Опреснительная установка

 

Изобретение относится к технике опреснения соленых вод, может быть использовано в качестве автономных опреснителей и позволяет повысить эффективность и обеспечить автономность работы. Опреснительная установка содержит камеру испарения и камеру конденсации разделенные термоэлектрической батареей , горячие спаи которой обращены в камеру испарения, дополнительный конденсатор, трубопроводы, паропроводы и конденсатопроводы, соединить паропроводом камеру испарения непосредственно с камерой конденсации, выход которой соединен паропроводом с дополнительным конденсатором. Кроме того, опреснительная установка дополнительно содержит сепаратор пара, циркуляционный насос, буферную емкость соленой воды, обратный клапан, регулятор уровня, первый и второй электромагнитные клапаны, переключающий клапан, вакуум-насос, резервуар соленой воды, накопитель конденсата, конденсатиый насос, блок кондиционирования воды и сборник воды. 3 з п. ф-лы, 3 ил СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s1>s С 02 F 1/Об

ГОСУДАРСТВ ЕHHb1Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ИМИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4621650/26 (22) 19.12.88 (46) 23.05.91. Бюл. М 19 (71) Киевский политехнический институт им.

50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) А. А. Мужилко, П, А. Барабаш, В Г. Риферт, Л. С Бобе и В. Н. Шипаев (53) 66.048.541{088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 979273, кл. С 02 F 1/04,1980; (54) ОПРЕСНИТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА (57) Изобретение относится к технике опреснения соленых вод, может быть использовано в качестве автономных опреснителей и позволяет повысить эффективность и обеспечить автономность рабо ты. Опреснительная установка содержит

Изобретение относится к технике опреснения соленых вод и может быть использовано в качестве .автономных опреснителей.

Цель изобретения — повышение эффективности и обеспечение автономности работы, На фиг. 1 приведена принципиальная схема опреснительной установки; на фиг. 2 — опреснительная установка с регенерацией тепла конденсата и охлаждающей жидкости; на фиг. 3 — то же.с регенерацией тепла конденсата.

Автономная опреснительная установка содержит (фиг. 1) камеру 1 испарения и камеру 2 конденсации, которые разделены между собой термоэлектрической батареей

3. Горячие спаи 4 термобатареи 3 обращены

ÄÄ5UÄÄ 1650597 А1 камеру испарения и камеру конденсации разделенные термоэлектрической батареей, горячие спаи которой обращены в ка- меру испарения, дополнительный конденсатор, трубопроводы, паропроводы и конденсатопроводы, соединить паропроводом камеру испарения непосредственно с камерой конденсации, выход которой соединен паропроводом с дополнительным конденсатором. Кроме того, опреснительная установка дополнительно содержит сепаратор пара, циркуляционный насос, буферную емкость соленой воды, обратный клапан, регулятор уровня, первый и второи электромагнитные клапаны, переключающий клапан, вакуум-насос, резервуар соленой воды, накопитель конденсата, конденсатный насос, блок кондиционирования воды и сборник воды. 3 з. п. ф-лы, 3 ил. в камеру 1 испарения, а холодные спаи 5— в камеру 2 конденсации. Камера 1 испарения соединена паропроводом с камерой 2 конденсации, выход которой соединен паропроводом с дополнительным конденсР-.ором 6. Опреснительная установка, кроме того, содержит сепаратор 7 пара, циркуляционный насос 8, буферную емкость 9 соленой воды, обратный клапан 10, регулятор 11 уровня, первый 12 и второй 13 электромагнитные клапаны, переключающий клапан

14, резервуар 15 соленой воды, регулирующий клапан 16, вакуум-насос 17, накопитель конденсатора 18, конденсатный насос 19, блок 20 кондиционирования воды и сборник

21 воды, элементы опреснительной установки соединены трубопроводами и конденсатопроводами (изображены сплошной

1 Гг:,0 9линией), па роп ронодами (изображены и реры листай линией), П ричем сепаратор 7 пара

С+clf40B)3ЕН На ПаРОПРГснад!З МЕждУ Кама вой, спарения 1 и камерой ка.-!AeHcBWMM 2. Вход циркуллционного насоса 8 соедине: с выходам соле)!ай ноды из )<амеры испарения, а вь)хад его через об!)ат! ый клапан 10 соеди-!

