ساخت و شبيه‌سازي يك سيستم آب‌شيرين‌كن خورشيدي رطوبت زني -رطوبت زدايي

Manufacturing and simulation of a solar humidification-dehumidification desalination system

آب‌ شيرين‌كن خورشيدي رطوبت زني-رطوبت زدايي ، يكي از كارآمد‌ترين روش‌هاي شيرين‌سازي آب در مقياس كوچك براي مناطق دورافتاده و كم‌جمعيت ميباشد. هدف از اين مطالعه، ساخت و شبيه‌سازي يك سيستم آب‌شيرين‌كن خورشيدي رطوبت زني-رطوبت زدايي با ظرفيت 20 ليتر در روز است. اين سيستم از واحدهاي رطوبت زن، رطوبت گير، هوا گرم‌كن خورشيدي و آب‌گرم‌كن خورشيدي تشكيل‌شده است. براي انجام اين تحقيق، ابتدا به تشريح و مدل‌سازي اين سيستم پرداخته مي‌شود. در ادامه، به فرآيند ساخت هوا گرم‌كن خورشيدي و قسمت‌هاي مختلف سيستم آب‌شيرين‌كن پرداخته مي‌شود. پس از تكميل فرايند ساخت آب‌شيرين‌كن، اين سيستم مورد آزمايش قرار مي‌گيرد و تأثير پارامترهاي اساسي از جمله دماي آب و هواي ورودي به واحد رطوبت زن، دما و دبي آب ورودي به واحد رطوبت‌گير بر عملكرد سيستم و ميزان توليد آب شيرين مورد بررسي قرار مي‌گيرد. نتايج نشان مي‌دهد كه تأثير دماي آب نسبت به هوا بر روي ميزان آب شيرين توليد شده بيشتر مي‌باشد. علاوه بر اين، استفاده از آب چيلر، كه دماي آن در محدوده دماي آب چاه قرار دارد، در ورودي واحد رطوبت گير افزايش 31 درصدي ميزان آب توليدشده را به دنبال دارد. همچنين، بهترين دبي آب ورودي به رطوبت گير مقدار 0.12 kg/s مي‌باشد. درنهايت، نتايج شبيه‌سازي و آزمايشگاهي باهم مقايسه مي‌شوند و سازگاري خوبي بين نتايج مشاهده مي‌گردد.

Solar humidification-dehumidification desalination is one of the most practical methods for water desalination in small scale for regions far from cities and with low population. The aim of this study is manufacturing and simulation of a solar humidification-dehumidification desalination system with capacity of 20 lit/day. This system consists of humidification and dehumidification units, solar air and water heaters. To this end, first this system is explained and modeled. Then, manufacturing process of solar air heaters and different parts of desalination system is investigated. After the manufacturing process of the desalination system, this system is experimentally tested and the effect of pertinent parameters, such as the temperature of inlet water and air to humidifier; inlet water temperature and flow rate to dehumidifier on the performance of the system and distillate product are investigated. The results show that the effect of water temperature on the fresh water produced is more than air temperature. Moreover, using the chilled water, which has a temperature in the range of water well temperature, in the dehumidifier inlet leads to an increase of 31 % in the fresh water produced. Also, the best water flow rate to the dehumidifier inlet is 0.12 kg/s. Finally, experimental and simulation results are compared with each other and good consistency is seen.