellen Gebrauch nicht geeignetes Rohwasser aus einem hier nicht gezeigten Wasservorrat entnommen und einem Wasserkreislauf 1 zugeführt. Während das Rohwasser in dem Wasserkreislauf 1 zirkuliert, durchläuft es einen Verdampfer 2, in dem ein Teil des Rohwassers verdampft, d.h. in eine gasförmige Phase übergeht, und ein verbleibender Teil des Rohwassers weiterhin als Konzentrat in dem Wasserkreislauf verbleibt. Das verdampfte Wasser ist mengenmäßig gemäß seinem Partialdruck in dem gasförmigen Medium, z.B. Luft vorhanden, welches als Transportmedium bzw. Träger dient, um das verdampfte Wasser zu einem Kondensator 3 zu befördern. In dem Kondensator 3 findet eine Kondensation des verdampften Wassers, d.h. ein Phasenübergang von der gasförmigen in eine flüssige Phase statt. Das auf diese Weise gewonnene flüssige Konzentrat ist gegenüber dem Rohwasser weitgehend von Verunreinigungen befreit und steht insofern als Nutzwasser für den menschlichen und/oder industriellen Gebrauch zur Verfügung.According to FIG. 1, raw water which is unsuitable for human and / or industrial use is taken from a water supply (not shown here) and fed to a water cycle 1. While the raw water is circulating in the water circuit 1, it passes through an evaporator 2, in which a part of the raw water evaporates, ie, changes into a gaseous phase, and a remaining part of the raw water continues as Concentrate remains in the water cycle. The evaporated water is present in quantity in accordance with its partial pressure in the gaseous medium, for example air, which serves as a transport medium or carrier in order to convey the evaporated water to a condenser 3. Condensation of the evaporated water, ie a phase transition from the gaseous to a liquid phase, takes place in the condenser 3. The liquid concentrate obtained in this way is largely free of impurities compared to the raw water and is therefore available as useful water for human and / or industrial use.

Die während des Kondensationsprozesses in dem KondensatorThe during the condensation process in the capacitor

3 freiwerdende Wärmeenergie wird von einem Wärmetauscher3 released heat energy is from a heat exchanger

4 aufgenommen und an das in dem Wasserkreislauf 1 befindliche Rohwasser-/ Konzentrat-Gemisch übertragen, bevor es erneut in den Verdampfer 2 eintritt. Aufgrund dieser Wärmezufuhr stellt sich ein Temperaturgefälle zwischen dem Wasser vor Eintritt in den Verdampfer 2 (Warmpunkt) und dem zugeführten Rohwasser (Kaltpunkt) ein. Dieses Temperaturgefälle ist bereits ausreichend, um den Verdampfungsprozeß, d.h. den Übergang eines Teils des Wassers in die gasförmige Phase zu bewirken.4 recorded and transferred to the raw water / concentrate mixture in the water circuit 1 before it enters the evaporator 2 again. Due to this supply of heat, there is a temperature gradient between the water before entering the evaporator 2 (hot point) and the raw water supplied (cold point). This temperature gradient is already sufficient to allow the evaporation process, i.e. cause the transition of some of the water to the gaseous phase.

Zur Einleitung des Verdampfungsprozesses ist es nicht notwendigerweise erforderlich, das Wasser in dem Verdampfer 2 auf Siedetemperatur zu erhitzen. Eine Erhitzung auf Siedetemperatur oder zumindest über 90°C kann jedoch von Vorteil sein, wenn die Gewinnung von sterilisiertem Nutzwasser, welches überwiegend keimfrei ist, gewünscht wird.To initiate the evaporation process, it is not necessary to heat the water in the evaporator 2 to boiling temperature. However, heating to boiling temperature or at least above 90 ° C. can be advantageous if the production of sterilized process water, which is predominantly germ-free, is desired.

