DE19603445A1

DE19603445A1 - Desalination process and assembly vaporisation is enhanced by pumping

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Publication number: DE19603445A1
Application number: DE19603445A
Authority: DE
Inventors: Edgar Dr Schmidt
Original assignee: PRAKTISCHE INFORMATIK GmbH
Current assignee: PRAKTISCHE INFORMATIK GmbH
Priority date: 1995-02-03
Filing date: 1996-01-31
Publication date: 1996-08-08
Also published as: IL117010A0; AU4539696A; WO1996023732A1

Abstract

Process and assembly to extract fresh water from the sea using the temp. difference between warm sea water and cold sea water. The warm sea water is degassed (5) by applicn. of a negative pressure and the degassed warm sea water is conducted into a vaporisation area (13). Here it is vaporised by applicn. of a negative pressure and by warming with warmer water, and the resulting steam is condensed in a condensation area (14) cooled by colder water. The novelty is that the vaporisation is enhanced by pumping warm and cold water into the vaporisation area, the quantity and rate of flow of the water being regulated. By using regulation pumps (19,20), virtually constant temps. can be maintained in the vaporisation and condensation areas.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Süßwasser aus Meerwasser unter Ausnutzung einer Temperatur differenz zwischen warmem Wasser und kaltem Wasser, bei dem das Meerwasser durch Unterdruck entgast wird, das entgaste Meerwasser in einen Verdampfungsbereich geleitet wird, in dem es durch Unterdruck und durch Erwärmung verdampft und der entstehende Dampf in einem gekühlten Kondensationsbe reich kondensiert.The invention relates to a method for obtaining Fresh water from sea water using a temperature difference between warm water and cold water where the seawater is degassed by negative pressure, the degassing Sea water is directed into an evaporation area which it evaporates through negative pressure and warming and the resulting steam in a cooled condensation chamber richly condensed.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Ge winnung von Süßwasser aus Meerwasser unter Ausnutzung einer Temperaturdifferenz zwischen warmem Wasser und kaltem Was ser zur Durchführung des Verfahrens, wobei die Vorrichtung einen Entgaser zur Erzeugung eines aus entgastem Meerwasser bestehenden Substrats, einen Verdampfungsbereich zur Ver dampfung des Substrats und einen Kondensationsbereich zur Kondensation des verdampften Substrats aufweist.The invention further relates to a device for Ge Recovery of fresh water from sea water using one Temperature difference between warm water and cold what water to carry out the method, the device a degasser to produce a degassed sea water existing substrate, an evaporation area for ver evaporation of the substrate and a condensation area for Has condensation of the evaporated substrate.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art sind aus der EP 0 487 813 B1 bekannt. In dieser Druck schrift wird eine im Meer verankerte Vorrichtung zur Gewin nung von Süßwasser aus Meerwasser beschrieben. In dieser Vorrichtung wird zunächst in einem diskontinuierlichen Ver fahrensschritt Meerwasser entlüftet, um ein Substrat zu ge winnen, das anschließend verdampft wird und in einem mehre re hundert Meter langen Tauchrohr kondensiert. Durch die Größe der Vorrichtung wird sichergestellt, daß sich der obere Bereich in warmem Oberflächenwasser und der untere Bereich in kaltem tiefem Wasser befindet. Eine solche An ordnung ist unter den Gesichtspunkten der Konstruktion und der Stabilität wegen ihren großen Abmessungen als problema tisch anzusehen.A method and a device of the aforementioned Kind are known from EP 0 487 813 B1. In this print writing becomes a device anchored in the sea for profit freshwater from seawater. In this Device is first in a discontinuous Ver vented seawater to ge a substrate win, which is then evaporated and in one re condensed hundred meter long immersion tube. Through the Size of the device ensures that the upper area in warm surface water and the lower Area located in cold deep water. Such an approach order is from the point of view of construction and the stability because of their large dimensions as problema to look at the table.

Eine weitere Süßwassergewinnungsanlage ist aus US 3,783,108 bekannt. Die hier beschriebene Anlage weist über der Was seroberfläche angeordnete Verdampfungsbereiche und Konden sationsbereiche auf, denen kaltes und warmes Seewasser aus den entsprechenden Tiefen über Leitungen zugeführt wird.Another fresh water production plant is from US 3,783,108 known. The system described here shows what Evaporation areas and condens arranged on the surface areas that are characterized by cold and warm sea water the corresponding depths are fed via lines.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10 zu schaffen, welches bzw. welche bei möglichst einfachem Auf bau eine besonders hohe Leistungsfähigkeit unter verschie denen Einsatzbedingungen gewährleistet.The invention is based on the object Method according to the preamble of claim 1 and a Device according to the preamble of claim 10 create which or which with the simplest possible build a particularly high performance under various which guarantees operating conditions.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei dem Verfahren der eingangs genannten Art warmes Wasser zur Unterstützung der Verdampfung in den Verdampfungsbereich und kaltes Wasser zur Kühlung in den Kondensationsbereich gepumpt werden, wobei der Durchfluß von warmem Wasser im Verdampfungsbereich und von kaltem Wasser im Kondensations bereich so geregelt werden, daß im Verdampfungsbereich und im Kondensationsbereich jeweils eine nahezu konstante Tem peratur gehalten wird.The object is achieved in that at the method of the type mentioned warm water Support the evaporation in the evaporation area and cold water for cooling in the condensation area be pumped, the flow of warm water in the Evaporation area and cold water in the condensation range so that in the evaporation range and an almost constant temperature in the condensation area temperature is maintained.

Zur vorrichtungsmäßigen Lösung der Aufgabe enthält eine Vorrichtung der eingangs genannten Art im Verdampfungsbe reich horizontale Warmwasserrohre, im Kondensationsbereich vertikale Kaltwasserrohre und mindestens eine geregelte Pumpe zur Regelung des Durchflusses des warmen oder kalten Wassers in den Warm- oder Kaltwasserrohren.For the device-based solution of the task contains a Device of the type mentioned in the evaporation rich horizontal hot water pipes, in the condensation area vertical cold water pipes and at least one regulated Pump for regulating the flow of hot or cold Water in the hot or cold water pipes.

