Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Nghiên cứu thực nghiệm hệ thống khử muối bằng phương pháp bơm nhiệt hỗ trợ bay hơi – ngưng tụ với bộ làm ẩm năng lượng mặt trời dạng dòng chảy tự do
Tóm tắt
Sự thiếu nước toàn cầu là một trong những mối quan tâm lớn nhất của con người trong vài thập kỷ qua. Khử muối nước biển đã trở thành phương pháp chủ yếu để tiếp cận nước uống mới. Nghiên cứu hiện tại phát triển một hệ thống khử muối nước với sự hỗ trợ của bơm nhiệt thông qua quy trình làm ẩm – ngưng tụ. Hệ thống được thiết kế được trang bị một bộ làm ẩm năng lượng mặt trời mới, hoạt động dựa trên các bộ thu nước mặt trời dạng dòng chảy tự do. Ảnh hưởng của lưu lượng không khí và chế độ của hệ thống tuần hoàn không khí đến hiệu suất của hệ thống đã được khảo sát thực nghiệm. Kết quả cho thấy rằng việc tăng lưu lượng không khí cải thiện tốc độ bay hơi nước và hiệu suất của bộ làm ẩm năng lượng mặt trời, trong khi việc đóng mạch không khí dẫn đến giảm tốc độ bay hơi. Lượng bay hơi tối đa và năng suất nước đạt khoảng 1,38 và 1 kg/h/m2 vào thời gian bức xạ mặt trời trung bình 877 W/m2. Hệ thống tuần hoàn không khí kín dẫn đến hiệu quả ngưng tụ tốt hơn và sản xuất nước khử muối nhiều hơn so với chế độ mạch hở. Giá trị tiêu thụ năng lượng điện cụ thể thấp nhất và tỷ lệ đầu ra thu được cao nhất lần lượt là 0,15 kWh/kg và 2,36 được quan sát tại lưu lượng không khí 0,019 m3/s/m2 của bộ làm ẩm mặt trời khi đóng hệ thống tuần hoàn không khí.
Từ khóa
#khử muối nước #bơm nhiệt #năng lượng mặt trời #hệ thống làm ẩm #hiệu suất tuần hoàn không khíTài liệu tham khảo
Akhatov ZS, Khalimov A, Saidov KK (2016) A study of the influence of inlet air flow humidity and temperature on thermal efficiency of an evaporation chamber of a solar desalination plant. Appl Sol Energy 52:109–114
Barlow M, Clarke T (2017) Blue gold: the battle against corporate theft of the world’s water. Routledge, Abingdon
Bergman TL, Incropera FP (2011) Fundamentals of heat and mass transfer. Wiley, Hoboken
Dehghani S, Date A, Akbarzadeh A (2018) Performance analysis of a heat pump driven humidification–dehumidification desalination system. Desalination 445:95–104. https://doi.org/10.1016/j.desal.2018.07.033
Eid EI, Khalaf-Allah RA, Dahab MA (2018) An experimental study of solar desalination using free jets and an auxiliary hot air stream. Heat Mass Transf 54:1177–1187
El-Agouz SA (2010) A new process of desalination by air passing through seawater based on humidification–dehumidification process. Energy 35:5108–5114. https://doi.org/10.1016/j.energy.2010.08.005
El-Agouz SA, Abd El-Aziz GB, Awad AM (2014) Solar desalination system using spray evaporation. Energy 76:276–283. https://doi.org/10.1016/j.energy.2014.08.009
Elminshawy NAS, Siddiqui FR, Addas MF (2016) Development of an active solar humidification–dehumidification (HDH) desalination system integrated with geothermal energy. Energy Convers Manag 126:608–621. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2016.08.044
Elsafi AM (2017) Integration of humidification–dehumidification desalination and concentrated photovoltaic-thermal collectors: energy and exergy-costing analysis. Desalination 424:17–26. https://doi.org/10.1016/j.desal.2017.09.022
El-Said EMS, Kabeel AE, Abdulaziz M (2016) Theoretical study on hybrid desalination system coupled with nano-fluid solar heater for arid states. Desalination 386:84–98. https://doi.org/10.1016/j.desal.2016.03.001
Gao P, Zhang L, Zhang H (2008) Performance analysis of a new type desalination unit of heat pump with humidification and dehumidification. Desalination 220:531–537. https://doi.org/10.1016/j.desal.2007.01.053
Ghazy A, Fath HE (2016) Solar desalination system of combined solar still and humidification–dehumidification unit. Heat Mass Transf 52:2497–2506
Gürtekin E (2019) Experimental and numerical design of renewable-energy-supported advanced biological wastewater treatment plant. Int J Environ Sci Technol 16:1183–1192
Hammadi SH (2018) Theoretical analysis of humidification–dehumidification process in an open type solar desalination system. Case Stud Therm Eng 12:843–851. https://doi.org/10.1016/j.csite.2018.09.009
