SK8377Y1 - Multifunkčná jednotka, zariadenie na úpravu vody s procesmi využívajúcimi teplo obsahujúce multifunkčnú jednotku a spôsob úpravy vody - Google Patents

Abstract

Opísaná je multifunkčná jednotka na úpravu vody s procesmi využívajúcimi teplo, ktorá obsahuje uzatvorenú nádobu (18), vybavenú aspoň jedným vstupom na tlakové potrubie (7) na prívod vodnej pary (A), aspoň jedným vstupom na prívodné potrubie (1) na prívod dopravovaného média (X), aspoň jedným vstupom na potrubie (15) ohrevu na prívod vodnej pary (A), aspoň jedným vstupom na potrubie (17) chladenia na prívod chladiaceho média (D) a aspoň jedným výstupom na dopravné potrubie (8) na odvod dopravovanej zmesi (Y), pričom nádoba (18) pozostáva z výtlačnej komory (21) a pracovného priestoru (19), oddeleného pracovnou tlakovou plochou (20).

Description

Technické riešenie sa týka multifunkčnej jednotky, spôsobu úpravy vody s procesmi využívajúcimi teplo, použiteľné napr. na odsoľovanie a čistenie odpadových vôd, ktoré v procese úpravy používajú tepelnú energiu a zariadenia na uskutočnenie tohto spôsobu.

Doterajší stav techniky

Zariadenia na úpravu vody, predovšetkým na odsoľovanie, sú technicky a energeticky náročné. Táto náročnosť a zámer jej zníženia viedli k vývoju viacerých technológií, ktorými sú napr. VC - Vapor Compression, MSF - Multi Stage Flash a najmä technologicky a energeticky prijateľný spôsob odsoľovania MED Multi Effect Distillation (viacstupňová destilácia), využívajúci princíp viacstupňového odparovania. Tieto zariadenia sú vybavené hnacími jednotkami pozostávajúcimi zo samostatných, diskrétnych funkčných celkov, ktorými sú:

1. samostatný hnací motor (zvyčajne elektrický, spaľovací alebo parný), každý majúci svoj vlastný pracovný objem, už od vynájdenia prvého parného motora vynálezcom Newcomenom, kde ním vynájdený atmosférický motor, https://en.wikipedia.org/wiki/Newcomen_atmospheric_engine, má svoj vlastný pracovný objem, v ktorom je umiestnený tuhý pracovný piest (pohybujúci sa vo valci) a na jeho tlakovú pracovnú plochu pôsobí expandujúca para konajúca prácu. V prípade elektrického motora má tento taktiež svoj vlastný pracovný objem a na vytvorenie hnacej sily využíva magnetické pole. Pracovné médium konajúce prácu, v prípade parného motora vodná para, v prípade elektrického motora elektrická energia, resp. elektromagnetická energia, má styk iba s pracovnou plochou zvyčajne tuhou, nachádzajúcou sa v príslušnom pracovnom priestore motora;

2. samostatné čerpadlo, poháňané uvedeným samostatným hnacím motorom, má taktiež svoj vlastný objem, do ktorého je nasávané dopravované médium a z neho aj vytláčané.

V takýchto zariadeniach hnané čerpadlo je zvyčajne vybavené svojím vlastným pohybujúcim sa pracovným piestom, zvyčajne tuhým, silovo pôsobiacim na dopravované médium, pričom v mieste styku pracovného piesta s dopravovaným médiom a stenou pracovného priestoru, pričom najmä v prípade abrazívneho dopravovaného média dochádza k nežiaducim javom, k abrazívnemu pôsobeniu dopravovanej zmesi na samotný pracovný piest aj stenu pracovného priestoru. Zariadenia obsahujúce uvedené hnacie jednotky savyznačujú vysokým opotrebením, vysokou poruchovosťou a nespoľahlivosťou, nízkou životnosťou a vysokými nárokmi materiálov, z ktorých sú vyhotovené na odolnosť proti abrázii.

Takéto hnacie jednotky neumožňujú mať spoločný pracovný objem hnacieho motora a hnaného čerpadla, a tým neumožňujú mať priamy styk pracovného média (napr. vodná para) s dopravovaným médiom a zároveň naň priamo silovo a tepelne pôsobiť.

V doterajších zariadeniach na úpravu vody sa uskutočňuje ohrev dopravovaného média v samostatných výmenníkoch tepla so samostatnými hydraulickými okruhmi pre ohrievacie médium a ohrievané médium. Takýmto príkladom je viacnásobná destilačná sústava opísaná v prihláške CN 102992532. Odsoľovací postup tohto zariadenia využíva princíp absorpčného chladenia na báze pracovnej chladiacej zmesi LiBr a vody, so súčasným využitím tepelnej energie z tohto procesu cez samostatné teplovýmenné zariadenia a spôsoby. Zariadenie zahŕňa samostatné celky vrátane dopravy predhriateho dopravovaného média v samostatnom výmenníku tepla, oddeleného čerpadla so samostatnýmoddelenýmpohonom a samotnej destilačnej jednotky.

Obdobne, v prihláške CN 101113030 v zariadení na dopravu média, slúži samostatné oddelené čerpadlo so samostatným oddeleným pohonom motora a samostatnými ohrevnými celkami: predohrev dopravovanej zmesi je uskutočnený samostatným výmenníkom tepla. Táto zmes je dýzou rozložená na zmes vzduchu s malými vodnými časticami a následne vzduchom, ohrievaným príslušným samostatným výmenníkom tepla je uskutočňovaný sekundárny ohrev na teplotu odparovania.

Takéto vyhotovenie zariadení na úpravu vody neumožňuje uskutočňovať ohrev upravovanej vody zmiešavaním ohrievacieho média (napr. vodnej pary) s ohrievaným médiom (napr. morskej vody) v spoločnom pracovnom priestore, čo kladie zvýšené nároky na teplotu ohrievacieho média a požiadavku na prítomnosť ďalšieho zariadenia, ktorým je dvojokruhový výmenník tepla s jeho príslušnými hydraulickými okruhmi. Tým je spôsobenánižšia energetická efektívnosť.

Nezanedbateľná je tiež skutočnosť, že na pohony motorov hnacích jednotiek v takýchto zariadeniach je využívaná najmä ušľachtilá elektrická energia, pričom od jej infŕaštruktúmej dostupnosti je významne závislá samotná možnosť aplikácie a princíp procesu úpravy vody. V mnohých aplikačných oblastiach pre procesy úpravy vody nie je dostupná/vybudovaná takáto infŕaštruktúra, čo znemožňuje uskutočňovať proces úpravy vody s doteraz známymi technologickými zariadeniami. Všeobecný prehľad využitia obnoviteľných zdrojov na odsoľovací proces je spracovaný v článku N. Ghaffour a kol. Renewable energy-driven desalination technologies: A comprehensive review on challenges andpotential applications ofintegrated systems.

