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태양열 해수담수화를 위한 증발식 MEMS(Multi-Effect-Multi-Stage)담수기 성능 실험 연구
Experimental Study on Performance of MEMS(Multi-Effect-Multi-Stage) Distiller for Solar Thermal Desalination 원문보기

한국태양에너지학회 논문집 = Journal of the Korean Solar Energy Society, v.33 no.3, 2013년, pp.91 - 98  

주홍진 (인하대학교 기계공학과 대학원) ,  전용한 (상지영서대학교 소방안전과) ,  곽희열 (한국에너지기술연구원)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, we have carried out development and performance evaluation of optimized MEMS(Multi-Effect-Multi-Stage) fresh water generator with $7m^2/day$ for solar thermal desalination system. The developed MEMS was composed of high temperature part and low temperature part. This arrang...

주제어

#해수담수화   #태양열 담수화   #다중효용 담수기  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 태양열 해수담수화 시스템을 위한 7㎥/day 용량의 증발식 MEMS 담수기를 설계 및 제작하였으며, 가열수 유량 및 온도 조건에 따른 담수기의 성능 평가를 수행하여 다음과 같은 결과를 도출하였다.
  • 또한 해수 유량은 응축기 입구와 이젝터 출구에서 가열수 유량은 저온 증발기출구에서 TOSHIBA사 전자식 질량 유량계를 이용하여 측정하였다. 성능평가 실험의 경우 외부 환경에 영향을 받지않아야 하며, 따라서 본 연구에서는 이러한 실험 오차를 최대한 줄이고자 항상 일정한 실내온도, 압력 및 담수기 내부의 온도를 일정하게 유지하여 성능을 측정하였다. 실험 조건으로는 고온 발생기에 공급되는 가열수 공급 유량을 60,80,100LPM, 공급 온도 70℃로 고정시킨 후에 유량을 변경시키며 담수기의 성능평가를 수행하였다.
  • 이에 본 연구에서는 기존 태양열 해수담수화 연구개발을 통해 축적해온 담수기 요소기술을 적극 도입하여 태양열에 최적화된 일일 7㎥/day 용량의 증발식 다중효용-다단플래쉬 MEMS(Muti-Effect-Multi-Stage) 담수기를 설계, 제작 및 성능 분석을 수행하였으며, 이를 통하여 태양열 해수담수화 시스템에 최적화된 MEMS담수기의 성능을 평가하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
고효율의 담수기란? 그러나 이러한 많은 연구에도 불구하고 현재까지 국내뿐만 아니라 전 세계적으로 태양열을 이용한 해수담수화 공정에 최적화된 고효율의 담수기의 개발은 연구단계 이며, 아직까지 태양열을 이용한 담수기의 상용화는 미미한 실정이다. 태양열을 이용한 해수담수화 시스템에 있어서 고효율의 담수기란 생산 담수 톤당 열에너지 소비율이 적은 담수기를 말하며, 담수기의 에너지 소비량이 적을수록 태양열 해수담수화 시스템에 요구되는 집열기의 설치 면적이 감소한다. 이에 따라 태양열 해수담수화 시스템의 상용화 및 보급을 위해서는 태양열에 최적화된 고효율의 담수기 개발이 절실히 필요하다.
MEMS 증발식 담수기가 갖는 특성은? 표 2는 본 연구를 통해 개발된 MEMS증발식 담수기의 열량 및 담수량 설계치를 나타낸것이다. MEMS 증발식 담수기의 특성상 증발기 각단의 압력은 단수가 높아질수록 낮아져야 하는 특성이 있다. 따라서 본 연구를 통해개발된 MEMS 증발식 담수기의 경우 고온 발생기의 압력은 포화온도 60.
MEMS증발식 담수기에 가열수가 공급되는 순간 가장 먼저 고온발생기의 압력이 상승하는 이유는? 가열수가 공급되는 순간 가장 먼저 고온발생기의 압력이 상승한다. 이는 고온 발생기에 가열수가 먼저 공급되기 때문이며, 압력의 증가는 발생기 내부에서 해수의 증발로 인하여 증기가 발생되어 부피의 팽창으로 압력이 상승된다. 또한 고온 발생기 다음으로 저온 발생기의 압력이 상승하며 이는 고온 발생기에서 한번 열을 빼앗기고 나온 가열수가 바로 저온 발생기에 공급되어 발생기 내부에 증기가 발생되기 때문이다.
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참고문헌 (11)

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  2. M. A. Darwish and Hisman El-Dessouky, The heat recovery thermal vapour-compression desalting system :a comparison with other thermal desalination processes, Applied Thermal Engineering, 16, 523-537, (1996) 

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  3. Hisham T. El-Dessouky, Hisham M. Ettouney and Faisal Mandani, Application of gas-turbine exhaust gases for brackish water desalination : a techno-economic evaluation, Applied Thermal Engineering, 24, 2487-2500, (2004) 

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  8. Kwak, H. Y., Joo, H. J., and Hwang, I. S., Thermal performance of single stage shell & tubes(SAT) fresh water generator, INTA-SEGA, 2009. 

  9. Joo, H. J., Hwang, I. S., and Kwak, H. Y., Development of Multi Effect Distillation for Solar Thermal Seawater Desalination System, Journal of the Korean Solar Energy Society, Vol. 31, No. 1, 1-7, (2011) 

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  10. Joo, H. J., Jung, I. Y., Yoon, S. K., and Kwak, H. Y., CFD Analysis on the Flow Characteristics of Ejector According to the Position Changes of Driving Nozzle for F. W. G, Journal of the Korean Solar Energy Society, Vol. 31, No. 3, 23-29, (2011) 

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  11. Andrew Porteous., et al., Desalination Technology Development and Practice, Applied Science Publishers, London, 1983 

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