Загрязнение водных ресурсов с каждым годом увеличивается, что ставит под угрозу ресурс пресной воды. Для решения этой проблемы существуют различные опреснительные установки. Самыми распространенными являются дистилляционные установки, на их долю приходится 96 % опреснённой воды мира. Дистилляция воды основана на конденсации пара, выработанного в генераторе пара. Полученный конденсат по химическому составу соответствует нормам и требованиям, если после конденсатора поступает в минерализатор.

По мимо чистой питьевой воды человек нуждается в поддержании микроклимата  рабочих помещений, но это условие не всегда выполняется. Для кондиционирования помещений используют компрессорные холодильные машины, но в районах с высокими пиковыми нагрузками на систему электроснабжения их применение зачастую затруднено.  Одним из предложений по снижению нагрузки на систему электроснабжения зданий, сделанных в последние годы, было применение абсорбционных холодильных машин (АБХМ). В этих машинах охлаждение достигается за счет затрат не электрической (как в компрессорных холодильных машинах), а тепловой энергии. При выработке холода абсорбционными холодильными машинами, работающими с использованием вторичных тепловых ресурсов, сберегается тепло.

Процесс дистилляции, и работа АБХМ, возможна как при сжигании топлива, так и при использовании вторичных источников энергии. Самым общедоступным и неисчерпаемым источником вторичной энергии является солнечное излучение. С помощью солнечного коллектора можно выпаривать воду в генераторе пара.

Чтобы ускорить процесс выпаривания, мы предлагаем понизить давление в камере с помощью вакуумного насоса. При этом условии жидкость начнёт испаряться при более низкой температуре.

В нашей установке (рисунок 1) реализовано выполнение задач кондиционирования и получения пресной воды. В ней процесс дистилляции соединён с процессом получением холода, а также вырабатывается электроэнергия.

 1-насос, 2-морская вода, 3-генератор пара, 4-осмотическая ёмкость, 5-сепаратор пара,  6-вакуумный насос, 7-солнечный коллектор, 8-солнечное излучение, 9-конденсатор, 10-регулирующий вентиль,  11-испаритель, 12-насос, 13-минирализатор, 14-потребитель, 15-турбина, 16-электрогенератор, 17-отработанная вода,18-насос, 19-охлаждаемый объект, 20-подающий трубопровод, 21-потребитель, 22-обратный трубопровод.
Рисунок 1  – Опреснение воды с получением холода и электроэнергии.

Представленная схема работает следующим образом.

Нагретый теплоноситель солнечным излучением 8 в солнечном коллекторе 7 циркулирует по системе с помощью насоса 18, что обеспечивает теплообмен с морской водой 2 в генераторе пара 3. Морская вода 2 транспортируется в установку с помощью насоса 1. Вакуумный насос 6 создаёт разряжение в генераторе пара 3, что способствует парообразованию при невысоких температурах. Пар проходит через сепаратор пара 5  и поступает в конденсатор 9, где конденсируется, отдавая своё тепло морской воде 2, поступающей с помощью насоса 1 в генератор пара 3. Из конденсатора 9, проходя регулирующий вентиль 10, понижая своё давление, конденсируемый пар поступает в испаритель 11, где происходит теплообмен между теплоносителями испарителя 11 и охлаждаемого объекта 19. Из охлаждаемого объекта 19 теплоноситель по подающему трубопроводу 20 направляется к потребителям 21 и возвращается по обратному трубопроводу 22 в охлаждаемый объект 19. Из испарителя 11 пары хладагента с помощью насоса 12 отсасываются и, конденсируясь, вода, проходя минерализатор 13, поступает к потребителю 14. По мере выпаривания пресной воды из генератора пара 3 раствор воды становится все более концентрированным. При повышении концентрации воды в генераторе пара 3 происходит её постепенный сброс и набор новой порции морской воды 2. Сброс воды происходит постепенно, чтобы не потерять весь запас тепла, накопленный в нагретой воде. Сбрасываемая концентрированная вода поступает в осмотическую ёмкость 4. В одну из частей ёмкости, разграничённой полупроницаемой мембраной поступает морская вода 2, в другую концентрированный рассол из генератора пара 3. Поток морской воды, проникающий сквозь поры мембраны, наращивает давление в резервуаре с концентрированным рассолом, тем самым позволяя раскручивать турбину 15. Турбина раскручивает генератор 16 и вырабатывается электрический ток. Отработанная  вода сбрасывается в море 17.

Таким образом, наша установка позволяет объединить три технических процесса:

1) опреснение воды

2) получение холода

3)получение электроэнергии

1. Ивонтьев И.А., Фирсова Е.В., «Опреснение воды с получением холода»
2. Ивонтьев И.А., Фирсова Е.В., «Использование Абсорбционных холодильных машин, работающей от тепла выхлопа ДВС»
3. Ивонтьев И.А., Фирсова Е.В., «Использование Абсорбционных холодильных машин для охлаждения помещений ТЭЦ.»

Все статьи автора «Menko»