3ен трубопроводам с нходом буферной емh ocTM 9 coJ18i toM Bo rgb!, В ыход последней саади))ен трубопроводом через 318!)в!,н электромагнитный клапан 12 с входам сале-! Ой воды н камеру 1 испарения. Вьсход дополнительного конденсатора 6 через накопитель конденсата 18 соединен кан,! Сн::ата)!00!)Одом с вхОДОМ канд:= нса-. НОГО

l! l. -соса 19, Ic

«анди!!к()ниаосэа! 3ия вод!я сас,t !! IBII, оубап

)е кадо)1 са (.;""oj)ft! IKot1 l воды. ВхОд нт)ку ум- гlасаса J чере.э 1;,8ГItf JIMp) )Оlций клт!! IB tl

16 саел IIBI! Г!аоопровоцам)1с Дополни-BJIЬ,! ):!м Kol! Де!-. сатаром 6 l:. I!BI;oi! M 8. l(:ht ко

Цо! 3сата 1с3, 1ерекл !Ос!а Ясщий кл .-: tioll 4 (ООД31!4-;t< TPÓс)ОГ!с)ОВОЦаМИ С ГЗЕЗ,PByBРОМ

15 соленой воды, с камерой и(.парения 1 с)врез регулятор "; 1 ура-: чя. а также с трубапpQB! (of«t, f tc K()Äf! !1)Ðûc<) меж(1у бу:1)ет) !.30)! емка(п ью !) и Оар .! Ным кла!1аном 10 Второй

4,.:. т ро;,)а,!!,i THü!й; ла);а)4 1 3 (.,08pMf IQH трtJ-! с !1;)!)":,)„ :, .: 4 с iр)ба3!:."toBoäoh, !Гаходящиме Мех(нt) буферной ес)кость)0 и т! ерным электромагнитным клапаном 12, Кроме ior(., к да! голнитель34о,".;у конденсатору 6 пад:.ЛЮЧ031Ы ВХОДНай И ВЫХОДНОЙ ТРУЙОПРОВОД! .i;:.л ажда ю щей жидкости.

R апреснительнай установке, приведен!!(й HB фиг, 2. от резервуара 15 саленаи воды отделена::.амкну).ая полость 22, !рэкTl! 4с".:CKM асс)ЕЛ() IM8 От 08 8pB )Jара 15 сти 22 превращает да33ный элемент тепловой схемы установки в теплооб",;Он ник перисдическога действия, Вход полос, и 22 соединен тру. .:.опронодом с нторым эле;.гра",. агнит)4ым клапанам 13, а на выходе ее ус).:.снонлBI4 резервуар 23 концен)рата. Об),—

";t-I полости 22 Н8 мо)488 обьема буфер::эй ем)<ости (1. Кроме того, Опаеснитель33ая уста нанха ДОГ)ОЛс)ИТЕЛЬHO СОДЕржИТ !ЕПЛО обменн. к 24, (o tof)6lй соединеtl !

",убоправодам с входом резервуара 15 соленой ваДь! !1, . н):,ходнь!м To /áoïpoBÎÄ01ë охла)кда)01!!8()ки,цкасти, В ОПрЕС!)ИТЕ;3Ь! .Ой уС)л:.40ВКЕ, с!33)г, 3) i!B

i руба!" ранОДе ме)кду регулят(ам 1 1 ура!1)!я и камерой 1 испарения устаноьлены пос Ii!

Даватель:,о встрое!!)4ый теплаобменник 25

:1 встр)счн3ый конденсатор 26, которые паМсгч)!Е :-It! Н КаМЕ!)у КОН цеНСа3)ИИ 2, !рнсt Ì т)с!1)ое)!»ь)й тег!лаобме!4»ик 25 размещен на.(lHO камеры ка)3денсации 2. à встроенный

".о l, „с".! H::.! Ор 26 . vl(!.. .кдс,/ холод!4ым!1 с .1;)я! 1и

10

",:0

55! с!)арения 1, на горячих спаях 4 регулируется регулятором 11 уровня. При достижении заданного уровня жидкости в камере 1 испаре»ия регулятор 11 перекрывает подачу соленой лады в горячий контур, В процессе рабаты т!ри not!!me»èè уровня жидкости в испарительнай 1 камере посредством регулятора 11 уран!)я происходит непрерывная пад!)итка исходitoll соле IQM воды из резервуара 15.

