Установка для опреснения воды Советский патент 1985 года по МПК B01D9/04 C02F1/22 C02F5/02 F25B27/00 C02F103/06 

1 Изобретение относится к технике опреснения воды, а именно к опреснению воды с помощью холодильных у тановок,. Известна установка для опреснекая воды, содержащая камеру предварительного охлаждения опресняемой воды, холодильную машину с испарителем, сепаратор дляiотделения кристаллогидрата от рассола, дистиллятор для косвенного охлаждения воздуха ij . Данное устройство недостаточно экономично по следующим причинам. Охлаждение воздуха за счет холодного рассола и последующее предварительное охлаждение этим воздухом опресняемой воды менее эффективно ввиду НИ31СИХ коэффи1щентов теплопередачи между газом и жидкостью. Необходима осушка охлаждаемого воз духа, что приводит к дополнительным затратам энергии. Установка недостаточно эффективна в условиях пиковых нагрузок. Целью изобретения является повышение экономичности работы установки за счет аккумулирования избытков холода при его пониженной потреб- но сти. Цель достигается тем, что в уста новке для опреснения воды, содержащей камеру предварительного охлажде ния, холодильную машину, сепаратор для отделения кристаллов от рассола и аккумулятор холода, аккумулятор холода выполнен в В1ще системы сква жин, В1шючающей скважины-хладоприемники, вход которых соединен с выходом рассола из сепаратора, а выход - с камерой предварительного ох лаждения, скважины-ретрансляторы холода, соединенные циркуляционными трубами с камерой предварительного охлаждения, водопонизительные и водонагнетательные скважины, при этом скважины-хладоприемники и сква жины-ретрансляторы размещены между водогюнизительными и водоиагнетател ными скважинами. На фиг. 1 приведена схема установки для опреснения воды| на фиг.2 разм щение установки, Плaн4.нa фиг разрез А-А на фиг, 2. Установка для опреснения воды содержит насос 1 дпя подачи опресняемой воды, трубопровод 2 подачи опресняемой воды в камеру 3 пред562варительного охлаждения, котораясообщается посредством трубопровода 4 охлажденной опресняемой воды с испарителем 5 холодильной машины 6, сообщающимся, в свою очередь, пос редством трубопровода 7 с сепаратором 8, имеющим вьшод 9 кристаллов льда в плавитель i О и трубопровод 11 выхода холодильного рассола, подключенный через насос 12 к системе циркуляционных труб 13, смонтированных в скважинах-хладоприемниках 1,4, изолированных от водонасосного горизонта обсадными трубами 15 и тампоном 16. Циркуляционная система труб 13 имеет отвод 17 раствора в камеру 3 предварительного охлаждения, где происходит теплор.бмен межд,у опресненной водой и холодным раствором, частично отдавшим холод в хладоприемниках 14. В скважинах хладотрансляторах 18 смонтирована циркуляционная система труб 19, сообщающаяся с камерой 3 предварительного охлаждения опресняемой воды посредством трубопровода 20 охлажденного хладагента и трубопровода 21 нагретого хладагента, снабженного насосом 22 подачи нагретого хладагента в щхркулядионную систему труб 19 сква;кин-хладотрансляторов 18. Для перемещения холода от скважин 14 к скважинам 18 и предотвращения рассеивания холода по водоносному горизонту предусмотрень5 понизитель.т ные дренажные 23, оборудованные фильтрами 24, скважлнны- ми насосами 25 и водоподъемными трубами 26, сообщающимися напорным трубопроводом 27 через приемник холода 28 с нагнетательными скважинами 29, оборудованными нагнетательным оборудованием 30 и фильтрами 31 . I Установка опреснения воды работает следующим образом. Насосом 1 по трубопроводу 2 подается опресняемая вода в каМеру 3 предварительного охлаждения,, где производится ее ох,паждекие до температур 0-4с. Затем .ох.аажденная опресняемая вода подается по трубопроводу 4 и испаритель 5 холодильной машины 6, где образуется смесь кристаллов и рассола с температурой -15 -20°С,-, поступающего по

3

трубопроводу 7 в сепаратор 8. Здесь кристаллы льда отделяются от холодного рассола и по выводу 9 направляются в плавитель 10, а холодный рассол с температурой -15 -20°С по .трубопроводу 11 через 1ШСОС 12 поступает в циркуляционную систему труб 13, в скважину 14, заполненную крепким рассолом, и охлаждает подземные воды, с которыми контактируют обсадные трубы 15. Частично нагретый (до температуры -3 - -1-5 С) рассол из скважшш 14 поступает по трубопроводу 17 в камеру 3, а затем выводится из системы. При этом посредством извлечения подземных вод из скважин 23 насосами 25 и нагнетания их в скважины 29 образуется искусственна я депрессия на поверхности водоносного горизонта, вследствие чего ореол холода распространяется в сторону скваншп 18 и локализуется в пределах зоны размещения этих скважин. Ввиду того что из скважин 18 извлекаются охлажденные подземные воды, их сначала пропускают через приемник холода -28, где утилизируют холод для местных нужд, а затем нагнетают в скважины 29. В случае когда породы водоносного горизонта обладают высокой проницаемостью и естественный уклон, . а следовательно, и скорость движения подземных вод имеет значительные величины,.для предотвращения уноса охлажденных подземных вод с участка расположения скважин 18 сквжины 13 располагают выше скважин 14 и 18 по потоку, подземных вод.

39456Л

а нагнетательные скважины 29 - ниже. При работе скважин 14 и 18 описанным образом на участке расположения скважин 18 движение подземных вод можно либо прекратить, либо значительно уменьшить его скорость.

Охлаждение подземных вод в пределах участка расположения скважин 18 можно производить до отрицательных

o температур. При этом скважины 23 и 29 используются для замедления оттаивания замерших подземных вод. Предлагаемое устройство может быть использовано для повышения экономичности холодильных машин, применяемых в качестве генератора холода в любых отраслях народного хозяйства. Особенно повышается эффективность холодильных машин, работаю2с шрх в нестабильном режиме. В таких случаях описанный хладоприемник работает еще и как аккумулятор холода .

5 На большей территории страны широко развиты подземные воды с минерализацией, достигающей coTeii грамм на литр. При этом мощность водоносных горизонтов достигает де., сятков и даже сотен метров. Такие водоносные горизонты характеризуются застойным гидродинамическим режимом. В связи с этим можно охлаждать подземные воды до температур

порядка -20 - -30 С и накапливать весьма значительное количество холода, что дает возможность существенно повысить экономичность работы установок для опреснения воды.

&

vV

r l,

О

a. / ©-1 -- -,T:ч-т. Ф-

Г2

4/ D H

УСТАНОВКА ДЛЯ ОПРЕСНЕНИЯ ВОДЫ, содержащая камеру предварительного охлаждения, холодильную машину, сепаратор для отделения кристаллов от рассола и аккумулятор холода, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности работы,установки за счет аккумулирования избытков холода при его пониженной потребности, аккуму.лятор холода выполнен в виде системы Скважин, включающей скважиныхладоприемники, вход которых соединен с выходом рассола из сепаратора, а .выход - с камерой предварительного охлаждения, скважины-ретрансляторы холода, соединенные циркуляционными трубамис камерой предварительного охлаждения, водопонизительные и водонагнетательные скважины, при этом скважины-хладопри.емники и скважины-ретрансляторы размещены между водопонизительными и водонагнетательными скважинами.