S K 8377 Υ1

Uvedené zariadenia na uskutočňovanie procesu úpravy vody s uvedenými diskrétnymi fúnkčnými celkami sú zložité na výrobu s vysokými požiadavkami na vlastnosti konštrukčných materiálov, najmä na ich oteruvzdomosť, ďalej na riadenie, údržbu, prevád/kovanie a sú energeticky ní/ko efektívne, zvyčajne závislé od elektrickej energie alebo iného, predovšetkým fosílneho energetického zdroja, t. j. vybudovanej energetickej siete, infraštruktúry.

Podstata technického riešenia

Riešenie podľa predkladaného technického riešenia eliminuje nedostatky doteraz známych riešení, vyplývajúce z diskrétnych riešení funkčných celkov.

Technické riešenie sa týka multifunkčnej jednotky na použitie v zariadení na úpravu vody s procesmi využívajúcimi teplo.

Technické riešenie sa ďalej týka zariadenia na úpravu vody s procesmi využívajúcimi teplo obsahujúceho túto multifunkčnú jednotku.

Technické riešenie sa ďalej týka spôsobu úpravy vody s procesmi využívajúcimi teplo s cieľom získavať čistú vodu z rôznych zdrojov povrchovej vody alebo znečistenej vody.

Takáto povrchová alebo znečistená/odpadová voda bude ďalej v prihláške označovaná ako dopravované médium Pod čistou vodou s a rozumie úžitková voda.

Multifunkčná jednotka umožňuje uskutočňovanie hnacej práce, nasávanie dopravovaného média a ohrev dopravovanej zmesi v jednom pracovnom objeme (v jednej nádobe) a následnú dopravu dopravovanej zmesi. Všetky tieto deje prebiehajú v jednom pracovnom cykle, čo sa prejaví spolu s jednoduchosťou konštrukčného riešenia v zjednodušení riadenia, znížení energetickej náročnosti a zvýšení spoľahlivosti prevádzky. Multifunkčná jednotka predstavuje súčasne hnacímotor, čerpadlo a ohrev.

Multifunkčnú jednotku tvorí nádoba multifunkčnej jednotky, ktorá obsahuje: aspoň jeden vstup na tlakové potrubie na prívod vodnej pary, aspoň jeden vstup na prívodné potrubie na prívod dopravovaného média, aspoň jeden vstup na potrubie ohrevu na prívod vodnej pary (vo funkcii ohrevného média), aspoň jeden vstup na potrubie chladenia na prívod chladiaceho média a aspoň jeden výstup na dopravné potrubie na odvod dopravovanej zmesi. Výhodne obsahuje nádoba multifunkčnej jednotky aspoň jeden výstup na poexpanzné potrubie. Každý vstup obsahuje vstupný ventil a výstup obsahuje výstupný ventil. Výhodne sú všetky ventily ovládané elektronicky.

Nádoba multifunkčnej jednotky neobsahuje pohyblivé časti, okrem ventilov. Výhodne môže mať nádoba tvar valca alebo kvádra, alebo zrezaného kužeľa, alebo ihlanu. Výhodne je šírka nádoby väčšia, ako je výška, z dôvodu zväčšenia pracovnej tlakovej plochy. Nádobu multifunkčnej jednotky je výhodné vyhotoviť napr. z abrazívne, materiálovo nenáročnej tlakovej rúry.

Nádoba multifunkčnej jednotky je dynamicky rozdelená dopravovaným médiom alebo dopravovanou zmesou na výtlačnú komoru a pracovný priestor, medzi ktorými je pracovná tlaková plocha. Výtlačná komora je časť nádoby multifunkčnej jednotky, ktorá počas prevádzky obsahuje dopravované médium alebo dopravovanú zmes. Pracovný priestor je časť nádoby multifunkčnej jednotky, ktorá neobsahuje dopravované médium alebo dopravovanú zmes, resp. počas prevádzky obsahuje vodnú paru, poexpanznú vodnúparu alebo ochladenú vodnú paru. Pracovná tlaková plocha je hladina dopravovaného média oddeľujúca výtlačnú komoru od pracovného priestoru.

Vstup na tlakové potrubie na prívod vodnej pary je umiestnený v pracovnom priestore, vo vrchnej polovici nádoby, výhodne v strede vrchnej steny nádoby. Je žiaduce, aby prívod vodnej pary bol čo najvyššie v nádobe, ideálne zvrchu, čo zabezpečí spolu s centralizáciou prívodu rovnomernejšie pôsobenie vodnej pary na pracovnú tlakovú plochu.

Vstup na prívodné potrubie a vstup na potrubie chladenia sa nachádzajú v pracovnom priestore, vo vrchnej polovici nádoby, výhodne na boku nádoby.

Vzájomná poloha uvedených vstupov nie je fixná, ale oba vstupy by mali byť umiestnené čo najvyššie, čím objem výtlačnej komory sa priblíži k objemu nádoby multifunkčnej jednotky, na účely maximalizácie objemovej výťažnosti, t. j. zvýšenie maximálneho objemu dopravovanej zmesi vo výtlačnej komore, ktorá je vytlačená v jednom cykle a pri čo najlepšom využití objemu multifunkčnej jednotky.

Vstup na potrubie ohrevu sa nachádza vo výtlačnej komore, v spodnej časti nádoby. Uvedený vstup sa výhodne nachádza pod vstupmi na potrubie chladenia a na prívodné potrubie. Vstup na potrubie ohrevu je výhodne umiestnený čo najnižšie, na účely efektívnejšieho zmiešavania vodnej pary (vo funkcii ohrevného média) s dopravovanýmmédiom.

Pokiaľ je dopravné potrubie umiestnené na protiľahlej stene, výhodne je vstup na potrubie ohrevu pod úrovňou napojenia dopravného potrubia.

Výstup na dopravné potrubie sa nachádza vo výtlačnej komore, v spodnej časti nádoby multifunkčnej jednotky. Z hľadiska premiešavania je výhodné umiestnenie výstupu na dopravné potrubie na protiľahlej

S K 8377 Υί strane, ako sú umiestnené vstupy na potrubia prívodné, chladiace a ohrevné. Výstup na dopravné potrubie sa nachádza v dolnej tretine nádoby multifunkčnej jednotky.

Z hľadiska maximalizácie objemu je výstup na dopravné potrubie výhodne umiestnený v nádobe čo najnižšie - na spodnej stene nádoby multifunkčnej jednotky, na účely zvýšenia maximálneho objemu dopravovanej zmesi vo výtlačnej komore, ktorá je vytlačenáv jednom cykle.

Výstup na poexpanzné potrubie sa nachádza v pracovnom priestore, medzi vrchom nádoby multifunkčnej jednotky a úrovňou hornej hrany dopravného potrubia alebo potrubia ohrevu.

Výhodné uskutočnenie multifunkčnej jednotky umožňuje využiť entalpický stav poexpanznej vodnej pary. V jednom kroku odvedenia časti poexpanznej vodnej pary zároveň sa využije zostatkové teplo poexpanznej vodnej pary (napr. na ohrev) či už priamo v procese úpravy vody, alebo v nejakom inom procese, ďalej klesne tlak a teplota vodnej pary tvoriacej výtlačnú komoru na nižšiu hodnotu.