Nach einem Grundgedanken der Erfindung kann eine sehr kom pakte Vorrichtung in einer Wassertiefe von etwa 10 bis 20 m betrieben werden, bei welcher über Pumpen warmes Wasser aus dem Bereich der Oberfläche herangepumpt wird und kaltes Wasser über einen mehrere 100 m langen Schlauch aus tiefe ren und somit relativ kalten Bereichen heraufgepumpt wird. Dadurch stehen relativ kaltes und relativ warmes Wasser in der Vorrichtung zur Verfügung. Durch die Verwendung von ge regelten Pumpen ist es erfindungsgemäß möglich, durch die Steuerung der Durchflüsse von warmem und kaltem Wasser in Verbindung mit einer sinnvollen Führung der Rohrleitung ei ne nahezu konstante Temperatur im Verdampfungsbereich und im Kondensationsbereich zu gewährleisten und zu halten. Insbesondere werden Wassergeschwindigkeit und Wassermenge durch eine teilweise Wasserrückführung mit Hilfe der gere gelten Pumpe geregelt.According to a basic idea of the invention, a very com compact device at a water depth of about 10 to 20 m be operated in which warm water is pumped out the area of the surface is pumped up and cold Water from a depth of several 100 m long Ren and thus relatively cold areas is pumped up. As a result, relatively cold and relatively warm water are in of the device. By using ge regulated pumps, it is possible according to the invention through which Control the flow of hot and cold water in Connection with a sensible guidance of the pipeline ne almost constant temperature in the evaporation area and to ensure and maintain in the condensation area. In particular, water speed and amount of water through a partial water return with the help of apply pump regulated.

Bevorzugt wird die Temperaturdifferenz zwischen nahe an der Oberfläche angeordneten warmen und tieferliegenden kalten Wasserschichten ausgenutzt, wobei das Verfahren in einer unter der Meeresoberfläche angeordneten Vorrichtung durch geführt wird. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, durch industrielle Abwärme oder von der Sonne erwärmtes Wasser zu verwenden und die gesamte Vorrichtung dazu an Land aufzu stellen.The temperature difference between close to the is preferred Surface arranged warm and deep cold Exploited layers of water, the process in one device located below the surface of the sea to be led. However, there is also the option of going through industrial waste heat or water heated by the sun use and the entire device to do this on land put.

Vorteilhaft ist der kontinuierliche Betrieb des Verfahrens, der durch die Verwendung eines kontinuierlichen Entgasers, in den das Meerwasser eingesprüht wird, ermöglicht wird.The continuous operation of the process is advantageous, by using a continuous degasser, into which the sea water is sprayed is made possible.

Bevorzugterweise wird in dem Verfahren ein Unterdruck oder ein Vakuum von 10 bis 30 hPa verwendet. A vacuum or is preferably used in the method a vacuum of 10 to 30 hPa is used.

Günstigerweise wird mehr warmes Wasser zur Heizung als kal tes Wasser zur Kühlung in die Vorrichtung eingespeist, um das zu verdampfende Wasser soweit wie möglich zu erwärmen, um dadurch die Anforderungen an den Unterdruck so gering wie möglich zu halten und vor allem Kosten für die Her anführung von kaltem Wasser zu sparen. So beträgt die Sie detemperatur von Wasser bei knapp 20 hPa knapp 20°C. Daraus ergibt sich, daß die Temperaturdifferenz zwischen dem warmen Wasser und der Siedetemperatur sehr viel gering er sein wird, als die Temperaturdifferenz zwischen der Siedetemperatur und der Kaltwassertemperatur. Zur Kompensa tion dieser Temperaturdifferenzen wird vorteilhafterweise eine größere Menge warmes Wasser als kaltes Wasser in die Vorrichtung geleitet.Conveniently, more warm water is used for heating than cold ted water for cooling in the device to to heat the water to be evaporated as much as possible, to make the vacuum requirements so low to keep as possible and above all costs for the fro saving on cold water. That's you Detection temperature of water at just under 20 hPa just under 20 ° C. It follows that the temperature difference between the warm water and the boiling temperature very low it will be as the temperature difference between the Boiling temperature and the cold water temperature. To the Kompensa tion of these temperature differences is advantageous a larger amount of warm water than cold water in the Device directed.

Durch die Verwendung von erwärmtem Kühlwasser als Ausgangs stoff bei der Erzeugung des Substrats stellt man sicher, daß sauberes Tiefenwasser und nicht möglicherweise biolo gisch kontaminiertes Oberflächenwasser als Ausgangsstoff für die Süßwassergewinnung verwendet wird. Dadurch wird insbe sondere erreicht, daß praktisch kaum Fouling-Probleme auf treten. Bevorzugt ist dabei die Verwendung des erwärmten Kühlwassers, weil dieses bei der Abkühlung des Kondensa tionsbereichs entsteht und so vorteilhaft weiterverwendet werden kann.By using heated cooling water as the output material in the production of the substrate, one ensures that clean deep water and not possibly biolo gically contaminated surface water as a raw material for fresh water production is used. This makes special achieves that practically no fouling problems to step. The use of the heated is preferred Cooling water because this cools down the condensate tion area arises and thus advantageously used further can be.

In einer bevorzugten Weiterbildung wird bei der Erzeugung des Substrats der Ausgangsstoff in einem Entgaser ver sprüht. Dabei entweicht im Wasser gelöste Luft, und es wird einerseits der Wärmeübergang verbessert und anderer seits Korrosion durch Sauerstoff und Kohlensäure vermieden. In a preferred development, the generation ver the substrate of the starting material in a degasser sprays. In the process, air dissolved in the water escapes and it the heat transfer is improved on the one hand and others corrosion by oxygen and carbonic acid avoided.

