Научная статья на тему 'ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫЕ УСТАНОВКИ ОПРЕСНЕНИЯ МИНЕРАЛИЗОВАННОЙ ВОДЫ'

ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫЕ УСТАНОВКИ ОПРЕСНЕНИЯ МИНЕРАЛИЗОВАННОЙ ВОДЫ Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
79
22
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
УСТАНОВКА / PLANT / СПОСОБ ОПРЕСНЕНИЯ ВОДЫ / DESALINATION METHOD / ТЕПЛОВОЙ НАСОС / HEAT PUMP / УВЛАЖНЕНИЕ И ОСУШКА ВОЗДУХА / ВАКУУМНЫЕ УСТАНОВКИ / VACUUM SYSTEMS / ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЗАТРАТ ЭНЕРГИИ / ENERGY CONSUMPTION EFFICIENCY / HUMIDIFYING AND DEHUMIDIFYING AIR

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Гриценко Александр Николаевич, Стрекалов Сергей Дмитриевич

В статье приведен обзор некоторых известных способов опреснения минерализованных вод и анализ их энергетической эффективности. Предложены две схемы энергоэффективных установок для опреснения минерализованной воды с использованием теплового насоса. Рассматриваются состав оборудования предложенных установок и параметры их эксплуатации, приводится пример конкретного температурного режима и расчёт баланса тепловых потоков. Производится оценка и сравнение эффективности предлагаемых установок по теоретическим и практическим методикам. Обсуждается возможность регулирования температурного режима эксплуатации установки и её элементов, приводятся графики изменения энергетических показателей. Сделаны выводы о применении установок, в том числе на базе альтернативных источников энергии.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Гриценко Александр Николаевич, Стрекалов Сергей Дмитриевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Energy-Efficient Desalination Plants of Mineralized Water

The article is a review of the known methods of mineralized water desalination and the analysis of their energy efficiency. Furthermore, this article proposes two schemes of the energy-efficient desalination plants using the heat pump, and considers equipment parameters and composition plants during their operation. There is an example of specific temperature conditions of the plants and calculation of heat flow balance. Moreover the article evaluates and compares the effectiveness of the proposed facilities for theoretical and practical methods; discusses the temperature operation plant control and its elements, there are the graphs of energy indicators as well. The article concludes that the application of these plants is effective, including on the alternative energy sources.

Текст научной работы на тему «ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫЕ УСТАНОВКИ ОПРЕСНЕНИЯ МИНЕРАЛИЗОВАННОЙ ВОДЫ»

The article has entered in publishing office 13.04.15. Ed. reg. No. 2224

Статья поступила в редакцию 13.04.15. Ред. per. № 2224 УДК: 697.94

ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫЕ УСТАНОВКИ ОПРЕСНЕНИЯ МИНЕРАЛИЗОВАННОЙ ВОДЫ

А.Н. Гриценко1, С.Д. Стрекалое2

1 Филиал ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский университет «МЭИ» РФ 404110, Волгоградская обл., г. Волжский, пр. Ленина, 69 тел.: +7 (8443) 21-01-60; факс (8443) 21-01-66; e-mail: [email protected] 2ФГБОУ ВПО Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет (ВолгГАСУ) РФ 400074, г. Волгоград, ул. Академическая, 1 тел.: +7 (8442) 96-98-26; факс (8442) 97-49-33; e-mail: [email protected]

doi: 10.15518/isjaee.2015.07.009

Заключение совета рецензентов: 17.04.15 Заключение совета экспертов: 24.04.15 Принято к публикации: 05.05.15

В статье приведен обзор некоторых известных способов опреснения минерализованных вод и анализ их энергетической эффективности. Предложены две схемы энергоэффективных установок для опреснения минерализованной воды с использованием теплового насоса. Рассматриваются состав оборудования предложенных установок и параметры их эксплуатации, приводится пример конкретного температурного режима и расчёт баланса тепловых потоков. Производится оценка и сравнение эффективности предлагаемых устано-вок по теоретическим и практическим методикам. Обсуждается возможность регулирования температурного режима эксплуатации установки и её элементов, приводятся графики изменения энергетических показателей. Сделаны выводы о применении установок, в том числе на базе альтернативных источников энергии.

