MVR iztvaicētāja pamatprincips

MVR iztvaicētājs ir mehāniskās tvaika saspiešanas saīsinājums angļu valodā. MVR ir tehnoloģija, kas atkārtoti izmanto paša sekundārā tvaika radīto enerģiju, lai samazinātu pieprasījumu pēc ārējās enerģijas.
Sekundārais tvaiks pēc kompresora saspiešanas palielina spiedienu un temperatūru, un attiecīgi palielinās entalpija. To nosūta uz iztvaicētāja sildīšanas kameru kā sildošu tvaiku, ko izmanto kā tvaiku, lai uzturētu materiāla šķidruma iztvaikošanas stāvokli. Sildošais tvaiks pats nodod siltumu pašam materiālam un kondensē to ūdenī. Tādā veidā tvaiks, kas sākotnēji bija jāizmet, tiek pilnībā izmantots, tiek reģenerēts latentais siltums un uzlabota siltuma efektivitāte.
Jau 1960. gados Vācija un Francija bija veiksmīgi pielietojušas šo tehnoloģiju tādās nozarēs kā ķīmija, farmācija, papīra ražošana, notekūdeņu attīrīšana un jūras ūdens atsāļošana.
Darba process ietver zemas temperatūras tvaika saspiešanu caur kompresoru, temperatūras un spiediena paaugstināšanu, entalpijas palielināšanu un pēc tam ievadīšanu siltummainī kondensācijai, lai pilnībā izmantotu tvaika latento siltumu. Izņemot palaišanu, visa iztvaikošanas procesa laikā nav jāģenerē tvaiks.
Vairāku efektu iztvaicēšanas procesā noteiktas iedarbības sekundāro tvaiku iztvaicētājā nevar tieši izmantot kā primāro siltuma avotu, bet to var izmantot tikai kā sekundāro vai sekundāro siltuma avotu. Kā primārais siltuma avots ir jānodrošina papildu enerģija, lai paaugstinātu tā temperatūru (spiedienu). Tvaika strūklas sūknis var saspiest tikai daļu sekundārā tvaika, savukārt MVR iztvaicētājs var saspiest visu iztvaicētājā esošo sekundāro tvaiku.
Šķīdumu cirkulē krītošā plēves iztvaicētājā caur materiāla cirkulācijas sūkni apkures caurulē. Sākotnējo tvaiku silda ar svaigu tvaiku ārpus caurules, kas silda un vāra šķīdumu, lai iegūtu sekundāro tvaiku. Iegūtais sekundārais tvaiks tiek iesūkts ar turbokompresora ventilatoru, un pēc spiediena paaugstināšanas sekundārā tvaika temperatūra paaugstinās. Tas kalpo kā apkures avots un nonāk sildīšanas kamerā cikliskai iztvaikošanai. Pēc normālas palaišanas turbokompresors iesūc sekundāro tvaiku, kas tiek pakļauts spiedienam un pārvēršas sildošā tvaikā, nepārtraukti cirkulējot un iztvaikojot. Iztvaicētais ūdens galu galā pārvēršas kondensātā un tiek izvadīts.
Izmaksu iemeslu dēļ mehāniskās tvaika rekompresijas sistēmās parasti izmanto vienpakāpes centrbēdzes kompresorus un augstspiediena ventilatorus. Tāpēc šāda veida dizainam ir sniegts šāds skaidrojums. Centrbēdzes kompresors ir tilpuma regulēšanas iekārta, kas uztur tilpuma plūsmas ātrumu gandrīz nemainīgu neatkarīgi no sūkšanas spiediena. Masas plūsmas ātruma izmaiņas ir proporcionālas absolūtajam sūkšanas spiedienam.
Vienpakāpes centrbēdzes kompresora saspiešanas cikls ir attēlots entalpijas entropijas diagrammā. Nepieciešamā jauda vienpakāpes centrbēdzes kompresoram:
Piemēram, saspiežot piesātinātu ūdens tvaiku no iztvaicētāja no sūkšanas stāvokļa p1=1,9 bar, t1=119 grādi līdz p2=2,7 bar, t2=161 grādi ( kompresijas pakāpe Π= 1.4). Saspiešanas cikls seko politropiskai līknei 1-2, palielinot tvaika īpatnējo entalpiju Δ HP. Tvaika īpatnējai entalpijai h2 tas šajā temperatūrā nonāk iztvaicētāja sildītājā, izmantojot kompresora iekšējās efektivitātes (izentropiskās efektivitātes) vienādojumu. Pamatojoties uz ieelpotā tvaika daudzumu, kg/h. ZS vienības mainīgais (efektīvais) kompresijas darbs, kJ/kg. Hs vienība izentropiskais saspiešanas darbs, kJ/kg.
Kompresora izentropiskā efektivitāte (iekšējā efektivitāte) cita starpā ir atkarīga no vienības mainīgā kompresijas darba politropiskā indeksa hp κ un ieelpotās gāzes molmasas M, kā arī inhalācijas temperatūras un nepieciešamā spiediena paaugstināšanās. Galvenās dzinēja (elektromotora, gāzes dzinēja, turbīnas utt.) faktiskajai sakabes jaudai tiek ņemta vērā lielāka mehānisko zudumu robeža. Vienpakāpes centrbēdzes kompresors ar lāpstiņriteni, kas izgatavots no standarta materiāliem, var sasniegt ūdens tvaika spiediena pieaugumu ar kompresijas koeficientu 1,8. Ja tiek izmantoti augstākas kvalitātes materiāli, piemēram, titāns, kompresijas koeficients var sasniegt pat 2,5. Tādā veidā galīgais spiediens p2 ir 1,8 reizes lielāks par sūkšanas spiedienu p1 vai maksimāli 2,5 reizes, kas atbilst piesātināta tvaika temperatūras paaugstinājumam par aptuveni 12-18K, ar maksimālo temperatūras paaugstināšanos līdz 30 K , atkarībā no sūkšanas spiediena. Attiecībā uz iztvaikošanas tehnoloģiju parastā prakse ir attēlot tā spiedienu, pamatojoties uz atbilstošo ūdens viršanas temperatūras temperatūru. Tādā veidā tiek tieši attēlota efektīvā temperatūras starpība.
Mehāniskās tvaika rekompresijas princips
Iztvaicēšanas iekārta ir kompakta, aizņem nelielu platību un prasa maz vietas. Tas var arī likvidēt dzesēšanas sistēmu. Esošajām rūpnīcām, kurām nepieciešama tvaika padeves iztvaicēšanas iekārtu paplašināšana, nepietiekama ūdens padeves jauda un nepietiekama telpa, īpaši situācijās, kad zemas temperatūras iztvaicēšanai nepieciešama atdzesēta ūdens kondensācija, ar to var panākt gan investīciju ietaupījumu, gan labu enerģijas taupīšanas efektu.