Vorteilhafterweise wird durch das Einbringen von Füll körpern in den Verdampfungsbereich die Verweilzeit des Substrats in dem Verdampfungsbereich erhöht. So wird eine höhere Verdampfungsrate des Wassers erreicht und damit auch die Leistungsfähigkeit der Vorrichtung erhöht. Vor allem wird einer Überhitzung des Substrats entgegengewirkt.The introduction of filler is advantageous body in the evaporation area the residence time of Substrate increased in the evaporation area. This is how one becomes reached higher evaporation rate of the water and thus also increases the performance of the device. Especially counteracts overheating of the substrate.

Durch die Trennung von Entgasungsraum und Verdampfungsraum und deren Ausbildung mit voneinander unabhängigen Vakuen wird ein kontinuierlicher Betrieb besonders vorteilhaft durchgeführt.By separating the degassing room and the evaporation room and their formation with independent vacuums continuous operation becomes particularly advantageous carried out.

Bei der Ausbildung der Vorrichtung zur Gewinnung von Süßwasser ist die integrierte Anordnung von Verdampfungsbe reich und Kondensationsbereich in einem Aggregat vorteil haft, da so eine kompakte Vorrichtung mit kurzem Dampfweg geschaffen werden kann. Diese benötigt eine Pumpe zum Hoch pumpen von kaltem Wasser, um auf diese Weise über einen vertikal nach unten hängenden, meistens mehrere 100 m lan gen Schlauch kaltes Wasser in die Vorrichtung hochpumpen zu können.In the formation of the device for the extraction of Fresh water is the integrated arrangement of evaporation tanks rich and condensation area in one unit advantageous stick, because such a compact device with a short steam path can be created. This needs a pump for high pump cold water to this way over a hanging vertically downwards, usually several 100 m lan Pump cold water into the device using a hose can.

Die Vorrichtung ist bevorzugterweise mit einem vertikalen, dem Außendruck standhaltenden Außenrohr ausgestattet, in dem das Aggregat, der Entgaser und weitere wesentliche Ele mente der Vorrichtung angeordnet sind.The device is preferably with a vertical, outer tube withstanding the external pressure, in which the unit, the degasser and other essential Ele elements of the device are arranged.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Aggregat über ein axial angebrachtes, perforiertes Innenrohr evakuierbar, in dessen Mitte eine Süßwassersteigleitung angeordnet ist. In den Verdampfungsbereich sind erfindungsgemäß Warmwasser rohre oder Heizrohre integriert, die das von der Oberfläche geförderte Wasser führen, während im Kondensationsbereich Kaltwasserrohre oder Kondensatorrohre angeordnet sind, die kaltes aus der Tiefe des Meeres stammendes Kühlwasser führen. Weiterhin befinden sich in der bevorzugten Aus führungsform die Warmwasser- und die Kaltwasserrohre zwischen dem Außen- und dem Innenrohr, ein Tropfenabschei der zwischen den Warmwasser- und den Kaltwasserrohren und Füllkörper zwischen dem Außenrohr und dem Tropfenabschei der. Durch den Tropfenabscheider wird ein Übertreten von salzhaltigen Wassertropfen von dem Verdampfungsbereich in den Kondensationsbereich verhindert.In a preferred embodiment, the aggregate is over an axially attached perforated inner tube can be evacuated, in the middle of which there is a fresh water riser. According to the invention, hot water is in the evaporation area integrated pipes or heating pipes that from the surface conveyed water while in the condensation area Cold water pipes or condenser pipes are arranged cold cooling water from the depth of the sea to lead. Furthermore are in the preferred Aus the hot water and cold water pipes between the outer and the inner tube, a drop separation between the hot water and cold water pipes and Filler between the outer tube and the droplet separator of the. The droplet separator will prevent saline water drops from the evaporation area in prevents the condensation area.

Erfindungsgemäß sind die Warmwasserrohre horizontal ange ordnet, da auf diese Weise eine größere Zuverlässigkeit des Betriebs erreicht werden kann. Die Kaltwasserrohre sind vertikal angeordnet, um das daran kondensierende Wasser nach unten in einen Sammelbehälter ableiten zu können. Die Warmwasserrohre und die Kaltwasserrohre sind bevorzugt je weils gegenläufig durchströmt, wodurch die Strömungsver hältnisse in den Rohren unterstützt werden. Die Warmwasser rohre werden bevorzugt horizontal spiralförmig angeordnet.According to the hot water pipes are horizontal arranges because in this way a greater reliability of the Operating can be achieved. The cold water pipes are arranged vertically to the water condensing on it to be able to drain down into a collection container. The Hot water pipes and the cold water pipes are preferred each because it flows in opposite directions, so that the flow ver conditions in the pipes are supported. The hot water pipes are preferably arranged horizontally in a spiral.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist eine Dosiervor richtung zum Tropfen von Substrat auf die Warmwasserrohre oberhalb dieser Warmwasserrohre angeordnet. Auf diese Weise kann ein gleichmäßiger Wassernachfluß in den Verdampfungs bereich erreicht werden, der eine kontinuierliche Durchführung der Wassergewinnung sicherstellt. Ein zu star kes Abkühlen des Verdampfungsbereiches kann durch eine Re duktion des Tropfflusses auf die Warmwasserrohre vermieden werden.In an advantageous development, a metering device is provided Direction for dropping substrate onto the hot water pipes arranged above these hot water pipes. In this way there can be a steady flow of water into the evaporation range to be achieved by a continuous Ensures implementation of water extraction. One too star kes cooling of the evaporation area can by a Re avoidance of the drip flow on the hot water pipes will.

Bevorzugterweise ist die Vorrichtung modular aufgebaut, da dadurch individuelle Anforderungen der Benutzer bezüglich der geforderten Leistung leicht erfüllt werden können. The device is preferably of modular construction since thereby individual user requirements regarding the required performance can be easily met.

