Оценка эффективности интеграции парокомпрессионного комбинированного трансформатора теплоты в тепловую схему газоконтактной опреснительной установки

При работе опреснительных установок различного принципа действия происходит негативное воздействие на окружающую среду, во-первых, за счет выбросов продуктов сгорания, образующихся в результате сжигания первичного топлива необходимого для энергообеспечения процесса обессоливания, во-вторых, за счет выбросов концентрата, представляющего собой раствор солей и минералов. Решение экологических проблем, связанных с работой опреснительных установок является актуальной задачей. Одним из вариантов ее решения является разработка энергоэффективных установок, в которых рассол упаривается до состояния сухого остатка, представляющего собой продукт коммерциализации. Поскольку при работе опреснительных установок термического типа возникает необходимость отвода теплоты для конденсации водяного пара и подвод тепловой энергии более высокого потенциала для осуществления процесса испарения, то перспективным является встраивание в тепловые схемы опреснителей данного типа трансформаторов теплоты. Разработана тепловая схема газоконтактной опреснительной установки, в которую интегрирован парокомпрессионный трансформатор теплоты (ТТ). Выполнено исследование влияния типа рабочего агента на показатели эффективности работы ТТ в составе опреснительной установки, проанализированы различные энергоносители ТТ. Наибольший коэффициент трансформации при наименьшем энергопотреблении компрессора достигается при работе установки на рабочем агенте R600а. Рассчитаны основные показатели работы ТТ для различных температур барботажа и осушки паровоздушной смеси. Определено распределение потока рабочего агента между конденсаторами ТТ. Установлено, что наиболее эффективный режим работы установки наблюдается при высоте теплоподъема 15°С, разработанное техническое решение для ТТ на изобутане эффективно при солености морской воды, поступающей в установку, не превышающей 20 г/л.

1. Козлова М. В., Банников А. В., Банникова С. А. Исследование работы термической опреснительной установки с контактным испарителем и компрессией паровоздушной смеси. Вестник Ивановского государственного энергетического университета 2024, 5: 21 – 30.

2. Бабенко К. А., Каграманов Г. Г., Бланко-Педрехон А. М. Опреснение морской воды: тенденции, опыт и перспективы развития в РФ. Водоснабжение и санитарная техника 2024, 6: 13 – 21.

3. Эффективные гелиоопреснительные установки в Узбекистане. Т. А. Файзиев, Б. Н. Сатторов, С. У. Мирзаярова, М. М. у. Хидиров. Агротехника и энергообеспечение 2022, 4(37): 26 – 31.

4. Environmental impact of desalination processes: Mitigation and control strategies. K . Elsaid, E. T. Sayed, M. A. Abdelkareem, A. Baroutaji, A. G. Olabi. Sci Total Environ 2020 Oct 20; 740: 140125.

5. Агамалиев М. М., Aхмедова Д. А., Мамедбекова Р. Г. Исследование эффективности интегрирования абсорбционного теплового насоса в систему термического опреснения морской воды. Norwegian Journal of Development of the International Science 2020, 42-1: 44 – 50.

6. Экспериментальное исследование энерготехнологического комплекса опреснения морской воды на базе теплового насоса. Часть 1. Тепловой насос. К. В. Осинцев, О. Ю. Корнякова, Я. С. Болков, В. О. Кончаков, А. М. Карелин. Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика 2024, 24: 59 – 69.

7. Atmospheric Water Generation Using Peltier Effect – A Review. Neha Sharma, Shubhani Kapoor, Rachit Khandelwal, Mrs. J. S. Morbale. International Research Journal of Modernization in Engineering, Technology and Science 2021; 3(7): 1 – 3.

8. Исследование влияния процесса накипеобразования в теплообменниках предварительного подогрева дистилляционной опреснительной установки на эффективность их работы / Е. В. Благин, А. А. Шиманов, М. Ю. Анисимов и др. // Вестник Международной академии холода 2019, 2: 37 – 42.

9. Козлова М. В., Соколов П. С., Банников А. В. Исследование влияния реальных физических свойств влажного воздуха на точность расчета тепломассообменных процессов. Вестник Ивановского государственного энергетического университета 2020, 4: 5 – 13.

10. Холодоснабжение – Иваново: В. М. Захаров, Н. Н. Смирнов, С. А. Банникова, М. В. Козлова. Ивановский государственный энергетический университет им. В. И. Ленина 2023,: 1 – 276.

11. Моделирование изменений климата и вариаций атмосферного озона с 1980 по 2020 г. с помощью химико-климатической модели SOCOLv3 / М. А. Усачева, С. П. Смышляев, В. А. Зубов, Е. В. Розанов // Оптика атмосферы и океана 2024, 37 (421): 158 – 162.