RU2784151C1 - Компактная установка для дистилляции воды - Google Patents
Компактная установка для дистилляции воды Download PDFInfo
- Publication number
- RU2784151C1 RU2784151C1 RU2022115159A RU2022115159A RU2784151C1 RU 2784151 C1 RU2784151 C1 RU 2784151C1 RU 2022115159 A RU2022115159 A RU 2022115159A RU 2022115159 A RU2022115159 A RU 2022115159A RU 2784151 C1 RU2784151 C1 RU 2784151C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- condenser
- valve
- section
- freon
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 105
- 238000004821 distillation Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 claims abstract description 6
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 4
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 4
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 3
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 3
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 3
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 2
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 239000008236 heating water Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к области теплоэнергетики. Компактная установка для дистилляции воды содержит систему предварительной обработки воды, компрессор фреона, колонну предварительного нагрева воды, испаритель воды, зону водяного пара в испарительной колонне, вакуумный насос, конденсатор воды первой секции, конденсатор второй секции, конденсатор воды третьей секции, конденсатор четвертой секции, комбинированный теплообменник, расширительное устройство фреона, конденсатор фреона, солнечный коллектор, поплавковый клапан, клапан водяного конденсатора первой ступени, клапан водяного конденсатора второй ступени, клапан водяного конденсатора третьей ступени, клапан отвода соленой воды, клапан водяного конденсатора четвертой ступени. Технический результат - повышение производительности работы устройства дистилляции воды. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области теплоэнергетики, очистки морской воды и грунтовых вод путем дистилляции с использованием принципа теплового насоса, испарения и конденсации воды под вакуумом и дополнительного подвода тепла от солнечного коллектора, для обеспечения питьевой водой сельского и на коммунального хозяйства, в которых наблюдается дефицит пресной питьевой воды.
Известен солнечный опреснитель (Патент на полезную модель РФ №150516, МПК C02F 1/04, 2015 г.), который содержит солнечные батареи, соединенные магистралью с коллектором на стойках плавающей платформы. Коллектор, установленный на определенной высоте, соединен с входным патрубком парогенератора улиточного типа, который установлен в емкости ниже уровня моря и соединен с камерой конденсации. Соответственно, в качестве испарительной камеры используется парогенератор, который за счет создаваемого внутри себя разрежения позволяет производить испарение жидкости при пониженных температурах.
Недостатками указанного опреснителя являются ограниченные возможности по регулировке параметров опреснительного процесса и как следствие - низкая производительность.
Известно устройство для получения дистиллированной воды (патент на изобретение РФ №2543879, МПК C02F1/04, 09.09.2013). Устройство содержит теплоизолированный бак-испаритель с исходной жидкостью, сосуд для сбора конденсата, насос для подачи исходной жидкости в соединенный с баком-испарителем бак-накопитель, пароотводящую трубу, изготовленную из материала с высокой теплопроводностью, расположенную внутри двух водонепроницаемых, теплоизолированных, последовательно соединенных кожухов, через которые в направлении, противоположном движению пара и конденсата в бак-накопитель поступает исходная жидкость, проходя через автоматический воздухоотводчик и регулятор уровня в баке-накопителе.
Недостатком данного изобретения является невысокая производительность устройства и слабая возможность регулирования параметров процесса получения дистиллированной воды.
Наиболее близким по конструкции является устройство для опреснения морской воды (патент на изобретение РФ №2309125, МПК C02F 1/04, B01D 3/10, 31.10.2005), содержащее два герметичных бака, соединенных паропроводом. Герметичные баки соединены устройством для нагрева воды и конденсации ее паров, представляющим собой холодильник, трубопровод в первом баке, с нагретым хладагентом которого находится ниже уровня воды, а трубопровод с охлажденным хладагентом находится во втором баке.
Недостатком данного изобретения является невысокая производительность устройства и сложность его конструкции.
Технический результат достигается тем, что повышается производительность опреснительной установки за счет использования принципа теплового насоса, испарения и конденсации воды под вакуумом и дополнительного подвода тепла от солнечного коллектора.
Поставленная задача достигается тем, что компактная установка для дистилляции воды содержит систему предварительной обработки воды, компрессор фреона, колонну предварительного нагрева воды, испаритель воды, зону водяного пара в испарительной колонне, вакуумный насос, конденсатор воды первой секции, конденсатор второй секции, конденсатор воды третьей секции, конденсатор четвертой секции, комбинированный теплообменник, расширительное устройство фреона, конденсатор фреона, солнечный коллектор, поплавковый клапан, клапан водяного конденсатора первой ступени, клапан водяного конденсатора второй ступени, клапан водяного конденсатора третьей ступени, клапан отвода соленой воды, клапан водяного конденсатора четвертой ступени, согласно предлагаемому изобретению, тепло, отводимое от конденсаторов фреона и воды, используется для нагрева воды внутри системы, вызывая ее испарение под вакуумным давлением, создаваемым вакуумным насосом, а испаритель теплового насоса используется для охлаждения водяного пара с целью снижения энергопотребления в вакуумный насос, в то время как тепло, поступающее от солнечного коллектора, используется для увеличения коэффициента производительности теплового насоса.