Vorteilhafterweise ist der Schlauch, der das kalte Wasser aus einer großen Tiefe zu der Vorrichtung leitet, wärmeiso liert, damit sich das nach oben geführte Wasser nicht auf dem Weg dorthin erwärmt. Weiterhin ist es günstig, den Schlauch an seinem unteren Ende mit einem Gewicht zu verse hen, um eine Vertikalausrichtung des Schlauches nach unten in den Kaltwasserbereich trotz der Strömungs-Reibungskräfte zu gewährleisten, die den Schlauch nach oben zu treiben versuchen.Advantageously, the hose that holds the cold water from a great depth to the device, heat iso so that the water that flows up does not warmed up the way there. It is also convenient to Weighing tubing at its lower end hen to align the hose vertically in the cold water area despite the flow friction forces to ensure that the hose is driven upwards to attempt.

Der Entgaser ist ebenfalls in dem vertikalen, dem Außen druck standhaltenden Außenrohr untergebracht, und dem Ent gaser ist eine Vakuumpumpe zugeordnet, die das Vakuum in diesem erzeugt. Der Vakuumpumpe sind eine Kühlfalle und ein Tropfabscheider vorgeschaltet. Die Kühlfalle verhindert, daß große Mengen Wasserdampf mit abgepumpt werden müssen. Ferner ist dem Entgaser ein Wärmetauscher zugeordnet, der das zu versprühende Gemisch aus Substrat und erwärmtem Kühlwasser erwärmt, bevor es wiederum versprüht wird und danach in einem Kreislauf zu einem Teil zu der Dosiervor richtung gelangt und zum anderen Teil wieder in den Wärme tauscher. Auch das Substrat wird vor seinem Eintritt in die Dosiervorrichtung durch den Wärmetauscher geleitet und erwärmt. Durch diesen vielfachen Durchlauf durch den Wärme tauscher wird eine besonders gute Ausnutzung der Wärmeener gie der wärmeren Meerwasserschichten gewährleistet.The degasser is also in the vertical, the outside pressure-resistant outer tube housed, and the Ent gaser is assigned to a vacuum pump that the vacuum in generated this. The vacuum pump are a cold trap and a Drip separator upstream. The cold trap prevents that large amounts of water vapor must also be pumped out. Furthermore, a heat exchanger is assigned to the degasser, which the mixture of substrate and heated to be sprayed Cooling water is heated before it is sprayed again and then in a cycle to a part of the dosing direction reached and the other part again in the heat exchanger. The substrate is also before it enters the Dosing device passed through the heat exchanger and warmed up. Through this multiple pass through the heat Exchanger is a particularly good use of heat gie the warmer layers of sea water guaranteed.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die Wärmeenergie zur Verdampfung des Wassers und die zur Ab kühlung und Kondensation benötigte Energie aus dem Meer stammen und keine aktive Heizung benötigt wird. A major advantage of the invention is that the Thermal energy for the evaporation of the water and that for the Ab Cooling and condensation require energy from the sea originate and no active heating is required.

In einer alternativen Ausbildung der Vorrichtung werden der Verdampfungsbereich und der Kondensationsbereich räumlich voneinander getrennt und die beiden Bereiche über eine Wär mepumpe miteinander verbunden. Durch die Wirkung der Wärme pumpe wird die Temperaturdifferenz zwischen dem Ver dampfungsbereich und dem Kondensationsbereich künstlich vergrößert und die Leistung des Aggregats auf diese Weise erhöht. Bevorzugt wird anstelle der Wärmepumpe ein Turbo generator zur Gewinnung von elektrischem Strom verwendet.In an alternative embodiment of the device Evaporation area and the condensation area spatially separated from each other and the two areas via a heat mepump connected together. The effect of heat pump the temperature difference between the ver vaporization area and the condensation area artificially enlarged and the performance of the unit in this way elevated. A turbo is preferred instead of the heat pump generator used to generate electrical power.

Durch die Erfindung wird der Stand der Technik dahingehend weiterentwickelt, daß die Leistungsfähigkeit erhöht, Ver einfachungen erzielt und zugleich die Einsatzmöglichkeiten erweitert werden.The state of the art in this regard is achieved by the invention evolved that increased performance, Ver Simplifications achieved and at the same time the possible uses be expanded.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Zeichnung, die Ausführungsbeispiele darstellen, weiter erläutert. Im einzelnen zeigen die schematischen Darstellungen in:The invention based on a drawing, the Represent embodiments, explained further. in the some show the schematic representations in:

Fig. 1 einen schematischen Vertikalschnitt der gesamten Vorrichtung; Figure 1 is a schematic vertical section of the entire device.

Fig. 2 einen Horizontalschnitt entlang der Linie B-B aus Fig. 3 durch ein Aggregat der Vorrichtung; FIG. 2 shows a horizontal section along the line BB from FIG. 3 through an assembly of the device;

Fig. 3 einen Vertikalschnitt entlang der Linie A-A aus Fig. 2 und Fig. 3 is a vertical section along the line AA of Fig. 2 and

Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel in einem Vertikal schnitt, der dem der Fig. 3 entspricht. Fig. 4 shows a second embodiment in a vertical section, which corresponds to that of FIG. 3.