V okolí výstupu na dopravné potrubie, na nádobe multifunkčnej jednotky, môže byť umiestnený snímač teploty. Snímač teploty umožňuje sledovať teplotný stav dopravovanej zmesi pre optimalizáciu riadenia multifunkčnej jednotky, k energeticky efektívnemu nastaveniu a udržiavaniu požadovanej teploty dopravovanej zmesi pred jej výstupomz nádoby multifunkčnej jednotky.

Zariadenie na úpravu vody s procesmi využívajúcimi teplo obsahuje prívodné potrubie na prívod dopravovaného média. Toto prívodné potrubie je napojené cez prívodný ventil minimálne na jednu opísanú multifunkčnú jednotku. Zariadenie môže obsahovať viac multifunkčných jednotiek, zapojených paralelne. Výhodné je, aby ich pracovný cyklus bol proti sebe fázovo posunutý.

Zariadenie ďalej obsahuje vodojem, ktoiý je spojený s multifunkčnou jednotkou dopravným potrubím a technologickú jednotku, ktorá je spojená s vodojemom ďalším dopravným potrubím Z technologickej jednotky vystupuje odberové potrubie na odber čistej vody a odpadové potrubie na odpad vytvorený po proces e úpravy vody. Zariadenie ďalej obsahuje parnú jednotku spojenú s multifunkčnou jednotkou pomocou tlakového potrubia a potrubia ohrevu. Potrubie ohrevu spája multifunkčnú jednotku so zdrojom vodnej pary - parným generátorom, ktorý je súčasťou parnej jednotky. Vodná para (vo funkcii ohrevného média) je z rovnakého zdroja ako vodná para v tlakovom potrubí. Na multifunkčnú jednotku je ďalej napojené potrubie chladenia. Toto potrubie môže byť napojené na prívodné potrubie alebo na chladiacu jednotku. Potrubie chladenia spája multifunkčnú jednotku so zdrojom chladiaceho média. Za vhodných podmienok, dostatočne nízkej teplote dopravovaného média, dopravované médium môže byť súčasne aj chladiacim médiom.

Po prvom cykle má pracovná tlaková plocha v multifunkčnej jednotke svoju maximálnu a minimálnu výškovú pozíciu. Tieto pozície sú určené polohou potrubí napojených na nádobu multifunkčnej jednotky. Maximálna výšková pozícia pracovnej tlakovej plochy je na úrovni spodnej hrany prívodného potrubia alebo spodnej hrany potrubia chladenia, alebo spodnej hrany tlakového potrubia podľa toho, ktoré je nižšie. Minimálna výšková pozícia pracovnej tlakovej plochy je na úrovni hornej hrany dopravného potrubia alebo hornej hrany potrubia ohrevu podľa toho, ktoré je vyššie. Rozdiel medzi maximálnou a minimálnou výškovou pozíciou pracovnej tlakovej plochy určuje objemové množstvo dopravovanej zmesi vo výtlačnej komore, ktorá je vytlačená v jednom cykle.

V multifunkčnej jednotke je uskutočňovaný aj čiastočný alebo úplný ohrev dopravovaného média zmiešavaním vodnej pary (vo funkcii ohrevného média) s dopravovaným médiom v spoločnompracovnompriestore.

Dopravované médium (svojím objemom dynamicky tvoriace výtlačnú komoru) je ohrievané na potrebnú teplotu vodnou parou privádzanou potrubím ohrevu cez otvorený ventil ohrevu z parného generátora. Vo výtlačnej komore dochádza k zmiešavaniu dopravovaného média s vodnou parou, a tým aj kjeho efektívnejšiemu ohrevu s optimálnym využitím ohrievacej tepelnej energie. Po premiešaní vodnej pary s dopravovaným médiom vo výtlačnej komore vodná para kondenzuje a vytvorí s dopravovaným médiom dopravovanú zmes.

Aj po vytvorení dopravovanej zmesi má táto zmes dostatočne kumulovanú tepelnú energiu, ktorá je využívaná v ďalšom procese. To znamená významné zvýšenie využitia tepelnej energie kumulovanej vo vodnej pare a to buď na zvýšenie teploty dopravovanej zmesi, na vykompenzovanie tepelných strát počas dopravy dopravovanej zmesi, alebo na samotný technologický proces úpravy vody.

Riešenie ohrevu týmto spôsobom sa prejaví znížením nárokov na potrebnú vyššiu teplotu vodnej pary (vo funkcii ohrevného média) a nahradení dvojokruhového výmenníka tepla s jeho príslušnými hydraulickými obvodmi. Tým sadosiahnevyššiaenergetická efektívnosť a konštrukčná jednoduchosť.

Optimalizáciou využitia tepelnej energie je odstránená potreba ďalšieho trvalého doohrevu dopravovanej zmesi na požadovanú teplotu pred samotným technologickým procesom úpravy vody.

Multifunkčná jednotka je výhodne umiestnená pod úrovňou voľnej hladiny zdroja spracovávanej vody (dopravovaného média). To zlepšuje tlakové pomery medzi tlakom v nádobe multifunkčnej jednotky a tlakom voľnej hladiny zdroja spracovávanej vody. Po otvorení prívodného ventilu v dôsledku hydrostatického stĺpca dochádza v snahe vyrovnať tlaky k pasívnemu čerpaniu dopravovaného média do nádoby multifunkčnej jednotky. Dôsledkom toho je zníženie energetickej náročnostina dopravu dopravovaného média.

S K 8377 Υί

Vodojem slúži ako zásobná jednotka, v ktorej dochádza k uskladňovaniu dopravovanej zmesi vytvorenej v jednotlivých pracovných cykloch. Z vodojemu je dopravovaná zmes kontinuálne odoberaná do technologickej jednotky pomocou dopravného potrubia na základe požiadaviek pre samotný proces úpravy vody.

Medzi vodojemom a technologickou jednotkou môže byť výhodne napojená dopravným potrubím doohrevná jednotka. Pri vhodnom nastavení procesu zniešavania vodnej pary s dopravovaným médiom pri vzniku dopravovanej zmesi s požadovanou tepelnou energiou nie je potrebný ďalší samostatný výmenník tepla. Výhodne pred vstupom do technologickej jednotky je doohrevná jednotka, ktorá však nezabezpečuje primáme ďalší doohrev, ale zabezpečuje vykrývanie kolísania požiadaviek technologickej jednotky na teplotu dopravovanej zmesi. V prípade aktuálne vzniknutej potreby je pred vstupom do technologickej jednotky dopravovaná zmes doohriata. Väčšie teplotné výkyvy sú kompenzované vhodným nastavením procesných parametrov multifunkčnej jednotky. Kompenzácia teploty multifunkčnou jednotkou má však časové oneskorenie, preto je efektívnejšie využívať na malé teplotné korekcie doohrev v doohrevnej jednotke. Doohrevná jednotka obsahuje tepelný výmenník využívajúci vodnú paru tiež vytvorenú v parnej jednotke. Tepelný výmenník doohrevnej jednotky je napojený na parný generátor parnej jednotky prostredníctvom potrubia doohrevu. Vodná para má vyššiu teplotu v porovnaní s teplotou dopravovanej zmesi a tepelná výmena sa uskutočňuje v krátkych časových intervaloch s kratšou časovou odozvou.

