RU204107U1 - HYGROSCOPIC HEAT PUMP DESALINATION PLANT - Google Patents
HYGROSCOPIC HEAT PUMP DESALINATION PLANT Download PDFInfo
- Publication number
- RU204107U1 RU204107U1 RU2020129312U RU2020129312U RU204107U1 RU 204107 U1 RU204107 U1 RU 204107U1 RU 2020129312 U RU2020129312 U RU 2020129312U RU 2020129312 U RU2020129312 U RU 2020129312U RU 204107 U1 RU204107 U1 RU 204107U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat pump
- evaporation chamber
- pipe
- water
- condenser
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/02—Treatment of water, waste water, or sewage by heating
- C02F1/04—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/124—Water desalination
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к установкам для получения дистиллированной воды питьевого качества и может быть использована для опреснения минерализованной воды. Гигроскопическая теплонасосная опреснительная установка, содержащая и испарительную камеру, выполненную со съемным дном и съемной крышкой в форме усеченного конуса, в которой ниже уровня опресняемой воды установлен нагревательный элемент, под которым размещено барботажное устройство, соединенное трубой через нагнетатель воздуха с установленным ниже в испарительной камере конденсатором-сепаратором, соединенным со змеевиком пресной воды и трубой с зоной паровоздушной смеси под крышкой испарительной камеры, содержит замкнутый герметичный контур теплового насоса, состоящий из соединенных трубопроводом конденсатора-сепаратора, являющегося испарителем теплового насоса, компрессора, нагревательного элемента, являющегося конденсатором теплового насоса, и дроссельного устройства, при этом в указанном контуре циркулирует низкокипящий рабочий агент. Емкость опресняемой воды установлена выше испарительной камеры, снабженной датчиком уровня воды, и соединена с ней посредством переливной трубы с клапаном, причем выходная часть трубы расположена у дна испарительной камеры. Барботажное устройство выполнено в форме плоской спирали из трубы с отверстиями диаметром 1-3 мм, установлено горизонтально отверстиями вверх. Технический результат - создание компактной, простой, надежной и энергоэффективной гигроскопической теплонасосной опреснительной установки широкого спектра применения.The utility model relates to installations for obtaining distilled water of drinking quality and can be used for desalination of mineralized water. A hygroscopic heat pump desalination plant, containing an evaporation chamber made with a removable bottom and a removable cover in the form of a truncated cone, in which a heating element is installed below the level of desalinated water, under which a bubbling device is located, connected by a pipe through an air blower with a condenser installed below in the evaporation chamber - a separator connected to a fresh water coil and a pipe with a vapor-air mixture zone under the cover of the evaporation chamber contains a closed sealed circuit of the heat pump, consisting of a condenser-separator connected by a pipeline, which is the evaporator of the heat pump, compressor, heating element, which is the condenser of the heat pump, and throttle device, while a low-boiling working agent circulates in the specified circuit. The capacity of the water to be desalinated is installed above the evaporation chamber, equipped with a water level sensor, and is connected to it by means of an overflow pipe with a valve, and the outlet part of the pipe is located at the bottom of the evaporation chamber. The bubbling device is made in the form of a flat spiral made of a pipe with holes 1-3 mm in diameter, installed horizontally with the holes upwards. The technical result is the creation of a compact, simple, reliable and energy efficient hygroscopic heat pump desalination plant for a wide range of applications.
Description
Полезная модель относится к установкам для получения дистиллированной воды питьевого качества и может быть использована для опреснения минерализованной воды.The utility model relates to installations for obtaining distilled water of drinking quality and can be used for desalination of mineralized water.
Известна «Гелиоопреснительная установка (Патент на изобретение RU №2165890, MПК C02F 1/04, C02F 1/14, 2001 г.), состоящая из солнечного коллектора и многосекционного вакуумного дистиллятора. Испытательный и испарительно-конденсационные теплообменники дистиллятора выполнены в виде спиральных трубок с горизонтальным расположением витков. Откачка рассола из дистиллятора осуществляется с помощью водовоздушного эжектора. Удельная производительность установки зависит от числа используемых секций и составляет 1-3 л дистиллята в час с квадратного метра солнечного коллектора.Known "Solar desalination plant (Patent for invention RU No. 2165890, MPK
Недостатком указанного технического решения является низкая энергетическая эффективность, громоздкость, и как следствие высокая металлоемкость конструкции устройства. Кроме этого, работа установки нестабильна, так как ее производительность зависит от погодных условий и времени суток.The disadvantage of this technical solution is low energy efficiency, bulkiness, and, as a consequence, high metal consumption of the device structure. In addition, the operation of the installation is unstable, since its performance depends on weather conditions and time of day.