На фиг.1 представлена схема компактной установки для дистилляции воды.
Цифрами на фигуре обозначены:
1 - система предварительной обработки воды;
2 - компрессор фреона
3 - колонна предварительного нагрева воды;
4 - испаритель;
5 - зона водяного пара в испарительной колонне;
6 - вакуумный насос;
7 - конденсатор воды первой секции;
8 - конденсатор воды второй секции;
9 - конденсатор воды третьей секции;
10 - конденсатор четвертой секции;
11 - комбинированный теплообменник;
12 - расширительное устройство фреона;
13 - конденсатор фреона;
14 - солнечный коллектор;
15 - поплавковый клапан;
16 - клапан водяного конденсатора первой ступени;
17 - клапан водяного конденсатора второй ступени;
18 - клапан водяного конденсатора третьей ступени;
19 - клапан отвода соленой воды;
20 - клапан водяного конденсатора четвертой ступени.
Компактная установка для дистилляции воды содержит систему предварительной обработки воды 1, компрессор фреона 2, колонну предварительного нагрева воды 3, испаритель воды 4, зона водяного пара в испарительной колонне 5, вакуумный насос 6, конденсатор воды первой секции 7, конденсатор второй секции 8, конденсатор воды третьей секции 9, конденсатор четвертой секции 10, комбинированный теплообменник 11, расширительное устройство фреона 12, конденсатор фреона 13, солнечный коллектор 14, поплавковый клапан 15, клапан водяного конденсатора первой ступени 16, клапан водяного конденсатора второй ступени 17, клапан водяного конденсатора третьей ступени 18, клапан отвода соленой воды 19, клапан водяного конденсатора четвертой ступени 20.
Компактная установка для дистилляции воды работает следующим образом:
Неочищенная вода поступает в систему предварительной обработки воды 1 через емкость первичной обработки, где отфильтровываются твердые примеси, после чего вода направляется в колонну предварительного нагрева воды 3. Колонна предварительного нагрева воды 3 использует тепло конденсатора фреона 13 для нагрева воды. Тепло четвертой части конденсатора 10 также отводится в воду в колонне предварительного нагрева воды 3. Затем вода поступает в испаритель 4 через поплавковый клапан 15. Вода испаряется под давлением вакуума. Тепло, отводимое от конденсаторов воды первой 7, второй 8 и третьей 9 секций, идет на испарение воды. Давление вакуума, создаваемое вакуумным насосом 6, предназначается для этой цели. Водяной пар охлаждается комбинированным теплообменником 11 теплового насоса для минимизации потребляемой мощности в вакуумном насосе, так как охлаждение водяного пара в зоне водяного пара испарительной колонны 5 увеличит его плотность, что приведет к снижению мощности, потребляемой вакуумным насосом 6. Вакуумный насос 6 отводит водяной пар к конденсаторам воды первой 7, второй 8, третьей 9 и четвертой 10 секций для завершения его конденсации и эффективного использования тепла, содержащегося в водяном паре, для повышения производительности системы и минимизации энергетических затрат на очистку воды. Солнечный коллектор 14 используется для нагрева хладагента, поступающего в компрессор теплового насоса, для увеличения коэффициента производительности теплового насоса. Тепловой насос, используемый в этой системе, состоит из компрессора фреона 2, конденсатора фреона 13, расширительного устройства фреона 12 и комбинированного теплообменника 11. Целью использования теплового насоса в этой системе является снижение энергозатрат на дистилляции воды, так как тепловой насос отдает в несколько раз больше тепла, чем энергии, затраченной на его работу. Теплообменники, которые используются для конденсации водяного пара, разделены на четыре части (конденсаторы воды первой 7, второй 8, третьей 9 и четвертой 10 секций) для уменьшения механического сопротивления после вакуумного насоса, чтобы избежать повышения давления после вакуумного насоса, потому что каждый конденсатор будет отбрасывать воду, сконденсировавшуюся внутри него, через клапан, предусмотренный для этой цели. Конденсатор воды первой секции 7 отводит конденсат через клапан водяного конденсатора первой ступени 16. Конденсатор воды второй секции 8 отводит конденсат через клапан водяного конденсатора второй ступени 17. Конденсатор воды третьей секции отбрасывает конденсат через клапан водяного конденсатора третьей ступени 18. Конденсатор воды четвертой секции 10 отводит конденсат через клапан водяного конденсатора четвертой ступени 20. Клапан отвода соленой воды 19 предназначен для сброса концентрированной соленой воды.