Dopravovaná zmes s potrebnými parametrami pre samotný technologický proces prebiehajúci v technologickej jednotke je následne dopravená dopravným potrubím do technologickej jednotky.

Teplota dopravovanej zmesi pred vstupom do technologickej jednotky je v rozmedzí 60 °C až 100 °C. To definuje optimálne uplatnenie tejto konštrukcie celého zariadenia na takéto, teplo využívajúce technológie úpravy vody. Jedna z technológií, ktorá môže využiť toto technické riešenie, je technológia MED (Multi Effect Distillation).

Keďže cieľom je zariadenie a proces čo s najnižšími vstupnými energetickými nárokmi, je výhodné využiť v samotnom proces e úpravy vody aj proces rekuperácie produktov procesu.

Výhodné je:

1. tepelnú energiu akumulovanú v produktoch samotného procesu úpravy vody po výstupe z technologickej jednoty využiť na predohrev dopravovaného média pred vstupomdo multifunkčnej jednotky,

2. časť čistej vody, ktorá je produktom procesu úpravy vody po výstupe z technologickej jednotky, využiť v parnom generátore na tvorbu vodnej pary.

Z tohto dôvodu je odpadové potrubie výhodne napojené na tepelný výmenník v generátore predohrevu.

V generátore predohrevu sa na predohrev dopravovaného média využíva teplo z odpadových produktov procesu úpravy vody.

Ak zdrojom tepelnej energie na predohrev dopravovaného média je tepelná energia kumulovaná v odpadových produktoch procesu úpravy vody, je spätne rekuperáciou využívaná táto tepelná energia. Tým sú znížené nároky na množstvo primárnej externe vstupujúcej energie do procesu úpravy vody, čo má za následok energetické zvýhodnenie procesu s dôsledkom zníženia spotreby energie a produkcie emisných plynov.

Podľa výhodného uskutočnenia časť čistej vody odvádzanej odberovým potrubím môže byť odvedená samostatným potrubím do parnej jednotky na generovanie vodnej pary na použitie v multifunkčnej jednotke. Využitím čistej vody z procesu úpravy vody na generovanie pary je takéto zariadenie menej závislé od potrebnej vybavenostimfraštruktúry elektrickou energiou a čistou vodou.

Súčasťou parnej jednotky je parný generátor, ktorý obsahuje tepelný výmenník napojený na zdroj tepla. Parný generátor môže byť napojený na zdroj vody vhodnej na prípravu vodnej pary. Zdrojom tepla môže byť energia z obnoviteľných zdrojov a/alebo odpadová tepelná energia. Primárnym zdrojom energie je výhodne geotermálna energia. Pri väčšine konkurenčných technológií vzniká veľa nízkoteplotnej odpadovej energie.

V prípade generovania vodnej pary teplom z obnoviteľných zdrojov, výhodne geotermálneho vrtu, nie je spotrebovaná ušľachtilá elektrická alebo iné formy energie na motorický pohon. Ak zdrojom tepelnej energie na generovanie vodnej pary je najmä geotermálna energia, je využívaný trvalo udržateľný prírodný zdroj energie, bez produkcie emisných plynov.

Generovanie vodnej pary namiesto iného nosiča energie umožňuje aplikovať zariadenie aj v oblastiach bez možnosti vyhotovenia inlraštruktúry pre dodávku elektrickej energie. Na chod celého zariadenia postačí malý zdroj elektrickej energie, ktorý slúži na pokrytie regulácie a riadenia, bez potreby vybudovanej infraštruktúry, zvyčajne je zdroj elektrickej energie na báze slnečného žiarenia, veternej energie a pod. zabezpečujúci najmä napájanie riadiaceho a ovládacieho systému elektricky ovládaných ventilov.

Ďalšou výhodou je možnosť uskutočnenia procesu úpravy vody v podmienkach, kde nie sú dostupné iné energetické zdroje, napr. elektrická energia, plyn.

Ďalším predmetom tohto technického riešenia je spôsob úpravy vody procesmi využívajúcimi teplo.

Pred začatím prvého pracovného cyklu, súbežne s ním a následne počas celého procesu je voda v parnom generátore zohrievaná prostredníctvom výmenníka tepla zo zdroja tepla a mení sa na vodnú paru. Počas celého procesu je potrebné vodné straty kompenzovať. Výhodne odvedením časti čistej vody z technologického spracovania do parného generátora parnej jednotky.

S K 8377 Υ1

Pred spustením celého procesu úpravy vody je potrebné do parného generátora dodať vodu. Po otvorení prívodného ventilu je vplyvom vytvoreného podtlaku v pracovnom priestore nádoby multifunkčnej jednotky nasávané dopravované médium a dopravované cez prívodné potrubie do nádoby multifunkčnej jednotky.

Dopravované médium svojím objemom v nádobe multifunkčnej jednotky vytvorí výtlačnú komoru. Následne je prívodný ventil uzatvorený.

Ďalším aspektom spôsobu úpravy vody s procesmi využívajúcimi teplo je, že dopravované médium - voda, ktorá vyžaduje úpravu - sa privádza do multifunkčnej jednotky a spracúva tak, že dopravované médium sa ohreje na požadovanú teplotu v závislosti od následného technologického spracovania privedením vodnej pary priamo do upravovanej vody, následne sa vodnou parou pôsobí na hladinu zmesi upravovanej vody s vodnou parou, čím sa zmes prepraví z multifunkčnej jednotky do vodojemu, ktorý zabezpečí následné nepretržité dodanie dopravovanej zmesi do technologickej jednotky, pričom výstup z technologického spracovania je čistá voda a odpad.

Technologickým spracovaním zmesi môže byť odsoľovanie vody technológiou MED - viacstupňovou destiláciou alebo čistenie znečistenej vody technológiou tepelnej pasterizácie.

V prípade prvého pracovného cyklu (štart), aby sa proces rozbehol, keďže v nádobe multifunkčnej jednotky nemusí byť podtlak, pred otvorenie prívodného ventilu a nasatie dopravovaného média sa vložia nasledujúce kroky:

• otvorí s a tlakový ventil, • cez otvorený tlakový ventil tlakového potrubia je do nádoby multifunkčnej jednotky privedená vodná para, • tlakový ventil je následne zavretý, • otvorí s a ventil chladenia, • potom je cez otvorený ventil chladenia privedené do nádoby multifunkčnej jednotky chladiace médium, ktoré vytvorí prvotný objem výtlačnej komory, • ventil chladenia je zavretý.

Ďalšie kroky sú spoločné pre všetky cykly (vrátane prvého).

