RU2315002C2 - Термоэлектрическое устройство для непрерывного получения пресной воды методом вымораживания - Google Patents
Термоэлектрическое устройство для непрерывного получения пресной воды методом вымораживания Download PDFInfo
- Publication number
- RU2315002C2 RU2315002C2 RU2006103183/15A RU2006103183A RU2315002C2 RU 2315002 C2 RU2315002 C2 RU 2315002C2 RU 2006103183/15 A RU2006103183/15 A RU 2006103183/15A RU 2006103183 A RU2006103183 A RU 2006103183A RU 2315002 C2 RU2315002 C2 RU 2315002C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- sea water
- thermoelectric
- heat
- drum
- Prior art date
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технике получения пресной воды, в частности к опреснительным установкам, основанным на получении пресной воды из морской. Термоэлектрическое устройство представляет собой пустотелый цилиндрический барабан, погруженный на одну четверть в емкость, в которую подается отфильтрованная морская вода. Внутри барабана на уровне погружения его в воду расположен охлаждающий теплообменник, температура которого задается термоэлектрической батареей. Тепло с горячих спаев термоэлектрической батареи отводится с помощью тепловой трубы, в которой циркулирует теплоноситель, снимающий тепло с горячих спаев и концентрирующийся в нагревающем теплообменнике. Внешняя поверхность барабана с помощью ребер разделена на области, в которых происходит замерзание, а затем оттаивание воды. Морская вода и концентрированный рассол подаются в емкость и отводятся от нее соответственно через противоточный теплообменник. Преимуществом данного устройства является то, что используются температуры отводящего рассола и температура получаемого льда для уменьшения энергозатрат при получении пресной воды. Устройство может использоваться в любой местности, где есть доступ к электрической энергии и морской воде. 1 ил.
Description
Изобретение относится к технике получения пресной воды, в частности к опреснительным установкам, основанным на получении пресной воды из морской.
Проблема получения чистой питьевой воды в странах Ближнего Востока и Северной Африки по сей день является насущной, актуальной и важной. Это связано с климатическими особенностями данных регионов, состоящими в жарком климате, отсутствием водоемов с пресной водой, низким среднегодовым уровнем осадков.
Наиболее распространенным способом получения пресной воды в рассматриваемых регионах является выпаривание морской воды и конденсация образовавшегося пара (процесс дистилляции).
Для выпаривания используются различные системы нагрева, в частности электрическая энергия, солнечная энергия, геотермальная энергия, энергия сжигания топлива и т.п. Однако энергетически более выгодным, чем выпаривание с последующей конденсацией, является процесс вымораживания пресной воды при переходе последней из жидкой фазы в твердую. Из школьного курса физики известно, что при замерзании воды, очищенной от механических примесей, в первую очередь переходит в твердую фазу чистая вода, а все растворы остаются в той части, что еще не кристаллизовалась. Оттуда же мы знаем, что удельная теплота кристаллизации воды составляет 332,4 кДж/кг, когда удельная теплота парообразования 2256 кДж/кг, что в 6,8 раза больше. Из этого следует, что процесс вымораживания солей энергетически более выгоден по сравнению с их выпариванием.
Известны устройства для повышения концентрации раствора методом вымораживания [1]. Например, описан барабанный кристаллизатор, в котором чистый лед намораживается на теплопередающей поверхности барабанного типа с последующим срезанием с нее специальными скребками или ножами. Недостатком этой системы является то, что массивный барабан непрерывно охлаждается, что приводит к излишним затратам энергии. Кроме этого, здесь возникает проблема отвода теплоты от охлаждающего устройства, что требует дополнительных мер по охлаждению теплообменника. И, в-третьих, срезание льда с поверхности, к которой он приморожен, также требует дополнительных затрат энергии.
Целью изобретения является разработка устройства непрерывного получения чистого льда из отфильтрованной морской воды, отличающегося низкими энергозатратами по сравнению с прототипом.