Der Wasserkreislauf 1 ist zwar grundsätzlich in sich geschlossen, zur Aufrechterhaltung eines kontinuierlichen Nutzwassergewinnungsprozesses ist es allerdings erforderlich, daß die dem Wasserkreislauf als Kondensat entzogene Nutzwassermenge durch eine betragsgleiche zugeführte Rohwassermenge kompensiert wird. Weiterhin ist es sinnvoll, einer zu starken Konzentration des in dem Wasserkreislauf 1 zirkulierenden Wassers entgegenzuwirken, indem zeitweise oder kontinuierlich eine bestimmte Menge Konzentrat aus dem Wasserkreislauf 1 abgelassen und durch eine entsprechende Menge an neu zugeführtem Rohwasser kompensiert wird.The water cycle 1 is basically closed to maintain a continuous one It is necessary, however, for the process of recovering useful water that the amount of useful water withdrawn as condensate from the water cycle is compensated for by an equal amount of raw water supplied. Furthermore, it makes sense to counteract an excessive concentration of the water circulating in the water cycle 1 by temporarily or continuously draining a certain amount of concentrate from the water cycle 1 and compensating for it by a corresponding amount of newly supplied raw water.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung ist in einen Warmbereich und einen Kaltbereich unterteilt. Diese Unterteilung veranschaulicht die Differenz zwischen der Temperatur (Warmpunkt) des zirkulierenden Wassers am Ausgang des Wärmetauschers 4, welche abgesehen von Verlusten, gleich ist mit der Temperatur des Wassers am Eingang des Verdampfers 2, und der geringeren Temperatur des Konzentrats am Ausgang des Verdampfers 2 bzw. der Temperatur des extern zugeführten Rohwassers (Kaltpunkt) .The device shown in Fig. 1 is divided into a warm area and a cold area. This division illustrates the difference between the temperature (hot point) of the circulating water at the outlet of the heat exchanger 4, which, apart from losses, is the same as the temperature of the water at the inlet of the evaporator 2 and the lower temperature of the concentrate at the outlet of the evaporator 2 or the temperature of the externally supplied raw water (cold point).

Das gasförmige Medium bzw. die Luft, welche als Träger zum Transport des verdampften Wassers aus dem Verdampfer 2 in den Kondensator 3 dient, kann wahlweise in einem geschlossenen oder offenen Kreislauf 5 geführt werden. Ein offener Kreislauf unterscheidet sich von einem geschlossenen Kreislauf dadurch, daß er einen Ausgang zum Abführen von durch das verdampfte Wasser verunreinigter Luft sowie einen Zugang zum Zuführen von Frischluft aufweist .The gaseous medium or the air, which serves as a carrier for transporting the evaporated water from the evaporator 2 into the condenser 3, can optionally be conducted in a closed or open circuit 5. An open circuit differs from a closed circuit in that it has an outlet for removing air contaminated by the evaporated water and an access for supplying fresh air.

Fig. 1 zeigt eine Ausbildung des Verdampfers 2 und des Kondensators 3 als Gegenstromgeräte, d.h. sowohl in dem Verdampfer 2 wie auch in dem Kondensator 3 strömt das gasförmige Medium entgegen der Strömungsrichtung des Wassers im Wasserkreislauf 1. Dies bewirkt in dem Verdampfer 2 eine optimale Sättigung des Mediums mit Wasserdampf und damit einen hohen Wirkungsgrad des Wasserdampftransportes .Fig. 1 shows an embodiment of the evaporator 2 and the condenser 3 as countercurrent devices, ie both in the evaporator 2 and in the condenser 3, the gaseous medium flows against the direction of flow Water in the water cycle 1. In the evaporator 2, this results in an optimal saturation of the medium with water vapor and thus a high efficiency of the water vapor transport.

In der Anlaufphase des beschriebenen Verfahrens ist es vorteilhaft, wenn in den Wasser- und/oder Luftkreislauf ein Erhitzer 6 eingebaut ist, welcher das Wasser vor Eintritt in den Verdampfer 2 und/oder die zirkulierende Luft erhitzt. Durch beide Varianten kann die zur Gewinnung des Nutzwassers erforderlicheIn the start-up phase of the method described, it is advantageous if a heater 6 is installed in the water and / or air circuit, which heats the water before entering the evaporator 2 and / or the circulating air. Both variants can be used to obtain useful water

Temperaturdifferenz zwischen dem Rohwasser und dem Wasser am Eingang des Verdampfers 2 in der Anlaufphase aufgebaut werden. Sobald der kontinuierliche Prozeß der Wassergewinnung angelaufen ist, ist der Erhitzer 6 grundsätzlich entbehrlich; er dient dann lediglich noch zum Ausgleich von Wärmeverlusten, welche auch z.B. durch Abstrahlung entstehen.Temperature difference between the raw water and the water at the inlet of the evaporator 2 are built up in the start-up phase. As soon as the continuous process of water extraction has started, the heater 6 is basically unnecessary; it then only serves to compensate for heat losses, which also e.g. arise from radiation.

Die Vorrichtung und das Verfahren sind hier nur einstufig beschrieben. Für besonders hohe Ansprüche an die Qualität des Nutzwassers kann das als Konzentrat gewonnene Nutzwasser einer zweiten oder auch weiteren baugleichen nachgeschalteten Stufen zum erneuten Verdampfen und Kondensieren zugeführt werden.The device and the method are only described here in one step. For particularly high demands on the quality of the industrial water, the industrial water obtained as a concentrate can be fed to a second or other identical downstream stages for renewed evaporation and condensation.