In Fig. 1 ist zunächst eine schematische Gesamtdarstellung der Vorrichtung dargestellt, die in etwa 10 bis 20 m Mee restiefe betrieben wird. Wesentliche Elemente dieser Vor richtung sind ein Entgaser 5 und ein Aggregat 11 und ein unterhalb der eigentlichen Vorrichtung angebrachter mehrere 100 m langer vertikaler Schlauch 21. Der Schlauch 21 ist an seinem unteren Ende mit einem Gewicht 46 versehen, der ihn in den tiefen Kaltwasserbereichen hält. Die Vorrichtung ist unter Wasser zwischen einer Meeresoberfläche 1 und einem Meeresboden 2 mit Hilfe eines Ankers 3 und eines Ankerseils 4 angebracht. Sie weist den Entgaser 5, der einen Ersten Tropfenabscheider 6 aufweist und von einer Vakuumpumpe 7 evakuiert wird (Vakuum 8), eine Dosiervorrichtung 9 für ein herzustellendes Substrat 10, ein Aggregat 11 mit einem Zweiten Tropfenabscheider 12, Warmwasserrohre 13, Kaltwas serrohre 14, und einen Auffangbehälter 15 für Sole und ei nen Auffangbehälter 16 für Süßwasser auf. Das Aggregat 11 wird von einer Vakuumpumpe 17 evakuiert (Vakuum 18). Der Warmwasserdurchlauf wird von einer Warmwasserpumpe 19, der Kaltwasserdurchlauf von einer Kaltwasserpumpe 20 bewirkt, wobei das Kaltwasser über den Schlauch 21 herangeführt wird. Warmes und kaltes Wasser werden im wesentlichen zum Verdampfen und anschließendem Kondensieren des Substrats benötigt, aus dem das Süßwasser erzeugt wird. Die Warmwas serrohre 13, die man auch als Verdampferrohre oder Heizroh re bezeichnen kann, sind ein wesentlicher Bestandteil des Verdampfungsbereichs. Demgegenüber sind die Kaltwasserrohre 14, die auch als Kondensatorrohre oder Kühlrohre bezeichnet werden, ein wesentlicher Bestandteil des Kondensationsbe reichs. Es ist jeweils eine Vielzahl von Warmwasser- 13 und Kaltwasserrohren 14 vorgesehen, von denen die Kaltwasser rohre 14 in der Form eines Rohrbündels in der Vorrichtung installiert sind. Bei der Süßwassergewinnung aus dem salz haltigen Meerwasser bleibt als Rückstand eine stark salz haltige Flüssigkeit zurück, die als Sole bezeichnet wird und im Auffangbehälter 15 gesammelt wird. Mit Hilfe einer Soleförderpumpe 22 wird die Sole entfernt und ins Meer ge pumpt. Eine Süßwasserpumpe 23 pumpt das im Auffangbehälter 16 gesammelte Süßwasser ab und führt es zur Meeres oberfläche 1, wobei die zugehörige Leitung an einem Schwim mer 28 angebracht ist. Über eine Leitung 24 wird dem Entga ser 5 erwärmtes Kühlwasser zugeführt, das während des Kon densationsprozesses erwärmt worden ist und welches in einem Wärmetauscher 25 durch warmes Meerwasser weiter aufgewärmt wird. Dieses erwärmte Kühlwasser wird im Entgaser 5 durch Versprühen und durch das dort herrschende Vakuum 8 entgast und bildet dann das Substrat 10. Eine Erste Substratpumpe 26 dosiert die Beaufschlagung der Warmwasserrohre 13 mit dem Substrat 10. Dabei wird Substrat auf die Warmwasser rohre getropft und verdampft. Eine Zweite Substratpumpe 27 bewirkt einen mehrfachen Umlauf des Substrats 10 durch den Entgaser 5, um so eine weitestgehende Entgasung des Substrats sicherzustellen. Die von den Vakuumpumpen 7 und 17 abgepumpten Gase und das von der Süßwasserförderpumpe 23 abgepumpte Süßwasser werden zur Meeresoberfläche 1 geführt. Die zugehörigen Leitungen werden am Schwimmer 28 befestigt.In Fig. 1, a schematic overall representation of the device is initially shown, which is operated in about 10 to 20 m sea depth. Essential elements of this device are before a degasser 5 and a unit 11 and a several 100 m long vertical hose 21 attached below the actual device. The hose 21 is provided at its lower end with a weight 46 which holds it in the deep cold water areas. The device is attached under water between a sea surface 1 and a sea floor 2 with the aid of an anchor 3 and an anchor rope 4 . It has the degasser 5 , which has a first droplet separator 6 and is evacuated by a vacuum pump 7 (vacuum 8 ), a metering device 9 for a substrate 10 to be produced, an assembly 11 with a second droplet separator 12 , hot water pipes 13 , cold water pipes 14 , and a collecting container 15 for brine and egg collecting container 16 for fresh water. The unit 11 is evacuated by a vacuum pump 17 (vacuum 18 ). The hot water flow is effected by a hot water pump 19 , the cold water flow by a cold water pump 20 , the cold water being supplied via the hose 21 . Hot and cold water are essentially required for the evaporation and subsequent condensation of the substrate from which the fresh water is produced. The Warmwas serrohre 13 , which can also be referred to as evaporator tubes or Heizroh re, are an essential part of the evaporation area. In contrast, the cold water pipes 14 , which are also referred to as condenser pipes or cooling pipes, are an essential part of the condensation area. A plurality of hot water pipes 13 and cold water pipes 14 are provided, of which the cold water pipes 14 are installed in the device in the form of a tube bundle. When fresh water is extracted from the salt-containing sea water, the residue is a highly salt-containing liquid, which is referred to as brine and is collected in the collecting container 15 . With the help of a brine pump 22 , the brine is removed and pumped into the sea. A fresh water pump 23 pumps the fresh water collected in the collecting container 16 and leads it to the sea surface 1 , the associated line being attached to a float 28 . Heated cooling water is fed via a line 24 to the degas 5 , which cooling water has been heated during the condensation process and which is further heated in a heat exchanger 25 by warm sea water. This heated cooling water is degassed in the degasser 5 by spraying and by the vacuum 8 prevailing there, and then forms the substrate 10 . A first substrate pump 26 doses the exposure of the hot water pipes 13 to the substrate 10 . The substrate is dripped onto the hot water pipes and evaporated. A second substrate pump 27 causes the substrate 10 to circulate a number of times through the degasser 5 , in order to ensure the greatest possible degassing of the substrate. The gases pumped out by the vacuum pumps 7 and 17 and the fresh water pumped out by the fresh water feed pump 23 are led to the sea surface 1 . The associated lines are attached to the float 28 .

