Опреснительная установка Советский патент 1991 года по МПК C02F1/06 

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

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 конденс то- ром 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 конденса- топроводами (изображены сплошной

а с а

ч:

гмн.пел), паропроводами {изображены пре- ры истой линией), Причем сепаратор пара , сшновлен на пэропросоде между камерой и. Зреимч 1 и камерой ко денсэцми2. оход циркуляционного hscorvi Я соедянеч с выходом соленой воды из камеры I испарения, з пыход его через обратный клапан (О соединен трубопроводом с входом буферной емкости 9 соленой ьоды. Выход последней соединен трубопроводом через перьы ; электромагнитный клапан 12 с ьходом соленой воды и камеру 1 испарения. Выход до- пол ни юльного конденсатора 6 через накопитель кгнденсата 18 соединчтн кон- ; сн,агонсюродом с входом : -ондзнсь ною г- ;осс 9, которого через Ь юх W хондициинироеапия одн лимп юубэп- ;кн чцом со сГорннчом 21 ьодн Вход nary- ум-насоса VI через регулирующий

16 ПГрОГфОНОДОМИ СДОПОЛНУ1геПоннп саторпм 6 i. иакогм е .м с -1- и псата 18. Переключп ощиу, кл 1

COC/ih H ГрубоНПОВОДЕМИ С реЗПрВуЯрОМ

16 соленой воды, с камерой и-.парения 1 через регулятор 11 а также с груСюп- ров дог, НГХОДЯЩПМСУ гежду б. -Ьеппог см- чослыо 9 и обрпным лаччмом К) Втпрон чТро. a H/iTiiMH ( ланан 13 соединен тру w i.iv, с /оводог ., алодящим- f межьу буферной емчостью 9 и первым эле стромагни1ным кпзпаном 12. Кроме го- (, к пспопнитепыюг. у коиденсятору G под точены пходиоии выходной |ру5опроопды j/лзждаищей жидкости

R опреснительном ус ановке, иоиве- и не. фиг. 2 от резервуара 15 голе юи води о полет амкнутая полость 22. Пряк- Ti ски отделение от резервуара 15 полз CTV. 22 пр рращоет данный элемент тепловон схены устаморки в геплоо.онник пер ицичегхого действия. полос 22 соединим трубопроводом с вторым зл.чгро- пагнигным клапаном 13, а на выходе ае ст i,нов/шн резьрвуар 23 концеюрао 05ъ- °м полости 22 не менее буфер ой емкост ч 9. Кроме того, оппеснительчат ус- т 1новкэ дополните т.чо содержи г ifripo- обпенш.к 24, чогорыи соединен трубопроводом г; входом pesjooyapa 15 соленой воды и , ы ходнчм юубэпроводом оулал дяю леи жидкости

R олресиите. Ы Ой ус f. ir 3) на грубгпро1эодемеж ;у регулятг ром 1 I уро-зич и камерой 1 испарения установит. последовательно встроенный теплообменник 25 и вгтг,теплый конденсатор 26, которые по метами в камеру конденсации 2 Прччзм пс роеьг 31й теплообменник 25 размещен п.ч IT,не KfiMepi i .сонденсг ции 2 а встроенный (. мс чду холодными гелями

5 термобатареи и встроенным теплообменником 25. При этом полость 22 отделена от резервуара 15 переюродкой 27. Опреснительная утановк работает следующим образом

Перед запуском автономной опреснительной установки (фиг 1) в работу первый электромагнитным клапан 12 открывается,а второй электромагнитный клапан 13 закры0 веется Клапан 14 переключен о положение, соленая вода подается в направлении от резервуара 15 к регулятору 11 уровня. Далее производится вакуумирование установки. Включается вакуум-насос 17 и через

5 регулирующий клапан 16 осуществляется вакуумированио полостей, накопителя конденсата 18 дополнительного конденсатора 6, далее камеры 2 конденсации, и через се- прратор / камеры 1 испарения.

Сопеная вода подается в резервуар 15,

из которого она через переключающий клг1 пан 14 и 11 уровня подается в

камеру 1 испарения на горячие спаи 4 тер

моолектрической батареи 3. Из камеры 1

5 испарения циркуляционным насосом 8 соленая вода через обратный клапан 10 пода- в буферную емкость 9 и заполняет ее. Из буферной ем,сг .,т i 9 через первый электромагнитный кллпон 12 она снова подается

П в камеру истренил на горячие спаи 4 термооат&реи 3 гачым образом соленая под непрерывно циркулирует в контуре {горячий контур) R следующей последовательности, юрямие спаи 4 термобатареи 3,

5 циркуляционный нагое 8, обратный клапан 10, бу ерняя емкость 9, первый электромаг- ншнпй члонан 12 и снова горячие спаи 4 термобатареи 3 Уровень жидкости в камере испарения 1, па i орячих спаях 4 регулирует0 ся регулятором 11 уровня. При достижении заданного уровня жидкости в камере 1 испарения регулятор 11 перекрывает подачу соленой поды в горячий контур, В процессе работы при понижении уровня жидкости в

Ь испарител ной 1 камере посредством регулятора 11 уровня происходит непрерывная подпиткя иг/одной соленой воды из резервуара 15.