Так же известна «Автономная опреснительная установка» (Патент на полезную модель RU №165781, МПК C02F 1/14, B01D 1/00, В01D 5/00, F24J 2/00 2016 г.), состоящая из камеры испарения, в которой размещен нагревательный элемент, конденсатора, патрубков подачи опресняемой воды, патрубков отвода опресненной воды, съемной камеры приема опресняемой воды, цилиндрической формы, с вогнутым дном в форме сопряженных конической и цилиндрической поверхностей, которая является водоохлаждаемым конденсатором, установленным через уплотнитель на камеру испарения, цилиндрической формы с кольцевым желобом приема конденсата на верхнем торце, при этом камера приема опресняемой воды посредством переливной трубы соединена с камерой испарения, снабженной датчиком уровня воды соединенным с клапаном, а нагревательный элемент соединен с солнечным коллектором.Also known is the "Autonomous desalination plant" (Patent for useful model RU No. 165781, IPC
Недостатком указанной установки является относительно низкая производительность, обусловленная принципом получения пресной воды, реализуемым в ней.The disadvantage of this installation is the relatively low productivity, due to the principle of obtaining fresh water, implemented in it.
Наиболее близкой к заявляемой полезной модели по технической сущности является автономная опреснительная установка (Патент на изобретение RU №2613920, МПК C02F 1/04, C02F 1/14, 2017 г.), принятая за прототип, содержащая емкость опресняемой воды, испарительную камеру, нагревательный элемент, барботажное устройство, конденсатор-сепаратор, емкость-сборник пресной воды, в цилиндрической испарительной камере со съемным дном и съемной крышкой, в форме усеченного конуса, ниже уровня опресняемой воды установлен нагревательный элемент, соединенный с солнечным коллектором, под которым размещено барботажное устройство, под которым установлен конденсатор-сепаратор, соединенный змеевиком с емкостью-сборником пресной воды, при этом конденсатор-сепаратор соединен трубой через нагнетатель воздуха, подключенный к солнечной батарее, с барботажным устройством и соединен трубой с зоной паровоздушной смеси под крышкой испарительной камеры. Емкость опресняемой воды установлена выше испарительной камеры, снабженной датчиком уровня воды, и соединена с ней посредством переливной трубы с клапаном, причем выходная часть трубы расположена у дна испарительной камеры. Барботажное устройство выполнено в форме плоской спирали из трубы с отверстиями диаметром 1-3 мм, установлено горизонтально отверстиями вверх.The closest to the claimed utility model in technical essence is an autonomous desalination plant (Patent for invention RU No. 2613920, IPC C02F 1/04, C02F 1/14, 2017), taken as a prototype, containing a capacity of desalinated water, an evaporation chamber, a heating element, a bubbling device, a condenser-separator, a reservoir-collection of fresh water, in a cylindrical evaporation chamber with a removable bottom and a removable lid, in the form of a truncated cone, a heating element is installed below the level of desalinated water, connected to a solar collector, under which a bubbling device is located, under which a condenser-separator is installed, connected by a coil to a collection tank of fresh water, while the condenser-separator is connected by a pipe through an air blower connected to a solar battery to a bubbler device and is connected by a pipe to a zone of a vapor-air mixture under the cover of the evaporation chamber. The capacity of the water to be desalinated is installed above the evaporation chamber, equipped with a water level sensor, and is connected to it by means of an overflow pipe with a valve, and the outlet part of the pipe is located at the bottom of the evaporation chamber. The bubbler device is made in the form of a flat spiral made of a pipe with holes 1-3 mm in diameter, installed horizontally with the holes upwards.
