Перейти до вмісту
Наукові вісті КПІ
ISSN 2617-5509 · e‑ISSN 2663-7472 Відкритий доступ · CC BY 4.0
Т. · № 4 · 2021 чер 1, 2020 статті

Термодинамічний аналіз термічної опріснювальної установки з циклом зволоження–осушення повітря

VS
Volodymyr Sereda Відповідальний КПІ ім. Ігоря Сікорського, ТЕФ, кафедра теплоенергетики, Ukraine Україна
AS
Andrii Solomakha КПІ ім. Ігоря Сікорського, ТЕФ, кафедра теплоенергетики, Ukraine Україна
NP
Natalia Prytula КПІ ім. Ігоря Сікорського, ТЕФ, кафедра теплоенергетики, Ukraine Україна
OZ
Oleksii Zabolotny КПІ ім. Ігоря Сікорського, ТЕФ, кафедра теплоенергетики, Ukraine Україна
Опублікованочер 1, 2020
PDF
НВКПІ 4 ТОМ · 4
ТОМ · № 4 · 2021 Переглянути випуск

Анотація

Problems. Today desalination of seawaterprovides a worldwide fresh water productionof 24.5 million m 3 perday.One of the promising desalination methods is thermal humidification-dehumidification process. In spite of significant benefits this technology, it has a key drawback – high thermal energy consumption. The aim of the study. Determine the optimal thermodynamic parameters of working substances (air and water) in elements of desalination system with humidification–dehumidification cycleto obtain maximum performance with a minimum energy consumption. Methodology of implementation. Mathematical modeling of the humidification-dehumidification cycle at different input parameters. The thermodynamic model was createdusing equations of mass and energy balances of the desalination system. Research results. System Gain output ratio(GOR) increases with increasing salt watertemperature at the outlet of the dehumidifier. Maximum valuesof GORand recovery ratio (RR) are observed at the maximum temperature difference (maximum heating) of salt water in the dehumidifier. It is shown that values of GOR and RR increasewith increasing salt water temperature at the inlet to the humidifier. It is found that GOR value is independent of the temperature and humidity of the air at the inlet to the humidifier. Conclusions.The maximum valuesof GOR and RR for the humidification-dehumidification cycle with additional water heating are 3.75 and 6%, respectively. To obtain such results,the temperature of salt water at the inlet tothe system (dehumidifier) should be equal to 10 °C, and the temperature of salt water at the inlet to the humidifier – 70 °C. At the same time, temperature and humidity of the airсan have any values. The use of renewable energy for heating salt water in the heater will significantly increase system GOR

Ключові слова

#thermodynamic analysis #thermal desalination #mathematical model #humidification-dehumidification #gain output ratio

