بررسی عملکرد سیستم آب شیرین کن انجمادی کوپل شده با سیستم تبرید دی اکسید کربن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، بخش مکانیک، دانشگاه شهید باهنر کرمان کارشناس پژوهشکده انرژی، پژوهشگاه علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایران

2 شهید باهنر کرمان*مهندسی مکانیک

چکیده

یکی از راه‌های تامین آب در صورت عدم وجود منابع کافی آب، شیرین سازی آب‌های شور و لب شور است. فرایند انجماد هم یکی از روش-هایی است که برای تولید آب شیرین استفاده می‌شود. هدف از این مطالعه بررسی نمک‌زدایی انجمادی به همراه سیستم تبرید است. جهت سرمایش مورد نیاز در سیستم نمک زدایی انجمادی پژوهش حاضر از سیستم تبرید دی اکسیدکربن استفاده شده است و اواپراتور و کندانسور سیستم تبرید به ترتیب به عنوان کریستالایزر و ذوب کننده سیستم آب شیرین‌کن انجمادی قرار گرفته‌اند. در این پژوهش، آنالیز ترمودینامیکی سیستم با استفاده از نرم‌ افزار EES انجام شده است. همچنین اثر پارامتر‌های مهم از جمله غلظت نمک در آب شور ورودی، دمای آب شور ورودی، دما و خلوص آب شیرین تولیدی و نسبت یخ تشکیل شده بر ضریب عملکرد سیستم تبرید و مصرف انرژی سیستم آب شیرین‌کن انجمادی بررسی شده است. نتایج شبیه سازی نشان می‌دهد که با افزایش غلظت نمک در آب شور تغذیه و دمای آب شور تغذیه، مصرف انرژی سیستم افزایش می‌یابد، همچنین افزایش نسبت یخ تشکیل شده باعث افزایش انرژی مصرفی می‌شود. با توجه به پایین بودن دمای کندانسور و عملکرد سیستم تبرید در شرایط فروبحرانی، سیستم ترکیبی پژوهش حاضر از لحاظ مصرف انرژی مقرون به صرفه است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Performance investigation of Freezing Desalination Coupled with Carbon Dioxide Refrigeration System

نویسندگان [English]

  • maryam salajeghe 1
  • Mehran Ameri 2
1 Department of Energy, Institute of science and high technology and Environmental Science, Graduate University of Advanced Technology, Kerman, Iran
2 Department of Mechanical Engineering, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
چکیده [English]

The world is currently facing the prospect of a severe global shortage of fresh water. Desalination of seawater can provide an almost inexhaustible source of freshwater if it can be made affordable. Freezing is a well-known technique for water desalination. The carbon dioxide refrigeration system is used for cooling required in the freezing desalination system and the evaporator and condenser of the refrigeration system are respectively crystallized and melted in the freezing desalination system. In this paper the basic principles of freeze concentration processes are presented and a model of a freeze desalination that coupled with CO2 refrigeration has been developed based on the theories of heat and mass transfer. To examine the performance of the system, a parametric study is performed to investigate the effect of different parameters such as FD feed temperature, feed concentration, distillate temperature, distillate concentration and FD recovery ratio on COP and energy consumption have been explored. It can be concluded that increasing the feed concentration and feed temperature is accompanied with the reduction of COP and a raise in SEC. Increasing the ice fraction also increases the SEC system. Freezing desalination System in the present study is comparable in energy consumption to reverse osmosis desalination system.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Indirect freeze desalination
  • Ice crystallization
  • recovery rate
  • Ice fraction
  • SEC