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie B-B aus Fig. 3, der durch das Aggregat 11 der Vorrichtung verläuft. Das Aggregat 11 ist in einem Außenrohr 29 untergebracht, in dem das Vakuum 18 erzeugt wird. Bei der Herstellung des Va kuums 18 dient ein Innenrohr 30 dem Absaugen der im Aggre gat 11 enthaltenen nicht kondensierten Stoffe. Die Warmwas serrohre 13 sind horizontal spiralig, die Kaltwasserrohre 14 vertikal im Rohr 29 angeordnet. Bei der Verdampfung ver hindert der Tropfenabscheider 12 das Übertreten von Salz wassertropfen in Richtung auf die Kaltwasserrohre 14. Zwi schen dem Tropfenabscheider 12 und dem Außenrohr 29 sind Füllkörper 39 angeordnet, auf die das Substrat herabtropfen kann und so länger im Verdampfungsbereich gehalten wird. FIG. 2 shows a cross section along the line BB from FIG. 3, which runs through the unit 11 of the device. The unit 11 is accommodated in an outer tube 29 in which the vacuum 18 is generated. In the manufacture of the vacuum 18 , an inner tube 30 is used to suck off the non-condensed substances contained in the unit 11 . The warm water pipes 13 are horizontally spiral, the cold water pipes 14 are arranged vertically in the pipe 29 . During evaporation, the droplet separator 12 prevents salt droplets from passing in the direction of the cold water pipes 14 . Filling 39 is arranged between the droplet separator 12 and the outer tube 29 , onto which the substrate can drip down and is thus held longer in the evaporation area.

In Fig. 3 ist ein Vertikalschnitt entlang der Linie A-A aus Fig. 2 dargestellt. Man kann die Vorrichtung in fünf Stockwerke einteilen. Dies sind von oben nach unten:
C: ein Dom 37,
D: im wesentlichen ein Entgaser 5,
E: im wesentlichen ein Aggregat 11, welches im zweiten Aus führungsbeispiel in Fig. 4 aus einem Verdampfer 54 und einem Kondensator 55 besteht,
F: im wesentlichen ein Kaltwasserentlüfter 38 und
G: im wesentlichen ein Schlauch 21. FIG. 3 shows a vertical section along the line AA from FIG. 2. The device can be divided into five floors. These are from top to bottom:
C: a cathedral 37 ,
D: essentially a degasser 5 ,
E: essentially an assembly 11 , which in the second exemplary embodiment in FIG. 4 consists of an evaporator 54 and a condenser 55 ,
F: essentially a cold water vent 38 and
G: essentially a hose 21 .

Dem Meer wird in einer Tiefe von mehreren 100 m bei einem Einlaß 45 kaltes Wasser entnommen und mit Hilfe der Kalt wasserpumpe 20 über den Schlauch 21 in einen Kaltwasser entlüfter 38 eingespeist. Außerdem ist ein Ausgang 43 vor gesehen, über den die in der Luftkammer 31 des Kaltwasser entlüfters 38 abgefangene Luft abgeführt wird. Das entlüftete kalte Wasser wird über die vertikal angeordneten Kaltwasserrohre 14 so im Gegenstrom geführt, daß die Kalt wasserrohre 14 eine nahezu konstante Temperatur aufweisen. Die Temperaturkonstanz wird dadurch erreicht, daß der Kalt wasserstrom mit Hilfe einer geregelten Pumpe 50 teilweise zurückgeführt wird, wodurch die Durchlaufgeschwindigkeit des Kaltwassers sich in den Kaltwasserrohren 14 erhöht und bei einem Durchlauf eine nur geringe Erwärmung des Kaltwas serstroms eintritt. Das nach mehreren Umläufen kontrolliert erwärmte Kaltwasser wird bei einem Auslaß 40 wieder an die Umgebung abgegeben. Warmes Meerwasser wird nahe der Meeres oberfläche dem Meer entnommen und bei einem Einlaß 41 mit Hilfe der Warmwasserpumpe 19 in das Aggregat 11 einge speist. Dort wird es durch die Warmwasserrohre 13 derart geführt, daß diese eine nahezu konstante Temperatur aufwei sen. Die Temperaturkonstanz wird dadurch erreicht, daß die Abmessungen der Warmwasserrohre 13 so gewählt werden, daß bei einem einmaligen Durchlauf eine nur geringe Abkühlung des warmen Wassers eintritt. Das nur wenig abgekühlte warme Wasser wird an einem Auslaß 42 wieder an die Umgebung abge geben. Die Vakuumpumpe 7 erzeugt im Entgaser 5 ein Vakuum 8. Das Vakuum 18 im Aggregat 11 wird mit Hilfe der Vakuum pumpe 17 erzeugt, wobei die nicht kondensierten Stoffe über das perforierte Innenrohr 30 abgesaugt werden.The sea is taken at a depth of several 100 m at an inlet 45 cold water and fed with the help of the cold water pump 20 via the hose 21 into a cold water vent 38 . In addition, an outlet 43 is seen in front of the air trapped in the air chamber 31 of the cold water vent 38 is discharged. The deaerated cold water is so guided over the vertically arranged cold water tubes 14 in counter-current in that the cold water pipes 14 have an approximately constant temperature. The constant temperature is achieved in that the cold water flow is partially returned with the aid of a regulated pump 50 , whereby the throughput speed of the cold water increases in the cold water pipes 14 and only one slight heating of the Kaltwas water flow occurs during one pass. The cold water, which is heated in a controlled manner after a number of circulations, is released to the environment again at an outlet 40 . Warm sea water is removed from the sea near the sea surface and fed into the unit 11 at an inlet 41 with the help of the hot water pump 19 . There it is guided through the hot water pipes 13 such that they have an almost constant temperature. The constant temperature is achieved in that the dimensions of the hot water pipes 13 are selected so that, with a single pass, only a slight cooling of the warm water occurs. The only slightly cooled warm water is given abge at an outlet 42 to the environment. The vacuum pump 7 creates a vacuum 8 in the degasser 5 . The vacuum 18 in the unit 11 is generated with the help of the vacuum pump 17 , the uncondensed substances being sucked off through the perforated inner tube 30 .