Následne cez potrubie ohrevu vstupuje cez otvorený ventil ohrevu do výtlačnej komory vodná para z parného generátora parnej jednotky.

Zmiešaním vodnej pary s dopravovaným médiom vzniká dopravovaná zmes. Po dosiahnutí požadovanej teploty sa ventil ohrevu uzavrie.

Následne cez tlakové potrubie vstupuje cez otvorený tlakový ventil do pracovného priestoru vodná para z parného generátora. V pracovnom priestore stúpne tlak, ktorý pôsobí silou vyvodenou pôsobením tlaku na pracovnú tlakovú plochu, a tým na dopravovanú zmes nachádzajúcu s a vo výtlačnej komore.

Následne, po otvorení výstupného ventilu tlak pary vytvorenýv pracovnom priestore vytlačí dopravovanú zmes z výtlačnej komory do dopravného potrubia. To sa deje, pokiaľ pracovná tlaková plocha neklesne na svoju minimálnu výškovú pozíciu, resp. pokiaľ nedosiahne požadovanú výškovú pozíciu. Vtedy sa výstupný ventil uzavrie zároveň s uzavretím tlakového ventilu.

Počas procesu vytlačenia dopravovanej zmesi z výtlačnej komory do dopravného potrubia klesá teplota a tlak vodnej pary konajúcej prácu a vodná para sa mení na poexpanznú vodnú paru, ktorá má proti vodnej pare privádzanej do multifunkčnej nádoby z parného generátora nižší tlak, teplotu a entalpiu.

Cieľom ďalších krokov je zníženie tlaku (a teploty) v pracovnom priestore, ktorý tvorí poexpanzná vodná para.

Výhodné uskutočnenie multifunkčnej jednotky umožňuje, že poexpanzná vodná para sa odvedie otvorením poexpanzného ventilu cez poexpanzné potrubie z pracovného priestoru nádoby multifunkčnej jednotky. Po vyrovnaní tlaku v nádobe sapoexpanzný ventil uzavrie.

Následne sa do pracovného priestoru vstrekne otvorením ventilu chladenia chladiace médium cez potrubie chladenia z chladiacej jednotky. Chladiace médium je privádzané takým spôsobom a v takom množstve, že mení vodnú paru vypĺňajúcu pracovný priestor nádoby multifunkčnej jednotky na kondenzát. Následne sa ventil chladenia uzavrie.

Súčasne je dopravovaná zmes nachádzajúca sa v dopravnom potrubí do vodojemu a z neho následne do technologickej jednotky.

V prípade aktuálne vzniknutej potreby sa dopravovaná zmes po výstupe z vodojemu a pred vstupom do technologickej jednotky doohrieva v doohrevnejjednotke.

V technologickej jednotke príslušný technologický proces zmení dopravovanú zmes na čistú vodu odchádzajúcu z procesu odberovým potrubím a na odpadový produkt odchádzajúci z procesu odpadovým potrubím

Vo výhodnom uskutočnení sa teplo z odpadového produktu z technologického spracovania v generátore predohrevu použije na predhrievanie dopravovaného média.

S K 8377 Υί

Prehľad obrázkov na výkresoch

Na obr.l je schematicky zobrazené zariadenie na úpravu vody s procesmi využívajúcimi teplo.

Na obr. 2 je zobrazená multifunkčná jednotka.

Na obr. 3 je schematicky zobrazené výhodné uskutočnenie zariadenia na úpravu vody s procesmi využívajúcimi teplo.

Na obr. 4 je zobrazené výhodné uskutočnenie multifunkčnej jednotky.

Na obr. 5 je zobrazený detail výstupov z technologickej jednotky.

Na obr. 6 je schematicky zobrazený detail paralelného zapojenia viacerých multifunkčných jednotiek.

Na obr. 7 je zobrazená multifunkčná jednotka s maximálnym objemom dopravovanej zmesi vo výtlačnej komore, ktorá je vytlačená v jednom pracovnom cykle multifunkčnej jednotky.

Príklady uskutočnenia

Príklad 1

Zariadenie na úpravu vody s procesmi využívajúcimi teplo zobrazené na obrázku 1 sa skladá z prívodného potrubia 1, ktorého jeden koniec (vstupný) je ponorený v zdroji povrchovej alebo znečistenej vody. Druhý koniec (výstupný) prívodného potrubia 1 je napojený cez prívodný ventil 22 na multifunkčnú jednotku 3 v jej hornej tretine.

Parná jednotka 31 je napojená tlakovým potrubím 7 a potrubím 15 ohrevu na multifunkčnú jednotkou 3. Kde tlakové potrubie 7 je pripojené na multifunkčnú jednotku 3 zvrchu a potrubie 15 ohrevu je pripojené v spodnej polovici multifunkčnej jednotky 3. Parná jednotka 31 obsahuje prívod vody 12.

Parná jednotka 31 sa skladá z parného generátora 6 obsahujúceho tepelný výmenník 5 napojený na zdroj 4 tepla, ktorým môže byť geotermálny vrt.

Zdroj 16 chladiaceho média je napojený potrubím 17 chladenia na multifunkčnú jednotku 3 pod prívodným potrubím 1.

Z multifunkčnej jednotky 3 vystupuje dopravné potrubie 8, ktoré je napojené na vodoj em 9, ktoiý je ďalším dopravným potrubím 8 napojený na technologickú jednotku 10. Výstup z technologickej jednotky 3 do dopravného potrubia 8 je umiestnený v spodnej polovici výšky technologickej jednotky 3.

Technologická jednotka 10 pre prípad odsoľovania obsahuje technológiu MED (Multi Effect Distillation) a pre prípad čistenia znečistenej vody obsahuje technológiu termálnej pasterizácie (Thermal pasteurisation).

Z technologickej jednotky 10 vystupuje odberové potrubie 11 a odpadové potrubie 13.

Príklad 2

Multifunkčnú jednotku 3 na obrázku 2 tvorí nádoba 18 multifunkčnej jednotky 3. Do nej vstupuje:

• tlakové potrubie 7 s tlakovým ventilom 23; tlakové potrubie 7 je umiestnené na vrchu nádoby v jej strede;

• prívodné potrubie 1 s prívodným ventilom 22; prívodné potrubie sa nachádza v hornej štvrtine výšky nádoby 18 multifunkčnej jednotky 3;

• potrubie 17 chladenia s ventilom 25 chladenia; potrubie 17 chladenia sa nachádza tesne pod prívodným potrubím 1;

• potrubie 15 ohrevu s ventilom 26 ohrevu. Potrubie 15 ohrevu sa nachádza v dolnej štvrtine výšky nádoby 18 multifunkčnej jednotky 3 pod potrubím 17 chladenia a prívodným potrubím 1.

Z nádoby 18 multifunkčnej jednotky 3 vystupuje dopravné potrubie 8 s výstupným ventilom 24. Dopravné potrubie 8 sa nachádza v spodnej tretine výšky nádoby 18 multifunkčnej jednotky 3 na stene na protiľahlej strane proti umiestneniu potrubí 1, 17, 15 prívodného, chladenia a ohrevu.