Недостатками прототипа являются зависимость производительности установки от климатических условий, времени суток. Данное обстоятельство ограничивает возможность использования данной установки.The disadvantages of the prototype are the dependence of the productivity of the installation on climatic conditions, time of day. This circumstance limits the possibility of using this installation.
Техническим результатом является создание компактной, простой, надежной и энергоэффективной гигроскопической теплонасосной опреснительной установки широкого спектра применения.The technical result is the creation of a compact, simple, reliable and energy efficient hygroscopic heat pump desalination plant for a wide range of applications.
Технический результат достигается тем, что Гигроскопическая теплонасосная опреснительная установка, включающая испарительную камеру, выполненную со съемным дном и съемной крышкой в форме усеченного конуса, в которой ниже уровня опресняемой воды установлен нагревательный элемент, под которым размещено барботажное устройство, выполненное в форме плоской спирали из трубы с отверстиями диаметром 1-3 мм, установлено горизонтально отверстиями вверх, соединенное трубой через нагнетатель воздуха с установленным ниже конденсатором-сепаратором, соединенным со змеевиком пресной воды и трубой паровоздушной смеси с зоной паровоздушной смеси под крышкой испарительной камеры, испарительная камера оснащена датчиком уровня воды и соединена переливной трубой подачи опресняемой воды с клапаном, причем выходная часть трубы подачи опресняемой воды расположена у дна испарительной камеры, содержит замкнутый герметичный контур теплового насоса, состоящий из соединенных трубопроводом конденсатора-сепаратора, являющегося испарителем теплового насоса, компрессора, нагревательного элемента, являющегося конденсатором теплового насоса, и дроссельного устройства, при этом тепловой насос выполнен с возможностью циркуляции в указанном контуре низкокипящего рабочего агента.The technical result is achieved by the fact that a hygroscopic heat pump desalination plant, including an evaporation chamber made with a removable bottom and a removable cover in the form of a truncated cone, in which a heating element is installed below the level of the water to be desalinated, under which a bubbling device is placed, made in the form of a flat spiral from a pipe with holes 1-3 mm in diameter, installed horizontally with holes upwards, connected by a pipe through an air blower with a condenser-separator installed below, connected to a fresh water coil and a steam-air mixture pipe with a vapor-air mixture zone under the cover of the evaporation chamber, the evaporation chamber is equipped with a water level sensor and connected by an overflow pipe for supplying desalinated water with a valve, and the outlet part of the pipe for supplying desalinated water is located at the bottom of the evaporation chamber, contains a closed sealed circuit of the heat pump, consisting of a condenser-separator connected by a pipeline, i a heat pump circulating by the evaporator, a compressor, a heating element that is a condenser of the heat pump, and a throttling device, while the heat pump is configured to circulate a low-boiling working agent in said circuit.
На фиг. 1 приведена принципиальная схема гигроскопической опреснительной установки с тепловым насосом.FIG. 1 is a schematic diagram of a hygroscopic desalination plant with a heat pump.
Гигроскопическая теплонасосная опреснительная установка включает емкость опресняемой воды 1, испарительную камеру 2, емкость-сборник пресной воды 3. Емкость опресняемой воды 1 установлена выше испарительной камеры 2 и соединена переливной трубы 4 подачи опресняемой воды. Переливная труба 4 снабжена клапаном 5, соединенным с датчиком уровня воды 6 в испарительной камере 2. Входное отверстие для переливной трубы 4 расположено в верхней части испарительной камеры 2, а выходная часть переливной трубы 4 расположена в нижней части испарительной камеры 2. Испарительная камера 2 выполнена в форме цилиндра со съемным дном 7 и съемной крышкой 8. Крышка 8 выполнена в форме усеченного конуса, ее внутренняя поверхность и уровень воды образуют зону паровоздушной смеси 9. В верхней части испарительной камеры 2 ниже уровня опресняемой воды установлен нагревательный элемент 10, представленный, например, в виде змеевика. Над нагревательным элементом 10 образуется зона нагрева 11, а под ним размещено барботажное устройство 12. Под барботажным устройством 12 установлен конденсатор-сепаратор 13, соединенный змеевиком 14 пресной воды с емкостью-сборником пресной воды 3. Конденсатор-сепаратор 13 соединен трубой 15 через нагнетатель воздуха 16 с барботажным устройством 12. Конденсатор-сепаратор 13 соединен трубой для паровоздушной смеси 17 с зоной паровоздушной смеси 9. Установка содержит замкнутый герметичный контур теплового насоса, состоящий из соединенных трубопроводом 18 конденсатора-сепаратора 13, являющегося испарителем теплового насоса, компрессора 19, нагревательного элемента 10, являющегося конденсатором теплового насоса, и дроссельного устройства 20, при этом в указанном контуре циркулирует низкокипящий рабочий агент. Конденсатор-сепаратор 13, являющийся испарителем теплового насоса через трубопровод рабочего агента 18 сообщается с компрессором 19, который соединен последовательно с дроссельным устройством 20 через нагревательный элемент 10. В контуре теплового насоса «конденсатор-сепаратор 13 - компрессор 19 - нагревательный элемент 10 - дроссельное устройство 20» циркулирует низкокипящий рабочий агент, например, фреон. Удаление рассола осуществляется через кран слива рассола 21.The hygroscopic heat pump desalination plant includes a tank for desalinated
Гигроскопическая теплонасосная опреснительная установка работает следующим образом.A hygroscopic heat pump desalination plant works as follows.