Ключевые слова: установка, способ опреснения воды, тепловой насос, увлажнение и осушка воздуха, вакуумные установки, эффективность затрат энергии.

ENERGY-EFFICIENT DESALINATION PLANTS OF MINERALIZED WATER

1 2 A.N. Gritsenko , S.D. Strekalov

1The branch of the National Research University of Moscow Power Engineering Institute (MPEI) 69 Lenin Avenue, Volzhsky, Volgograd Region, 404110 Russian Federation ph.: 8 (8443) 21-01-60; fax: (8443) 21-01-66; e-mail: [email protected] 2Volgograd State University of Architecture and Civil Engineering (VSUACE)

1 Academicheskaya, Volgograd, 400074 Russian Federation ph.: +7 (8442) 96-98-26; fax: (8442) 97-49-33; e-mail: [email protected]

Referred 17 April 2015 Received in revised form 24 April 2015 Accepted 05 May 2015

The article is a review of the known methods of mineralized water desalination and the analysis of their energy efficiency. Furthermore, this article proposes two schemes of the energy-efficient desalination plants using the heat pump, and considers equipment parameters and composition plants during their operation. There is an example of specific temperature conditions of the plants and calculation of heat flow balance. Moreover the article evaluates and compares the effectiveness of the proposed facilities for theoretical and practical methods; discusses the temperature operation plant control and its elements, there are the graphs of energy indicators as well. The article concludes that the application of these plants is effective, including on the alternative energy sources.

Keywords: efficiency.

plant, desalination method, a heat pump, humidifying and dehumidifying air, vacuum systems, energy consumption

Сергей Дмитриевич

Стрекалов Sergey D.Strekalov

Сведения об авторе: д-р техн. наук, профессор кафедры «Безопасность жизне-деятельности в техносфере» ФГБОУ ВПО Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета (ВолгГАСУ); факультет инженерных систем и техносферной безопасности; лауреат премии правительства РФ в области науки и техники.

Образование: Волгоградский сельскохозяйственный институт, факультет механизации сельского хозяйства (1970—1975). Специальность «Инженер-механик».

Область научных интересов: волновые процессы, возобновляемые и нетрадиционные источники энергии, волновые ветродвигатели, исследование взаимодействия потока с крылом методом одномерных упругих нитей.

Публикации: 120, в том числе 5 монографий, 49 изобретений и патентов.

Information about the author: DSc

(engineering), Professor of the Health and Safety in the Technosphere Department of Engineering Systems and Technosphere Safety Faculty; Volgograd State University of Architecture and Civil Engineering; winner of the Government of the Russian Federation in the field of science and technology.

Education: Volgograd Agricultural Institute (1970-1975); Faculty of Agricultural Mechanization. "Mechanical Engineer" specialty.

Research area: wave processes, renewable and alternative energy sources, wind turbines wave, the study of interaction of the flow with a wing by one-dimensional elastic yarns.

Publications: 120, including 5 monographs, 49 inventions and patents.

Александр Николаевич

Гриценко Alexandr N. Gritsenko

Сведения об авторе: канд. техн. наук, доцент кафедры «Промышленная тепло-энергетика» филиала ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский университет (МЭИ)» в г. Волжском.

Образование: Ташкентский политехнический институт (ТашПИ), механический факультет (1975—1980); специальность «Холодильные и компрессорные машины и установки (ХКМиУ)».

Область научных интересов: термодинамические процессы, энергосбережение, возобновляемые источники энергии.

Публикации: 62, из них 12 изобретений.

Information about the author: PhD., associate professor of "Industrial Power" Department of the branch of National Research University (MPEI) in Volzhsky.

Education: Tashkent Polytechnic Institute (TashPI) (1975-1980), Mechanical Department. "Refrigeration and Compressor Machinery" specialty.

Research area: thermodynamic processes, energy efficiency, renewable energy.

Publications: 62, including 12 inventions.

M, луV.

- с -

'ДО

с о

Введение

В условиях с ограниченными природными ресурсами пресной воды, для промышленных районов с жарким и сухим климатом, судов дальнего плавания вопрос опреснения морских, сточных и минерализованных вод является весьма актуальным. Современное наращивание мощностей промышленной индустрии определяет возросшую потребность в энергетических ресурсах и пресной воде. Высокие требования к качеству питательной воды на ТЭЦ и котельных определяют наличие её специальной физико-химической подготовки. Необходимость сохранения окружающей среды и энергосбережения на предприятиях определяет актуальность создания замкнутых оборотных циклов и эффективных способов производства, утилизации вторичных и загрязнённых вод.