Посилання

  1. F. Macedonio et al., “Efficient technologies for worldwide clean water supply,” Chem. Eng. Process., vol. 51, pp. 2–17, 2012, doi: 10.1016/j.cep.2011.09.011.
  2. “Nature-based solutions for water,” UNESCO, Paris, France, 2018. [Online]. Available: https://unesdoc.unesco.org/ark:/48223/pf0000261424 .
  3. T. Luo et al., “Aqueduct projected water stress country rankings,” World Resources Institute, Washington, D.C., USA, 2015. [Online]. Available: https://www.wri.org/data/aqueduct-projected-water-stress-country-rankings .
  4. “Форум з екології та сталого розвитку України 2021.” dpss.gov.ua.
  5. https://dpss.gov.ua/news/ukrayina-mozhe-zitknutisya-z-deficitom-yakisnoyi-pitnoyi-vodi-vladislava-magalecka (accessed Jan. 28, 2021).
  6. A. Subramani and J. G. Jacangelo, “Emerging desalination technologies for water treatment: a critical review,” Water Res., vol. 75, pp. 164–187, 2015, doi: 10.1016/j.watres.2015.02.032.
  7. Y. B. Karhe and P. V. Walke, “A solar desalination system using humidification-dehumidification process: a review of recent research,” Int. J. Mod. Eng. Res., vol. 3, no. 2, pp. 962–969, 2013.
  8. A. S. A. Mohamed et al., “Desalination process using humidification–dehumidification technique: a detailed review.” Int. J. Energy Res., vol. 45, no. 3, pp. 3698–3749, 2020, doi: 10.1002/er.6111.
  9. “Dynamic growth for desalination and water reuse in 2019.” IDADESAL.org. https://idadesal.org/dynamic-growth-for-desalination-and-water-reuse-in-2019 (accessed Jan. 28, 2021).
  10. F. Wunder et al., “Numerical simulation of heat transfer in a horizontal falling film evaporator of multiple-effect distillation,” Desalination, vol. 401, pp. 206–229, 2017, doi: 10.1016/j.desal.2016.09.020.
  11. Y. Zhang et al., “Application of solar energy in water treatment processes: a review,” Desalination, vol. 428, pp. 116–145, 2018, doi: 10.1016/j.desal.2017.11.020.
  12. Velmurugan et al., “Humidificaton–dehumidification desalination system: an overview,” Int. J. S. Res. Sci. Tech., vol. 4, no. 5, pp. 1163–1177, 2018.
  13. I. Tlili et al., “Performance enhancement of a humidification–dehumidification desalination system,” J. Therm. Anal. Calorim., vol. 140, pp. 309–319, 2019, doi: 10.1007/s10973-019-08775-8.
  14. V. Patel et al., “Experimental and theoretical evaluation of bubbler humidifier for humidification–dehumidification water desalination system,” Heat Mass Transf., vol. 55, pp. 3201–3210, 2019, doi: 10.1007/s00231-019-02659-1.
  15. D. U. Lawal et al., “Experımental investigation of heat pump driven humidification–dehumidification desalination system for water desalination and space conditioning,” Desalination, vol. 475, pp. 114199, 2020, doi: 10.1016/j.desal.2019.114199.
  16. P. P. Kudelia and S. V. Dubovskyi, “Energy and exergy approaches to problem of rational energy use,” Enerhetyka: ekonomika, tekhnolohii, ekolohiia, vol. 2, pp. 7–16, 2020.
  17. “C++ library of properties for 122 components.” CoolProp.org. http://www.coolprop.org (accessed Jan. 28, 2021).
§ 06 — Пов'язані

Схожі статті в цьому журналі

Пов'язані рецензовані дослідження, опубліковані в цьому журналі.
Усі випуски

МЕТОДИКА ПАРАМЕТРИЧНОГО СИНТЕЗУ ЗУМ-АФОКАЛЬНИХ СИСТЕМ НА ОСНОВІ НЕРУХОМИХ ВАРІОЛІНЗ

Ігор Г. Чиж

Проблематика Зум-оптичні системи, в яких використовуються механічно нерухомі електрично керовані варіолінзи, не можуть вважатися такими, що мають нерухомі оптичні…

#зум-афокальні системи #головні точки варіолінз #синтез зум-афокальних систем #стабільна афокальність зум-системи
10.20535/kpisn.2026.3.351645

МОДИФІКАЦІЯ НЕЙРОМЕРЕЖЕВОГО МЕТОДУ SPINN ДЛЯ НАБЛИЖЕНОГО РОЗВ'ЯЗАННЯ МІШАНОЇ ЗАДАЧІ ДЛЯ РІВНЯННЯ ТЕПЛОПРОВІДНОСТІ В ЕЛІПТИЧНІЙ ОБЛАСТІ

Валерій Лось, Олександр Ряхін

Проблематика. Параболічні диференціальні рівняння є математичними моделями інженерії, призначеними для дослідження широкого кола прикладних задач. Це приводить до…

#рівняння теплопровідності #мішана параболічна задача #еліптична область #фізико-інформативна нейронна мережа
10.20535/kpisn.2026.3.367316

ДВОЕТАПНИЙ ПІДХІД ДО СЕГМЕНТАЦІЇ СУПУТНИКОВИХ ЗНІМКІВ ДЛЯ ОЦІНЮВАННЯ ПЛОЩІ АСФАЛЬТОВАНОГО ПОКРИТТЯ ПАРКОВОК

Олександр Гончарук, Надія Недашківська

Проблематика. Точна оцінка площі асфальтованих парковок є важливою для містобудування та екологічного моніторингу. Однак спектральна подібність асфальту паркувальних…

#семантична сегментація #супутникові знімки #паркінг #нейронна мережа
10.20535/kpisn.2026.3.367540

Схожі статті

1-10 з 63

Ви також можете розпочати розширений пошук схожих статей для цієї статті.