Исходная опресняемая вода из емкости опресняемой воды 1 по переливной трубе 4 через клапан 5 поступает в нижнюю часть испарительной камеры 2. Нагревательный элемент 10, являющийся конденсатором теплового насоса, за счет конденсации низкокипящего рабочего агента, сжатого в компрессоре 19 обеспечивает нагрев воды до температуры, близкой температуре кипения, в зоне нагрева 11 (в зоне размещения нагревательного элемента 10 и над ним). Ненасыщенный воздух по трубе 15 посредством нагнетателя 16 через барботажное устройство 12 подается в зону нагрева 11, где в процессе барботажа насыщается влагой, и направляется в зону паровоздушной смеси 9 под крышкой 8 испарительной камеры 2. Далее паровоздушная смесь из зоны паровоздушной смеси 9 по трубе для паровоздушной смеси 17 поступает в конденсатор-сепаратор 13, являющийся испарителем теплового насоса, где в процессе теплообмена с рабочим агентом осушается: конденсат (обессоленная вода) по змеевику 14 поступает в приемную емкость пресной воды 3, а ненасыщенный воздух направляется по трубе 15 к нагнетателю воздуха 16. При этом в результате теплообмена в конденсаторе-сепараторе 13 низкокипящий рабочий агент испаряется, а по трубопроводу рабочего агента 18 отправляется в компрессор 19, где сжимается, а поступив в нагревательный элемент 10 конденсируется. Сконденсировавшийся низкокипящий рабочий агент из нагревательного элемента 10 направляется в дроссельное устройство 20, где расширяется и вновь поступает в конденсатор-сепаратор 13. Вода с повышенным солесодержанием (рассол) из зоны нагрева 11 над барботажным устройством 12 за счет большей плотности опускается ко дну 7 испарительной камеры 2. Удаление рассола осуществляется через кран слива рассола 21. При снижении уровня воды в испарительной камере 2 по сигналу датчика уровня 6 открывает клапан 5 и исходная опресняемая вода из емкости исходной воды 1 по переливной трубе 4 поступает в нижнюю часть испарительной камеры 2. Поскольку исходная опресняемая вода имеет меньшую плотность, чем рассол, то она естественным образом будет поступать в зону нагрева 11, дополнительно нагреваясь за счет восприятия тепловой энергии от конденсатора-сепаратора 13 и змеевика 14 пресной воды.The initial desalinated water from the desalinated
Гигроскопическая теплонасосная опреснительная установка является компактной, простой, надежной и энергоэффективной и имеет широкий спектр применения.The hygroscopic heat pump desalination plant is compact, simple, reliable and energy efficient and has a wide range of applications.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020129312U RU204107U1 (en) | 2020-09-03 | 2020-09-03 | HYGROSCOPIC HEAT PUMP DESALINATION PLANT |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020129312U RU204107U1 (en) | 2020-09-03 | 2020-09-03 | HYGROSCOPIC HEAT PUMP DESALINATION PLANT |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU204107U1 true RU204107U1 (en) | 2021-05-06 |
Family
ID=75851165
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020129312U RU204107U1 (en) | 2020-09-03 | 2020-09-03 | HYGROSCOPIC HEAT PUMP DESALINATION PLANT |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU204107U1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2040741C1 (en) * | 1992-05-12 | 1995-07-25 | Ростовский научно-исследовательский и проектно-изыскательский институт "Ростовтеплоэлектропроект" | Heat pump evaporating plant |
RU2165890C1 (en) * | 2000-01-12 | 2001-04-27 | Государственное унитарное предприятие Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского | Solar desalting unit |