В зарубежной и отечественной практике для получения пресной воды нашли широкое применение установки с парокомпрессионными и струйными аппаратами [1]. Так, например, французской фирмой

«8ГОБМ» в ОАЭ современная опреснительная установка, производительностью 5 000 м3/сутки, выполнена на базе горизонтально-трубных плёночных испарителей, оборудованных пароструйными компрессорами [2]. В российской теплоэнергетике применяются многоступенчатые испарительные установки (МИУ) на базе вертикально-трубных испарителей, работающие в условиях повышенных давлений, а в области опреснения морских, солоноватых вод - работающие в условиях вакуума дистилляци-онные опреснительные установки (ДОУ).

Теоретическая часть

Анализ эксплуатации термодистилляционных установок в России и странах СНГ изложен в обзорных статьях [3, 4]. Бесспорным преимуществом рассматриваемых установок является получение пресной воды высокого качества. Однако фазовая теплота парообразования воды в испарительно-конденсационных процессах в данных установках оказывает существенное влияние на затраты энергии

N

для получения единицы массы дистиллята. Решить вопрос о существенном снижении энергопотребления в данных типах установок затруднительно во всём возможном диапазоне давлений рабочего тела.

К рассмотрению предлагается две установки энергетически эффективного опреснения воды, функционирующие на базе теплового насоса. Его применение направлено на обеспечение регенерации теплоты испарительно-конденсационных процессов воды при получении дистиллята.

Описание установки 1

Принципиальная схема и состав опреснительной установки 1 показаны на рисунке 1.

В оборудование установки включается пароком-прессионный одноступенчатый тепловой насос (ТН); колонна увлажнения воздуха (КУВ); колонна осушки воздуха (КОВ); два накопительных ресивера: один для минерализованной (солёной), другой для пресной воды (РСВ) и (РПВ); питательные насосы ПН-1 и ПН-2; воздуходувка с регулируемой производительностью; трубопроводы и запорная арматура. Всё оборудование установки образует четыре функциональных контура: контур теплового насоса (ТН), контур циркуляции паровоздушной смеси, отдельные контуры циркуляции минерализованной и пресной воды.

Работа установки

Влажный нагретый воздух

КУВ

111

50-60°С

т

РМВ

КД

U

Блок теплового насоса

ПН-1

М

Т

ж

Пресная вода к потребителю

ПН-2

Воздуходувка

Сухой холодный воздух

Сброс

Подпитка

Рис. 1. Принципиальная схема опреснительной установки 1: КМ - компрессор; КД - конденсатор ТН; РТН - регенератор ТН; Ис - испаритель ТН; Др - дроссельный вентиль;

КУВ - колонна увлажнения воздуха; КОВ - колонна осушки воздуха; РМВ - ресивер минерал. воды; ПН-1 - питательный насос минерал. воды; РПВ - ресивер пресной воды; ПН-2 - питательный насос пресной воды

Fig. 1. Schematic diagram of the desalination plant 1: KM - compressor; КД - condenser HP; РТН - regenerator HP; Ис. - evaporator HP; Др - throttle valve; КУВ - air humidification column; КОВ - air drying column; РМВ - mineral water receiver; ПН-1 - mineral water feed pump;

РПВ - fresh water receiver; ПН-2 - fresh water feed pump

Контур циркуляции паровоздушной смеси определяет протекание тепломассообменных процессов во влажном воздухе при атмосферном давлении в основном технологическом оборудовании - КУВ и КОВ. Тепломассообмен обусловлен режимом температур подаваемой воды в технологические колонны, который обеспечивается работой теплового насоса. В состав теплового насоса входит компрессор, конденсатор, испаритель и регенератор. Увлажнение воздуха происходит за счёт противоточного движения капельной горячей минерализованной воды в КУВ и сухого воздуха.

