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A Novel Type of Thermal Solar Water Disinfection Unit

Dietl, Jochen ; Engelbart, Hendryk ; Sielaff, Axel :
A Novel Type of Thermal Solar Water Disinfection Unit.
[Online-Edition: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/4460]
Darmstadt, Germany
[Report], (2015)

Offizielle URL: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/4460

Kurzbeschreibung (Abstract)

A novel type of solar thermal water disinfection unit is presented in this work. The system is safe and easy to use and can be built with basic tools and widely available materials. In the unit, water is disinfected by temperature increase up to the boiling point and output is controlled by the change in density. For employing the change in density to control the water output, a dimensioning procedure is suggested, giving the required height of the water reservoir, the heating section and the rising tube. Computational fluid dynamics simulations were performed to calculate the temperature increase in the rising tube, as it follows the temperature increase in the heated section. A model is presented to predict the water output and find a cost-effective configuration. For heating the water a simple flat plate absorber was designed and tested. With approximately 2 square meters of absorber area, up to 50 liters water output are expected per day in regions with high solar irradiation. The system was tested with contaminated water from the sewage and a reduction to zero coliform bacteria/100 ml was obtained. In order to promote the distribution of the system, a construction manual is in the design process.

Typ des Eintrags: Report
Erschienen: 2015
Autor(en): Dietl, Jochen ; Engelbart, Hendryk ; Sielaff, Axel
Titel: A Novel Type of Thermal Solar Water Disinfection Unit
Sprache: Englisch
Kurzbeschreibung (Abstract):

A novel type of solar thermal water disinfection unit is presented in this work. The system is safe and easy to use and can be built with basic tools and widely available materials. In the unit, water is disinfected by temperature increase up to the boiling point and output is controlled by the change in density. For employing the change in density to control the water output, a dimensioning procedure is suggested, giving the required height of the water reservoir, the heating section and the rising tube. Computational fluid dynamics simulations were performed to calculate the temperature increase in the rising tube, as it follows the temperature increase in the heated section. A model is presented to predict the water output and find a cost-effective configuration. For heating the water a simple flat plate absorber was designed and tested. With approximately 2 square meters of absorber area, up to 50 liters water output are expected per day in regions with high solar irradiation. The system was tested with contaminated water from the sewage and a reduction to zero coliform bacteria/100 ml was obtained. In order to promote the distribution of the system, a construction manual is in the design process.

Ort: Darmstadt, Germany
Freie Schlagworte: Thermal, Solar, Disinfection
Fachbereich(e)/-gebiet(e): Sonstige / Externe
Hinterlegungsdatum: 05 Apr 2015 19:55
Offizielle URL: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/4460
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-44609
Schlagworte in weiteren Sprachen:
Einzelne SchlagworteSprache
Thermische, Solare, WasserdesinfektionDeutsch
Alternatives oder übersetztes Abstract:
AbstractSprache
In dieser Arbeit wird eine neuartige Anlage zur solarthermischen Wasserdesinfektion vorgestellt. Das System ist sicher und einfach in der Anwendung und kann mit leicht erhältlichen Materialien und Werkzeugen hergestellt werden. Die Desinfektion erfolgt durch eine Temperaturerhöhung des Wassers bis zum Siedepunkt. Der Ausstoß wird über die Änderung der Dichte geregelt. Um die Dichteänderung zur Regelung des Ausstoßes verwenden zu können, wird eine Vorgehensweise zur Auslegung der Anlage vorgeschlagen, welche die notwendigen Dimensionen für Vorratsbehälter, Heizstrecke und Steigrohr liefert. Eine Strömungssimulation wurde durchgeführt zur Berechnung des Temperaturanstieges im Steigrohr, da dieser dem Temperaturanstieg in der Heizstrecke verzögert folgt. Außerdem wird ein Modell vorgestellt, mit dem der Wasserausstoß berechnet und die Anlage kostenoptimiert konfiguriert werden kann. Um das Wasser zu erwärmen, wurde ein einfacher Flachabsorber entworfen und getestet. Mit etwa zwei Quadratmetern Absorberfläche wird in Gebieten mit hoher solarer Einstrahlung ein Ausstoß von bis zu 50 Liter Wasser am Tag erwartet. Die Anlage wurde mit Abwasser getestet und eine ausreichende Reduktion der Kolibakterien erreicht. Um die Verbreitung der Technologie zu fördern, wird an der Erstellung einer Bauanleitung gearbeitet.Deutsch
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