Auch nach der Umwandlung der gasförmigen Phase in eine flüssige Phase innerhalb des Kondensators 3 weist das gewonnene Konzentrat noch eine deutlich höhere Temperatur als das ursprünglich zugeführte Rohwasser auf. Je nach gewünschter Anwendung des Kondensats als Nutzwasser kann eine Abkühlung des Kondensats mit Hilfe einer Abkühleinrichtung erforderlich sein. Es ist dann vorteilhaft, die durch die Abkühlung des Kondensats gewonnene Wärmeenergie ebenfalls zu nutzen und mit Hilfe des Wärmetauschers 4 dem Wasser im Warmbereich des Wasserkreislaufs 1 oder dem gasförmigen Medium im Kreislauf 5 zuzuführen. Auf diese Weise kann der Wirkungsgrad des Systems weiter verbessert werden.Even after the conversion of the gaseous phase into a liquid phase within the condenser 3, the concentrate obtained is still at a significantly higher temperature than the raw water originally supplied. Depending on the desired use of the condensate as process water, it may be necessary to cool the condensate using a cooling device. It is then advantageous to also use the thermal energy obtained by cooling the condensate and with the help of the heat exchanger 4 to the water in the warm area of the water circuit 1 or to supply the gaseous medium in the circuit 5. In this way, the efficiency of the system can be further improved.

Grundsätzlich können für den Verdampfer 2, den Kondensator 3, den Wärmetauscher 4, den Erhitzer 6 und die Abkühleinrichtung beliebige handelsübliche Geräte verwendet werden, unabhängig von dem physikalischen Prinzip auf welchem sie basieren, solange sie die oben beschriebenen Funktionen realisieren. Je nach Einsatzgebiet und Anwendungsfall wird man jedoch die jeweils am besten geeigneten Komponenten auswählen. So ist es sinnvoll, in Gebieten mit starken Sonneneinstrahlung, z.B. den Erhitzer 6 als Sonnenkollektor, welcher idealerweise dem Sonnenstand nachgeführt werden kann, auszuwählen.In principle, any commercially available devices can be used for the evaporator 2, the condenser 3, the heat exchanger 4, the heater 6 and the cooling device, regardless of the physical principle on which they are based, as long as they implement the functions described above. Depending on the area of application and application, the most suitable components will be selected. So it makes sense in areas with strong solar radiation, e.g. select the heater 6 as a solar collector, which can ideally track the position of the sun.

Ergänzend zu der bisherigen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung wird noch folgendes angemerkt:In addition to the previous description of the preferred exemplary embodiments of the present invention, the following is also noted:

Ausgehend von den Grundkomponenten (Verdampfer, Kondensator, Wärmetauscher, Solarkollektor) wird eine geänderte Verschaltung und Erweiterung vorgenommen. Wesentlichste Neuerung dabei ist, daß die für den Phasenübergang des Wassers im Verdampfer von flüssig nach gasförmig benötigte Energie, die Verdampfungswärme des Wassers, nicht wie bisher immer von neuem in das System hineingesteckt werden muß, sondern zurückgewonnen wird und damit im System bleibt. Die Verdampfungswärme wird im Kondensator, der nun direkt das zufließende Wasser erwärmt und nicht wie bisher seine Wärme an die Umwelt abgibt, zurückgewonnen. Die noch im flüssigen Aggregatzustand des Kondensats vorhandene Wärme wird in einem weiteren Warmetauscherbereich ebenso zurückgewonnen .Based on the basic components (evaporator, condenser, heat exchanger, solar collector), the wiring and expansion are changed. The most important innovation here is that the energy required for the phase transition of the water in the evaporator from liquid to gaseous, the heat of vaporization of the water, does not have to be reinserted into the system as before, but is recovered and thus remains in the system. The heat of vaporization is recovered in the condenser, which now heats the incoming water directly and does not release its heat to the environment as before. The heat still in the liquid state of the condensate is in another heat exchanger area also recovered.

Die Verdampfungswarme wird nur in der Startphase, wenn das Verfahren m Gang gesetzt wird, einmal als Warmeinhalt der Stoffe im Verfahren dem Verfahren zugeführt.The heat of vaporization is only fed into the process once as warm content of the substances in the process in the start-up phase, when the process is started.

Insgesamt müssen also nur die Verluste der gegebenermaßen nicht idealen Bauteile ausgeglichen werden, die jedoch um ein Vielfaches kleiner sind als wenn die Verdampfungswarme immer von neuem aufgebracht werden muß.All in all, therefore, only the losses of the components, which may not be ideal, have to be compensated for, but they are many times smaller than if the heat of vaporization had to be applied again and again.

