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1. WO2016142075 - DESALINATION OF SALTWATER

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Beschreibung

Entsalzung von Salzwasser

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur wenigstens teilweisen Entsalzung von Salzwasser, insbesondere von Meerwasser.

Zur Entsalzung von Salzwasser gibt es eine Mehrzahl bekannter Verfahren, die typischerweise einen hohen Energiebedarf auf-weisen. Die am häufigsten angewandten Verfahren sind Umkehrosmose, Membrandestillation und Verfahren mittels einer mehrstufigen Entspannungsverdampfung. Weitere nach dem Stand der Technik bekannte Verfahren verwenden eine Elektrodialyse oder Gefrierverfahren. Die nach dem Stand der Technik bekannten Gefrierverfahren erfordern zusätzlich einen hohen Bedarf an Süßwasser, da das gebildete Eis mittels des Süßwassers vom Salzwasser getrennt und gereinigt werden muss. Weiterhin weisen Gefrierverfahren einen besonders hohen Energiebedarf auf.

Aus der nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung 10 2014

222557.4 ist ein Verfahren zur Entsalzung von Salzwasser bekannt, das energetisch vorteilhaft ist. Hierbei wird Salzwasser innerhalb eines Eisspeichers mittels einer Kältemaschine zu Eis gewandelt oder gefroren. Ein Nachteil des hierin ge-nannten Verfahrens ist, dass mit zunehmender Salzkonzentration des Salzwassers die Kristallisationstemperatur des Salzwassers sinkt, wodurch die Leistungszahl (engl. Coefficient of Performance; abgekürzt COP) der Kältemaschine reduziert wird, sodass sich die energetische Effizienz des Verfahrens nachteilig verringert.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein energetisch besonders effizientes Verfahren zur Entsalzung von Salzwasser bereitzustellen.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruches 1 gelöst. In den abhängigen Pa- tentansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung angegeben.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Entsalzung von Salzwasser umfasst die folgenden Schritte:

- Bereitstellen eines Eisspeichers, eines Kälteverbrauchers, eines außerhalb des Eisspeichers angeordneten

Wärmeübertragers und einer Kältemaschine;

- Einleitung des Salzwassers in den Wärmeübertrager;

- Kühlung des Wärmeübertragers mittels der Kältemaschine, sodass innerhalb des Wärmeübertragers eine wenigstens teilweise Wandlung des eingeleiteten Salzwassers zu Eis erfolgt;

- wenigstens teilweises Entfernen des Eises aus dem

Wärmeübertrager;

- Speicherung des entfernten Eises im Eisspeicher;

- Kühlung des Kälteverbrauchers mittels des Eisspeichers, sodass ein wenigstens teilweises Schmelzen des gespeicherten Eises zu einem Produktwasser erfolgt; und

- Ausleitung des Produktwassers aus dem Eisspeicher.

Erfindungsgemäß wird ein Gefrierverfahren zur Entsalzung von Salzwasser vorgeschlagen, bei dem ein Wärmeübertrager außerhalb des Eisspeichers angeordnet ist und bei dem das Salzwasser innerhalb des Wärmeübertragers wenigstens teilweise zu Eis gewandelt oder gefroren wird. Mit anderen Worten erfolgt innerhalb des Wärmeübertragers ein Phasenübergang des Salzwassers, wodurch sich der Aggregatzustand des Salzwassers von flüssig zu fest (Eis) ändert.

Erfindungsgemäß wird das Salzwasser außerhalb des Eisspeichers und innerhalb des Wärmeübertragers mittels der Kältemaschine wenigstens teilweise in Eis gewandelt. Hierzu kann die Kältemaschine mittels eines ersten Fluidkreislaufes mit dem Wärmeübertrager thermisch und/oder fluidisch gekoppelt sein.

Das gebildete Eis wird aus dem Wärmeübertrager ausgeleitet und im Eisspeicher gespeichert. Durch die Ausleitung des gebildeten Eises in den Eisspeicher kann erfindungsgemäß eine Verringerung der Leistungszahl der Kältemaschine reduziert oder bestenfalls verhindert werden. Das ist deshalb der Fall, da es aufgrund des Ausleitens des gebildeten Eises aus dem Wärmeübertrager nur zu einem geringen oder bestenfalls zu keinem Absenken der Kristallisationstemperatur des Salzwassers innerhalb des Wärmeübertragers kommt. Dadurch wird erfindungsgemäß die energetische Effizienz gegenüber nach dem Stand der Technik bekannten Verfahren zur Entsalzung von Salzwasser verbessert. Weiterhin können dadurch Betriebskos-ten verringert werden.

