Konvencionalne metode desalinacije morske vode uključuju desalinizaciju sa više efekata (MED), reverznu osmozu (RO) i desalinizaciju smrzavanjem (FD). Neke od ovih metoda troše mnogo energije, dok druge proizvode relativno loš kvalitet vode. Stoga, postoji potencijal za poboljšanje ovih konvencionalnih metoda desalinizacije.
Poslednjih godina, potrošnja energije zgrada je u stalnom porastu, pri čemu potrošnja energije za hlađenje čini značajan deo ukupne potrošnje energije. Tehnologija skladištenja leda igra ključnu ulogu u rešavanju ovog problema.
Proces topljenja leda u skladištu leda može biti spojen sa procesom pravljenja leda u zamrzavanju desalinizacije morske vode. Istovremeno, korišćenjem tehnologije toplotne pumpe, moguće je postići i procese pravljenja leda i grejanja, čime se spajaju desalinizacija zamrzavanja, skladištenje leda i višeefektno isparavanje. Ova integracija povećava ekonomsku efikasnost sistema.
U studiji objavljenoj u Energi, grupa dr Chen Longkiang-a sa Fujian instituta za istraživanje strukture materije Kineske akademije nauka ima za cilj postizanje čistog i efikasnog korišćenja energije rešavanjem velike potrošnje energije tokom procesa desalinizacije i skladištenja leda.
Istraživači su iskoristili razlike u cenama tokom vršnih i van vršnih sati da bi primenili višestepeni sistem korišćenja energije, gde se led proizvodi i skladišti tokom noći i topi tokom dana kako bi obezbedio hlađenje. Tokom nevršnih sati, led se proizvodi korišćenjem viška električne energije po niskoj ceni i skladišti za kasniju upotrebu. Tokom vršnih sati, uskladišteni led se topi da bi se oslobodio hlađenja, smanjujući korišćenje skupe električne energije koju troše sistemi za klimatizaciju. Integracija procesa desalinizacije i skladištenja leda ne samo da se bavi pitanjem visoke potrošnje energije, već i maksimizira korišćenje energetskih resursa.
Istraživači su razvili spojeni sistem koji integriše skladištenje leda, desalinizaciju smrzavanja i višeefektno isparavanje morske vode pomoću sistema toplotne pumpe. Isparivač sistema toplotne pumpe obezbeđuje energiju za hlađenje za pripremu superohlađene vode, koja se zatim ultrazvučnim metodama pretvara u bljuzgavi led. Led se podvrgava centrifugalnoj desalinizaciji u uređaju za centrifugu. Desalinizovani led ulazi u sistem za skladištenje leda da obezbedi hlađenje zgrada i služi kao snabdevanje slatkom vodom nakon topljenja.
Štaviše, temperatura na strani kondenzatora sistema toplotne pumpe je približno između 60°C i 70°C, što je veoma blizu temperaturi isparavanja prvog efekta u desalinizaciji sa više efekata. Isparivač prvog efekta višeefektnog sistema za isparavanje služi i kao kondenzator sistema toplotne pumpe. Sekundarna para nastala ovim procesom obezbeđuje energiju za naredne faze isparavanja i desalinizacije morske vode, što dovodi do proizvodnje slatke vode visokog kvaliteta.
Novi spregnuti sistem je ekološki superiorniji u odnosu na tradicionalne sisteme, jedinični proizvod emisije CO 2 (UPCE) intenziteta od samo 15,50 kg/$, što je smanjenje od 7,68% u poređenju sa tradicionalnim sistemima. Predstavlja atraktivno rešenje koje nudi prednosti u smislu termodinamike, ekonomije i uticaja na životnu sredinu.
Ova studija predlaže novi spojeni sistem koji kombinuje hlađenje skladištenja leda i desalinizaciju morske vode, nudeći potencijalno rešenje za područja sa istovremenim potrebama za hlađenjem i snabdevanjem slatkom vodom.
