Авторы

Физическая модель теплонасосных опреснителей соленой воды

УДК 621.577

Физическая модель теплонасосных опреснителей соленой воды

Калнинь И. М., Жернаков А. С., Пустовалов С. Б.

Аннотация
Современный этап развития цивилизации характеризуется нарастающим дефицитом пресной воды. Опреснение соленой воды – одна из важнейших проблем, стоящих перед человечеством. В мире создаются и используются опреснители различного принципа действия. Основные конкурирующие типы опреснителей – дистилляционные (выпарные) и мембранные. Рассматриваемые теплонасосные опреснители (ТНО) соленой воды являются новым типом выпарных опреснителей, в которых генерация и рекуперация тепла фазовых превращений воды осуществляется с помощью обратного термодинамического цикла теплового насоса на низкокипящем рабочем веществе. Несмотря на наличие патентов и некоторых публикаций по теплонасосным опреснителям, их физическая модель, раскрывающая закономерности и взаимосвязь процессов, не разработана. В данной работе представлены результаты анализа процессов теплонасосного опреснителя и его физическая модель, которая положена в расчет и проектирование.

Ключевые слова: опреснение соленой воды, тепловой насос, термодинамический цикл, генерация и рекуперация тепла, выпарной опреснитель, физическая модель опреснителя, теплоотдача

Список литературы

1. Слесаренко В. Н. Опреснительные установки. – Владивосток: ДВГМА, 1999.

2. Пат. № 2363662. РФ, МПК: C02F1/00. Теплонасосный опреснитель соленой воды (варианты).

3. Pat. № 4770748. U.S., МКИ: B01D 3/10. Vacuum distillation system.

4. Pat. № 4985122. U.S., МКИ: B01D 3/10, C02F 1/04, C02F 1/20. Vacuum distillation apparatus and method with pretreatment.

5. Калнинь И. М., Жернаков А. С., Шапошников В. А. Расчетно-теоретическое и экспериментальное исследование испарителя теплового насоса в составе опреснительной установки // Холодильная техника. 2009. № 11.

6. Haraguchi H. Studies on condensation of HCFC-22, HFC-134a and HCFC-123 in horizontal tubes. Dr. Eng. thesis, Kyushu University. 1994.

7. Haraguchi H., Koyama S., Esaki J., Fujii T. Condensation heat transfer of refrigerants HCFC134a, HCFC123 and HCFC22 in a horizontal smooth tube and a horizontal microfin tube. In: Proc. 30th National Symp. of Japan, Yokohama. 1993.

8. Chen J. C. A correlation for boiling heat transfer to saturated fluids in convective flow // Ind. Engng. Chem. Proc. Des. Dev. 1966. Vol. 5.

9. Gungor K. E. and Winterton R. H. S. A general correlation for flow boiling in tubes and annuli // Int. J. Heat and Mass Transfer. 1986. Vol. 29. № 3.

10. Kutateladze S. S. Boiling heat transfer // Int. J. Heat and Mass Transfer. 1961. № 4.

11. Liu Z. and Winterton R. H. S. A general correlation for saturated and subcooled flow boiling in tubes and annuli, based on a nucleate pool boiling equation // Int. J. Heat and Mass Transfer. 1991. Vol. 34. № 11.

12. Webb R. L., Pais Ch. Nucleate Pool Boiling Date for Five Refrigerants on Plain, Integral-Fin and Enhanced Tube Geometries // Int. J. Heat and Mass Transfer. 1992. Vol. 35. № 8.

13. Cooper M. G. Saturation nucleate boiling a simple correlation // U.K. Conf. on heat transfer. Vol. 2.

14. Bao Z. Y., Fletcher D. F., Haynes B. S. Flow boiling heat transfer of Freon R11 and HCFC123 in narrow passages // Int. J. Heat and Mass Transfer. 2000. Vol. 43.

15. Калнинь И. М. Расчет центробежных холодильных компрессоров: Учеб. пособие. – М.: МГУИЭ, 2000.

Читать статью полностью