Erfindungsgemäß wird die zur Kristallisation des Salzwassers (Wandlung zu Eis) aufgebrachte Energie durch den Kälteverbraucher (Kältelast) wenigstens teilweise wieder verwendet. Die für die Kristallisation des Salzwassers durch die Kältemaschine aufgebrachte Energie geht folglich nur zu einem geringen Anteil verloren. Dadurch wird vorteilhafterweise die energetische Effizienz weiter verbessert.

Unter der Kühlung des Kälteverbrauchers ist hierbei die wenigstens teilweise Deckung des Bedarfes an Kälte des Kälteverbrauchers zu verstehen. Ein Bedarf an Kälte liegt dann vor, wenn wenigstens ein Element des Kälteverbrauchers gekühlt werden soll. Als Kälteverbraucher wird folglich eine mittels des Eisspeichers und/oder Eises zu kühlende Vorrichtung bezeichnet.

Der mit dem Eisspeicher thermisch gekoppelte Kälteverbraucher, beispielsweise mittels eines zweiten Fluidkreislaufes , wird durch das Eis im Eisspeicher gekühlt. Der Kälteverbraucher gibt hierbei thermische Energie (Wärme) an das Eis im Eisspeicher ab, beispielsweise über ein Fluid innerhalb des zweiten Fluidkreislaufes , wodurch das Eis im Eisspeicher wenigstens teilweise schmilzt. Das geschmolzene Eis wird dann erfindungsgemäß dem Eisspeicher als Produktwasser entnommen. Dadurch geht die für das Schmelzen des Eises benötigte Energie nicht verloren, sondern wird für eine Kältelast, das heißt für den Kälteverbraucher, bereitgestellt. Die Erfindung schafft folglich Synergien zwischen dem Betrieb eines Kälteverbrauchers, einer Entsalzung von Salzwasser und einer Verhinderung einer Reduzierung der Leistungszahl einer für die Entsalzung des Salzwassers vorgesehenen Kältemaschine.

Bevorzugt wird Meerwasser als Salzwasser verwendet.

Vorteilhafterweise ermöglicht das Verfahren eine energetische effiziente Entsalzung von Meerwasser. Dies ist insbesondere in Ländern von Vorteil, deren Süßwasser- oder Trinkwasserbedarf größtenteils durch Meerwasserentsalzungsanlagen gedeckt wird. Weiterhin ist Salzwasser in ausreichenden Mengen vorhanden .

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Produktwasser zur Erzeugung von Trinkwasser verwendet.

Dadurch wird vorteilhafterweise ein energetisch effizientes Verfahren zur Erzeugung von Trinkwasser bereitgestellt.

Besonders bevorzugt wird das Produktwasser direkt als Trinkwasser verwendet. Hierzu muss eine ausreichende Entsalzung des Produktwassers vorliegen. Typischerweise weist ein für den Menschen genießbares Trinkwasser eine Salzkonzentration von höchstens 3000 ppm auf. Durch die Verwendung des Produktwassers zur Erzeugung von Trinkwasser wird vorteilhafterweise der Betrieb eines Kälteverbrauchers mit der Trinkwassererzeugung als Salzwasser synergetisch kombiniert. Dies ist insbesondere in wüstenreichen und/oder wasserarmen Gebieten oder Ländern von Vorteil.

Es ist vorteilhaft das Produktwasser für die Trinkwassererzeugung eines Schiffes oder Bootes zu verwenden.

Vorteilhafterweise wird durch das Verfahren eine energetisch effiziente Trinkwasserversorgung auf einem Schiff oder Boot bereitgestellt. Hierbei umfasst das Schiff oder Boot vorteilhafterweise eine Entsalzungsanlage oder eine Meerwasserent- salzungsanalage, die zur Durchführung des Verfahrens geeignet ist. Besonders vorteilhaft ist, wenn der Kälteverbraucher eine Klimatisierungsanlage des Schiffes oder Bootes ist. Dadurch wird die für das Schmelzen des Eises innerhalb des Eis-Speichers benötigte Wärme durch die Klimatisierungsanlage des Schiffes bereitgestellt. Mit anderen Worten wird wenigstens ein Teilbereich des Schiffes oder Bootes, beispielsweise wenigstens ein Raum, durch das im Eisspeicher bei der Entsalzung des Salzwassers entstehende Eis über die Klimatisie-rungsanlage gekühlt.