RU165781U1 (en) * | 2016-01-11 | 2016-11-10 | Павел Сергеевич Соколов | Standalone desalination plant |
RU2613920C1 (en) * | 2016-01-11 | 2017-03-22 | Павел Сергеевич Соколов | Autonomous desalination plant |
WO2018069909A1 (en) * | 2016-10-13 | 2018-04-19 | Marine Mineral Resources Ltd | Process for the extraction of salts and fresh water from seawater or wastewater of various industries |
WO2018093885A1 (en) * | 2016-11-16 | 2018-05-24 | Aquanovation, Llc | Systems and methods for generating potable water |
-
2020
- 2020-09-03 RU RU2020129312U patent/RU204107U1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2040741C1 (en) * | 1992-05-12 | 1995-07-25 | Ростовский научно-исследовательский и проектно-изыскательский институт "Ростовтеплоэлектропроект" | Heat pump evaporating plant |
RU2165890C1 (en) * | 2000-01-12 | 2001-04-27 | Государственное унитарное предприятие Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского | Solar desalting unit |
RU165781U1 (en) * | 2016-01-11 | 2016-11-10 | Павел Сергеевич Соколов | Standalone desalination plant |
RU2613920C1 (en) * | 2016-01-11 | 2017-03-22 | Павел Сергеевич Соколов | Autonomous desalination plant |
WO2018069909A1 (en) * | 2016-10-13 | 2018-04-19 | Marine Mineral Resources Ltd | Process for the extraction of salts and fresh water from seawater or wastewater of various industries |
WO2018093885A1 (en) * | 2016-11-16 | 2018-05-24 | Aquanovation, Llc | Systems and methods for generating potable water |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN201634462U (en) | Seawater desalting device | |
RU2613920C1 (en) | Autonomous desalination plant | |
RU2567324C1 (en) | Solar-windmill desalting plant | |
CN1600694A (en) | Energy saving spraying distillation type seawater desalination method under negative pressure and equipment | |
CN103613155A (en) | Heat pipe type low temperature two-effect sea water desalting device | |
CN102633316B (en) | Integrated solar sea water desalinating device | |
RU204107U1 (en) | HYGROSCOPIC HEAT PUMP DESALINATION PLANT | |
CN105936521A (en) | Seawater desalination device | |
CN107337244B (en) | Bubbling liquid curtain integrated solar seawater desalination device | |
RU81720U1 (en) | DESCRIPTION INSTALLATION | |
RU194759U1 (en) | STEAM-AIR DESALERATION SYSTEM | |
RU150516U1 (en) | SUNNY DESALER | |
US9227853B2 (en) | Desalination unit for the production of potable water from sub-soil brine | |
CN101224913A (en) | Natural-energy seawater automatic distilling apparatus | |
JPS58156391A (en) | Apparatus for desalinating sea water | |
CN103693699B (en) | Multi-effect vertical tube hydrophilic and breathable distillation apparatus having self heat return function | |
CN109292860A (en) | Falling film evaporation couples absorption refrigeration high-salt sewage processing equipment and high-salt sewage processing method | |
RU165781U1 (en) | Standalone desalination plant | |
RU2767966C1 (en) | Water desalination method and device for implementation thereof | |
Ahmed et al. | A review of vacuum solar desalination powered by renewable energy: Recent trends | |
JP3358057B2 (en) | Solar thermal and photovoltaic hybrid desalination equipment | |
CN205419833U (en) | Cell type solar -powered seawater desalination device | |
RU2723858C1 (en) | Device for water desalination | |
RU2184592C2 (en) | Method of fresh water production and desalter for its embodiment | |
RU104171U1 (en) | SEA WATER TREATMENT PLANT |