Das Substrat 10 wird gewonnen, indem mit Hilfe der Frisch wasserpumpe 52 erwärmtes Kühlwasser durch die Leitung 24 über den Wärmetauscher 25 geführt wird. Anschließend wird es im Entgaser 5 verdüst, wobei gelöste Luft entweicht, die über den Tropfenabscheider 6 geführt und von der Vakuumpum pe 7 abgepumpt wird. Zwischen dem Tropfenabscheider 6 und der Vakuumpumpe 7 ist eine Kühlfalle 32 angebracht, die mit kaltem Meerwasser gespeist wird und dieses nach Erwärmung über den Auslaß 40 wieder an die Umgebung abgibt. Die Kühlfalle 32 wird durch die bei der adiabatischen Entspan nung des Gases 47 entstehende Kälte zusätzlich gekühlt. Zur besseren Entlüftung des Substrats 10 wird dieses mit Hilfe der Pumpe 27 dem durch die Leitung 24 herangeführten er wärmten Kühlwasser zugemengt und wiederholt durch den Entgaser 5 geführt und verdüst. Der Wärmetauscher 25 wird mit Hilfe der Pumpe 51 mit Warmwasser versorgt und gibt sein abgekühltes Warmwasser über den Auslaß 40 an die Umge bung ab. Das fertige Substrat wird dann mit Hilfe der Sub stratpumpe 26 über den Wärmetauscher 25 in die Dosiervor richtung 9 gepumpt, von wo es durch Öffnungen in einem Bo den 33 abtropft (Tropfen 34) und über eine Anzahl von spi ralförmig angeordneten Warmwasserrohren geführt wird. Dabei verdampft ein Teil des Substrats 10. Der aufkonzentrierte Rest (Sole) wird in Form von Soletropfen 35 im Auffang behälter 15 für Sole aufgefangen und mit der Pumpe 22 über den Auslaß 42 in die Umgebung entlassen. Die Warmwasser rohre 13 sind mit Lamellen versehen, damit ein besserer Wärme-Übergang zum Substrat hin stattfindet. Die Kaltwas serrohre sind profiliert, damit ein möglichst guter Wärme- Übergang zum Kühlwasser hin stattfindet und das Süßwasser außen schneller abläuft. Der über den Tropfenabscheider 12 austretende Dampf schlägt sich auf den Kaltwasserrohren 14 als Süßwasser nieder. Das Süßwasser fließt auf den vertikal nach unten führenden Kaltwasserrohren 14 ab und wird im Auffangbehälter 16 für Süßwasser aufgefangen und mit der Pumpe 23 nach oben gepumpt, wo es im oberen Bereich 44 ei ner Süßwassersteigleitung 36 in einem Dom 37 zur Verfügung steht.The substrate 10 is obtained by using the fresh water pump 52 heated cooling water through the line 24 through the heat exchanger 25 . Then it is atomized in the degasser 5 , whereby dissolved air escapes, which is passed over the droplet separator 6 and pumped out by the vacuum pump 7 . Between the droplet separator 6 and the vacuum pump 7 , a cold trap 32 is attached, which is fed with cold sea water and releases it again after heating via the outlet 40 to the environment. The cold trap 32 is additionally cooled by the cold arising during the adiabatic expansion of the gas 47 . For better ventilation of the substrate 10 , this is mixed with the help of the pump 27 to the heated cooling water brought up through the line 24 and repeatedly passed through the degasser 5 and atomized. The heat exchanger 25 is supplied with the help of the pump 51 with hot water and delivers its cooled hot water via the outlet 40 to the environment. The finished substrate is then pumped by means of the sub strat pump 26 via the heat exchanger 25 into the Dosiervor direction 9 , from where it drips through openings in a Bo 33 (drops 34 ) and is guided over a number of spirally arranged hot water pipes. Part of the substrate 10 evaporates. The concentrated rest (brine) is collected in the form of brine drops 35 in the collecting tank 15 for brine and released with the pump 22 through the outlet 42 into the environment. The hot water pipes 13 are provided with fins so that a better heat transfer to the substrate takes place. The cold water pipes are profiled so that the best possible heat transfer to the cooling water takes place and the fresh water runs off faster outside. The steam emerging via the droplet separator 12 is deposited on the cold water pipes 14 as fresh water. The fresh water flows on the vertically downward leading cold water pipes 14 and is collected in the collecting tank 16 for fresh water and pumped up by the pump 23 , where it is in the upper area 44 of a fresh water riser 36 in a dome 37 .

Das in Fig. 4 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel ähnelt in vielen Punkten dem in Fig. 3 beschriebenen. Im Unterschied dazu ist das Aggregat 11 in einen Verdampfer 54 und einen Kondensator 55 aufgespalten. Zwischen Verdampfer 54 und Kondensator 55 ist eine Wärmepumpe 53 angeordnet. Durch die Wirkung der Wärmepumpe 53 entsteht ein höheres Vakuum im Verdampfer und ein niedrigeres Vakuum im Konden sator. Zur Gewinnung von elektrischem Strom kann anstelle der Wärmepumpe 53 ein Turbogenerator eingesetzt werden, der von dem Dampfstrom zwischen dem Verdampfer 54 und dem Kon densator 55 angetrieben wird. Steht industrielle Abwärme zur Erzeugung von warmem Wasser zur Verfügung, oder wird Wärme von der Sonne verwendet, so kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch an Land verwendet werden. Dabei entfallen Teile wie Anker 3, Schwimmer 28 und Höhenregelung 48. In einem solchen Fall ist das Heizwasser wertvoller als das Kühlwasser. Daher wird bei dem Verfahren der Warmwasser strom mit Hilfe einer geregelten Pumpe 49 teilweise zurückgeführt und die Abmessungen der Kaltwasserrohre 14 werden so gewählt, daß beim Durchlauf eine nur geringe Erwärmung des Kaltwasserstromes eintritt. Dadurch wird we niger Heizwasser als Kühlwasser verbraucht.The second exemplary embodiment shown in FIG. 4 is similar in many points to that described in FIG. 3. In contrast to this, the unit 11 is split into an evaporator 54 and a condenser 55 . A heat pump 53 is arranged between the evaporator 54 and the condenser 55 . The effect of the heat pump 53 creates a higher vacuum in the evaporator and a lower vacuum in the condenser. To generate electrical current, a turbogenerator can be used instead of the heat pump 53 , which is driven by the steam flow between the evaporator 54 and the condenser 55 . If industrial waste heat is available for producing warm water, or if heat from the sun is used, the device according to the invention can also be used on land. Parts such as anchor 3 , float 28 and height control 48 are omitted. In such a case, the heating water is more valuable than the cooling water. Therefore, in the process of hot water flow is partially returned with the help of a regulated pump 49 and the dimensions of the cold water pipes 14 are selected so that only a slight heating of the cold water flow occurs during the passage. This means that less heating water is consumed than cooling water.

