Wasser in Zentralafrika aus
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Wasser in Zentralafrika aus Der Luft - ohne Energieeinsatz ! Klingt recht kühn, diese Behauptung, aber es ist machbar. Sogar über der Sahara ist immer noch eine gewisse Menge Wasser in der Luft gespeichert / aufgelöst. Wenn man diese Luft abkühlt, so scheidet das Wasser aus. Voraussetzung: Die Wassermenge in der Luft muß noch groß genug sein, daß der „Taupunkt“ über den Gefrierpunkt liegt. Sonst friert die gewonnene Feuchtigkeit am Kühlaggregat fest. Nun braucht man dazu eine Kältemaschine. Aber woher nehme ich mitten in Afrika die Energie dazu her? Die ist im Überfluss vorhanden. Bevor man den Kältekompressor kannte, nutzte man bereits den Absorber, die Kältemaschine, die aus Wärme Kälte macht. Genaugenommen nutzt diese Maschine nicht nur Wärme, sondern ein Temperaturgefälle. Rechts ein Bild, der schematische Aufbau. In einem Kochbehälter befindet sich ein Gemisch aus Wasser und Ammoniak. Wird das Wasser erhitzt, so löst sich das Ammoniakgas unter hohem Druck aus dem Wasser. Dieser Vorgang ersetzt den Kompressor. Das Ammoniakgas verläßt den Behälter und wird in einem Kühlbehälter abgekühlt. Der hohe Druck bleibt erhalten und deßhalb wird das Ammoniak flüssig. Ein Reduzierventil setzt den Druck auf einen niedrigen Wert herab. Deßhalb muß das Ammoniak im nächsten Behälter, den Verdampfer, verdampfen. Dabei wird Kälte gebildet. Das Ammoniakgas wird weiter in den „Absorber“ geleitet. In diesem Behälter befindet sich Wasser, das nach dem Auskochen übrig blieb. Ammoniak löst sich in fast aggressiver Form im Wasser auf. Bei dem Vorgang wird Wärme frei. In vielen Physikbüchern ist der Teil der Darstellung nicht vollständig; dieser Behälter muß deßhalb ebenfalls gekühlt werden. Das muß auch deßhalb geschehen, weil das Wasser aus einem erhitzten Behälter nachströmt. Eine Drehschieberpumpe hält den Vorgang in Bewegung, das Wasser, dem sich Ammoniak wieder angeschlossen hat, wird in den Kocher gepumpt; Kreislauf geschlossen. Diese Darstellung entspricht einer Ausführung für beispielsweise einen Kühlschrank. Nun wollen wir aber in Afrika große Mengen Luft herunterkühlen. Was müssen wir verändern? Einen elektrischen Anschluß für die Heizung werden wir nicht vorfinden. Aber wir können mit einem Spiegel, der in einer Ebene einer Parabel angeglichen / gebogen ist, einen Kochbehälter erhitzen, der sich in dessen Brennlinie befindet. Wir fangen dabei die Wärmestrahlung der Sonne auf. Der Kochbehälter kann dabei starr installiert bleiben, auch wenn der Spiegel dem Lauf der Sonne dabei folgen muß. Es reicht, wenn sich der Spiegel um den Kochbehälter dreht; die Brennlinie bildet dann auch die Achse für diese Bewegung. Dann kann der Kochbehälter für das Wasser-Ammoniak-Gemisch starr installiert bleiben, flexible Verbindungen für Ammoniakgas unter hohen Druck sind immer noch etwas schwierig. Als Kühler kann ein Gebilde dienen, das wir von der Rückseite eines normalen Kühlschrankes kennen. Der Kühlschrank hat für die hin und hergebogene Rohrschleife ein deutlich dünneres Material. Mehrere Kühler in der Art könnte man so oder ähnlich zusammenmontieren. Man wird auch viel Kühlung brauchen, denn eine Absorber–Kältemaschine braucht etwa dreimal so viel Kühlung wie eine vergleichbare Kompressormaschine. In Anbetracht der Hypothese, daß wir die Kältemaschine in Afrika betreiben wollen müssen wir noch Bleche montieren, die die Hitzestrahlung der Sonne abhalten (Bild rechts) bis hin zur Anordnung (Bild ganz rechts). Die Restwärme wird dann immer noch 50 bis 60 ° betragen. Technisch machbar, die kritische Temperatur von Ammoniak beträgt 132,5°, da liegen wir deutlich darunter. Dennoch muß sich bei der Temperatur ein recht hoher Druck aufbauen. Es muß auch ein Restdruck am Absorber stehen bleiben, denn bei der Verdampfung vom Ammoniak soll keine Temperatur zum Einfrieren entstehen, sondern nur zum Kondensieren der Luftfeuchtigkeit (+1-2°). Je mehr Restdruck im Verdampfer und Absorber übrig ist, umso höher ist die Temperatur im Verdampfer. Der Absorber-Behälter könnte etwa aussehen wie im Bild links. Daran lassen sich Anschlüsse für weitere Rohre anbringen. Der Verdampfer für das Ammoniak befindet sich nicht in einem Kühlraum, sondern in einem Gebilde rechteckiger Kanäle, in dem die Luft abgekühlt wird. Die Kanäle stehen senkrecht, so daß Luftbewegungen wie Wind das Herunterfallen der abgekühlten und damit schwereren Luft nicht stören. Den Verdampfer könnte man auch Kondensator nennen, weil die Luftfeuchtigkeit dort kondensiert. Am unteren Ende kann man sie aufsammeln (Bild links unten). Auf Seite 1 war ein Parabolspiegel aufgeführt, der dem Lauf der Sonne folgen soll. Außerdem ist in der schematischen Darstellung ‚Kältemaschine Absorber’ eine Drehschieberpumpe aufgeführt, ebenfalls Seite 1 . Beide müssen angetrieben und ggf. gesteuert werden. Nun erwähnte ich eingangs indirekt, die dargestellte Anlage soll ohne fremden Energieeinsatz funktionieren. Wer pragmatisch denkt, wird sich sagen, der Aufwand ist minimal im Vergleich zur umgesetzten Wärmemenge, kann man hinnehmen. Wer es genau wissen will, auch dafür gibt es eine Lösung. In der Schema-Darstellung ‚Absorber’ befindet sich im Rohr zwischen Kühler und Verdampfer ein Reduzierventil. Anstelle dessen läßt sich eine kleine Turbine einbauen, die infolge des Druckabfalls Energie abgibt. Und – das ist nicht wenig, diese Energiemenge entstand bei der Erhitzung im Kocher, wurde zwar abgekühlt, aber ist im erheblichen Umfang physikalisch noch als Druck gespeichert. Diese Energiemenge übersteigt den Bedarf des aufgeführten Zwecks. Was wir hier in den Bildern sehen, sind Temperaturangaben, Taupunkte von den momentanen klimatischen Bedingungen. Zu finden ist es im Internet unter „Beobachtungen“ bzw. www.wetterzentrale.de/pics/Rafrmapd.html . Grundsätzlich kann also eine Anlage in der Art annähernd überall eingesetzt werden. Es gibt Bereiche, die werden schwierig sein, es gibt wenige Bereiche, die gehen nicht, weil der Taupunkt unter Null liegt. Man kann aber beobachten, daß diese Werte von Zeit zu Zeit variieren. Deßhalb folgere ich, daß zum größeren Teil es bei diesen Orten nur zeitweise nicht funktioniert, und Zeiten dabei sind die funktionieren können. Es bleiben sehr wenige Orte übrig, wo es fast immer nicht funktioniert. Rechts die Abbildung der kompletten Anlage. Absorber-Kältemaschinen sind zwar seltener, werden aber immer noch hergestellt. In kleinen Ausführungen werden sie in Hotelanlagen Kühlschränken mit Kältekompressor vorgezogen, weil sie keine Geräusche verursachen. Als Camping-Geräte gibt es sie in der Ausführung, daß sie nur mit Wärme angetrieben werden müssen. Auch hier ist der Antrieb der Pumpe nicht elektrisch. In der Ausführung sind solche Geräte sehr selten geworden. Aus der Anlage kann man, nachdem Wasser gewonnen wurde, die gewonnene Kälte nutzbringend anwenden, sie ist noch vorhanden. Manfred Binder
