Wassererzeugung durch kombinierte Verdunstungs- und Kondensationsstrategien, einschließlich sorptiver Trocknung und Verdunstungskühlung mit Salzwasser


• Einsatz von Flüssigtrockenmitteln zur Luftentfeuchtung und Luftkühlung in geschlossenen Gewächshäusern
• Methoden zur Regeneration von flüssigen Trockenmitteln unter Verwendung von Wärme aus dem Gewächshausprozess sowie externen Quellen wie Solar- oder Abwärme
• Methoden zur Verbesserung des thermischen und thermochemischen Speicherbetriebs
• Methoden zur verbesserten Wärmeabgabe an die Umgebung bei reduzierten Wasserverlusten

Die Optimierung der Energieeffizienz bei der Beheizung von Gewächshäusern mit thermochemischen Flüssigkeiten ist eines der wesentlichen Ziele in diesem Projekt. Auch für das mediterrane Klima kann die Gewächshausbeheizung in Zukunft eine große Rolle spielen, da die Produktion im Winter, wenn die Preise für Nutzpflanzen hoch sind, das interessanteste Marktsegment darstellt. Das Halten der Temperaturen über ~12° während 24 Stunden würde ein konstantes Wachstum ermöglichen und die Produktion und Rentabilität der kontrollierten Produktion in diesem Zeitraum deutlich verbessern.

Der Mittelmeerraum ist jedoch stark von Wasserknappheit betroffen. In vielen Regionen sind Grundwasservorräte bereits reduziert oder ausgeschöpft. In dieser Situation kann der Pflanzenanbau in Gewächshäusern auf Basis von Meerwasserentsalzung weitergeführt werden. Die Umkehrosmose, der Stand der Technik in diesem Segment, erfordert allerdings hohe Energieressourcen, die in Systemen, die auf Nnatürlichen Wasservorräten basieren, nicht benötigt werden. Wasserrückgewinnung und Entsalzungstechnologien auf der Basis von Solarressourcen könnten hierbei die Alternative sein. Gewächshäuser spielen in diesem Zusammenhang eine wichtige Rolle. Gewächshäuser tragen zum Wasserverbrauch bei. Sie können aber auch als eine spezielle Art von Solarkollektoren betrachtet werden, bei denen die Sonnenenergie für die Verdunstung von Salzwasser und für passive Kühlstrategien genutzt wird, wobei die Kälte der Nachtstunden für die kombinierte Wasserkondensation und das Recycling von Wasser verwendet wird.

Heute wird die Forschung zur Rückgewinnung von Bewässerungswasser und die integrierte Entsalzung innerhalb von Gewächshäusern, basierend auf Evapo-Kondensationsverfahren nur von einer kleinen Gruppe von Enthusiasten betrieben. Innerhalb dieser Gruppe arbeitet wiederum eine kleinere Gruppe an Verfahren unter Verwendung von thermochemischen Flüssigkeiten in offenen und geschlossenen Gewächshäusern. Der Hauptzweck ist die Reduzierung der Luftfeuchtigkeit und damit auch die Reduzierung des latenten Energiegehalts als Teil einer Kühlstrategie. Wärmeenergie, die durch den Phasenwechsel zwischen Luftfeuchtigkeit und Wasser freigesetzt wird, kann in den Sorptionsflüssigkeiten als thermische Energie gespeichert und zwischen Tag und Nacht eingelagert werden. Auf diese Weise kann Wärme aus dem Gewächshaus für die Regeneration der Trockenmittelflüssigkeit in der Nacht bereitgestellt werden, indem Wasser aus der Lösung zurück an die Luft verdampft. Dabei können die kühlen Nachttemperaturen für einen Kondensationsprozess genutzt werden und ermöglichen die Produktion von Süßwasser. Auch die Kälte wird während der Nacht gespeichert und kann für Kühlprozesse während der nächsten Tagesperiode genutzt werden.

Brackwasser mit geringerem Salzgehalt kann mit Kondenswasser gemischt und für Bewässerungszwecke verwendet werden. Wasser mit höherem Salzgehalt, insbesondere Meerwasser, kann innerhalb von Verdunstungselementen für die zusätzliche Luftkühlung verwendet werden, während die Luftfeuchtigkeit anschließend durch Kondensationsprozesse recycelt wird.