К термабатарее 3 подается напряжение постоянного така, При этом на се горячих спаях 1 пр(исходит выделение тепла, а на холодных — поглощение тепла, Тепло от горячих спаев 4 термобатарей 3 передается соленой воде, циркулирующей в горячем кан!уре, Г1ри эта..1 происходит нагрев и испарение воды н камере 1 на горячих спаях

4. Полу 483)! ый пар через сепаратор 7 поступает пара(;pof)OJ.oh4 в камеру 2 конденсации

i! Ха)3дет!с .

;.,:-)ба)))рэ,1 3 Спл ° л конденсации пара по5 термобатареи и встроенным теплооб )енником 25. При этом полость 22 отделена от резернуара 15 перегородкой 27, Опрес )ительная установка работает следующим абpBзам.

Г1еред запуском автономной опреснительнай установки (фиг. 1) н работу первый электромагнитный клапан 12 откры ается, а второй электромагнитный клапан 13 закрывается. Клапан 14 переключен в положение, Korqa соленая вода подаетсч в направлении ат резервуара 15 к регулятору 11 уровня.

Далее праизвоцится вакуумирование устанонки, Включается вакуум-насос 17 и через регулирующий клапан 16 осуществляется вакуумиравание полостей: накопителя конденсата !0, дополнительного конденсатора

6, далее камеры 2 конденсации, и через сепаратор 7 камеры 1 испарения.

Соленая вода падается в резервуар 15, из котарага она через переключающий кла- пан 14 и регулятор 11 уровня падается н камеру 1 испарения на горячие спаи 4 термоэлектрическай батареи 3..Из камеры 1 испарс>4ия циркул)!Ц(30)!Ным насосам 8 соленая вода через обра ный клапан 10 пода83ся в буферную емкость 9 и ее

Из буфер Ioй ем)<() T! (3 через первый электромагнитный к)галан 12 она снова подается в камеру 1 (4сп)1)ения на горячие спBM 4 термобатареи 3. Гаким образом, соленая вода непрерывно цирку. ирует в контуре (ГОР)!Ч))Й I(OIITt/P) В СЛЕДсУЗОЩЕЙ ПОСЛЕДОНа тель»асти, Горя 3ие спаи 4 термобатареи 3, циркуляцианный насос 8, обратный клапан

10, буфер!сая емкость 9, первый электромагнитный клапан !2 и снова горячие спаи 4 тер; облтареи 3. Уровень жидкости в камере

50 средством термобатареи 3 (тепловой насос) снова передается в камеру 1 испарения и идет на нагрев и испарение воды. Таким образом, термобатарея 3 работает по принципу теплового насоса, повышая в целом эффективность работы опреснительной установки и снижая удельные энергозатраты.

Избыток пара из камеры конденсации 2 поступает в дополнительный конденсатор

6, где конденсируется. Отвод тепла в дополнительном конденсаторе 6 осуществляется контуром охлаждающей жидкости (воды).

Полученный конденсат огводится из камеры 2 конденсации и дополнительного конденсатора 6 в накопитель конденсата 18, Причем конденсат поступает самотеком за счет подвода к накопителю конденсата 18 вакуумной линии с обратной стороны мембраны, В процессе работы происходит наполнение накопителя конденсата, при этом его мембрана поднимается вверх. При до. стижении максимального объема мембрана накопителя конденсата замыкает концевые контакты, которые автоматически включают конденсатный насос 19, и осуществляется откачка конденсата из накопителя 18. Конденсат прокачивается через блок 20 кондиционирования воды, где конденсат доводится до параметров питьевой воды и сливается в сборник 21 воды. При достижении минимального объема конденсата в накопителе 18 его мембрана замыкае концевые контакты в нижней части, и конденсатный насос 19 автоматически отключается. Таким образом, обеспечивается автономная периодическая откачка конденсата.

В процессе работы опреснительной устансвки в горячем контуре: горячие спаи 4, циркуляционный насос 8, обратный клапан

10, буферная емкость 9, первый электромагнитный клапан 12 и снова горячие спаи 4 концентрация соленой воды непрерывно повышается от начальной до конечной (45%), При достижении конечной концентрации опреснительная установка переходит в режим слива концентрата. Отключается термобатарея 3 и циркуляционный насос 8.