Generell ist es von besonderem Vorteil eine Klimatisierungsanlage als Kälteverbraucher zu verwenden.

Dadurch werden vorteilhafterweise Synergien in den Ländern geschaffen, die einen hohen Bedarf an Energie zur Klimatisierung von Räumen, beispielsweise mittels einer Gebäudeklimatisierungsanlage, als auch zur Entsalzung von Meerwasser aufbringen. Beispielsweise kann die Erfindung in den Vereinigten Arabischen Emiraten und/oder in Singapur und weiteren Ländern von Vorteil sein. Das Verfahren kombiniert daher den Betrieb eines Kälteverbrauchers, insbesondere einer Klimatisierungsanlage, mit dem Bedarf an Produktwasser (wenigstens teilweise entsalztes Salzwasser, insbesondere Trinkwasser) .

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird ein Teil des Salzwassers, der innerhalb des

Wärmeübertragers nicht zu Eis gewandelt wurde, aus dem

Wärmeübertrager ausgeleitet und zum Vorkühlen des in den Wärmeübertrager einzuleitenden Salzwassers verwendet.

Vorteilhafterweise wird dadurch die zum Kühlen des Salzwassers bereits aufgebrachte Energie wieder zur Bildung von Eis verwendet. Dadurch wird die energetische Effizienz der Kälte-maschine sowie die energetische Effizienz des Verfahrens verbessert. Vorteilhafterweise werden weiterhin die Betriebskosten einer Entsalzungsanlage, die zur Durchführung des Verfahrens geeignet ist, reduziert.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird wenigstens einen Teil des Produktwassers zum Vorkühlen des in den Wärmeübertrager einzuleitenden Salzwassers verwendet.

Dadurch wird vorteilhafterweise die Kälte des Produktwassers genutzt. Als Nutzung der Kälte des Produktwassers wird die Verwendung des Produktwassers als Kühlmittel oder Kühlwasser bezeichnet. Mit anderen Worten wird das in den

Wärmeübertrager einzuleitende Salzwasser mittels des zurückgeführten Produktwassers vorgekühlt beziehungsweise gekühlt.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Produktwasser in den Wärmeübertrager zur weiteren Entsalzung zurückgeführt.

Mit anderen Worten wird das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kaskadiert durchgeführt. Das in den Wärmeübertrager eingeleitete Salzwasser wird durch die Entsalzung zu Produkt-wasser, wobei das Produktwasser dem Wärmeübertrager für eine weitere Entsalzung wieder zugeführt wird. Dadurch wird vorteilhafterweise die Salzkonzentration des Produktwassers durch eine wiederholte oder kaskadierte Entsalzung gemäß der vorliegenden Erfindung verringert.

Alternativ kann das Produktwasser in einen weiteren

Wärmeübertrager eingeleitet werden, der wiederum das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht. Mit anderen Worten werden mehrere Entsalzungsanlagen, die zur Durchfüh-rung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet sind, in Reihe geschaltet, wobei das Produktwasser einer vorhergehenden Entsalzungsanlage einer darauffolgenden Entsalzungsanlage als Salzwasser zugeführt wird. Auch eine parallele Schaltung von Entsalzungsanlagen ist denkbar.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt das Entfernen des Eises mittels einer Rüttelvorrichtung, einer Kratzvorrichtung und/oder eines Heizers.

Vorteilhafterweise wird der Wärmeübertrager mittels der genannten Vorrichtungen vom gebildeten Eis wenigstens teilweise befreit. Mit anderen Worten ermöglichen die genannten Vorrichtungen eine wenigstens teilweise Entfernung des Eises aus dem Wärmeübertrager. Hierbei kann der Heizer mit der Kältemaschine zusammen im ersten Fluidkreislauf integriert sein. Durch die Entfernung des Eises aus dem Wärmeübertrager kann eine Verringerung der Leistungszahl der Kältemaschine vorteilhafterweise reduziert oder bestenfalls verhindert werden.

