从环境空气中获取水的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术描述一种用于从环境空气(14)中获取水的方法，其中该方法至少包括以下方法步骤：使环境空气(14)与至少一种液体吸收剂(16)接触，以吸收环境空气(14)中包含的至少一部分水；将被吸收的水稀释的吸收剂(18)输送到第一热交换器(20)；将稀释的吸收剂(18)转移到至少一个解吸装置(30)中。其中，在解吸装置(30)中解吸的水(42)被输送到第一热交换器(20)，其中借助于第一热交换器(20)，通过稀释的吸收剂(18)实施解吸的水(42)的冷却。此外，本发明专利技术涉及一种用于从环境空气(14)中获取水的装置(10)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】从环境空气中获取水的方法和装置
本专利技术涉及一种从环境空气中获得水的方法。此外，本专利技术涉及一种用于从环境空气中获取水的装置。专利技术详述从环境空气中获取水的这种方法和装置是众所周知的。特别地，从空气除湿技术已知相应的吸收方法。其中，空气中的湿气被所谓的液体干燥剂吸收，例如在浓缩的，吸湿盐溶液中吸收。高度吸湿的盐例如是氯化锂。随后，通过加热，真空蒸馏，反渗透或类似方法再次从盐溶液中部分除去水，使得该溶液可再次用于对空气除湿。例如，该方法由Kathabar公司工业提供(请参见http://www.kathabar.com/liquid-desiccant/systen-features-benefits)。例如在市场上以“Ducool”命名的其他系统，通过鼓风机将工艺空气通过用盐溶液浸透的蜂窝结构引导，这样空气中的水蒸气就会从冷的浓缩盐溶液中吸收。单独的再生气流通过浸有温盐溶液的蜂窝结构传递。其中，一部分水再次从盐溶液中蒸发，水蒸气从再生空气中排出。以上提出的方法可以用于构造大气水发生器，其中这些方法的目的是使空气除湿并且不从环境空气中获得液态水。从WO2009/135618A1中已知一种用于从环境空气中获取水的方法和装置。所有上述方法和装置不利地具有非常高的能量输入，特别是电能。如果例如在沙漠地区仅向已知的大气水发生器提供再生能量，则这意味着需要非常大面积的光伏模块，每升所获得的水相应地成本较高。因此，迄今为止，来自以下来源的热量被用于运行带有蒸发装置的已知设备：化石燃料的燃烧，对环境有不利影响；常规的热太阳能模块，通常甚至带有真空管，也能够达到相应的高温和相应的高工厂成本；以及所谓的机械蒸汽再压缩方法中的冷凝热，为此又需要大量电能。DE102013013214A1还描述了一种用于从大气中获取水的装置，该装置具有用于吸附水的可流动吸附剂。在蒸发器中，通过蒸发从如此稀释的吸附剂中抽出吸收的水。其中，稀释的吸附剂在蒸发器中施加负压。其中，在吸附路径中布置有至少一个作为预热单元的热交换器。然而，在该现有技术中的缺点是总是昂贵的，因为在此使用耐腐蚀的热交换器作为稀释的吸附剂的预热单元。在盐溶液的蒸发/蒸馏之后，在水的冷凝中产生的热量必须被排放到环境中。此外，在常规工厂中使用在冷凝器之后布置在管线系统中的单独的冷却装置，这又增加了工厂成本。因此，本专利技术的目的是提供一种通用方法和通用装置，其可以分别更简单和更廉价地操作和生产，并且比已知方法和装置需要更少的能量输入。根据权利要求1的特征的通用方法以及根据权利要求14的特征的装置用于解决这些目的。在相应的从属权利要求中说明了本专利技术的具有方便的发展的有利构造，其中，该方法的有利构造被认为是该装置的有利构造，反之亦然。根据本专利技术的用于从环境空气中获得水的方法至少包括以下方法步骤：通过至少一个蒸发器将从稀释的液体吸收剂产生的水蒸气供应至冷凝器，其中冷凝器包括至少一个用于冷凝水蒸气的热交换器；将至少一种冷却介质输送到热交换器，并将从冷凝器排出的加热的冷却介质输送到至少一个用于大面积接触冷却介质与环境空气的装置，以借助环境空气冷却冷却介质。通过根据本专利技术的方法，首先确保在没有附加的单独的冷却装置的情况下冷却冷凝器。另外，加热的冷却介质再次被供应到用于使冷却介质与环境空气接触的大面积区域以进行冷却。因此，该方法可以简单且廉价地操作，并且比已知方法需要更低的能量输入。在根据本专利技术的方法的有利构型中，在形成冷却回路的情况下多次执行供应和输送冷却介质的步骤。另外，有可能在预定的时间间隔内，特别是在白天执行多次供应和输送冷却介质的步骤。其中，冷却介质的冷却可以通过将冷却介质喷洒到环境空气中和/或通过使环境空气通过具有大表面的装置来实现。其中，具有低蒸气压的任何类型的液体均被理解为术语“冷却介质”。在根据本专利技术的方法的另一有利的构造中，冷却介质是吸收剂，其被环境空气的吸收水稀释，其中至少一部分稀释的吸收剂在至少一个单独的流动回路中插入或不插入储库的情况下被供应到蒸发器。有利地，从环境空气中吸收的水都可以被供应到蒸发器，而冷凝器可以另一方面通过溶液被冷却。