بررسی عملکرد سیستم ترکیبی آب‌شیرین‌کن انجمادی و سیستم تبرید دی‌اکسید‌کربن

یکی از راه‌های تامین آب در صورت عدم وجود منابع کافی آب، شیرین‌سازی آب‌های شور و لب‌شور است. فرایند انجماد هم یکی از روش‌هایی است که برای تولید آب‌شیرین استفاده می‌شود. هدف از این مطالعه بررسی نمک‌زدایی انجمادی به همراه سیستم تبرید است. جهت سرمایش مورد نیاز در سیستم نمک‌زدایی انجمادی پژوهش حاضر از سیستم تبرید دی‌اکسید‌کربن استفاده شده است و تبخیرکننده و چگالنده سیستم تبرید به ترتیب به عنوان بلورساز و ذوب‌کننده سیستم آب‌شیرین‌کن انجمادی قرار گرفته‌اند. در این پژوهش، علاوه بر بررسی ترمودینامیکی سیستم، اثر پارامتر‌های مهم از جمله غلظت نمک در آب شور ورودی، دمای آب شور ورودی، دما و خلوص آب‌شیرین تولیدی و نسبت یخ تشکیل‌شده بر ضریب عملکرد سیستم تبرید و مصرف انرژی سیستم آب‌شیرین‌کن انجمادی نیز بررسی شده است. نتایج شبیه‌سازی 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 تشکیل‌شده باعث افزایش انرژی مصرفی می‌شود. با توجه به پایین‌بودن دمای چگالنده و عملکرد سیستم تبرید در شرایط فروبحرانی، سیستم ترکیبی پژوهش حاضر از لحاظ مصرف انرژی مقرون به صرفه است.

performance investigation of freezing desalination coupled with carbon dioxide refrigeration system

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 freezing desalination 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 freezing desalination feed temperature, feed concentration, distillate temperature, distillate concentration and freezing desalination recovery ratio on coefficient performance and energy consumption have been explored. it can be concluded that increasing the feed concentration and feed temperature is accompanied with the reduction of coefficient performance and a raise in specific energy consumption. increasing the ice fraction also increases the specific energy consumptionsystem. freezing desalination system in the present study is comparable in energy consumption to reverse osmosis desalination system.