Для увеличения поверхности тепломассообмена воздуха с водой в рабочий объём КУВ введены лёгкие предметы с пористой поверхностью, например керамзит. Размер этих предметов подобран таким образом, чтобы они не проваливались через нижнюю ограничительную сетку в колонне и не уносились вертикальным потоком воздуха, движущимся вверх через колонну за пределы рабочей зоны. Противо-точное движение воздуха и воды создаёт в рабочей зоне увлажнения псевдоожиженный слой.

Во второй колонне - КОВ - тепломассообмен осушки организован аналогичным способом противоточного движения воздуха и охлаждённой пресной воды. Она подаётся через разбрызгиватель из испарителя теплового насоса. В результате охлаждения влажного воздуха и конденсации воды из него, масса циркулирующей пресной воды в контуре увеличивается, что позволяет периодически удалять её избыток.

Чем больше разница температур рабочих зон в КУВ и КОВ, тем выше производительность массопе-реноса водяного пара влажным воздухом атмосферного давления. Температурный режим рабочих зон КУВ и КОВ задаётся возможностями цикла работы теплового насоса и эффективностью его функциони-

рования в диапазоне температур жидкой воды при атмосферном давлении до 100 оС. Однако нагрев минерализованной воды выше 50-^60 оС приводит к выпадению солей с образованием накипи на тепло-обменных поверхностях, что ухудшает теплообмен и требует периодической чистки. Желание предотвратить образование накипи, по сути, определило задание верхней температуры рабочего диапазона цикла теплового насоса (рис. 2).

LnP

foQTk=70°C

To=3"C

3 2

6QÖF

h

Рис. 2. Цикл теплового насоса установки 1 Qk и Tk - теплота и температура конденсации хладагента; Qo и To - теплота и температура испарения хладагента Fig. 2. 1st installation heat pump cycle Qk and Tk - the heat and condensation temperature of the refrigerant; Qo and To - the heat and the evaporation temperature of refrigerant

В качестве рабочего тела ТН выбран фреон 21 (R-21). Показатели рабочего цикла ТН сведены в таблицу 1.

Показатели цикла ТН установки 1 1st installation heat pump cycle indicators

Таблица 1 Table 1

5

Вид хладагента (E/а) Температура, °С Давление, бар Темпер. перегрева х/а,°С Удельные показатели х/а, кДж/кг Коэффициент транс формации тепла ц

Конденсации Tk Кипения T 1 o Конденсации Pk Кипения Po qk - теплота конденсации qo теплота кипения l работа сжатия

R-21 70 3 6,76 0,8 17 235 182 53 4,43

Тепловой насос в опреснительной установке 1 обеспечивает регенерацию теплоты фазового перехода водяных паров минерализованной воды из влажного воздуха с низкого температурного уровня рабочей зоны КОВ на высокий температурный уро-

вень рабочей зоны КУВ. При этом энергия расходуется только на привод теплового насоса и нагнетателей. Энергия привода теплового насоса (см. табл. 1) оказывается в четыре раза меньше «переносимой» теплоты конденсации-испарения воды, что и способ-

ствует энергосбережению при производстве дистиллята. Расчёт производительности, рабочих параметров и размеров основного технологического оборудования выполняется по стандартным методикам. Проведённые испытания стенда опреснительной установки 1 показали высокую эффективность её применения. Атмосферное давление в паровоздушном контуре установки 1 позволяет создать необходимую разность рабочих температур между колонной увлажнения и колонной осушки и обеспечить ощутимый массоперенос водяного пара влажным воздухом.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Описание установки 2

Привлекательный способ получения дистиллята показан на схеме установки 2 с вакуумным пароводяным контуром и тепловым насосом (рис. 3).

В этой установке контур циркуляции паровоздушной смеси отсутствует вообще. КУВ заменяется парогенератором, а КОВ - контактным водяным конденсатором. Водяным парогенератором является конденсатор ТН, а водяным конденсатором - испаритель ТН.