Для достижения данной цели предлагается термоэлектрическое устройство для непрерывного получения пресной воды методом вымораживания. Структурная схема устройства приведена на чертеже. Устройство представляет собой пустотелый цилиндрический барабан 1, погруженный на одну четверть в емкость 2, в которую подается отфильтрованная морская вода 3. Внутри барабана 1 на уровне погружения его в воду расположен охлаждающий теплообменник 4, температура которого задается термоэлектрической батареей 5. Тепло с горячих спаев термоэлектрической батареи 5 отводится с помощью тепловой трубы 6, в которой циркулирует теплоноситель 7, снимающий тепло с горячих спаев и концентрирующийся в нагревающем теплообменнике 8. Внешняя поверхность барабана 1 с помощью ребер 9 разделена на области, в которых происходит замерзание, а затем оттаивание воды. Морская вода и концентрированный рассол подаются в емкость и отводятся от нее соответственно через противоточный теплообменник 10.
Устройство работает следующим образом. Барабан 1 медленно вращается по часовой стрелке. При включении термоэлектрической батареи происходит охлаждение теплообменника 4, который забирает тепло от той части барабана 1, которая погружена в морскую воду 3. На поверхности барабана 1 намерзает слой чистого льда, а оставшийся рассол с помощью ребер 9 гонится к противоположному краю емкости 2. Здесь он поступает в противоточный теплообменник 10, где забирает часть тепла от свежей морской воды, поступающей в емкость 2. По мере вращения барабана 1 его поверхность с намерзшим льдом перемещается к нагревающему теплообменнику 8. Здесь происходит нагрев стенки барабана, в результате чего намерзший лед оттаивает от стенки барабана 1 и получившийся брусок с помощью кривошипно-шатунного механизма (не показан) перемещается в емкость для сбора льда и пресной воды. Тепло с горячих спаев термоэлектрической батареи 5 снимается с помощью тепловой трубы 6, в которой циркулирует теплоноситель 7. Последний переходит в газообразное состояние, забирая тепло, на горячих спаях термоэлектрической батареи 5 и конденсируется, отдавая тепло, в нагревающем теплообменнике 8.
Преимуществом данного устройства по сравнению с прототипами является то, что здесь используются температуры отводящего рассола и температура получаемого льда для уменьшения энергозатрат при получении пресной воды. Устройство может использоваться в любой местности, где есть доступ к электрической энергии и морской воде.
Источник информации
1. Холодильные установки / Чумак И.Г., Чепурненко В.П. и др.; под ред. д.т.н., проф. И.Г.Чумака. - М.: Агропромиздат, 1991 г. 495 с. (стр.373-380).
Claims (1)
- Термоэлектрическое устройство для непрерывного получения пресной воды методом вымораживания, содержащее вращающийся барабан и систему изменения его температуры, отличающееся тем, что барабан выполнен в виде пустотелого цилиндра, погруженного на одну четверть в емкость, в которую подается отфильтрованная морская вода, при этом внутри барабана на уровне погружения его в воду расположен охлаждающий теплообменник, температура которого задается термоэлектрической батареей, тепло с горячих спаев которой отводится с помощью тепловой трубы, причем в последней циркулирует теплоноситель, снимающий тепло с горячих спаев и конденсирующийся в нагревающем теплообменнике, кроме этого, внешняя поверхность барабана с помощью ребер разделена на области, в которых происходит замерзание, а затем оттаивание воды, а блок образовавшегося льда высвобождается из области, образованной соседними ребрами, кривошипно-шатунным механизмом, при этом морская вода и концентрированный рассол подаются в емкость и отводятся от нее соответственно через противоточный теплообменник.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006103183/15A RU2315002C2 (ru) | 2006-02-03 | 2006-02-03 | Термоэлектрическое устройство для непрерывного получения пресной воды методом вымораживания |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006103183/15A RU2315002C2 (ru) | 2006-02-03 | 2006-02-03 | Термоэлектрическое устройство для непрерывного получения пресной воды методом вымораживания |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006103183A RU2006103183A (ru) | 2007-08-20 |
RU2315002C2 true RU2315002C2 (ru) | 2008-01-20 |