He WF, Han D, Ji C (2018) Investigation on humidification dehumidification desalination system coupled with heat pump. Desalination 436:152–160. https://doi.org/10.1016/j.desal.2018.02.021
Jamil MA, Zubair SM (2017) On thermoeconomic analysis of a single-effect mechanical vapor compression desalination system. Desalination 420:292–307. https://doi.org/10.1016/j.desal.2017.07.024
Kabeel AE, Hamed MH, Omara ZM, Sharshir SW (2014) Experimental study of a humidification–dehumidification solar technique by natural and forced air circulation. Energy 68:218–228. https://doi.org/10.1016/j.energy.2014.02.094
Lawal D, Antar M, Khalifa A, Zubair S, Al-Sulaiman F (2018) Humidification–dehumidification desalination system operated by a heat pump. Energy Convers Manag 161:128–140. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2018.01.067
Liu H, Sharqawy MH (2016) Experimental performance of bubble column humidifier and dehumidifier under varying pressure. Int J Heat Mass Transf 93:934–944. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2015.10.040
Moumouh J, Tahiri M, Salouhi M (2014) Solar thermal energy combined with humidification–dehumidification process for desalination brackish water: technical review. Int J Hydrogen Energy 39:15232–15237. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2014.04.216
Rahbar N, Esfahani JA (2012) Experimental study of a novel portable solar still by utilizing the heatpipe and thermoelectric module. Desalination 284:55–61. https://doi.org/10.1016/j.desal.2011.08.036
Rahimi-Ahar Z, Hatamipour MS, Ghalavand Y (2018) Experimental investigation of a solar vacuum humidification–dehumidification (VHDH) desalination system. Desalination 437:73–80. https://doi.org/10.1016/j.desal.2018.03.002
Rajaseenivasan T, Shanmugam RK, Hareesh VM, Srithar K (2016) Combined probation of bubble column humidification dehumidification desalination system using solar collectors. Energy 116:459–469. https://doi.org/10.1016/j.energy.2016.09.127
Rostamzadeh H, Namin AS, Ghaebi H, Amidpour M (2018) Performance assessment and optimization of a humidification dehumidification (HDH) system driven by absorption-compression heat pump cycle. Desalination 447:84–101. https://doi.org/10.1016/j.desal.2018.08.015
Santosh R, Arunkumar T, Velraj R, Kumaresan G (2019) Technological advancements in solar energy driven humidification–dehumidification desalination systems—a review. J Clean Prod 207:826–845. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.09.247
Sardouei MM, Mortezapour H, Jafari Naeimi K (2018) Temperature distribution and efficiency assessment of different PVT water collector designs. Sādhanā 43:84. https://doi.org/10.1007/s12046-018-0826-x
Sözen A, Öztürk A, Özalp M, Çiftçi E (2018) Influences of alumina and fly ash nanofluid usage on the performance of recuperator including heat pipe bundle. Int J Environ Sci Technol. https://doi.org/10.1007/s13762-018-1832-6
WWAP (2012) The United Nations world water development report 4: managing water under uncertainty and risk, vol 1. UNESCO Paris, Paris
Xu H, Zhao Y, Jia T, Dai YJ (2018) Experimental investigation on a solar assisted heat pump desalination system with humidification–dehumidification. Desalination 437:89–99. https://doi.org/10.1016/j.desal.2018.03.001
Xu H, Zhao Y, Dai YJ (2019) Experimental study on a solar assisted heat pump desalination unit with internal heat recovery based on humidification–dehumidification process. Desalination 452:247–257. https://doi.org/10.1016/j.desal.2018.11.019
Zarzoum K, Zhani K, Bacha HB (2016) Numerical study of a water distillation system using solar energy. J Mech Sci Technol 30:889–902
Zhang Y, Zhu C, Zhang H, Zheng W, You S, Zhen Y (2018) Experimental study of a humidification–dehumidification desalination system with heat pump unit. Desalination 442:108–117. https://doi.org/10.1016/j.desal.2018.05.020
Zhang Y, Zhang H, Zheng W, You S, Wang Y (2019) Numerical investigation of a humidification–dehumidification desalination system driven by heat pump. Energy Convers Manag 180:641–653. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2018.11.018
Zondag H, De Vries D, Van Helden W, Van Zolingen R, Van Steenhoven A (2003) The yield of different combined PV-thermal collector designs. Sol Energy 74:253–269