Bevorzugt wird ein Arbeitsfluid der Kältemaschine zum

Wärmeübertrager geleitet.

Mit anderen Worten ist der Wärmeübertrager in einen Arbeitskreislauf der Kältemaschine vorteilhafterweise integriert. Das Arbeitsfluid der Kältemaschine kühlt daher direkt, beispielsweise über eine Mehrzahl von Rohren, den

Wärmeübertrager. Vorteilhafterweise wird dadurch eine energetisch effiziente thermische Kopplung zwischen der Kältemaschine und dem Wärmeübertrager ermöglicht.

Besonders bevorzugt ist der Wärmeübertrager als Rohrbündelwärmetauscher ausgebildet.

Hierbei ist eine Leitung des Arbeitsfluides der Kältemaschine durch einzelne Rohre des Rohrbündelwärmetauschers vorgesehen. Auch eine Leitung des Salzwassers durch Rohre des Rohrbündelwärmetauschers ist denkbar. Hierbei umströmt das Arbeitsfluid der Kältemaschine die vom Salzwasser durchströmten Rohre des Rohrbündelwärmetauschers. Vorteilhafterweise wird durch den Rohrbündelwärmetauscher die für die Wandlung des Salzwassers in Eis vorgesehene Oberfläche vergrößert. Weiterhin wird vorteilhafterweise die für die Übertragung der Kälte von der Kältemaschine auf den Wärmeübertrager vorgesehene Oberfläche vergrößert .

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird ein Wärmetauscher mit einer Mehrzahl von annähernd parallel zueinander angeordneten Platten als Wärmeübertrager verwendet, wobei die Platten mittels der Kältemaschine ge-kühlt werden und das Salzwasser wenigstens in einen Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Platten eingeleitet wird.

Dadurch ergibt sich eine besonders vorteilhafte Kühlung des in den Wärmeübertrager eingeleiteten Salzwassers und somit eine besonders energetische effiziente Wandlung des Salzwassers zu Eis. Weiterhin ermöglicht eine Mehrzahl von Platten eine phasenweise Wandlung des Salzwassers zu Eis. In einer ersten Phase wird auf wenigstens einer Oberfläche einer ersten Platte aus dem Salzwasser Eis gebildet. Auf einer Ober-fläche einer zweiten Platte kann phasenverschoben zur ersten Platte bereits vorher gebildetes Eis entfernt werden. Mit anderen Worten können mit einer Mehrzahl von Platten die Bildung von Eis und das Entfernen des Eises aus dem

Wärmeübertrager parallel erfolgen.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird eine Strömung des Salzwassers im Zwischenraum durch einen gegenüber der Schwerkraft vorliegenden Neigungswinkel der Platten und/oder einen Druckunterschied bewirkt.

Mit anderen Worten bilden die Platten für das Salzwasser eine schiefe Ebene aus, bei der die Strömungsgeschwindigkeit des Salzwassers vorteilhaft durch den Neigungswinkel der schiefen Ebene, das heißt der Platten, festgelegt wird.

Besonders bevorzugt wird die Strömungsgeschwindigkeit des Salzwassers im Zwischenraum mittels des Neigungswinkels und/oder mittels des Druckunterschiedes gesteuert oder geregelt.

Hierbei liegt zwischen einem Einleitungsbereich und einem Ausleitungsbereich des Salzwassers ein Druckunterschied vor. Vorteilhafterweise wird dadurch die Durchströmung des

Wärmeübertragers mit dem Salzwasser - vom Einleitungsbereich zum Ausleitungsbereich - mittels des Druckunterschiedes bewirkt, aufrechtgehalten, gesteuert und/oder geregelt.

Bevorzugt wird das Arbeitsfluid der Kältemaschine wenigstens teilweise durch die Platten geleitet.

Dadurch wird eine vorteilhafte thermische Kopplung zwischen dem Wärmeübertrager und der Kältemaschine ermöglicht.

