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Wie bekannt, siedet Wasser bei ca. 100°C;
je kleiner der Umgebungsdruck, desto früher kann das
Wasser sieden und verdampfen, weil der Widerstand der
Luft entfällt. Bei einem Vakuum (Restdruck) von ca. 40
mbar beträgt der Siedepunkt von Wasser nur mehr ca. 30°C.
Die Siedetemperatur spielt eine wichtige Rolle in der
Chemie; je niedriger sie ist , desto geringer ist die
Gefahr der Zersetzung vieler Produkte. Gleichzeitig
bleibt der Verkrustungseffekt sehr in Grenzen.
Eine robuste Wasserstrahlpumpe (7) zusammen mit einem
Venturi-Injektor (5) sorgen für den Vakuumaufbau.
Eine integrierte Wärmepumpe (1) (Kompressor und Kältemittel)
ist für die Produktion der notwendigen Wärme und Kälte
verantwortlich.
Der Kompressor (1) komprimiert ein Gasgemisch (Kältemittel).
Durch die Kompression erwärmt sich das Kältemittel und
erreicht eine Temperatur von ca. 70°C.
Das so verdichtete Gas wird in eine Serpentine bzw.
den Heizmantel der Siedekammer (2) gepumpt.
Diese Serpentine hat die Funktion eines Wärme- tauschers.
Da sie in die zu konzentrierende Flüs- sigkeit getaucht
ist, gibt sie fast die gesamte Wärme des verdichteten
Gases an die Lösung ab.
Die Lösung (Schmutzwasser) in der
Siedekammer (2) beginnt bei Erreichen der festgesetzten
Tempe- ratur und des Vakuums zu kochen. An dieser Stelle
haben wir den ersten Destillationseffekt - Wasser vom flüssigen
zum dampfförmigen Zustand.
Nach fast vollständiger
Abgabe der Wärme in der Siedekammer muß das Kältemittel
noch weiter gekühlt werden; Diese Aufgabe übernimmt der
luft- bzw. wassergekühlte Wärmetauscher (8).
Das Kältemittel wird nach Abgabe seiner Rest-
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wärme in
die Serpentine der Kondensationskammer (3) befördert und
durch ein Expansionsventil im Inneren der Kühlserpentine
verdampft.
Die Ausdehnung (Verdampfung) des Kältemittels „produziert“
aufgrund des umgekehrten Verdich- tungseffektes, Kälte.
Der Wasserdampf, der sich in der Siedekammer gebildet
hat, bewegt sich jetzt in dem kalten Bereich der
Kondensationskammer (3) und bei Berührung der kalten
Serpentinenoberfläche kondensiert er und verflüssigt
sich.
Vom Boden der Kondensationskammer (3) wird die Flüssigkeit
von der Venturidüse (5) (Vakuumkreis- lauf) angesaugt und
in den Destillatbehälter (4) befördert.
Der Vakuumkreislauf findet im Destillatbehälter
(4) statt und hat die zweifache Aufgabe, im Inneren der
Siedekammer ein Vakuum von ca. 30-40 mbar Restdruck und
gleichzeitig einen Druck von ca. 0,2 bar im Inneren des
Destillatbehälters (4) zu erzeugen, um den Austritt des
rückgewonnenen Destillats ohne den Einsatz einer
weiteren Pumpe zu ermöglichen.
Dieses Destillat wird entweder in den Prozess zu- rückgeführt
oder nach einer Endkontrolle in die Kanalisation
abgeleitet.
Über Zeit- oder Dichtemessung wird der
Konzentra- tionsgrad der Rückstände in der Siedekammer
festgestellt. Nach Prozessablauf ist es möglich das
Konzentrat automatisch durch eine Konzentratpum- pe (6)
oder manuell durch einen Auslaufhahn oder einer
Bodenklappe aus der Maschine zu entfernen.
Dieses Konzentrat wird entweder in den Prozess zurückgeführt
oder extern entsorgt.
Der Kältemittelkompressor (1) und sein Kreislauf ist
geschlossen und selbstschmierend. Seine Lebens- dauer
entspricht der einer normalen Klimaanlage oder Kühlschrank
oder, aufgrund des seltenen Ein- und Ausschaltens, noch länger.
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