由此，可以非常廉价地操作根据本专利技术的方法。其中，液体吸收剂可以是至少一种吸湿盐溶液或不同吸湿盐溶液的混合物。其中，术语“液体吸收剂”理解为任何类型的液体干燥剂，其导致吸收剂中吸收了环境空气中至少一部分的水。液体吸收剂可以特别是盐溶液，例如氯化锂溶液。术语“输送”理解为例如借助于至少一个泵的主动输送，而且借助于重力的输送。但是，冷却介质也可以是蒸气压低的液体，特别是油。这具有的优点是，布置在冷凝器内的热交换器也可以由不耐腐蚀的材料组成，因此通常是更便宜的材料。因此，如果不将稀释的吸收剂用作冷却介质，则将其在与稀释的吸收剂的流动回路分开的流动回路中输送。因此，可以可靠地分别避免不同介质的不期望的混合物和污染。在根据本专利技术的方法的另一有利的构造中，稀释的吸收剂供应到具有或没有插入储库的蒸发器。因此，根据本专利技术的方法有可能提供从至少一个储库中的环境空气获得的稀释的吸收剂的输送、接收和储存。稀释的吸收剂的浓缩与浓缩的吸收剂的浓缩在蒸发器的蒸发结构上进行，其中浓缩的吸收剂可以提供给与环境空气接触的装置，以使冷却介质与环境空气大面积接触–有或没有插入热交换器。其中，浓缩的吸收剂可以在储库中被缓冲并被供应到装置，该装置然后在预定的时间间隔内，特别是在晚上用作吸收结构。有利地，根据本专利技术的方法的这种配置利用不同的昼夜温度来优化方法顺序，因为吸收和解吸之间的温度差随着昼夜温差的增加而增加，从而盐溶液的每体积单位的水产量增加，并且要求吸收剂中的盐浓度较低。但是，这两个过程(吸收和解吸)也可以在白天交替或同时进行。通过稀释的和/或浓缩的吸收剂作为缓冲剂流入和流出储库，可以控制吸收和解吸循环。在根据本专利技术的方法的另一有利的构造中，冷却介质被传送到装置下游的至少一个缓冲区中，以便在输送到冷凝器之前使环境空气与冷却介质大面积接触。由此，有利地出现了对供应给冷凝器的冷却介质的量进行单独的，特别是与时间有关的控制的可能性。在根据本专利技术的方法的另一有利的构造中，至少一部分解吸的水通过至少一个合适的装置在冷凝器之后沿流动方向从系统回路中除去。因此，一方面避免了系统中的水量由于解吸装置中水的连续冷凝而连续增加。为了使水回路不溢出，连续或在预定时间点将至少一部分解吸的水去除。本专利技术还涉及一种用于从环境空气中获取水的装置，其中，该装置包括至少一个用于从稀释的吸收剂中产生水蒸气的蒸发器，与该蒸发器可操作连接的至少一个冷凝器，其中冷凝器包括至少一个用于冷凝水蒸气的热交换器，包括至少一个用于将冷却介质输送到热交换器以冷却冷凝器的输送装置，以及包括将从冷凝器排出的加热的冷却介质输送到至少一个用于使冷却介质与环境空气大面积接触的装置的装置，该装置通过环境空气来冷却冷却介质。通过根据本专利技术的装置，冷凝器的冷却可以在没有附加的外部和分开布置的冷却装置的情况下首先实现。另外，加热的冷却介质再次被供应到用于使冷却介质与环境空气接触的大面积区域的装置以进行冷却。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于从环境空气(26)中获取水的方法，其中该方法至少包括以下方法步骤：/n-通过至少一个蒸发器(34)将从稀释的液体吸收剂(20)产生的水蒸气供应到冷凝器(52)，其中所述冷凝器(52)包括用于冷凝水蒸气的至少一个热交换器(54)；/n-将至少一种冷却介质(20,80)输送到所述热交换器(54)；和/n-将从所述冷凝器(52)出来的加热的冷却介质(20,80)输送到至少一个装置(12,72)，用于使所述冷却介质(20,80)和所述环境空气(26)大面积接触以借助所述环境空气(26)来冷却所述冷却介质(20,80)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171116 DE 102017127012.41.一种用于从环境空气(26)中获取水的方法，其中该方法至少包括以下方法步骤：
-通过至少一个蒸发器(34)将从稀释的液体吸收剂(20)产生的水蒸气供应到冷凝器(52)，其中所述冷凝器(52)包括用于冷凝水蒸气的至少一个热交换器(54)；
-将至少一种冷却介质(20,80)输送到所述热交换器(54)；和
-将从所述冷凝器(52)出来的加热的冷却介质(20,80)输送到至少一个装置(12,72)，用于使所述冷却介质(20,80)和所述环境空气(26)大面积接触以借助所述环境空气(26)来冷却所述冷却介质(20,80)。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于
在形成冷却回路中多次执行供应和输送冷却介质(20,80)的步骤。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于
在预定的时间间隔内，特别是在白天，实施多次执行供应和输送冷却介质(20,80)的步骤。


