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자료유형
학술저널
저자정보
이정길 (한국생산기술연구원)
저널정보
한국유체기계학회 한국유체기계학회 논문집 한국유체기계학회 논문집 제26권 제6호(통권 제141호)
발행연도
2023.12
수록면
115 - 121 (7page)
DOI
10.5293/kfma.2023.26.6.115

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A Hybrid heat pump and vacuum membrane distillation seawater desalination system for water welfare in remote areas was designed, and its theoretical performance evaluation was conducted including the heat pump cycle simulation. A vacuum membrane distillation process was selected as a proper process of small-scale seawater desalination process due to its possibility of low footprint and low heat loss compared with other configurations of the membrane distillation process. The vacuum membrane distillation process requires hot and cold thermal energy, simultaneously to heat the feed solution (seawater) and to cool down the temperature of the cold trap in a vacuum tank. The heat pump as a thermal energy supply device that can supply hot and cold thermal energy, simultaneously, with high energy efficiency was chosen. In addition, the R1233zd(E) which is a low GWP refrigerant was selected as a working fluid in the heat pump system.
In this study, a comprehensive study was conducted such as system design and theoretical modeling, model validation with experimental data, performance evaluation of fresh water production, specific energy consumption, and coefficient of performance (COP) in the heat pump. The theoretical model for vacuum membrane distillation was well matched with experimental data within 5% of error. The current suggested heat pump hybrid multi-stage vacuum membrane system which was configured as the ten commercial hydrophobic hollow fiber membrane modules (MD020CP2N (MYCRODYN)) in parallel, can produce the 40kg/h of fresh water. The energy consumption of the current suggested system was 23.85 kW for 40kg/h freshwater production, And the COP<SUB>total</SUB> of the heat pump was 13.37. In addition, the electrical energy consumption of the current suggested system for freshwater production was 1.68 kg/kWh.
#Vacuum membrane distillation(진공 막 증류) #Heat pump(히트펌프) #Low GWP Refrigerant(저 지구온난화지수 냉매) #hybrid system(복합 시스템) #water welfare(물 복지)

목차

ABSTRACT
1. 서론
2. 연구 방법
3. 연구 결과
4. 결론
References

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