Objem nádoby 18 multifunkčnej jednotky 3 je rozdelený dopravovaným médiom X na výtlačnú komoru 21 a pracovný priestor 19, ktoré sú od seba oddelené pracovnou tlakovou plochou 20, ktorú tvorí hladina dopravovaného média X.

V okolí napojenia dopravného potrubia 8 je zvnútra nádoby 18 multifunkčnej jednotky 3 umiestnený snímač 27 teploty.

Príklad 3

Zariadenie na úpravu vody s procesmi využívajúcimi teplo zobrazené na obrázku 3 obsahuje podobné zariadenie, ako je zobrazené na obrázku 1, ktoré navyše obsahuje: generátor 2 predohrevu zaradený do prívodného potrubia 1 pred multifunkčnú jednotku 3.

Z technologickej jednotky 10 vystupuje odpadové potrubie 13, ktoré vstupuje do tepelného výmenníka

14. Tento tepelný výmenník 14 je súčasťou generátora 2 predohrevu. Odpadové potrubie 13 po odovzdaní tepla z generátora 2 predohrevu vystupuje.

S K 8377 Υ1

Z technologickej jednotky 10 vystupuje odberové potrubie 11, odvádzajúce čistú vodu, z ktorého vystupuje potrubie 12 na tvorbu pary na dodávanie vody do parnej jednotky 31.

Medzi vodojemom 9 a technologickou jednotkou 10 je zaradená doohrevná jednotka 29, ktorou prechádza dopravné potrubie 8. Doohrevná jednotka 29 obsahuje tepelný výmenník 30 doohrevu, ktorý je napojený potrubím 28 doohrevu na parnú jednotku 31.

Príklad 4

Multifunkčnú jednotku 3 na obrázku 4 tvorí multifunkčná jednotka 3 podľa príkladu 2, ktorá navyše obsahuje výstup poexpanzného potrubia 32 s poexpanzným ventilom 33. Poexpanzné potrubie 32 je umiestnené vo vrchnej tretine výšky nádoby 18 multifunkčnej jednotky 3.

Príklad 5

Zariadenie na úpravu vody s procesmi využívajúcimi teplo obsahuje podobné zariadenia, ako je uvedené v príklade 1, ktoré navyše obsahuje ďalšiu multifunkčnú jednotku 3, zapojenú paralelne (zobrazené na obrázku 6) k multifunkčnej jednotke 3, nachádzajúcej sa v zariadení podľa príkladu 1.

Príklad 6

Spôsob úpravy vody v zariadení podľa technického riešenia (obrázky 3, 4, 5 a 6). Všetky ventily sú zatvorené. Po otvorení prívodného ventilu 22 v multifunkčnej jednotke 3 je dopravované médium X s teplotou 25 °C nasávané prívodným potrubím 1 do nádoby 18 multifunkčnej jednotky 3. Dopravované médium X je ešte pred vstupom do multifunkčnej jednotky 3 predhriate v generátore 2 predohrevu na teplotu 28 °C. Privedený objem dopravovaného média X vytvorí výtlačnú komoru 21.

Následne sa prívodný ventil 22 uzavrie. Prostredníctvom tepelného výmenníka 5 teplo zo zdroja 4 tepla premení čistú vodu B privádzanú potrubím 12 na tvorbu pary v parnom generátore 6 na vodnú paru A. Ventil 26 ohrevu sa otvorí a následne potrubím 15 ohrevu vodná para A s tlakom2 MPa a teplotou 250 °C vstupuje do nádoby 18 multifunkčnej jednotky 3, ohrieva a mení dopravované médium X na dopravovanú zmes Y. Výtlačnú komoru 21 tvorí dopravovaná zmes Y. Ventil 26 ohrevu sa zatvorí. Následne sa otvorí tlakový ventil 23 a vodná para A s tlakom 4 MPa a teplotou 250 °C cez tlakové potrubie 7 vstupuje cez otvorený tlakový ventil 23 do pracovného priestoru 19.

Vodná para A pôsobí silou prostredníctvom pracovnej tlakovej plochy 20 na objem výtlačnej komory 21. Po otvorení výstupného ventilu 24 je dopravovaná zmes Y s teplotou 65 °C vytlačená do dopravného potrubia 8 tlakom vodnej pary pôsobiacim na pracovnú tlakovú plochu 20. Konaním práce sa vodná para postupne mení na poexpanznú vodnú paru E Tento proces prebieha, pokiaľ pracovná tlaková plocha 20 neklesne na vopred definovanú úroveň. Vtedy sa výstupný ventil 24 uzavrie a zároveň sa uzavrie tlakový ventil 23. Poexpanzná vodná para E má tlak 0,2 MPa a teplotu 120 °C. Po otvorení poexpanzného ventilu 33 poexpanzná vodná para E odchádza poexpanzným potrubím 32 z nádoby 18 multifunkčnej jednotky 3. Po pokles e tlaku (a poklese teploty) sapoexpanzný ventil 33 uzavrie.

Následne sa otvorí ventil 25 chladenia a do pracovného priestoru 19 sa privedie chladiace médium D voda s teplotou 25 °C a ventil 25 chladenia sa uzavrie. Dopravovaná zmes Y nachádzajúca sa v dopravnom potrubí 8 je privedená do vodojemu 9 a z neho následne dopravným potrubím 8 do technologickej jednotky 10 cez doohrevnú jednotku 29. Do tepelného výmenníka 30 doohrevnej jednotky 29 vstupuje potrubím doohrevu 28 vodná para A a z doohrevnej jednotky 29 vystupuje ochladená vodná para A potrubím28 doohrevu a vstupuje do generátora 6 pary parnej jednotky 31.

V technologickej jednotke sa dopravovaná zmes Y mení na čistú vodu W, ktorá odchádza z technologickej jednotky 10 odberovým potrubím 11, z ktorého vystupuje potrubie 12 na tvorbu pary. Odpadový produkt C odchádza z technologickej jednotky 10 odpadovým potrubím 13 do tepelného výmenníka 14 generátora predohrevu 2 a následne po odovzdaní tepla vystupuje odpadový produkt C odpadovýmpotrubím 13 z generátora 2 predohrevu.

Príklad 7

Multifunkčná jednotka 3 je tvorená súčasťami, ako je uvedené v príklade 2, ale so zmenou umiestnenia potrubí takto:

• tlakové potrubie 7 sa nachádza v hornej polovici výšky nádoby 18 multifunkčnej jednotky 3, • prívodné potrubie sa nachádza v hornej polovici výšky nádoby 18 multifunkčnej jednotky 3 na protiľahlej stene, oproti tlakovému potrubiu 7, • potrubie 17 chladenia s a nachádza tesne nad prívodným potrubím 1, • potrubie 15 ohrevu sanachádza v dolnej šestine výšky nádoby 18 multifunkčnej jednotky 3. Dopravné potrubie 8 sanachádza na spodnejstenenádoby 18 multifunkčnej jednotky 3.