Family
ID=38511655
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006103183/15A RU2315002C2 (ru) | 2006-02-03 | 2006-02-03 | Термоэлектрическое устройство для непрерывного получения пресной воды методом вымораживания |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2315002C2 (ru) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2561983C1 (ru) * | 2014-06-24 | 2015-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Водоочиститель |
RU2566425C1 (ru) * | 2014-06-24 | 2015-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Водоочиститель для получения талой питьевой воды |
RU2569542C1 (ru) * | 2014-06-24 | 2015-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Водоочиститель получения талой питьевой воды |
RU2616081C1 (ru) * | 2016-06-07 | 2017-04-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" | Водоочиститель для получения талой питьевой воды |
RU2625110C1 (ru) * | 2016-06-15 | 2017-07-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" | Способ очистки водопроводной воды |
RU2809686C1 (ru) * | 2023-03-07 | 2023-12-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Устройство для получения пресной воды методом вымораживания непрерывным способом |
-
2006
- 2006-02-03 RU RU2006103183/15A patent/RU2315002C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2561983C1 (ru) * | 2014-06-24 | 2015-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Водоочиститель |
RU2566425C1 (ru) * | 2014-06-24 | 2015-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Водоочиститель для получения талой питьевой воды |
RU2569542C1 (ru) * | 2014-06-24 | 2015-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Водоочиститель получения талой питьевой воды |
RU2616081C1 (ru) * | 2016-06-07 | 2017-04-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" | Водоочиститель для получения талой питьевой воды |
RU2625110C1 (ru) * | 2016-06-15 | 2017-07-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" | Способ очистки водопроводной воды |
RU2809686C1 (ru) * | 2023-03-07 | 2023-12-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Устройство для получения пресной воды методом вымораживания непрерывным способом |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2006103183A (ru) | 2007-08-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Kalista et al. | Current development and future prospect review of freeze desalination | |
AU2004265489B2 (en) | Osmotic energy | |
Williams et al. | Technology for freeze concentration in the desalination industry | |
US8863547B2 (en) | Desalination method and system using compressed air energy systems | |
US8695360B2 (en) | Desalination method and system using compressed air energy systems | |
RU2315002C2 (ru) | Термоэлектрическое устройство для непрерывного получения пресной воды методом вымораживания | |
BRPI0709878A2 (pt) | Sistema e método para dessalinizar água do mar | |
CN110563067A (zh) | 一种节能型氯化铵废水冷冻浓缩结晶系统及其工艺 | |
CN101204641A (zh) | 膜蒸发浓缩液体处理系统及处理方法 | |
WO2013086388A2 (en) | System and method for desalination of water using a graphite foam material | |
US3385074A (en) | Freeze crystallization, washing and remelting on a common rotary surface | |
Altohamy et al. | An experimental study of a newly designed freezing desalination unit equipped with reversed vapor compression cycle | |
JP3651170B2 (ja) | 海水淡水化システム | |
US20080011598A1 (en) | Freshwater Recycling System | |
CN111018030B (zh) | 一种通过冷冻相变进行高盐水淡化及污水处理的工艺 | |
RU2504417C1 (ru) | Атомно-энергетический комплекс | |
DE102010024725A1 (de) | Verfahren zur Gewinnung von Süßwasser und nutzbaren Salzen aus kristallisierenden Salzlösungen mittels Solarenergie | |
KR100465885B1 (ko) | 하/폐수용 증발 농축 시스템 | |
CN103951126A (zh) | 一种利用自然冷源实现海水淡化的装置 | |
KR20160051022A (ko) | 진공막증발법을 이용한 선택적 개방형 해수온도차 발전 및 담수화 장치 | |
RU2800347C2 (ru) | Установка разделения легкой и тяжелой воды | |
Lemeshko et al. | Method of Desalination of Seawater in a Solar Collector | |
Chang et al. | Freeze Desalination-Membrane Distillation Hybrid Systems | |
CN106629951A (zh) | 固液相转化盐水浓缩装置 | |
DE102009037570B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur solarthermischen Gefrierentsalzung von Meer- oder Brackwasser |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080204 |