Пар

¿7

ТН

Сброс

Вода

М и н е parr— вода I

Рис. 3. Принципиальная схема опреснительной установки 2: КМ - компрессор ТН; КД-Пг - конденсатор-парогенератор; Ис-Кд - испаритель-конденсатор; Др - дроссельный вентиль ТН; РМВ - ресивер минерал. воды; РПВ - ресивер пресной воды; Эж. - эжектор; С - сепаратор-теплообменник;

ТН - контур теплового насоса Fig. 3. Schematic diagram of the desalination plant 2: KM - compressor HP; КД-ПГ - steam condenser; Ис-Кд - evaporator-condenser; Др. - throttle valve of the HP; РМВ - mineral water receiver; РПВ - fresh water receiver; Эж. - ejector; C - separator; ТН - heat pump circuit

Внутренняя рабочая полость установки по пароводяному контуру изолирована от окружающей среды. Необходимый вакуум в системе пароводяного контура первоначально создаётся и поддерживается струйным водяным эжектором, установленным на концевом сепараторе контура. Это позволяет удалить из контура неконденсируемые газы и обеспечивает создание единой режимной температуры фазового перехода воды в аппаратах. В рабочий период созданный вакуум определяется уровнем температурного режима кипения-конденсации пароводяного контура. При этом разница температур между теплооб-менными поверхностями конденсатора и испарителя ТН будет наименьшей, что значительно снижает энергетические затраты на привод теплового насоса и устраняет необходимость применения регенератора ТН. Испаритель ТН рекомендуется снабдить

верхним горшком для сепарации хладона. Приведём пример расчёта рабочего цикла ТН и энергетических потоков установки.

Экспериментальная часть

Пример. Температурный режим водяной паро-конденсатной среды в установке примем 4 = 60 оС. При таком режиме физические свойства водной среды и параметры эксплуатации цикла теплового насоса на хладоне И21 (рис. 4) будут иметь показатели, указанные в таблице 2.

По выстроенному циклу ТН на базовой диаграмме \gP-h хладона И21 [5] определим параметры характерных точек, вычислим удельные тепловые характеристики цикла (табл. 3).

igP

70fC

Qk = Qo+l

50оС

1

qo l

qk л_ _ь.

'Vi

Рассмотрим энергетические потоки в установке. Внутренний тепловой баланс цикла теплового насоса в удельных показателях выражается равенством (рис. 4): Чк = Чо + I. Это равенство отражает дисбаланс тепловых потоков в конденсаторе и испарителе теплового насоса на величину I.

Очевидно, что для испарителя внутренний тепловой баланс на единицу массы водяного пара (1кг) выражается равенством теплоты его конденсации и теплоты испарения некоторой массы (тх) хладагента Qo. Баланс испарителя выразится соотношением Qп = Qо или г1кг = чо тх. Откуда ( тх / 1кг) = (г / Чо) = Ъ , где 2 - кратность массовых потоков хла-дона и водяного пара в установке, 2 = 11,8.

Из расчёта следует, что для получения 1 кг дистиллята затраты энергии на сжатие хладона в компрессоре ТН составят I = тх ■ I = 11,8 • 12 = 141,6 кДж

Рис. 4. Схема диаграммы \gP-h цикла ТН Fig. 4. Schematic diagram of heat pump \gP-h cycle

Показатели свойств воды и хладона R-21 Indicators of the water and R21 chladone attributes

M, луV.

- С -

'ДО

Таблица 2 Table 2

с о

Для воды и пара при ts = 60 оС Для хладона R-21

Уд. теплота парообразования Уд. Т!ёмкость воды Давление насыщ. пара Температура, °С Давление, бар

r = h" - h' ср, кДж/кг К ps, Бар Конденсации, tk Кипения, to Конденсации, Pk Кипения, Po

2 358 4,18 0,2 70 50 6,76 4,0

i-, to I

s

Показатели характеристик цикла теплового насоса установки 2

Performance characteristics of the

-snd

2nd installation heat pump cycle

Таблица 3 Table 3

N

3

2

h

Уд. энтальпия характерных точек цикла, кДж!кг Уд. объём, м31кг Уд. теплота, кДж!кг Работа, кДж!кг Коэф. трансформации тепла

hi h2 дросселирование h3 = h4 Vi конденсации, qk = h2- h3 кипения, qo = h4- hi сжатия l = h2 - hi ц = qk/l

1 0i6 i 028 828 0,06 200 188 12 16,6

Это значение соответствует дисбалансу тепловой производительности конденсатора теплового насоса при кипении солёной воды. Устранить внутренний дисбаланс теплового насоса можно посредством дополнительной подачи внешней сменной питатель-

ной солёной воды в рабочую полость Кд-ПГ с температурой окружающей среды 4.с и удаления равноценной массы горячего состава из полости с температурой 4. Очевидно, что, регулируя дополнительную подачу (удаление) питательной солёной воды в

Кд-ПГ, можно легко сбалансировать тепловой режим ус!ановки и зада!ь !емпера!урный режим её рабо!ы.

