Пошук Енергоефективних Режимів Роботи Систем Отримання Води З Атмосферного Повітря На Базі Абсорбційних Водоаміачних Термотрансформаторів Тепла І Сонячних Колекторів

Abstract

В роботі показано, що система отримання води з атмосферного повітря з джерелом тепла від сонячних колекторів і з абсорбційним водоаміачним термотрансформатором тепла (АВТТ), з підтискаючим бустер-компресором перед конденсатором, може бути працездатною з джерелами тепла від 85 °С. Порівняльний аналіз енергетичних витрат на стиснення пари робочого тіла в АВТТ з підтискаючим бустер-компресором і в парокомпресорному термотрансформаторі тепла (ПКТТ) показав перевагу АВТТ, як при експлуатації в помірному, так і тропічному кліматі. Проведено розрахунки максимальної енергоефективності АВТТ, яка в розглянутому діапазоні параметрів досягається при тиску генерації 1,0 МПа, і в умовах помірного клімату залежить від масової частки «міцного» водоаміачного розчину (ВАР) та температури випаровування. Найбільш енергоефективним є режим роботи АВТТ з температурою в випарнику 5 °С. У цьому випадку має місце і мінімальна кратність циркуляції ВАР, що знижує витрату робочого тіла і, відповідно, теплове навантаження генератора та спрощує рішення задачі охолодження абсорбера. Практично у всіх розглянутих кліматичних зонах з дефіцитом водних ресурсів процес отримання води з атмосферного повітря найбільш енерговитратний в зимовий період року, а найбільш енергоефективний – в літній. У літній період року питомі енерговитрати чисельно однакові при зміні кінцевої температури в процесі охолодження від 5 до 15 °С. Це дозволить організувати енергозберігаючий процес роботи термотрансформаторів тепла різного типу за рахунок підвищення температури кипіння у випарнику. Розроблено варіант системи отримання води в транспортному виконанні, яка призначена для роботи в польових умовах в автономному режимі

Improving energy efficiency of the systems for obtaining water from atmospheric air

“…In this paper, we have studied the source of artificial cold as part of the system for obtaining water from atmospheric air of the absorption type. Testing was carried out on the possible use of upgraded ARU [20] with a low-potential heat source under actual climatic operational modes of the systems for obtaining water from atmospheric air [24]. For this study, an authentic algorithm was developed to analyze the thermodynamic processes of the ARU cycle, characteristic of the systems for obtaining water from atmospheric air.…”

“…For the task of obtaining water from the atmospheric air by condensation at the temperature of the "dew point", there are certain introductory positions on these parameters. These include, first of all, recommendations on heat-moisture modes in regions with the predominant use of systems for obtaining water from atmospheric air [24]: an ambient temperature of 32-34 °C and a dew point temperature of up to 15 °C. For such operating conditions of the scheme given in [20], taking into account our experience [25,26], as well as the results from experimental work by other researchers [27][28][29][30][31][32][33][34][35][36][37][38], we can accept the initial data parameters: a) a lower (higher) evaporation temperature ν min (ν max ) of minus 5 °C (5 °C); b) full pressure in ARU, which ensures the condensation of ammonia vapor when heat is diverted to the environment under a natural convection mode is Р=2.0 MPa; c) the difference in the pressures of the saturated ammonia liquid and the partial pressure of ammonia vapor in SGM at the inlet of the vaporizerthe outlet of the absorber is ∆P H =0.10 MPa, and at the outlet of the vaporizerthe inlet to the solution vaporizer is ∆P B =0.05 MPa; ∆P B =0.35 MPa; d) the difference of the partial pressure of ammonia vapor in SGM and the pressure of the saturation of a weak (strong) AWS in the absorber is 0.10 (0.05) MPa; e) the temperature of the environment (atmospheric air) is t a =32 °C); f) the temperature difference between the environment and the absorber's wall at the inlet and outlet of the AWS is, respectively, ∆t 1 =10 °C and ∆t 2 =14 °C.…”