Перекрывается первый электромагнитный клапан 12, открывается второй электромагнитный клапан !3 и переключается клапан

14 в направление буферной емкости. При

Этом исходная вода вытесняет концентрат иэ буферной емкости 9. Для вытеснения концентрата достаточно объема исходной соленой воды, равного объему буферной емкости. Логика работы опреснительной установки задается таким образом, что слив концентрата производится после переработки определенного количества исходной

40 соленой воды или после определенного заданного числа циклов откачки из накопителя 18. После слива концентрата второй клапан 13 закрывается, открывается первый клапан 12 и клапан 14 переключается в направление регулятора 11 уровня. Опреснительная установка переходит в режим работы, описанный выше.

В опрескительной установке (фиг. 2) концентрат сливается в полость 22 резервуара 15 соленой воды. Резервуар 15 с погостью 22 являются теплообменником периодического действия, Здесь тепло, аккумулированное в конденсате, идет на предварительный нагрев исходной соленой воды. Кроме того. исходная соленая вода первоначально поступает в теплообменник

24, в котором регулируется тепло охлаждающей жидкости воды из дополнительного конденсатора б.

В опреснительной установке (фиг. 3) подпитка соленой воды осуществляется чере встроенный теплообменник 25 и встроенный конденсатор 26, которые помещены в камеру 2 конденсации. При этом происходит регенерация тепла конденсата и уменьшается тепловая нагрузка на дополнительный конденсатор 6. Эффективность работы установки возрастает.

Формула изобретения

1. Опреснительная установка, содержащая камеру испарения и камеру конденсации, размещенную между камерами термоэлектрическую батарею, горячие спэи которой обращены в камеру испарения, дополнительный конденсатор, трубопроводы, паропроводы и конденсатопроводы, о т л ич а ю щ а я с, я тем, что, с целью повышения эффективности и обеспечения автономности р-áîòû,,она снабжена сепаратором пара, циркуляционным насосом, буферной емкостью соленой воды, обратным клапаном, регулятором уровня, первым и вторым электромагнитным клапаном, переключающим клапаном, резервуаром соленой воды, регулирующим клапаном, вакуум-насосом, накопителем конденсата, конденсатным насосом, блоком кондиционирования воды и сборником воды, при этом камера испарения соединена пэропроводом через сепаратор пара непосредственно с камерой конденсации, выход. которой соединен паропроводом с дополнительным конденсатором, вход циркуляционного насоса соединен трубопроводом с выходом камеры испарения, а выход циркуляционного насоса через обратный клапан соединен трубопроводом с буферной емкостью соленой воды, которая трубопроводом через первый электромагнитный клапан соединена с вхо1650597 дом камеры испарения, выходдополнительного конденсатора через накопитель конденсата соединен. конденсатопроводом с входом конденсатного насоса, выход которого через блок кондиционирования воды соединен трубопроводом со сборником воды, вход вакуум-насоса через регулирующий клапан соединен пэропроводом с дополнительным конденсатором и накопителем конденсата, переключающий клапан соединен трубопроводами с резервуаром соленой воды, через регулятор уровня — с камерой испарения и с трубопроводом, размещенным между буферной емкостью и обратным клапаном, второй электромагнитный клапан соединен с трубопроводом, размещенным между буферной емкостью и, первым электромагнитным клапаном, а к дополнительному конденсатору присоединены входной и выходной трубопроводы охлаждающей жидкости.

2. Установка по и. 1, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что она снабжена резервуаром концентрата, а резервуар соленой воды снабжен перегородкой, размещенной с образованием замкнутой полости, вход которой соединен трубопроводом с вторым электромагнитным клапаном, а выход — с

5 резервуаром концентрата, при этом объем полости выполнен не менее объема буферной емкости.

3, Установка по и и. 1 и 2, о т л и ч а ющ а я с я тем, что она снабжена теплообмен10 ником, соединенным трубопроводами с входом резервуара соленой воды и выходным трубопроводом охлаждающей жидкости.

4. Установка по пп. 1-3, о тл и ч э ющ а я с я тем, что она снабжена последова15 тельно размещенными встроенным теплообменником и встроенным конденсатором, присоединенными к трубопроводу между регулятором уровня и камерой конденсации, и установленными в камере конденса20 ции, при этом встроенный теплообменник установлен на днище камеры конденсации, - а встроенный конденсатор — между холодными спэями термобатареи и встроенным теплообменником.

1 6 >0597

Фиг. д

Составитель А.Никитин

Редактор Е.Полионова Техред M.Моргентал Корректор С.Черни

Заказ 1974 Тираж 637 Подписное

BÍÈÈÏÈ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издат lit.ский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101