Claims (1)
- Компактная установка для дистилляции воды, содержащая систему предварительной обработки воды, компрессор фреона, колонну предварительного нагрева воды, испаритель воды, зону водяного пара в испарительной колонне, вакуумный насос, конденсатор воды первой секции, конденсатор второй секции, конденсатор воды третьей секции, конденсатор четвертой секции, комбинированный теплообменник, расширительное устройство фреона, конденсатор фреона, солнечный коллектор, поплавковый клапан, клапан водяного конденсатора первой ступени, клапан водяного конденсатора второй ступени, клапан водяного конденсатора третьей ступени, клапан отвода соленой воды, клапан водяного конденсатора четвертой ступени, отличающаяся тем, что тепло, отводимое от конденсаторов фреона и воды, используется для нагрева воды внутри системы, вызывая ее испарение под вакуумным давлением, создаваемым вакуумным насосом, а испаритель теплового насоса используется для охлаждения водяного пара с целью снижения энергопотребления в вакуумный насос, в то время как тепло, поступающее от солнечного коллектора, используется для увеличения коэффициента производительности теплового насоса.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2784151C1 true RU2784151C1 (ru) | 2022-11-23 |
Family
ID=
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU485783B2 (en) * | 1972-10-11 | 1975-04-10 | Vaqua Ltd. | Desalination of water |
| US4525242A (en) * | 1981-07-31 | 1985-06-25 | Tomimaru Iida | Desalting system utilizing solar energy |
| US4880504A (en) * | 1987-02-24 | 1989-11-14 | Cellini John V | Vacumm distillation system with spiralled cold coil |
| RU2087421C1 (ru) * | 1992-08-14 | 1997-08-20 | Азербайджанский научно-исследовательский институт водоснабжения, канализации, гидротехнических ссоружения и инженерной гидрогеологии "АзВОДГЕО" | Опреснительная установка |
| RU2296715C2 (ru) * | 2005-06-02 | 2007-04-10 | Виктор Александрович Черныш | Устройство для опреснения морской воды |
| RU2309125C2 (ru) * | 2005-10-31 | 2007-10-27 | Андрей Юльевич Афанасьев | Устройство для опреснения морской воды |
| CN103043737A (zh) * | 2013-01-23 | 2013-04-17 | 林贤华 | 热泵全天候海水淡化系统 |
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU485783B2 (en) * | 1972-10-11 | 1975-04-10 | Vaqua Ltd. | Desalination of water |
| US4525242A (en) * | 1981-07-31 | 1985-06-25 | Tomimaru Iida | Desalting system utilizing solar energy |
| US4880504A (en) * | 1987-02-24 | 1989-11-14 | Cellini John V | Vacumm distillation system with spiralled cold coil |
| RU2087421C1 (ru) * | 1992-08-14 | 1997-08-20 | Азербайджанский научно-исследовательский институт водоснабжения, канализации, гидротехнических ссоружения и инженерной гидрогеологии "АзВОДГЕО" | Опреснительная установка |
| RU2296715C2 (ru) * | 2005-06-02 | 2007-04-10 | Виктор Александрович Черныш | Устройство для опреснения морской воды |
| RU2309125C2 (ru) * | 2005-10-31 | 2007-10-27 | Андрей Юльевич Афанасьев | Устройство для опреснения морской воды |
| CN103043737A (zh) * | 2013-01-23 | 2013-04-17 | 林贤华 | 热泵全天候海水淡化系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101109536B1 (ko) | 상변화 매체를 이용한 증발식 해수 담수화 장치 | |
| US4209364A (en) | Process of water recovery and removal | |
| CN103449548B (zh) | 船用热管式海水淡化装置 | |
| CN1323032C (zh) | 太阳能热泵联合海水淡化装置 | |
| CN102616973A (zh) | 高含盐有机废水的处理方法及其处理装置 | |
| CN102381796A (zh) | 太阳能光伏光热海水淡化一体式装置 | |
| CN105819531A (zh) | 一种节能热泵型中温喷雾蒸发系统 | |
| CN103550941B (zh) | 一种低温蒸发浓缩装置及高浓度废水浓缩方法 | |
| CN111747468B (zh) | 一种热泵真空低温蒸发浓缩系统 | |
| CN108622969A (zh) | 低质余热驱动的高盐废水喷雾蒸发盐水分离全回收设备和方法 | |
| CN2280708Y (zh) | 热管式海水淡化装置 | |
| CN107445233A (zh) | 一种耦合水源热泵的机械压缩式多效蒸馏海水淡化系统 | |
| CN103613155A (zh) | 热管式低温两效海水淡化装置 | |
| JPS5926184A (ja) | 水蒸気圧縮式塩水蒸留法 | |
| CN112093954A (zh) | 空气接触循环废水的浓缩分离装置 | |
| JP4139597B2 (ja) | 淡水化装置 | |
| CN210261427U (zh) | 空气接触循环废水的浓缩分离装置 | |
| RU2784151C1 (ru) | Компактная установка для дистилляции воды | |
| KR101323160B1 (ko) | 선박용 수직형 다단 조수기 | |
| CN107098419A (zh) | 一种太阳能空调海水淡化系统 | |
| RU2723858C1 (ru) | Устройство для опреснения воды | |
| CN203754456U (zh) | 一种氮气循环的低温蒸发浓缩装置 | |
| CN109292860A (zh) | 降膜蒸发耦合吸收式制冷高盐污水处理设备和高盐污水处理方法 | |
| TWI815464B (zh) | 用於處理凝結水的分離塔及其方法 | |
| CN109824105A (zh) | 一种真空热泵蒸馏浓缩系统 |