S K 8377 Υί

Príklad 8

Multifunkčná jednotka 3 na obrázku 7 je tvorená súčasťami, ako je uvedené v príklade 2, ale so zmenou umiestnenia potrubí takto:

• tlakové potrubie 7 je umiestnené na vrchu nádoby, v jej osi, • prívodné potrubie 1 je umiestnené na vrchu nádoby,mimo jej stredu, • potrubie 17 chladenia je umiestnené na vrchu nádoby,mimo jej stredu, • potrubie 15 ohrevu sanachádza v dolnej osmine výšky nádoby 18 multifunkčnej jednotky 3, • dopravné potrubie 8 sanachádza na spodnej stene nádoby 18 multifunkčnej jednotky 3.

Príklad 9

Pri spôsobe úpravy vody, ako je uvedený v príklade 6 pri štartovacom pracovnom cykle multifunkčnej jednotky pred otvorením prívodného ventilu 22 sa najskôr zrealizujú nasledovné kroky:

• do parného generátora s a dodá voda, • otvorí sa tlakový ventil 23 a vodná para A vstupuje cez tlakové potrubie 7 do nádoby 18 multifunkčnej jednotky 3 a • zatvorí sa tlakový ventil 23, • otvorí sa ventil 25 chladenia, cez ktorý je vstrekované chladiace médium D, čo spôsobuje pokles teploty a tlaku, keď • s a zatvorí ventil 25 chladenia.

Priemyselná využiteľnosť

Zariadenie na úpravu vody s procesmi využívajúcimi teplo a spôsob na úpravu vody s procesmi využívajúcimi teplo podľa tohto technického riešenia sa uplatnia vo vodnom hospodárstve, hlavne v oblasti úpravy rôznych zdrojov povrchovej vody alebo znečistenej vody.

S K 8377 Υί

Zoznam vzťahových značiek

- prívodné potrubie

- generátor predohrevu

- multifunkčná jednotka

- zdroj tepla

- tepelný výmenník (vstupné teplo do procesu)

- parný generátor

- tlakové potrubie

- dopravné potrubie

- vodojem

- technologická jednotka

11- odberové potrubie

- potrubie na tvorbu pary

- odpadové potrubie

- tepelný výmenník (z odpadového tepla z procesu)

- potrubie ohrevu

- chladiaca jednotka

- potrubie chladenia

-nádoba

- pracovný priestor

- pracovná tlaková plocha

- výtlačná komora

- ventil prívodný

- ventil tlakový

- ventil výstupný

- ventil chladenia

- ventil ohrevu

- snímač teploty

- potrubie doohrevu

- doohrevná jednotka

- tepelný výmenník (doohrev)

- parná jednotka

- poexpanzné potrubie

- ventil poexpanzný

X - dopravované médium

Y - dopravovaná zmes

A - vodná para

B - čistá voda na tvorbu pary

C - odpadový produkt

D - chladiace médium

E-poexpanzná vodná para

F - ochladená vodná para

W - čistá voda

Claims (29)

1. Multifunkčná jednotka na úpravu vody s procesmi využívajúcimi teplo, vyznačujúca sa tým, že obsahuje uzatvorenú nádobu (18), vybavenú aspoň jedným vstupom na tlakové potrubie (7) na prívod vodnej pary (A), aspoň jedným vstupom na prívodné potrubie (1) na prívod dopravovaného média (X), aspoň jedným vstupom na potrubie (15) ohrevu na prívod vodnej pary (A), aspoň jedným vstupom na potrubie (17) chladenia na prívod chladiaceho média (D) a aspoň jedným výstupomna dopravné potrubie (8) na odvod dopravovanej zmesi (Y), kde každý vstup obsahuje vstupný ventil (22, 23, 25,26) a výstup obsahuje výstupný ventil (24), pričom nádoba (18) pozostáva z výtlačnej komory (21) a pracovného priestoru (19), kde výtlačná komora (21) je časť nádoby (18), ktorá počas prevádzky obsahuje dopravované médium (X) alebo dopravovanú zmes (Y), a pracovný priestor (19) je časť nádoby (18), ktorá počas prevádzky obsahuje vodnú paru (A) alebo poexpanznú vodnú paru (E), alebo ochladenú vodnú paru (F), a kde výtlačná komora (21) je od pracovného priestoru (19) oddelená pracovnou tlakovou plochou (20), ktorú tvorí hladina dopravovaného média (X) alebo dopravovanej zmesi (Y), kde vstup na tlakové potrubie (7) na prívod vodnej pary (A), vstup na prívodné potrubie (1) a vstup na potrubie (17) chladenia sú umiestnené v pracovnom prieš tore (19) nádoby (18) multifunkčnej jednotky, a vstup na potrubie (15) ohrevu a výstup na dopravné potrubie (8) sú umiestené vo výtlačnej komore (21).

2. Multifunkčná jednotka podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že nádoba (18) má aspoň jeden výstup napoexpanzné potrubie (32) obsahujúci výstupný poexpanzný ventil (33).

3. Multifunkčná jednotka podľa nároku 2, vyznačujúca sa tým, že výstup na poexpanzné potrubie (32) sa nachádza medzi vrchom nádoby (18) a úrovňou hornej hrany dopravného potrubia (8).

4. Multifunkčná jednotka podľa nárokov 1 alebo 2, vyznačujúca sa tým, že nádoba (18) multifunkčnej jednotky obsahuje teplotný senzor (27), umiestnený vo výtlačnej komore (21) pri výstupe na dopravné potrubie (8).

5. Multifunkčná jednotka podľa nárokov 1, 2 alebo 4, vyznačujúca sa tým, že vstup na tlakové potrubie (7) na prívod vodnej pary (A) je umiestnený vo vrchnej polovici nádoby (18).

6. Multifunkčná jednotka podľa nároku 5, vyznačujúca sa tým, že vstup na tlakové potrubie (7) na prívod vodnej pary (A) je umiestnený na vrchu nádoby (18).

7. Multifunkčná jednotka podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúca sa tým, že vstup na prívodné potrubie (1) a vstup na potrubie (17) chladenia sú umiestené vo vrchnej polovici nádoby (18).

8. Multifunkčná jednotka podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúca sa tým, že výstup na dopravné potrubie (8) je umiestený v dolnej tretine nádoby.

9. Multifunkčná jednotka podľa nároku 8, vyznačujúca sa tým, že výstup na dopravné potrubie (8) je umiestený na spodnej stene nádoby.

10. Multifunkčná jednotka podľa nároku 8, vyznačujúca sa tým, že výstup na dopravné potrubie (8) je umiestený na bočnej stenenádoby apotrubie (15) ohrevu s a nachádza pod úrovňou výstupu na dopravné potrubie (8).

11. Multifunkčná jednotka podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúca sa tým, že vstup na potrubie (15) ohrevu je umiestený zboku nádoby (18) vjej dolnej tretine.

12. Multifunkčná jednotka podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúca sa tým, že nádoba (18) má tvar valca alebo kvádra, alebo zrezaného kužeľa, alebo zrezaného ihlanu.