нялось по свойствам указанных веществ. Результаты исследований представлены на рисунке 5.

Обсуждение результатов расчёта

К вопросу об энергетической эффективности установки. По стандартной методике оценка эффективности применения теплового насоса выполняется по показателю коэффициента трансформации тепла, ко!орый для рассмо!ренного случая сос!авля-ет ц = 16,6. Данный показатель отражает кратность уменьшения за!ра! энергии на привод !еплового насоса, как правило элек!рической, по сравнению с его !епловой производи!ельнос!ью, ко!орая реали-зуе! фазовый переход в получении дис!илля!а на установке 2. Однако, по-видимому, некорректно сравнивать затраты тепловой и электрической энергии на производство 1кг дистиллята только с помощью коэффициента трансформации тепла ц для теплового насоса. Э!о связано с !ем, ч!о по способу получения 1 кВт электроэнергии не равноценен 1 кВ! !епловой энергии. Извес!но, например, ч!о на тепловых электростанциях (ТЭС) удельный расход топлива (ЬКЭС) на выработку электрической энергии !епловым способом превышае! удельный расход топлива на выработку тепловой энергии в котельной (ЬКОТ) в (2,7 ^ 3,0) = К раза. Поэтому фактический эффект Э предложенной установки необходимо выражать соотношением тепловой потребности в получении дистиллята (вп) с тепловыми затратами (взат) в предлагаемой установке, а именно: Э = 0П / 03ат = вп /(1 ■ К) = (Г-1кг)/(1 • К) = = 2358/(141,6■ 3) = 5,55раза. Это значение фактически отражает выигрыш в затратах тепловой энергии при получении дистиллята из минерализованных вод на ус!ановке 2.

Изучение энергетических характеристик эксплуатации установки

В оценке температурного режима эксплуатации ус!ановки предс!авляе! ин!ерес исследование зави-симос!и энерге!ических по!ребнос!ей в возможном диапазоне температурного режима получения дис-!илля!а. Разумный диапазон !емпера!урного режима основного процесса установки 2 может варьировать о! !емпера!уры окружающей среды, условно принятой 20 оС, до температуры кипения воды при атмосферном давлении 100 оС. Условием исследования являе!ся сохранение вну!ренних !емпера!урных напоров в работе технологических аппаратов установки. В состав энергетических характеристик эксплуа-!ации ус!ановки включались за!ра!ы энергии на привод компрессора теплового насоса (/), изменение теплоты фазовых переходов (г) выбранного хладона Я-21, кратность массовых потоков хладона и водяного пара (7.). Изучение данных характеристик выпол-

Рис. 5. Зависимости энергетических характеристик от температурного режима эксплуатации установки Fig. 5. Energy characteristics dependence on plant temperature condition

По результатам исследований можно сделать следующее заключение.

При повышении температуры основного процесса в установке 2 энергетические затраты на привод компрессора l значительно снижаются, несколько улучшается коэффициент трансформации теплоты р, снижается требуемая степень вакуума в технологических аппаратах; однако при этом существенно возрастает выпадение солей из раствора и кратность циркуляции массовой доли хладона, ч!о определяе! параметры элементов установки теплового насоса.

При понижении !емпера!уры основного процесса в установке 2 наблюдается обратное изменение рассматриваемых характеристик. Выбор оптимального режима своди!ся к вопросу приори!е!нос!и !ого или иного кри!ерия оценки, а !акже экономического анализа с!оимос!и эксплуа!ации данной ус!ановки в выбранном режиме. Однако это предмет дополни-!ельных экономических исследований.

В заключение следуе! о!ме!и!ь, ч!о необходимую энергию на привод !еплового насоса можно получи!ь альтернативным способом: путём использования энергии ве!ра, излучения солнца, динамики по!ока воды и т. д. Это определяется тем обстоятельством, что установку располагают обычно вблизи источника минерализованной воды, ко!орый може! располага!ь !акими энерге!ическими возможнос!ями.

