Un destilador solar concentrado es un sistema que utiliza la misma cantidad de entrada de calor solar (la misma área de recolección solar) que un destilador solar simple, pero puede producir un volumen de agua dulce que es muchas veces mayor. Mientras que un destilador solar simple es una forma de destilar agua mediante el uso del calor del sol para impulsar la evaporación de una fuente de agua y el aire ambiente para enfriar una película de condensador, una energía solar concentrada todavía usa un colector solar térmico concentrado para concentrar el calor solar y entregar a una evaporación multiefectoproceso de destilación, aumentando así la tasa natural de evaporación. El destilador solar concentrado es capaz de producir agua a gran escala en áreas con abundante energía solar.
Actuación
El destilador solar concentrado puede producir hasta veinte veces más agua que el máximo teórico de un destilador solar estándar [1] [2] y, en la práctica, puede producir hasta 30 veces el volumen. [ cita requerida ]
Un destilador solar estándar de eficiencia típica del 25% (que no permite la recuperación del calor latente rechazado), ya que el calor latente de vaporización del agua es de 2,26 MJ por kilogramo, [3] debería evaporar 2,4 kg (o litros) de agua por m 2 por día en una región con una irradiación solar diaria promedio de 21,6 MJ / m 2 (250 vatios / m 2 ), o 873 litros por año (como una altura de precipitación de 873 mm, 2,86 pies). Un todavía veinte veces más productivo tendría una producción diaria de 48 mm (1,9 pulgadas) o 17,5 m (57 pies) al año. [ aclaración necesaria ]
Integración de calor
Evaporación de múltiples etapas
La energía solar concentrada aún implementa un método para recuperar el calor latente del vapor destilado no capturado y reutilizado por un destilador solar estándar. Esto se hace usando múltiples etapas de evaporación en serie (ver evaporador de efecto múltiple ). El calor latente del vapor destilado producido en la etapa n-1 (o efecto) se recupera en la etapa n por ebullición de la salmuera concentrada sobrante de la etapa n-1 que produce vapor destilado cuyo calor latente se recuperará en la etapa n + 1 etapa hirviendo la salmuera concentrada sobrante de la etapa n. [4] Dado que la salmuera se concentra continuamente en cada etapa, su punto de ebullición seguirá aumentando en condiciones estándar. Para superar la elevación del punto de ebullición de la salmuera, cada etapa del evaporador opera a una presión más baja que la etapa anterior, lo que reduce efectivamente el punto de ebullición, lo que permite una transferencia de calor suficiente en cada etapa. Este proceso puede repetirse hasta que las condiciones del destilado se degraden lo suficiente (es decir, la presión y la temperatura son muy bajas y el volumen de vapor del destilado es muy grande). [4]
Bomba de calor
La etapa de evaporación final produce vapor de destilado que se considera en muy malas condiciones. Este vapor se puede condensar en un condensador final, en cuyo caso su calor latente se eliminará como desperdicio, [5] o se puede condensar usando una bomba de calor , en cuyo caso su calor latente (o una parte de él) se puede recuperar. En el último caso, la bomba de calor "actualiza" eficazmente las condiciones de estado del calor latente a condiciones más utilizables (temperatura y presión más altas) realizando trabajo (por ejemplo, compresión). [1] [2] Las condiciones se pueden mejorar lo suficiente como para que el calor recuperado se pueda utilizar para proporcionar calor adicional para la evaporación en el primer efecto.
Referencias
- ↑ a b Alarcón-Padilla, Diego C .; García-Rodríguez, Lourdes; Blanco-Galvez, Julian (15 de noviembre de 2010). "Recomendaciones de diseño para una planta de destilación de efectos múltiples conectada a una bomba de calor de absorción de doble efecto: un caso de estudio de desalinización solar". Desalación . 262 (1-3): 11-14. doi : 10.1016 / j.desal.2010.04.064 .
- ^ a b Alarcón-Padilla, Diego C .; García-Rodríguez, Lourdes; Blanco-Galvez, Julian (15 de enero de 2010). "Evaluación experimental de la conexión de una bomba de calor de absorción a una unidad de destilación multiefecto". Desalación . 250 (2): 500–505. doi : 10.1016 / j.desal.2009.06.056 .
- ^ "Destilación solar: resumen técnico" (PDF) . engineeringforchange.org . Archivado desde el original (PDF) el 24 de febrero de 2014 . Consultado el 25 de agosto de 2013 .
- ^ a b Geankoplis, Christie John (2004). Procesos de transporte y principios del proceso de separación . Upper Saddle Creek: Prentice Hall .
- ^ "Desalación solar - Agua limpia a partir de energía solar" (PDF) . CSP de Aalborg . Consultado el 31 de marzo de 2017 .