Osnovni princip MVR isparivača

MVR evaporator je skraćenica za mehaničku kompresiju pare na engleskom. MVR je tehnologija koja ponovno koristi energiju generiranu vlastitom sekundarnom parom kako bi se smanjila potražnja za vanjskom energijom.
Sekundarna para, nakon što je komprimuje kompresor, povećava pritisak i temperaturu, a entalpija se povećava u skladu s tim. Šalje se u grejnu komoru isparivača kao grejna para, koja se koristi kao generisanje pare za održavanje stanja isparavanja materijalne tečnosti. Sama grejna para prenosi toplotu samom materijalu i kondenzuje je u vodu. Na ovaj način se para koja je prvobitno trebala biti odbačena u potpunosti iskorištena, latentna toplina se povrati i toplinska efikasnost je poboljšana.
Još 1960-ih, Njemačka i Francuska su uspješno primijenile ovu tehnologiju u industrijama kao što su kemijska, farmaceutska, papirna industrija, tretman otpadnih voda i desalinizacija morske vode.
Radni proces uključuje kompresiju pare niske temperature kroz kompresor, povećanje temperature i pritiska, povećanje entalpije, a zatim ulazak u izmjenjivač topline radi kondenzacije kako bi se u potpunosti iskoristila latentna toplina pare. Osim za pokretanje, nema potrebe za stvaranjem pare tokom cijelog procesa isparavanja.
U procesu višeefektnog isparavanja, sekundarna para određenog efekta u isparivaču ne može se direktno koristiti kao primarni izvor topline, već se može koristiti samo kao sekundarni ili sekundarni izvor topline. Kao primarni izvor toplote, mora se obezbediti dodatna energija za povećanje njene temperature (pritisak). Parna mlazna pumpa može komprimirati samo dio sekundarne pare, dok MVR isparivač može komprimirati svu sekundarnu paru u isparivaču.
Otopina cirkulira u isparivaču koji pada kroz cirkulacijsku pumpu materijala unutar cijevi za grijanje. Početna para se zagrijava svježom parom izvan cijevi, koja zagrijava i ključa otopinu za proizvodnju sekundarne pare. Rezultirajuću sekundarnu paru usisava ventilator s turbopunjačem, a nakon pritiska, temperatura sekundarne pare se povećava. Služi kao izvor grijanja i ulazi u komoru za grijanje radi cikličkog isparavanja. Nakon normalnog pokretanja, turbo kompresor usisava sekundarnu paru, koja je pod pritiskom i pretvara se u paru za grijanje, kontinuirano cirkulira i isparava. Isparena voda se na kraju pretvara u kondenzat i ispušta se.
Zbog troškova, jednostepeni centrifugalni kompresori i visokotlačni ventilatori se obično koriste u mehaničkim sistemima za rekompresiju pare. Stoga je sljedeće objašnjenje za ovu vrstu dizajna. Centrifugalni kompresor je mašina za kontrolu zapremine, koja održava zapreminski protok skoro konstantnim bez obzira na usisni pritisak. Promjena masenog protoka je proporcionalna apsolutnom usisnom tlaku.
Ciklus kompresije jednostepenog centrifugalnog kompresora prikazan je dijagramom entalpije entropije. Potrebna snaga za jednostepeni centrifugalni kompresor:
Na primjer, kompresija zasićene vodene pare iz isparivača iz stanja usisavanja p1=1.9 bara, t1=119 stepena do p2=2.7 bara, t2=161 stepena ( omjer kompresije Π= 1.4). Ciklus kompresije prati politropsku krivu 1-2, povećavajući specifičnu entalpiju pare Δ HP. Za specifičnu entalpiju h2 pare ulazi u grijač isparivača na ovoj temperaturi preko jednačine unutrašnje efikasnosti (izentropske efikasnosti) kompresora. Na osnovu količine udahnute pare, kg/h. HP jedinica varijabilni (efektivni) rad kompresije, kJ/kg. Hs jedinica izentropski rad kompresije, kJ/kg.
Izentropska efikasnost (unutrašnja efikasnost) kompresora zavisi, između ostalih faktora, od politropnog indeksa jediničnog varijabilnog rada kompresije hp κ i molarne mase M udahnutog gasa, kao i temperature udisanja i potrebnog porasta pritiska. Za stvarnu snagu spajanja glavnog pokretača (električni motor, plinski motor, turbina, itd.), uzima se u obzir veća margina mehaničkih gubitaka. Jednostepeni centrifugalni kompresor sa impelerom od standardnih materijala može postići porast pritiska vodene pare sa faktorom kompresije od 1,8. Ako se koriste kvalitetniji materijali kao što je titanijum, faktor kompresije može doseći i do 2,5. Na ovaj način, konačni pritisak p2 je 1,8 puta veći od usisnog pritiska p1, odnosno maksimalno 2,5 puta, što odgovara porastu temperature zasićene pare od oko 12-18K, sa maksimalnim porastom temperature do 30K , u zavisnosti od usisnog pritiska. Što se tiče tehnologije isparavanja, uobičajena praksa je da se njen pritisak predstavlja na osnovu odgovarajuće temperature ključanja vode. Na ovaj način, efektivna temperaturna razlika je direktno predstavljena.
Princip mehaničke parne rekompresije
Oprema za isparavanje je kompaktna, zauzima malu površinu i zahtijeva mali prostor. Takođe može eliminisati sistem hlađenja. Za postojeće fabrike koje zahtevaju proširenje isparivačke opreme za snabdevanje parom, nedovoljan kapacitet vodosnabdevanja i nedovoljan prostor, posebno u situacijama kada niskotemperaturno isparavanje zahteva kondenzaciju rashlađene vode, može se postići i ušteda investicija i dobri efekti uštede energije.