4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于
冷却介质(20,80)的冷却通过在环境空气(26)中喷洒冷却介质(20,80)和/或借助使环境空气(26)通过装置(12,72)来实施。


5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于
所述冷却介质是被环境空气中吸收的水稀释的吸收剂(20)，其中至少一部分稀释的吸收剂(20)在具有或没有插入储库(60)的至少一个单独的流动回路中被供应给蒸发器(34)。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于
所述吸收剂(20)是至少一种吸湿盐溶液或不同吸湿盐溶液的混合物。


7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于
所述冷却介质(80)是蒸气压低的液体，尤其是油。


8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于
所述冷却介质(80)在与所述稀释的吸收剂(20)的流动回路分离的流动回路中输送。


9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于
所述稀释的吸收剂(20)供应到具有或没有插入储库(60)的蒸发器(34)。


10.根据权利要求5至9中任一项所述的方法，其特征在于
在所述蒸发器(34)中实施稀释的吸收剂(20)的浓缩以获得浓缩的吸收剂(16)，其中所述浓缩的吸收剂(16)被供应到装置(12)，以使所述吸收剂(16)和所述环境空气(26)大面积接触，其中所述装置(12)用作吸收结构。


11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于
所述浓缩的吸收剂(16)在所述储库(60)中缓冲，并且在预定的时间间隔内，特别是在晚上，供应到具有或没有插入热交换器的装置(12)。


12.根据前述权利要求中的任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·弗普兰克，
申请(专利权)人：阿夸海瑞技术有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE