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Patent Searching and Data


Title:
DEVICE FOR RECOVERING WATER FROM AMBIENT AIR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/203155
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device (1) for recovering water (2) from ambient air (3) having humidity, comprising at least one inlet (4), at least one outlet (7), an air channel (5) which connects the inlet (4) and the outlet (7) and which suctions the ambient air (3) via the inlet (4) and blows same out at the outlet (7), and a refrigeration machine (8), which has cooling surfaces (8a) in the air channel (5) and is designed to recover water (2) from the humidity of the suctioned ambient air (3) by drying same via the cooling surfaces (8a). A high degree of efficiency can be achieved by running the air channel (5) in an underground section (9) at least in the section upstream of the cooling surfaces (8a) of the refrigeration machine (8) in order to pre-cool the suctioned ambient air (3).

Inventors:
FUCHS WOLFGANG (AT)
Application Number:
PCT/AT2021/060117
Publication Date:
October 14, 2021
Filing Date:
April 06, 2021
Export Citation:
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Assignee:
FUCHS WOLFGANG (AT)
International Classes:
E03B3/28
Foreign References:
US20120174603A12012-07-12
US10495361B22019-12-03
DE19632272A11998-02-12
US20100005823A12010-01-14
CN106480932A2017-03-08
US20060101838A12006-05-18
CN108691332A2018-10-23
CN108130935A2018-06-08
Attorney, Agent or Firm:
JELL, Friedrich (AT)
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e:

1. Vorrichtung zur Gewinnung von Wasser (2) aus einer Umgebungsluft (3), die eine Luftfeuchtigkeit aufweist, mit mindestens einem Einlass (4), mit wenigstens ei nem Auslass (7), mit einer Einlass (4) und Auslass (7) verbindenden Luftführung (5), die die Umgebungsluft (3) über den Einlass (4) einsaugt und am Auslass (7) ausbläst, und mit einer Kältemaschine (8), die Kühlflächen (8a) in der Luftführung (5) aufweist und zur Gewinnung von Wasser (2) aus der Luftfeuchtigkeit der eingesaugten Umge bungsluft (3) durch deren Trocknung über die Kühlflächen (8a) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftführung (5) zumindest im Abschnitt vor den Kühlflächen (8a) der Kältemaschine (8) in einem Untergrund (9) zur Vorkühlung der eingesaugten Umgebungsluft (3) verläuft.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Luftführung (5) einen Rohrwärmetauscher (10) aufweist, der im Untergrund (9) eingebettet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft führung (5) im Wesentlichen im Untergrund (9) verläuft.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Ein- und/oder Auslass (3, 7) dem Untergrund (9) vorstehen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kältemaschine (8) ein Kühlregister (11 ) aufweist, das die Kühlflächen (8a) der Kältemaschine (8) ausbildet.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftführung (5) einen Kühlturm (12) aufweist, in dem die Kühlflächen (8a) der Käl temaschine (8) vorgesehen sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlturm (12) den Auslass (7) aufweist. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlturm (12, 12a) den Auslass (7, 7a) oberhalb des Untergrunds (9) aufweist oder dass der Kühlturm (12, 12b) den Auslass (7, 7b) in der Ebene des Untergrunds (9) aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, vorzugsweise in einem Kreis oder in mehreren konzentrischen Kreisen um den Kühlturm (12) angeordnete, Einlässe (4) vorgesehen sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass je ein Einlass (4) mit dem Kühlturm (12) über einen radial verlaufenden Luftweg (5a bis 5j) der zuei nander parallelen Luftwege (5a bis 5j) der Luftführung (5) verbunden ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftführung (5) mit einem, vorzugsweise stetigen, Gefälle zum Kühlturm (12) verläuft.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Rohrwärmetauscher (10) und Kühlturm (12) ein Ringraum (14) vorge sehen ist, der ein Auffangbecken für die kondensierte Luftfeuchtigkeit der angesaug ten Umgebungsluft (3) ausbildet.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftführung (5) Ventilatoren (6) aufweist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass außen um die Einlässe (4) herum ein, geschlossen umlaufender Wall (13) vor gesehen ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass Umgebungsluft (3) mit einer Temperatur von größer gleich 20, vorzugsweise 30, Grad Celsius über den Einlass (4) eingesaugt und/oder Umgebungsluft (3) mit einer Temperatur von kleiner gleich 10 Grad Celsius über den Auslass (7) ausgeblasen werden.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftführung (5) vor den Kühlflächen (8a) eine Rückschlagklappe (18) aufweist, die insbesondere nach dem Rohrwärmetauscher (10) vorgesehen sind.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb des Abschnitts der Luftführung (5) im Untergrund (9), insbesondere entlang des Rohrwärmetauschers (10), eine Drainage, insbesondere Auffangwanne, (19) für ein in den Untergrund (9) eingesickertes Wasser (16) vorgesehen ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass an den Einlass (4) eine Einlasskammer (20) in der Luftführung (5) anschließt, die eine Strömungsweiche (21 ) zum wahlweisen Verlängern der Länge des Ab schnitts vor den Kühlflächen (8a) der Kältemaschine (8) durch eine Verlängerung (22) im Untergrund (9) aufweist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1 ) eine im Untergrund (9) verlaufende Wasserleitung (24) auf weist, die vorzugsweise oberflächennah im Untergrund (9) vorgesehen ist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Kältemaschine (8) eine Hochtemperaturseite (802), einen Wärme-Strom- Wandler (806) und eine thermisch isolierte Kammer (812) aufweist, in welcher Kam mer (812) zumindest ein Teil der Hochtemperaturseite (802) und eine Warmseite (806) des Wärme-Strom -Wandlers (806) vorgesehen sind, und dass die Kaltseite (808) des Wärme-Strom -Wandlers (806) außerhalb der Kammer (812) vorgesehen ist.

Description:
Vorrichtung zur Gewinnung von Wasser aus einer Umgebungsluft

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Gewinnung von Wasser aus einer Umge bungsluft, die eine Luftfeuchtigkeit aufweist, mit mindestens einem Einlass, mit we nigstens einem Auslass, mit einer Einlass und Auslass verbindenden Luftführung, die die Umgebungsluft über den Einlass einsaugt und am Auslass ausbläst, und mit einer Kältemaschine, die Kühlflächen in der Luftführung aufweist und zur Gewinnung von Wasser aus der Luftfeuchtigkeit der eingesaugten Umgebungsluft durch deren Trock nung über die Kühlflächen ausgebildet ist.

Stand der Technik

Vorrichtungen zur Gewinnung von Wasser, insbesondere Trinkwasser, aus der Luft feuchtigkeit einer Umgebungsluft, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Diese Vorrichtungen saugen über einen Einlass Umgebungsluft an, trocknen diese mithilfe eines Kondensators eines Kältemittelkreislaufs, gewinnen dabei Wasser, und blasen diese getrocknete Umgebungsluft über einen Auslass aus. Nachteilig bedarf es für derartige Vorrichtung eines, vergleichsweise hohen Energiebedarfs, insbesondere für den Betrieb des Kältemittelkreislaufs. Zudem sind dieser Vorrichtungen vergleichs weise komplex aufgebaut und aufgrund der Größe in der Menge an erzeugtem Was ser beschränkt.

Darstellung der Erfindung

Die Erfindung hat sich ausgehend vom Eingangs geschilderten Stand der Technik die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung zu schaffen, die mit vermindertem Energiebedarf eine hohe Menge an Wasser aus einer Umgebungsluft gewinnen kann. Zudem soll die Vorrichtung einfach aufgebaut und daher kostengünstig in der Herstellung sein.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 .

Verläuft die Luftführung zumindest im Abschnitt vor den Kühlflächen der Kältema schine in einem Untergrund, kann diese Umgebungsluft vorgekühlt werden, was die Energieeffizienz der Vorrichtung erheblich erhöhen kann. Dies insbesondere durch eine verminderte Leistungsaufnahme des Kältemittelkreislaufs. Zudem ermöglicht die Benutzung des Untergrunds für die Aufnahme der Luftführung erhöhte Abmessung an der Vorrichtung, wodurch zeitlich gesehen erhöhtes Volumen an Umgebungsluft eingesaugt und damit die Produktionsmenge an Wasser gesteigert werden kann. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich daher nicht nur durch Energieeffizienz aus, sondern auch durch seine vergleichsweise hohe Kapazität in der Erzeugung von Wasser. Vorzugsweise weist die Kältemaschine einen Kältemittelkreislauf mit einem Kondensator auf, wobei der Kondensator die Kühlflächen ausbildet.

Die Energieeffizienz kann weiter verbessert werden, wenn die Luftführung einen Rohrwärmetauscher aufweist, der im Untergrund eingebettet ist.

Weitere Verbesserungen ergeben sich, wenn die Luftführung im Wesentlichen im Un tergrund verläuft.

Vorzugsweise steht Ein- und/oder Auslass dem Untergrund vor, um standfest Umge bungsluft einsaugen und ausblasen zu können.

Erhöhte Menge an Wasser kann der Umgebungsluft durch Kondensation entzogen werden, wenn die Kältemaschine ein Kühlregister aufweist, das die Kühlflächen der Kältemaschine ausbildet. Die Kondensationsleistung kann erhöht werden, wenn die Luftführung einen Kühlturm aufweist, in dem die Kühlflächen der Kältemaschine vorgesehen sind.

Eine kompakte Vorrichtung kann geschaffen werden, wenn der Kühlturm den Auslass aufweist.

Hierzu ist vorstellbar, dass der Kühlturm den Auslass oberhalb des Untergrunds auf weist. Damit kann über dem Untergrund die entfeuchtete Umgebungsluft ausgebla sen werden, und eine Art Luftpolster mit kalter Luft geschaffen werden.

Alternativ ist vorstellbar, dass der Kühlturm den Auslass in der Ebene des Unter grunds aufweist, um damit den Kühlturm in der Konstruktion weiter zu vereinfachen.

Eine kompakte und energieeffiziente Vorrichtung kann ermöglicht werden, wenn mehrere, Einlässe vorgesehen sind. Die Einlässe sind vorzugsweise in einem Kreis oder in mehreren konzentrischen Kreisen um den Kühlturm angeordnet.

Eine hohe Kühlleistung kann an die Umgebungsluft abgegeben werden, wenn je ein Einlass mit dem Kühlturm über einen radial verlaufenden Luftweg der zueinander pa rallelen Luftwege der Luftführung verbunden ist.

Kondensiertes Wasser kann zuverlässig gesammelt werden, wenn die Luftführung mit einem, vorzugsweise stetigen, Gefälle zum Kühlturm verläuft.

Die Leistung der Vorrichtung kann weiter gesteigert werden, wenn zwischen Rohr wärmetauscher und Kühlturm ein Ringraum vorgesehen ist, der ein Auffangbecken für kondensierte Luftfeuchtigkeit der angesaugten Umgebungsluft ausbildet.

Vorzugsweise weist die Luftführung Ventilatoren auf, um eine ausreichende Menge an Umgebungsluft einsaugen zu können. Ist zudem außen um die Einlässe herum ein, geschlossen umlaufender Wall vorge sehen, kann die ausgeblasene trockene und abgekühlte Umgebungsluft im Bereich der Vorrichtung gehalten werden. Dies begünstigt Bodenkondensation, Nebelbildung, Nieselregen etc., und in weitere Folge auch die Vegetation um die Vorrichtung, ins besondere im Bereich mit hohen Tagestemperaturen, beispielsweise in Wüsten.

Vorzugsweise wird Umgebungsluft mit einer Temperatur von größer gleich 20, vor zugsweise 30, Grad Celsius über den Einlass eingesaugt.

Vorzugsweise wird die Umgebungsluft mit einer Temperatur von kleiner gleich 10 Grad Celsius über den Auslass ausgeblasen.

Damit kann ein, vergleichsweise hoher Wirkungsgrad erreicht werden.

Vorzugsweise weist die Luftführung vor den Kühlflächen eine Rückschlagklappe auf. Damit kann die Umgebungsluft standfest vor den Kühlflächen vorgekühlt werden. Zu dem kann damit die Umgebungsluft standfest durch die Vorrichtung geführt werden.

Die Menge an gewonnenem Wasser kann erhöht werden, wenn unterhalb des Ab schnitts der Luftführung im Untergrund eine Drainage für ein in den Untergrund ein gesickertes Wasser vorgesehen ist. Vorzugsweise ist die als Auffangwanne ausge bildete Drainage entlang des Rohrwärmetauschers angeordnet.

Vorzugsweise schließt an den Einlass eine Einlasskammer in der Luftführung an schließt, die eine Strömungsweiche zum wahlweisen Verlängern der Länge des Ab schnitts vor den Kühlflächen der Kältemaschine durch eine Verlängerung im Unter grund aufweist. Damit kann die Umgebungsluft noch tiefer gekühlt und damit die Energieeffizienz der Vorrichtung weiter erhöht werden.

Die Vorrichtung kann eine im Untergrund verlaufende Wasserleitung aufweisen, die vorzugsweise oberflächennah im Untergrund vorgesehen ist. Damit kann der Unter grund rückgekühlt werden, was die Energieeffizienz der Vorrichtung weiter erhöht werden. Die Energieeffizienz der Vorrichtung kann weiter verbessert werden, wenn die Kälte maschine eine Hochtemperaturseite, einen Wärme-Strom-Wandler und eine ther misch isolierte Kammer aufweist, in welcher Kammer zumindest ein Teil der Hoch temperaturseite und eine Warmseite des Wärme-Strom -Wandlers vorgesehen sind, und dass die Kaltseite des Wärme-Strom -Wandlers außerhalb der Kammer vorgese hen ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

In den Zeichnungen ist beispielsweise der Erfindungsgegenstand anhand mehrerer

Ausführungsbeispiele näher dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht auf die Vorrichtung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1 ,

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung der Fig. 1 nach einem ersten Ausführungsbei spiel,

Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung der Fig. 1 mit einem zur Fig. 3 veränderten Kühl turm nach einem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig. 5 eine Darstellung zu den Rückschlagklappen der Fig. 1 ,

Fig. 6 eine schematische Darstellung der Kältemaschinen 8 der Figuren 3 und 4 und Figuren 7a und 7b eine vergrößerte Ansicht zu einer Einlasskammer der Fig. 1 .

Wege zur Ausführung der Erfindung

Nach den Figuren 1 und 2 ist eine Vorrichtung 1 zur Gewinnung von Wasser 2 aus einer Umgebungsluft 3, die Luftfeuchtigkeit aufweist, zu erkennen. Diese Vorrichtung 1 weist zum Ansaugen der Umgebungsluft 3 mehrere Einlässe 4 auf, die mit einer Luftführung 5 verbunden sind. Ventilatoren 6 in der Luftführung 5 sorgen für eine stär kere Strömung der Umgebungsluft 3 hin zum Auslass 7, über den die Umgebungsluft 3 ausgeblasen wird. Die Vorrichtung 1 weist zudem eine erste Kältemaschine 8 auf, die mit Kühlflächen 8a in der Luftführung 5. An den Kühlflächen 8a kondensiert die Luftfeuchtigkeit der eingesaugten Umgebungsluft 3. Damit wird Wasser 2 aus der Umgebungsluft 3 durch deren Trocknung gewonnen. Vorzugsweise basiert die Kältemaschine 8 auf einem Kältemittelkreislauf bzw. ist eine Kompressionskältemaschine.

Die Vorrichtung weist eine hohe Energieeffizienz auf, da die Luftführung 5 im Ab schnitt vor den Kühlflächen 8a der Kältemaschine 8 in einem Untergrund 9, was die eingesaugte Umgebungsluft 3 erheblich vorgekühlt. Dies insbesondere, weil vorzugs weise die Vorrichtung 1 in heißen Gebieten der Erde aufgestellt ist. Die eingesaugte Umgebungsluft weist in solchen Gebieten eine Temperatur von größer gleich 20 Grad Celsius auf. Durch diese Vorkühlung (über einen sogenannten Luft/Erdwärmetau scher) ist sohin mit weniger Kühlleistung für die Kältemaschine 8 der Umgebungsluft 3 Wasser 2 zu entziehen.

Eine ausreichend Vorkühlung der Umgebungsluft 3 wird erreicht, in dem die Luftfüh rung 5 einen Rohrwärmetauscher 10 aufweist. Der Rohrwärmetauscher 10 ist im Un tergrund 9 eingebettet und besteht aus parallelen geführten Rohren 10a.

Insbesondere kann in der Fig. 1 erkannt werden, dass die gesamte Luftführung 5 im Untergrund 9 verläuft. Nur Ein- und Auslass 4, 7 stehen diesem Untergrund 9 vor, was die Energieeffizienz der Vorrichtung 1 noch weiter verbessert.

Der Wirkungsgrad bei der Trocknung und Kühlung der Umgebungsluft 3 ist gesteigert, wenn die Kältemaschine 8 ein Kühlregister 11 aufweist, das die Kühlflächen 8a der Kältemaschine 8 ausbildet. Das Kühlregister 11 befindet sich in einem Kühlturm 12 in der Mitte der Vorrichtung 1. Zudem bildet der Kühlturm 12 auch den Auslass 7 der Vorrichtung 1 aus. Der Auslass 7 weist mehrere radial ausblasende Auslassöffnun gen auf, wie in Fig. 3 und 4 dargestellt. Bei dem nach Fig. 3 dargestellten Kühlturm 12, 12a nach einem ersten Ausführungs beispiel ist der Auslass 7, 7a mit seinen radial ausblasenden Auslassöffnungen ober halb des Untergrunds angeordnet.

Bei dem nach Fig. 4 dargestellten Kühlturm 12, 12b nach einem zweiten Ausführungs beispiel ist der Auslass 7, 7b mit seinen radial ausblasenden Auslassöffnungen in der Ebene des Untergrunds 9 angeordnet.

Beide Kühltürme 12, 12a, 12b sorgen für eine vorteilhafte Verteilung der entfeuchte ten Umgebungsluft 3 im Bereich der Vorrichtung 1 .

Nach Fig. 2 ist zudem zu erkennen, dass die Vorrichtung 1 mehrere im Kreis um den Auslass 7 angeordnete Einlässe 4 vorgesehen, aufweist. Die Luftführung 5 teilt sich in parallele Luftwege 5a bis 5j auf, die alle je von einem Einlass 4 zu einem gemein samen Auslass 7 radial verlaufen und eine sternförmige im Untergrund 9 vorgese hene Vorrichtung 1 ausbilden. In jedem Luftweg 5a bis 5j ist ein Rohrwärmetauscher 10 vorgesehen, wie in den Figuren zu erkennen.

Zudem verläuft die Luftführung 5 mit einem stetigen Gefälle zum Kühlturm 12, wobei zwischen Rohrwärmetauscher 10 (als ein Beispiel für einen Luft/Erdwärmetauscher) und Kühlturm 12 ein Ringraum 14 vorgesehen ist, der ein Auffangbecken für konden sierte Luftfeuchtigkeit der angesaugten Umgebungsluft 6 ausbildet. Das Kondens- wasser aus dem Ringraum 14 und auch das aus dem Kühlturm 12 aufgefangene Kondenswasser wird gegebenenfalls gereinigt und dann in einen Wassertank 15 ein gebracht.

Außen um die Einlässe 4 herum ist ein geschlossen umlaufender Wall 13 vorgese hen, um die ausgeblasene und gekühlte Umgebungsluft 6 im Bereich der Anlage zu halten.

Zudem wird die getrocknete Umgebungsluft 3 mit einer Temperatur von kleiner gleich 10 Grad Celsius über den Auslass 7 ins Freie ausgeblasen. Diese kalte Luft 3 sinkt auf den Boden und zwingt die darüber liegende heiße Umgebungsluft zur Kondensation (in Form von sich ausbildenden Nebel, Nieselregen). Der durch die Vorrichtung 1 gebildete Kaltluftpolster 17 wird durch den Wall 13 begrenzt und damit im Bereich der Vorrichtung 1 gehalten.

Die Niederschlagsmenge nimmt dabei vom Kühlturm 12 aus gesehen nach Außen ab. Die Durchmischung mit der heißen Luft erfolgt langsam und es entsteht dabei ein feiner Niederschlag, welcher zur Begrünung der Umgebung führt und in weiterer Folge eine landwirtschaftliche Nutzung des Gebietes ermöglicht.

Zudem sickert das dabei kondensierende Wasser 16 in den Untergrund 9 vor und kühlt die Luftführung 5 vor den Kühlflächen 8a der Kältemaschine 8 ab. Eine nicht näher dargestellte Drainage verwendet auch dieses in den Boden eingesickerte Was ser 16 und führt dieses nach Reinigung dem Wassertank 15 zu.

Vorzugsweise weist die Vorrichtung nach Fig. 1 Rückschlagklappen 18 auf, wie diese in Fig. 5 vergrößert dargestellt worden sind. Diese Rückschlagklappen 18 sind am Ende des Rohrwärmetauschers 10 an jedem seiner Rohre 10a vorgesehen und stel len die Strömungsrichtung der Umgebungsluft 3 durch die Vorrichtung 1 sicher. Diese beispielsweise als Doppelflügel ausgeführte Rückschlagklappe 18 weist zwei Flügel 18a, 18b auf die federgelagert verschiedenste Lagen einnehmen können.

Zudem kann in der Fig.1 und Fig. 4 erkannt werden, dass unterhalb des Abschnitts der Luftführung 5 im Untergrund 9 eine Auffangwanne 19 als Drainage für ein in den Untergrund 9 eingesickertes Wasser 16 vorgesehen ist. Diese Drainage erstreckt über die gesamte Länge des Rohrwärmetauschers 10. Zudem ist diese Drainage mit dem Ringraum 14 verbunden, um damit dort das eingesickerte Wasser 16 dem ge wonnenen Wasser 2 zuzuführen. Hierzu läuft die Auffangwanne 19 dem Ringraum 14 mit einem Gefälle zu. Vorzugsweise ist dies Auffangwanne 19 in 30 Meter Tiefe im Untergrund 9 vorgesehen.

Wie in der Fig. 1 erkannt werden kann, schließt der Einlass 4 an eine Einlasskammer 20 an. An diese Einlasskammer 20 schließt beispielsweise der Rohrwärmetauscher 10 an. Die Einlasskammer 20 weist einen Strömungsweiche 21 auf, um die eingesaugte Umgebungsluft 3 entweder in den Abschnitt, nämlich Rohrwärmetau scher 10, im Untergrund 9 (vgl. Fig. 1 oder Fig. 7a) oder in eine Verlängerung 22 im Untergrund 9 zu leiten (vgl. Fig. 7b). Damit kann die Länge des Abschnitts vor den Kühlflächen 8a der Kältemaschine 8 im Untergrund 9 verlängert werden. Je nach Be darf bzw. wahlweise kann damit die Vorkühlung der eingesaugten Umgebungsluft 3 erhöht werden.

Die Verlängerung 22 geht von der Einlasskammer 20 aus und mündet an deren Ende in dieser Einlasskammer 20 wieder ein. Nach Fig. 7b zwingt die Strömungsweiche 21 die Umgebungsluft zunächst in die Verlängerung 22 und dann über die Einlasskam mer 20 in den Rohrwärmetauscher 10. Die Strömungsweiche 21 ist konstruktiv ein fach als rotierbare Platte 21a ausgeführt wie in den Figuren 7a und 7b dargestellt. Die Strömungsweiche 21 kann alternativ oder zusätzlich zu einem Wärmetauscher 23 in der Einlasskammer 20, wie in Fig. 2 und 3 dargestellt, verwendet werden.

Die Drainage 19 befindet sich, wie in Fig. 1 dargestellt auch unterhalb der Verlänge rung 22.

Zudem weist die Vorrichtung eine oberflächennah im Untergrund 9 verlaufende mit Öffnungen versehene Wasserleitung 24 auf. Damit kann eine Rückkühlung des Un tergrunds 9 veranlasst werden. Die Wasserleitung 24 wird mit dem gewonnenen Was ser 2 versorgt, was nicht näher dargestellt worden ist. Damit kann das Erdreich mit kühlem Wasser zwischen den Einlässen 4 befeuchtet werden, was das durch die Vorrichtung 1 erwärmte Erdreich aktiv rückgekühlt. Das in den Untergrund abgege ben Wasser der Wasserleitung 24 wird von der Drainage 19 aufgefangen.

In Fig. 6 ist die Kältemaschine 8 näher dargestellt, die Kältemittelkreislauf 801 mit einer Hochtemperaturseite 802 und eine Niedrigtemperaturseite 803 aufweist. Die Hochtemperaturseite 802 umfasst einen Kondensator 804, welcher Wärme an die Umgebung abgibt, und die Niedrigtemperaturseite 803 einen Verdampfer 805, wel cher Wärme aus der Umgebung aufnimmt bzw. Kälte abgibt. Dem Verdampfer 805 sind die Kühlflächen 8a in der Luftführung 5 zugeordnet, an welchen Kühlflächen 8a die Luftfeuchtigkeit der eingesaugten Umgebungsluft 3 kondensiert. Ein Kompressor 809 im Kältemittelkreislauf 801 sorgt für die Zirkulation des Kältemit tels. Das durch die Verdichtung stark erwärmte Kältemittel wird danach dem Konden sator 804 der Hochtemperaturseite 802 zugeführt. Durch ein entsprechendes Expan sionsventil 811 kann das Kältemittel wieder expandieren und dabei stark abkühlen, woraufhin es durch den Verdampfer 805 strömt.

Zudem ist in dem Kältemittelkreislauf 801 ein als thermoelektrischer Generator aus gebildeter Wärme-Strom-Wandler 806 vorgesehen, der eine Warmseite 807 und eine Kaltseite 808 aufweist, um in Abhängigkeit der Temperaturdifferenz zwischen Warm- und Kaltseite 807, 808 elektrische Energie zu erzeugen. Die Warmseite 807 des Wärme-Strom-Wandlers 806 ist mit der Hochtemperaturseite 2 des Kältemittelkreis laufs 801 thermisch gekoppelt, wodurch dieser durch die Abwärme-Energie des Käl temittelkreislaufs 801 , insbesondere des Kondensators 804, gespeist wird. Die Kalt seite 808 des Wärme-Strom-Wandlers 806 ist wiederum mit einem kälteren Energie reservoir, wie etwa der Umgebungsluft, thermisch gekoppelt. Um eine möglichst effi ziente Speisung des Wärme-Strom-Wandlers 806 mit der Abwärme des Kondensa tors 804 zu erreichen, wird der Kondensator 804 - zumindest teilweise - in einer thermisch isolierten Kammer 812 vorgesehen. Die Warmseite 807 des Wärme-Strom- Wandlers 806 ist ebenso in der thermisch isolierten Kammer 812 vorgesehen - des sen Kaltseite 808 hingegen außerhalb der Kammer 812. Hierdurch kann ein kontrol lierter Abflussweg für die vom Kondensator 804 abgegebene Wärmeenergie über den Wärme-Strom-Wandler 806 geschaffen und dessen Effizienz sowie Leistung erhöht werden. Es ist zudem möglich, ebenso den Kompressor 809 innerhalb der thermisch isolierten Kammer 812 vorzusehen. Dabei ist es vorstellbar, den Netto-Energiever- brauch der Kältemaschine 8 deutlich zu senken und so die Energieeffizienz der Vor richtung 1 zu verbessern.

Die Erfindung kann beispielsweise Folgendes ermöglichen:

Umgebungsluft 4 mit 65 °C und 30 % relativer Luftfeuchtigkeit weist ca. 50 ml Was ser/m 3 auf. Das bedeutet bei 400 Millionen m 3 eingesaugter Luft/Tag - abgekühlt auf ca. 8 °C (Grad Celsius) durch Ausnützung des Untergrunds ca. 20 Millionen Liter Trinkwasser (Wasser) pro Tag. Weitere 280 Millionen Liter Trinkwasser werden über Sickerwasser durch Bodenkondensation mithilfe des Drainagesystems gewonnen. Dies, indem die gekühlte Umgebungsluft von der Vorrichtung ausgeblasen wird und damit der Taupunkt der wärmen Luft darüber in einem Radius bis ca. 800 m unter schritten wird.

Bei kühleren Gebieten (oder an kühleren Tagen/Nächten in Wüsten) bei beispiels weise einer Umgebungsluft 4 mit 20 °C und 30 % relativer Luftfeuchtigkeit weist diese ca. 5 ml Wasser/m3 auf. Das bedeutet bei 400 Millionen m 3 eingesaugter Luft/Tag - abgekühlt auf ca. 0 Grad Celsius - durch Ausnützung des Untergrunds ca. 2 Millionen Liter Trinkwasser pro Tag. Um eine tägliche Trinkwassermenge von 300 Millionen Liter zu erreichen (zu gewährleisten), werden weitere 298 Millionen Liter Trinkwasser über das Sickerwasser durch Bodenkondensation mithilfe des Drainagesystems ge wonnen. Dies, indem kalte Luft von der Vorrichtung ausgeblasen wird und damit der Taupunkt (bei diesen Außentemperaturen ca. 2 °C) der wärmeren Luft darüber über bis ca. 400 m Radius unterschritten wird.

Die Vorrichtung kann eine tägliche konstante Trinkwassermenge garantieren (300 Millionen Liter pro Tag), egal wo, ob es in diesem Wüstengebiet 65 °C oder nur 20 °C hat, denn beispielsweise kommt der Hauptteil des Wassers von der Bodenkondensa tion (Nebel und Nieselregen). Die Anlage wird Tag und Nacht in Betrieb sein und die tägliche Trinkwassermenge wird nicht von der Lufttemperatur abhängig sein (wie das bei existierenden Anlagen der Fall ist).

Bei höheren Temperaturen bzw. Außentemperaturen ist durch die Luftführung im Un tergrund mehr Ausbeute an Wasser. Bei niederen Außentemperaturen ist mehr Aus beute an Wasser durch das Drainagesystem. Die tägliche konstante Trinkwasser menge wird ausgeglichen/reguliert, in dem Wasserleitungen 24 der Vorrichtung we niger Wasser zu einer Bepflanzung beispielsweise Wald außerhalb des Walls leiten und somit mehr in den Boden sickern kann. An kühleren Tagen benötigt der Wald weniger Wasser - an heißeren Tagen benötigt der Wald mehr Wasser.

Das Wasser sickert zum Drainagesystem in beispielsweise 30 Meter Tiefe (dort wird dieses Wasser eingesammelt). Damit kühlt das Sickerwasser den erwärmten Unter grund zurück. Die Wärme wird über das drainierte Wasser in den Wassertank abge ben. Damit wird jedem Liter gewonnenen Wasser ca. 3-5 Grad Wärme hinzugefügt, wodurch pro Tag rund 400 Mio. m3 erhitzte Luft gekühlt und entfeuchtet werden kann. Zudem reduziert dies Abwärme der Kältemaschine.