Claims

1. A method for obtaining fresh water from sea water using a temperature difference between warm water and cold water, in which the sea water is degassed by negative pressure, the degassed sea water is led into an evaporation area in which it evaporates by negative pressure and by heating and the resulting steam condenses in a cool th condensation area, characterized in that warm water to support the evaporation are pumped into the evaporation area and cold water for cooling in the condensation area, the flow of warm water in the evaporation area and of cold water in the condensation area being regulated in this way that in the evaporation and in the condensation area is kept a nearly constant temperature.

2. The method according to claim 1, characterized, that the process is operated continuously.

3. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that a negative pressure of 10 to 100 hPa is set.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that different amounts of warm water for heating tion and cold water for cooling.

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that the degassed sea water from the heating and cooling water is performed separately.

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that as a starting material in the production of degassed Sea water heated deep water is used.

7. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that in the production of degassed sea water Degassing by spraying the starting material is supported.

8. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that by introducing packing the residence time of degassed sea water in the evaporation area increased becomes.

9. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that the degassing in a degassing room and the Evaporation take place in an evaporation room, whose vacuums are kept independent of each other.

10. Apparatus for obtaining fresh water from sea water using a temperature difference between war mem and cold water for carrying out the method according to one of claims 1 to 9, wherein the device before a degasser ( 5 ) for producing a degassed sea water substrate ( 10 ) has an evaporation area for evaporating the substrate and a condensation area for condensing the evaporated substrate, characterized in that
that the evaporation area contains horizontal hot water pipes ( 13 ),
that the condensation area contains vertical cold water pipes ( 14 ) and
that at least one regulated pump ( 20 , 50 ) is provided for the treatment of the flow of hot or cold water in the hot water pipes ( 13 ) or the cold water pipes ( 14 ).

11. The device according to claim 10, characterized in that the evaporation area and the condensation area are integrated in one unit ( 11 ).

12. The device according to one of claims 10 or 11, characterized in that the vertical cold water pipes ( 14 ) of the condensation region via a regulated pump ( 20 ) with a downward, in the region of cold deep water hose ( 21 ) is connected.

13. The device according to one of claims 11 or 12, characterized in that the unit ( 11 ) is arranged in a vertical, the outer pressure withstanding outer tube ( 29 ).

14. Device according to one of claims 11 to 13, characterized in that the unit ( 11 ) can be evacuated via an axially attached, perforated inner tube ( 30 ), in the middle of which a fresh water riser pipe ( 36 ) is arranged.

15. The device according to one of claims 10 to 14, characterized in that the hot water pipes ( 13 ) and the cold water pipes ( 14 ) between the outer tube ( 29 ) and the inner tube ( 30 ) are arranged.

16. The device according to one of claims 10 to 15, characterized in that a droplet separator ( 12 ) is attached between the hot water pipes ( 13 ) and the cold water pipes ( 14 ).

17. The device according to one of claims 11 to 15, characterized in that in the unit ( 11 ) between the outer tube ( 29 ) and the droplet separator ( 12 ) packing ( 39 ) are arranged.

18. Device according to one of claims 10 to 17, characterized in that the hot water pipes ( 13 ) are arranged spirally.

19. Device according to one of claims 10 to 18, characterized in that the hot water pipes ( 13 ) and the cold water pipes ( 14 ) are flowed through in opposite directions.

20. Device according to one of claims 10 to 19, characterized in that a metering device ( 9 ) for dropping substrate ( 10 ) on the hot water pipes ( 13 ) above these hot water pipes ( 13 ) is arranged.

21. Device according to one of claims 12 to 20, characterized in that the hose ( 21 ) is thermally insulated.

22. Device according to one of claims 12 to 21, characterized in that the hose ( 21 ) is provided at its lower end with a weight ( 46 ).

23. Device according to one of claims 10 to 22, characterized in that the degasser ( 5 ) is accommodated in a vertical outer tube ( 29 ) which withstands the external pressure.

24. Device according to one of claims 10 to 23, characterized in that the degasifier ( 5 ) is assigned a vacuum pump ( 7 ) and the evaporation region is associated with a further independent vacuum pump ( 17 ).

25. Device according to one of claims 10 to 24, characterized in that the degasser ( 5 ) is equipped with a heat exchanger ( 25 ), via which the mixture to be sprayed from the substrate and heated cooling water and the sub strate before it enters the metering device ( 9 ) run.

26. The device according to any one of claims 10 to 25, characterized in that the degasser (5) equipped with a droplet separator (6) and is provided a cold trap (32) between the drop separator (6) and the vacuum pump (7).

27. The apparatus according to claim 10, characterized in that the evaporator ( 54 ) and condenser ( 55 ) are formed separately from one another and are connected to one another via a heat pump ( 53 ).

28. The apparatus according to claim 10, characterized in that the evaporator ( 54 ) and condenser ( 55 ) are formed separately from one another and are connected to one another via a turbogenerator.