La distillazione della compressione del vapore è intrinsecamente più efficiente di una caldaia-condensatore solo termica?


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Ho difficoltà a comprendere i vantaggi del VCD (come la fionda) rispetto a una caldaia convenzionale in termini di volume della condensa prodotta per unità di energia immessa. Ho trovato alcune risorse che spiegano (con troppi dettagli per me per comprendere appieno) l'operazione dei VCD ( [UN] , [B] ), ma non ho trovato (o capito forse) alcuna spiegazione del perché la compressione del vapore sia necessaria o più vantaggiosamente marginale.

Ecco cosa penso di capire: l'acqua in ingresso entra nel sistema, fluisce attraverso uno scambiatore di calore per essere preriscaldata facendo fuoriuscire la condensa, portando l'acqua in ingresso il più vicino possibile alla temperatura di ebollizione. Viene poi bollito mediante il calore scambiato dal vapore compresso (sopra la pressione atmosferica e la normale temperatura di ebollizione / condensazione), producendo vapore a bassa pressione che si alimenta nel compressore. Fammi sapere se ho sbagliato.

Posso vedere come questo sarebbe un sistema chiuso e potrebbe essere molto efficiente, ma mi sembra (erroneamente, presumo) che una caldaia senza compressione possa essere (molto quasi) efficiente. La maggiore differenza di temperatura tra il vapore compresso e l'acqua in ingresso è il vantaggio principale?

Ho visto diverse fonti concentrarsi su come il livello di compressione aumenta il punto di condensazione. Oltre ad aumentare la differenza di temperatura tra gli scambiatori di calore, sembra che questo spingerebbe anche il punto (o zona) dove il vapore si condensa più a valle nello scambiatore di calore e una porzione maggiore della sua lunghezza verrebbe riempita di vapore che senza compressione. C'è un vantaggio in questo? Sembra che la massa inferiore (vapore vs liquido) trasferisca meno calore totale, anche con la differenza di temperatura più grande.

Sono sicuro che sto guardando a questo torto, ma non riesco a vedere dove. qualche idea?


Penso che tu stia guardando correttamente. Daremo un'occhiata più da vicino, ma il vantaggio principale che vedo è che questo processo non richiede un ulteriore flusso di acqua di raffreddamento. Il compressore è utilizzato per pressurizzare e riscaldare il vapore acqueo che simultaneamente consente al vapore di condensare a una temperatura più elevata e fornisce la forza motrice (differenziale di temperatura) per far funzionare l'evaporatore. Non è ovvio per me come funziona il bilancio energetico generale rispetto a una caldaia tradizionale. Penso che sia un confronto tra il costo di far funzionare il compressore rispetto a un sistema di raffreddamento ad acqua.
Byron Wall

Risposte:


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No, no, no, ragazzi. La compressione del vapore recupera il calore latente di condensa che normalmente si perde nell'acqua di raffreddamento in un condensatore. Lo fa prendendo i vapori che normalmente andrebbero a un condensatore e comprimendoli, aumentandone la temperatura e la pressione, quindi re-inserendoli nel processo. Dato che l'energia nel calore latente per acqua / vapore è 5 o 6 volte più energia di quella necessaria per portare l'acqua dal congelamento all'ebollizione, stiamo parlando di MOLTA energia. Idealmente, un sistema di compressione del vapore può funzionare con circa il 15% dell'energia necessaria per eseguire lo stesso processo con una caldaia e un condensatore. Il trucco sporco è che il 15% è energia meccanica, non termica, quindi è penalizzato dal costo della conversione termica a quella meccanica.

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