13. Zariadenie na úpravu vody s procesmi využívajúcimi teplo, vyznačujúce sa tým, že obsahuje aspoň jednu multifunkčnú jednotku (3) podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 12, napojenú na prívodné potrubie (1) na pripojenie zdroja dopravovaného média (X) k multifunkčnej jednotke (3), parnú jednotku (31), pripojenú k multifunkčnej jednotke (3) tlakovým potrubím (7) a potrubím ohrevu (15), chladiacu jednotku (16) pripojenú k multifunkčnej jednotke (3) potrubím (17) chladenia, vodojem (9), pripojený k multifunkčnej jednotke (3) dopravným potrubím (8), technologickú jednotku (10) pripojenú dopravným potrubím k vodojemu, pričom technologická jednotka (10) obsahuje minimálne jeden výstup na odberové potrubie (11) na čistú vodu a minimálne jeden výstup na odpadové potrubie (13).

14. Zariadenie podľa nároku 13, vyznačujúce sa tým, že parná jednotka (31) je zložená z parného generátora (6) obsahujúceho tepelný výmenník (5) napojený na zdroj (4) tepla.

15. Zariadenie podľa nároku 14, vyznačujúce sa tým, že zdrojom (4) tepla je geotermálny vrt.

16. Zariadenie podľa nároku 13, vyznačujúce sa tým, že obsahuje dve a viac multifunkčných jednotiek (3) zapojených paralelne.

17. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 13 až 16, vyznačujúce sa tým, že na odberové potrubie (11) je napojené potrubie (12) na tvorbu pary, ktoré je napojené na parný generátor (6) v parnej jednotke (31).

S K 8377 Υί

18. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 13 až 17, vyznačujúce sa tým, že medzi zdroj dopravovaného média (X) a multifunkčnú jednotku (3) je zaradený generátor (2) predohrevu s tepelným výmenníkom (14).

19. Zariadenie podľa nároku 18, vyznačujúce sa tým, že odpadové potrubie (13) je napojené na tepelný výmenník (14) generátora (2) predohrevu.

20. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 13 až 19, vyznačujúce sa tým, že medzi vodojem (9) a technologickú jednotku (10) je napojená doohrevná jednotka (29).

21. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 13 až 20, vyznačujúce sa tým, že multifúnkčná jednotka (3) je umiestnená pod úrovňou voľnej hladiny zdroja dopravovaného média (X).

22. Spôsob úpravy vody s procesmi využívajúcimi teplo uskutočňovaný v zariadení podľa ktoréhokoľvek z nárokov 13 až 21, vyznačujúci sa tým, že po otvorení prívodného ventilu (22) je dopravované médium (X) nasávané a prívodným potrubím (1) dopravované do nádoby (18) multifunkčnej jednotky, kde svojím objemom vytvorí výtlačnú komoru (21) a následne je prívodný ventil (22) zavretý a prostredníctvom tepelného výmenníka (5) teplo zo zdroja tepla (4) premieňa vodu v parnom generátore (6) parnej jednotky (31) na vodnú paru (A), ktorá následne po otvorení ventilu (26) ohrevu cez potrubie (15) ohrevu vstupuje do výtlačnej komory (21) a zmiešaním s dopravovaným médiom (X) vytvorí dopravovanú zmes (Y) a súčasne ohrieva a po dosiahnutí požadovanej teploty je ventil ohrevu (26) uzavretý a po otvorení tlakového ventilu (23) následne vodná para (A) z parného generátora (6) parnej jednotky (31) cez tlakové potrubie (7) vstupuje do pracovného priestoru (19) a pôsobí tlakom prostredníctvom pracovnej tlakovej plochy (20) na objem výtlačnej komory (21) a po otvorení výstupného ventilu (24) dopravovaná zmes (Y) sa vytláča do dopravného potrubia (8), kým pracovná tlaková plocha nedosiahne požadovanú výškovú pozíciu a po jej dosiahnutí je výstupný ventil (24) uzavretý zároveň s uzavretím tlakového ventilu (23), následne sa otvorením ventilu chladenia (25) do pracovného priestoru vstrekne chladiace médium (D) a ventil (25) chladenia sa uzavrie; dopravovaná zmes (Y) nachádzajúca sa v potrubí (8) je dopravená do vodojemu (9) a z neho následne do technologickej jednotky (10), v ktorej sa mení na čistú vodu (W) odchádzajúcu z procesu odberovým potrubím (11) a odpadový produkt (C) odchádzajúci z procesu odpadovýmpotrubím (13).

23. Spôsob úpravy vody podľa nároku 22, vyznačujúci sa tým, že štartovací pracovný cyklus multifunkčnej jednotky (3) zahŕňa pred otvorením prívodného ventilu (22) nasledujúce kroky: po otvorení tlakového ventilu (23) vstupuje cez tlakové potrubie (7) do nádoby (18) vodná para (A), po dosiahnutí požadovaného tlaku sa tlakový ventil (23) uzavrie s následným otvorením ventilu (25) chladenia, cez ktorý sa vstrekuje chladiace médium (D) a následne sa ventil (25) chladenia uzavrie.

24. Spôsob úpravy vody podľa nárokov 22 alebo 23, vyznačujúci sa tým, že teplota dopravovanej zmesi (Y) pred vstupomdo technologickej jednotky (10) je v rozmedzí teplôt 60 až 100 °C.

25. Spôsob úpravy vody podľa ktoréhokoľvek z nárokov 22 až 24, vyznačujúci sa tým, že technologickým spracovaním zmesi v technologickej jednotke (10) je odsoľovanie vody technológiou MED - viacstupňová destiláciou alebo čistenie znečistenej vody technológiou tepelnej pasterizácie.

26. Spôsob úpravy vody podľa ktoréhokoľvek z nárokov 22 až 25, vyznačujúci sa tým, že po uzavretí tlakového ventilu (23) a pred otvorením ventilu (25) chladenia sa poexpanzná vodná para (E) odvedie otvorením poexpanzného ventilu (33) cez poexpanzné potrubie (32) z pracovného prieš toru (19) nádoby (18) multifunkčnej jednotky a po poklese tlaku v nádobe (18) sa poexpanzný ventil (33) uzavrie.

27. Spôsob úpravy vody podľa ktoréhokoľvek z nárokov 22 až 26, vyznačujúci sa tým, že časť čistej vody (W) z technologického spracovania sa odvedie do parnej jednotky (31) na tvorbu vodnej pary (A).

28. Spôsob úpravy vody podľa ktoréhokoľvek z nárokov 22 až 27, vyznačujúci sa tým, že teplo z odpadového produktu (C) z technologického spracovania sa v generátore (2) predohrevu použije na predhrievanie dopravovaného média (X).

29. Spôsob úpravy vody podľa ktoréhokoľvek z nárokov 22 až 28, vyznačujúci sa tým, že dopravovaná zmes (Y) sa po výstupe z vodojemu (9) a pred vstupom do technologickej jednotky (10) doohrieva v doohrevnej jednotke (29).