Besonders bevorzugt wird die Durchströmung des Arbeitsfluides innerhalb der Platten gesteuert oder geregelt. Dadurch wird eine in Bezug auf das Arbeitsfluid verschiedene Durchströmung der Platten ermöglicht, sodass die Temperatur der Platten und somit ihre Kühlwirkung auf das eingeleitete Salzwasser ange-passt werden kann. Vorteilhafterweise kann dadurch die Bildung von Eis und das Entfernen des Eises aus dem

Wärmeübertrager in Bezug auf die Platten parallel erfolgen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung er geben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbei spielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen schematisiert :

Figur 1 eine Entsalzungsanlage zur Entsalzung von Salzwasser, wobei die Entsalzungsanlage einen Wärmeübertrager, eine Kältemaschine, einen Eisspeicher und einen Kälteverbraucher umfasst;

Figur 2 einen Wärmeübertrager mit einer Mehrzahl von Plat ten;

Figur 3 eine Ausgestaltung eines Wärmeübertragers, wobei der Wärmeübertrager als Rohrbündelwärmetauscher ausgebildet ist; und

Figur 4 einen weitere Ausgestaltung eines Wärmeübertragers.

Gleichartige oder äquivalente Elemente können in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen sein.

Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Entsal-zungsanlage, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. Die Entsalzungsanlage umfasst wenigstens einen Wärmeübertrager 7, eine Kältemaschine 9, einen Eisspeicher 3 und einen Kälteverbraucher 5 (Kältelast) . Insbesondere ist ein Heizer 13 vorgesehen. Die Entsalzungsanlage umfasst ferner einen ersten Fluidkreislauf 201, der zur Kühlung des Wärmeübertragers 7 mittels der Kältemaschine 9 vorgesehen ist und einen zweiten Fluidkreislauf 202, der die thermische Kopplung zwischen dem Eisspeicher 3 und dem Kälteverbraucher 5 ermöglicht.

Für den ersten Fluidkreislauf 201 sind eine erste Pumpe 17 sowie ein Ventil 21 vorgesehen. Die erste Pumpe 17 ermöglicht eine Zirkulation eines Arbeitsfluides der Kältemaschine 9 innerhalb des ersten Fluidkreislaufes 201. Das Ventil 21 ermög-licht eine bezüglich des Arbeitsfluides parallele Schaltung des Heizers 13 innerhalb des ersten Fluidkreislaufes 201.

Für den zweiten Fluidkreislauf 202 sind eine zweite Pumpe 19 und ein Expansionsventil 23 vorgesehen. Die zweite Pumpe 19 ermöglicht eine Zirkulation eines Kälteträgers vom Eisspeicher 3 zum Kälteverbraucher 5.

Die Entsalzungsanlage 1 umfasst eine Rüttelvorrichtung 27 und einen weiteren Wärmetauscher 15, der zur Vorkühlung vorgese-hen ist.

Der Wärmeübertrager 7 umfasst eine erste Platte 71 sowie eine zweite Platte 72. Die Platten 71, 72 sind hierbei annähernd parallel angeordnet. Innerhalb der Platten 71, 72 sind eine Mehrzahl von Rohren 75 vorgesehen, die im ersten Fluidkreislauf 201 integriert sind und vom Arbeitsfluid der Kältemaschine 9 durchströmt werden. Hierbei wird die Durchströmung der Rohre 75 mittels der ersten Pumpe 17 bewirkt. Der Heizer 13 ist im ersten Fluidkreislauf 201 integriert und bezüglich des ersten Fluidkreislaufes 201 parallel zur Kältemaschine 9 geschaltet. Hierbei ermöglicht der Heizer 13 ein Erwärmen der Platten 71, 72 des Wärmeübertragers 7.

Die Platten 71, 72 des Wärmeübertragers 7 weisen einen Neigungswinkel 105 zur am Ort der Entsalzungsanlage vorherrschenden Schwerkraft 107 auf. Mit anderen Worten bildet jede der Platten 71, 72 eine schiefe Ebene aus.

Gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt eine Einleitung - durch den Pfeil 100 verdeutlicht - von Salzwasser 1 in den Wärmeübertrager 7. Hierbei wird das Salzwasser 1 wenigstens in einen Zwischenraum 109 zwischen den Platten 71, 72 eingeleitet. Durch die Kühlung des Wärmeübertragers 7 mittels der Kältemaschine 9 wird das eingeleitete Salzwasser 1 wenigstens teilweise in Eis 11 innerhalb des Wärmeübertragers 7 gewandelt. Bevorzugt bildet sich das Eis 11 an Oberflächen der Platten 71, 72 des Wärmeübertragers 7 aus. Das im

Wärmeübertrager 7 nicht in Eis gewandelte Salzwasser 1 wird aus dem Wärmeübertrager 7 ausgeleitet - durch den Pfeil 101 verdeutlicht - und zum weiteren Wärmetauscher 15 geführt. Mittels des weiteren Wärmetauschers 15 wird das Salzwasser 1, vor seiner Einleitung in den Wärmeübertrager 7, mittels be-reits durch den Wärmeübertrager 7 abgekühlten Salzwassers 1 vorgekühlt. Dadurch wird vorteilhafterweise die energetische Effizienz des Verfahrens verbessert.

Nach Bildung des Eises 11 innerhalb des Wärmeübertragers 7 wird dieses von den Oberflächen der Platten 71, 72 beziehungsweise aus dem Wärmeübertrager 7 wenigstens teilweise entfernt. Die Entfernung des Eises 11 erfolgt mittels der Rüttelvorrichtung 27 und/oder mittels des Heizers 13. Das aus dem Wärmeübertrager 7 ausgeleitete Eis wird innerhalb des Eisspeichers 3 gespeichert. Durch den Kälteverbraucher 5 wird das im Eisspeicher 3 gespeicherte Eis zu Produktwasser 42 geschmolzen. Anschließend erfolgt eine Ausleitung - durch den Pfeil 103 verdeutlicht - des Produktwassers 42. Das Produkt- wasser 42 weist in Bezug auf das Salzwasser 1 eine geringere Salzkonzentration auf und kann, bei ausreichend geringer Salzkonzentration, als Trinkwasser verwendet werden. Weiterhin wird durch den Eisspeicher 3 Kälte bereitgestellt, die für den Kälteverbraucher 5, insbesondere für eine Klimatisierungsanlage, verwendet wird.

Die Entsalzungsanlage kann eine Umschaltvorrichtung 25 umfassen, die eine Schaltung zwischen einem ersten und einem zwei-ten Betriebszustand der Entsalzungsanlage ermöglicht. Im ersten Betriebszustand wird das Eis 11 innerhalb des

Wärmeübertragers 7 gebildet und das nicht in Eis gewandelte Salzwasser 1 - durch den Pfeil 101 verdeutlicht - ausgeleitet und zur Vorkühlung des in den Wärmeübertrager 7 einzuleiten-den Salzwassers 1 mittels des Wärmetauschers 15 verwendet.

Hat sich innerhalb des Wärmeübertragers 7 ausreichend Eis 11 gebildet, so erfolgt mittels der Umschaltvorrichtung 25 ein Umschalten in den zweiten Betriebszustand, bei dem das Eis 11 aus dem Wärmeübertrager 7 ausgeleitet und in den Eisspeicher 3 eingeleitet wird.

Weist das Salzwasser 1 beispielsweise 3,5 Massenprozent (Ma%) Salz (NaCl) auf, so entstehen bei einer Kühlung auf -21,1 °C in etwa 85 Massenprozent reines Wasser (Produktwasser 42) . Das restliche Salzwasser (15 Massenprozent konzentrierte Salzlösung) weist in etwa eine Salzkonzentration von 23,3 Massenprozent auf. Dieses aufkonzentrierte Salzwasser wird im Wärmetauscher 15 zur Vorkühlung des einzuleitenden Salzwassers 1 verwendet. Wird ein Salzwasser 1 mit einer Salzkon-zentration von etwa 8 Massenprozent in den Wärmeübertrager 7 eingeleitet (Totes Meer) , so entstehen immer noch maximal in etwa 65 Massenprozent reines Wasser (Produktwasser 42).

Figur 2 zeigte eine Ausgestaltung des Wärmeübertragers 7, mit einer ersten Platte 71, einer zweiten Platte 72, einer dritten Platte 73 und einer vierten Platte 74. Die Platten

71,..., 74 des Wärmeübertragers 7 sind annähernd parallel angeordnet und weisen zur Schwerkraft 107 einen Neigungswinkel 105 auf. Durch den Neigungswinkel 105 wird eine Durchströmung eines Zwischenraumes 109 mit Salzwasser 1 ermöglicht. Mit anderen Worten wird die Durchströmung des Wärmeübertragers 7 mit Salzwasser 1 durch die Schwerkraft 107 bewirkt.