К термобатарее 3 подается напряжение

(} постоянного тока При этом на ее горячих cmcix происходит внделение тепла, а на холодных поглощение тепла. Тепло от горячих спаев 4 термобатарей 3 передается соленой воде циркулирующей в горячем

5 контуре При этом происходит нагрев и испарение воды в камере 1 на горячих спаях 4 Полученный пар через сепаратор 7 поступает паропрочплом в камеру 2 конденсации и ,рнс ф ртсч ня холодных спаях 5 тер- v пло,л конденсации пара посредством 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 отводится 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 достижении максимального обьема 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 а сборник 21 воды. При достижении минимального объема конденсата в накопителе 18 его мембрана замыкает концевые контакты в нижней части, и конденсатный нэсос 19 автоматически отключается. Таким образом, обеспечивается автономная периодическая откачка конденсата.

В процессе работы опреснительной установки 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 13 и переключается клапан 14 в направление буферной емкости. При Этом исходная вода вытесняет концентрат из 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

соленой воды или после определенного за данно о числа циклов откачки из накопителя 18 После слича концентрата второй клгпан 13 закрывается, открывается первый

клапан 12 м клапан 14 переключается в на правление регулятора 11 уровня Опреснительная установка переходит в режим работы, описанный выше.

В опреснительной установке (фиг 2)

0 концентрат сливается в полость 22 резервуара 15 соленой воды Резервуар 15 с пого стью 22 являются теплообменником периодического действия. Здесь тепло, аккумулированное в конденсате, идет на пред5 верительный нагрев исходной соленой воды. Кроме того, исходная соленая вода первоначально поступает в теплообменник 24, в котором регулируется тепло охлаждающей жидкости воды из дополнительного

0 конденсатора 6

В опреснительной установке (фиг 3) подпитка соленой воды осуществляется че- ре встроенный теплообменник 25 и встроенный конденсатор 26, которые помещены

5 в камеру 2 конденсации. При этом происходит регенерация тепла конденсата и уменьшается тепловая нагрузка на дополнительный конденсатор 6. Эффективность работы установки возрастает.

0Формула изобретения

1 Опреснительная установка, содержащая камеру испарения и камеру конденсации, размещенную между камерами термоэлектрическую батарею, горячие спяи

5 которой обращены в камеру испарения, дополнительный конденсатор, трубопроводы, паропроводы и конденсатопроводы, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности и обеспечения автономно0 сти работы, она снабжена сепаратором пара, циркуляционным насосом, буферной емкостью соленой воды, обратным клапаном, регулятором уровня, первым и вторым электромагнитным клапаном, переключаю5 щим клапаном, резервуаром соленой воды, регулирующим клапаном, вакуум-насосом, накопителем конденсата, конденсатным насосом, блоком кондиционирования воды и сборником воды, при этом камера испаре0 ния соединена паропроводом через сепаратор пЧара непосредственно с камерой конденсации, выход которой соединен паропроводом с дополнительным конденсатором, вход циркуляционного насоса

5 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 входом камеры испарения, выходдополнитель- ного 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 паропроводом 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 поп, 1,отличающая- с я тем, что она снабжена резервуаром концентрата, а резервуар соленой воды снабС

- j Д. „

17

/ « ±,

,L

I

i 2 5

20

жен перегородкой, размещенной с образованием замкнутой полости, вход которой со- единен трубопроводом с вторым электромагнитным клапаном, а выход - с

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

3, Установка по п п. 1и 2, отличающая с я тем, что она снабжена теплообменником, соединенным трубопроводами с входом резервуара соленой воды и выходным трубопроводом охлаждающей жидкости.

А. Установка по пп. 1-3, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что она снабжена последовательно размещенными встроенным теплообменником и встроенным конденсатором, присоединенными к трубопроводу между регулятором уровня и камерой конденсации, и установленными в камере конденсации, при этом встроенный теплообменник установлен на днище камеры конденсации, а встроенный конденсатор - между холодными спаями термобатареи и встроенным теплообменником.

- нбСомная бода

14

гй

I н |

i Концентрат 2 5

Охл.бода

Фиг

CSJ

UQKUytl

Oos

Ом. Води

Соленая Soda

27

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 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