Das Ersetzen der Verlustwarme kann an verschiedenen Stellen im Verfahren geschehen m Abhängigkeit von den Ausfuhrungsmoglichkeiten entweder im Wasserkreislauf oder im Luftkreislauf.The heat loss can be replaced at various points in the process depending on the design options, either in the water cycle or in the air cycle.

Der Luftkreislauf ist in der hier beschriebenen Ausfuhrung geschlossen, kann aber auch offen ausgeführt werden.The air circuit is closed in the embodiment described here, but can also be carried out open.

Der Kondensator (= Wärmetauscher gasformig - flussig) wie der flüssig - flussig Wärmetauscher können als Einzelgerate, wie auch als Kombmationsgerat ausgeführt werden. Auch sind beliebige andere Konstruktionen denkbar, die diese Aufgabe erfüllen. Gleiches gilt für alle anderen Komponenten, wie Verdampfer und Erhitzer.The condenser (= heat exchanger gaseous - liquid) and the liquid - liquid heat exchanger can be designed as individual devices as well as a combination device. Any other constructions that fulfill this task are also conceivable. The same applies to all other components, such as evaporators and heaters.

Als Erweiterung kann der Solarkollektor auch durch Erhitzer beliebigen anderen Typs und Konstruktion ersetzt werden. Erhitzer dienen zur Zufuhr des notigen WarmeInhalts der Stoffe im Verfahren und zum Ausgleich der Verluste.As an extension, the solar collector can also be replaced by heaters of any other type and construction. Heaters are used to supply the necessary heat content of the substances in the process and to compensate for the losses.

Zusammenfassend sei hier das gesamte Verfahren noch einmal an einer Ausfuhrung beschrieben. Die Anordnung der Verfahrensgruppen kann der schematischen Zeichnung Fig.l entnommen werden:In summary, the entire process is described once again in one embodiment. The arrangement of the Process groups can be found in the schematic drawing Fig.l:

Aus einem Wasservorrat, der für den menschlichen und / oder industriellen Gebrauch nicht nutzbares Wasser enthält, wird Wasser entnommen. Dieses Rohwasser wird dem Wasserstrom des internen Wasserkreislaufs des Verfahrens zugeführt. Die Temperatur dieses Wassers bestimmt die niedrigste Temperatur, den Kaltpunkt, im Kaltbereich des Verfahrens. Der interne Wasserstrom befördert das Wasser durch den Wärmetauscher und Kondensator, einen Erhitzer sowie den Verdampfer und daraufhin wieder durch den Wärmetauscher und Kondensator.Water is taken from a water supply that contains water that cannot be used for human and / or industrial use. This raw water is fed into the water flow of the internal water cycle of the process. The temperature of this water determines the lowest temperature, the cold point, in the cold area of the process. The internal water flow transports the water through the heat exchanger and condenser, a heater and the evaporator and then again through the heat exchanger and condenser.

Der gegensinnig zum Wasserstrom geführte Luftstrom des Luftkreislaufes strömt nach dem Verdampfer durch den Kondensator und Wärmetauscher und darauf wieder durch den Verdampfer. Im Fall, daß ein Erhitzer im Luftkreislauf angeordnet ist, strömt die Luft auch durch diesen.The air flow in the air circuit, which runs in the opposite direction to the water flow, flows through the condenser and heat exchanger after the evaporator and then through the evaporator again. In the event that a heater is arranged in the air circuit, the air also flows through it.

Im Verdampfer wird dem Wasser durch den Phasenübergang flüssig - gasförmig die Verdampfungswärme entzogen. Die so mit Dampf angereicherte warme Luft strömt in den Kondensator und Wärmetauscher.In the evaporator, the liquid-gaseous phase transition removes the heat of vaporization from the water. The warm air enriched with steam flows into the condenser and heat exchanger.

Die Verdampfungswärme wird im Kondensator und Wärmetauscher aus dem Dampf und darauf Kondensat zurückgewonnen. Die so zurückgewonnene Wärme bestimmt zusammen mit der durch den Erhitzer zugeführten Wärme den Warmpunkt des Verfahrens.The heat of vaporization is recovered in the condenser and heat exchanger from the steam and then condensate. The heat recovered in this way, together with the heat supplied by the heater, determines the hot point of the process.