Ein Vorteil der in Figur 2 gezeigten Ausgestaltung des

Wärmeübertragers 7 ist, dass das Bilden von Eis 11 aus dem Salzwasser 1 und das Entfernen des Eises 11 aus dem

Wärmeübertrager 7 phasenweise erfolgen kann. Beispielsweise wird eine Oberfläche der ersten, zweiten und dritten Platte 71, ...,73 vom Salzwasser 1 überströmt, sodass die Bildung von Eis 11 auf den genannten Oberflächen erfolgt. Die vierte Platte 74 wird hingegen von bereits vorher gebildetem Eis 11 befreit. Weiterhin wird durch die Mehrzahl von Platten

71,..., 74 die für die Bildung von Eis 11 zur Verfügung stehende Gesamtoberfläche, welche durch die Summe der oben genannten Oberflächen der Platten 71,..., 74 gebildet wird, vergrößert.

Figur 3 zeigt eine weitere Ausgestaltung des Wärmeübertragers 7. Gemäß der dargestellten Ausgestaltung wird eine

Durchströmung des Wärmeübertrages 7 mit Salzwasser 1 durch einen Druckunterschied bewirkt. Hierbei ergibt sich der

Druckunterschied zwischen einem ersten Ende 81 und einem zweiten Ende 82 des Wärmeübertragers 7. Das erste Ende 81 entspricht einem Einleitungsbereich des Salzwassers 1. Das zweite Ende 82 entspricht einem Ausleitungsbereich des nicht in Eis gewandelten Salzwassers 1.

Der Wärmeübertrager 7 weist in Figur 3 eine Mehrzahl von Roh-ren 75 auf, wobei die Rohre 75 über den ersten Fluidkreislauf 201 mit der Kältemaschine 9 thermisch und fluidisch gekoppelt sind. Das Arbeitsfluid der Kältemaschine 9 durchströmt hierbei direkt die Rohre 75 des Wärmeübertragers 7. Mit anderen Worten ist der Wärmeübertrager 7 als Rohrbündelwärmetauscher ausgebildet. Das die Rohre 75 durchströmende Arbeitsfluid der Kältemaschine 9 kühlt das Salzwasser 1, welches den

Wärmeübertrager 7 innerhalb eines Bereiches 77 durchströmt, wodurch sich Eis 11 an einer äußeren Oberfläche der Rohre 75 ausbildet. Das Eis 11 kann anschließend, beispielsweise mittels des Heizers 13, der die Rohre 75 erwärmt, entfernt werden. Anschließend wird das entfernte Eis 11 innerhalb des Eisspeichers 3 gespeichert. Hierbei kann das Eis 11 bereits wenigstens teilweise durch die Erwärmung mittels des Heizers 13 geschmolzen sein.

Figur 4 zeigt eine zu Figur 3 alternative Ausgestaltung des Wärmeübertragers 7. Wiederum ist der Wärmeübertrager 7 als Rohrbündelwärmetauscher ausgebildet. Ferner liegt zwischen einem ersten Ende 81 und einem zweiten Ende 82 ein Druckunterschied vor, der die Durchströmung des Wärmeübertragers 7 mit Salzwasser 1 ermöglicht.

Der Wärmeübertrager 7 weist eine Mehrzahl von Rohren 76 auf. Hierbei sind die Rohre 76 innerhalb eines Bereiches 77 annähernd regelmäßig angeordnet. Der Bereich 77, der fluidisch vom Inneren der Rohre 76 getrennt ist, wird von dem Arbeits-fluid der Kältemaschine 9 durchströmt. Innerhalb der Rohre 76 durchströmt das Salzwasser 1 den Wärmeübertrager 7. Durch die Kühlung der Rohre 76 mittels des Arbeitsfluides , welches den Bereich 77 des Wärmeübertragers 7 durchströmt, erfolgt eine teilweise Wandlung des Salzwassers 1 innerhalb der Rohre 76 zu Eis 11. Mit anderen Worten schlägt sich Eis 11 auf einer inneren Oberfläche der Rohre 76 nieder. Das derart gebildete Eis 11 wird wiederum, beispielsweise mittels des Heizers 13, von der inneren Oberfläche der Rohre 76 entfernt und dem Eisspeicher 3 zugeführt.

Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt oder andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.