Выводы

Предложены энерге!ически эффек!ивные ус!анов-ки опреснения минерализованной воды с использованием теплового насоса. Эффективность получения

дистиллята определяется малыми энергетическими затратами по сравнению с затратами на базовых установках. Достигается это возможностью регенерации теплоты фазового перехода воды при её испарении и конденсации с помощью теплового насоса. Критерием оценки эффек!ивнос!и эксплуа!ации ус!ановок !ра-диционно може! служи!ь величина коэффициен!а трансформации тепла теплового насоса ц, либо фактический показатель выигрыша в затратах тепловой энергии (Э) на выработку дистиллята.

Обе предложенные установки имеют регулируемый !емпера!урный режим эксплуа!ации, рабо!о-способны и могу! бы!ь успешно реализованы на практике в местах дефицита ресурсов пресной воды.

Побочным продуктом работы опреснительной ус-!ановки морской воды може! явля!ься получение её солей, ко!орые !акже являю!ся ценным продук!ом бы!ового по!ребления.

Список литературы:

1. Мелинова Л.В., Подберёзный В.Л. Анализ влияния компрессии в!оричного пара на !ехнико-экономические показа!ели !ермодис!илляционных установок // Вторая Нижневолжская научно-практическая конференция «Ресурсо-энергосбережение и эколого-энерге!ическая безопасность промышленных городов». Волжский: Филиал МЭИ (ТУ), 2005. C. 93.

2. Greco N., Durante A., Murat F. SIDEM. "Application of the Multiple Effect Process at Low Temperature to a Large Sea Water Desalination Plant" // IDA WORLD CONFERENCE ON DESALINATION AND WATER REUSE "WATER THE CHALLENGE JF THE 90's". August 25-29/-1991.- WASHINGTON, D.C. technical proceeding. Vol. 1.

3. Мелинова Л.В., Подберёзный В.Л. Анализ опы!а эксплуа!ации различных !ипов опресни!ель-ных установок // Вторая Нижневолжская научно-практическая конференция «Ресурсо-энер-

госбережение и эколо го-энергетическая безопасность промышленных городов». Волжский: Филиал МЭИ (ТУ), 2005. C. 98.

4. Авербух Я.Д, Филлипов С.Н. Термодинамический анализ дистилляционной установки с центробежным термокомпрессором // Водоснабжение и санитарная техника. 1986. № 3. C. 8-11.

5. Техника низких температур. Атлас под редакцией И.П. Усюкина, М.: Пищевая промышленность, 1977. 244 с.

References

1. Melinova L.V., Podbereznyj V.L. Analiz vliania kompressii vtoricnogo para na tehniko-ekonomiceskie pokazateli termodistillacionnyh ustanovok. 2-nd Niznevolzskaa naucno-prakticeskaa konferencia «Resurso-energosberezenie i ekologo-energeticeskaa bezopasnost' promyslennyh gorodov». Volzskij: Filial MEI (TU), 2005, p. 93 (in Russ.).

2. Greco N., Durante A., Murat F. SIDEM. "Application of the Multiple Effect Process at Low Temperature to a Large Sea Water Desalination Plant". IDA WORLD CONFERENCE ON DESALINATION AND WATER REUSE "WATER THE CHALLENGE JF THE 90's", August 25-29/-1991, WASHINGTON, D.C. technical proceeding, vol. 1 (in Russ.).

3. Melinova L.V., Podbereznyj V.L. Analiz opyta ekspluatacii razlicnyh tipov opresnitel'nyh ustanovok. 2nd Niznevolzskaa naucno-prakticeskaa konferencia «Re-surso-energosberezenie i ekologo-energeticeskaa bezopasnost' promyslennyh gorodov», Volzskij: Filial MEI (TU), 2005, p. 98 (in Russ.).

4. Averbuh Ya.D., Fillipov S.N. Termo-dinamiceskij analiz distillacionnoj ustanovki s centrobeznym termokompressorom. Vodosnabzenie i sanitarnaa tehnika, 1986, no. 3, pp. 8-11.

5. Tehnika nizkih temperatur. Atlas edited by I.P. Usyukin. Moscow: Pisevaa promyslennost' Publ., 1977, 244 p (in Russ.).

м, Sxys, - о ~

'и1

с о

N

Транслитерация no ISO 9:1995

- ТАТД — v . - :

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.