Das Kondensat ist je nach erforderlichem Reinheitsgrad das nutzbare Frischwasser oder kann in weiteren Stufen nachbehandelt werden. Der Anteil des aus dem Verfahren entnommen Kondensats wird durch einen gleichen Anteil Rohwasser ersetzt.Depending on the required degree of purity, the condensate is the usable fresh water or can be treated in further stages. The share of Condensate removed from the process is replaced by an equal proportion of raw water.

Das im internen Wasserkreislauf umlaufende Wasser ist durch den Verdampfungsvorgang aufkonzentriert worden. Um die Konzentration nicht zu stark ansteigen zu lassen, wird Konzentrat entnommen und durch einen gleichen Anteil Rohwasser ersetzt.The water circulating in the internal water circuit has been concentrated by the evaporation process. In order not to let the concentration increase too much, concentrate is removed and replaced by an equal proportion of raw water.

Eine Erweiterung ist, daß das Verfahren auch für andere Stoffe als Wasser genutzt werden kann.An extension is that the method can also be used for substances other than water.

Ebenso kann die Luft durch ein beliebiges anderes Gas ersetzt werden. The air can also be replaced by any other gas.

Claims

PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS

1. Vorrichtung zum Gewinnen von Nutzwasser aus Rohwasser mit:1. Device for obtaining useful water from raw water with:

einem Verdampfer (2) zum Überführen von Teilen des Rohwassers in eine gasförmige Phase; undan evaporator (2) for converting parts of the raw water into a gaseous phase; and

einem Kondensator (3) zum Kondensieren der gasförmigen Phase in das Nutzwasser als Kondensat;a condenser (3) for condensing the gaseous phase into the useful water as condensate;

g e k e n n z e i c h n e t d u r c hmarked by

einen Wärmetauscher (4), welcher die in dem Kondensator (3) freiwerdende Energie aufnimmt und zum Überführen anderer Teile des Rohwassers in die gasförmige Phase verwendbar macht.a heat exchanger (4), which absorbs the energy released in the condenser (3) and can be used to convert other parts of the raw water into the gaseous phase.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Verdampfer (2) von einem Medium als Träger für die gasförmige Phase durchströmt wird.2. Device according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the evaporator (2) is flowed through by a medium as a carrier for the gaseous phase.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Wärmetauscher (4) die freiwerdende Energie entweder an das Rohwasser vor dessen Verdampfung und/oder an das Medium abgibt. 3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the heat exchanger (4) releases the energy released either to the raw water before its evaporation and / or to the medium.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß sie eine Abkühleinrichtung zum Abkühlen des Kondensats aufweist und daß die durch das Abkühlen des Kondensats zusätzlich freiwerdende Wärme ebenfals von dem Wäremtauscher (4) aufgenommen wird.4. Device according to one of the preceding claims 1 to 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that it has a cooling device for cooling the condensate and that the additional heat released by the cooling of the condensate is also absorbed by the heat exchanger (4).

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß sie einen Erhitzer (6) aufweist, welcher das Rohwasser und/oder das Medium unabhängig von dem Wärmetauscher (4) erwärmt .5. Device according to one of the preceding claims 1 to 4, so that it has a heater (6) which heats the raw water and / or the medium independently of the heat exchanger (4).

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Erhitzer (6) als Solarkollektor ausgebildet ist.6. The device according to claim 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the heater (6) is designed as a solar collector.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Kondensator (3), der Wärmetauscher (4) und/oder die Abkühleinrichtung in einem Gerät integriert sind.7. The device according to claim 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the condenser (3), the heat exchanger (4) and / or the cooling device are integrated in one device.

8. Verfahren zum Gewinnen von Nutzwasser aus Rohwasser mit folgenden Schritten:8. A process for obtaining process water from raw water with the following steps:

Überführen von Teilen des Rohwassers in eine gasförmige Phase; undConverting parts of the raw water into a gaseous phase; and

Kondensieren der gasförmigen Phase zum Erhalten des Nutzwassers als Kondensat;Condensing the gaseous phase to obtain the useful water as condensate;

g e k e n n z e i c h n e t d u r c h Verwenden der wahrend des Kondensierens freiwerdenden Energie zum Überführen anderer Teile des Rohwassers in die gasförmige Phase.marked by Use the energy released during condensation to convert other parts of the raw water into the gaseous phase.

9. Verfahren nach Anspruch 8, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h Abkühlen des Kondensats und Verwenden der dabei zusätzlich freiwerdenden Energie ebenfalls zum Überführen der anderen Teile des Rohwassers in die gasförmige Phase.9. The method according to claim 8, cooling the condensate and using the additionally released energy also for converting the other parts of the raw water into the gaseous phase.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h Erhitzen des Rohwassers vor dessen Verdampfung. 10. The method according to claim 8 or 9, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h heating the raw water before its evaporation.