Osnovni princip MVR isparivača

MVR evaporator je skraćenica za mehaničku kompresiju pare na engleskom jeziku. MVR je tehnologija koja ponovno koristi energiju generiranu vlastitom sekundarnom parom kako bi se smanjila potražnja za vanjskom energijom.
Sekundarna para, nakon što ju kompresor komprimira, povećava tlak i temperaturu, a entalpija se sukladno tome povećava. Šalje se u komoru za grijanje isparivača kao para za grijanje, koja se koristi kao generator pare za održavanje stanja isparavanja tekućeg materijala. Sama ogrjevna para predaje toplinu samom materijalu i kondenzira ga u vodu. Na taj se način para koja je prvobitno trebala biti odbačena u potpunosti iskorištava, latentna toplina se obnavlja, a toplinska učinkovitost se poboljšava.
Još 1960-ih, Njemačka i Francuska uspješno su primijenile ovu tehnologiju u industrijama kao što su kemijska, farmaceutska, proizvodnja papira, obrada otpadnih voda i desalinizacija morske vode.
Radni proces uključuje komprimiranje pare niske temperature kroz kompresor, povećanje temperature i tlaka, povećanje entalpije, a zatim ulazak u izmjenjivač topline radi kondenzacije kako bi se u potpunosti iskoristila latentna toplina pare. Osim pri pokretanju, nema potrebe za stvaranjem pare tijekom cijelog procesa isparavanja.
U procesu multiefektivnog isparavanja, sekundarna para određenog učinka u isparivaču ne može se izravno koristiti kao primarni izvor topline, već se može koristiti samo kao sekundarni ili sekundarni izvor topline. Kao primarni izvor topline potrebno je osigurati dodatnu energiju za povećanje njegove temperature (tlaka). Steam jet pumpa može komprimirati samo dio sekundarne pare, dok MVR isparivač može komprimirati svu sekundarnu paru u isparivaču.
Otopina cirkulira u isparivaču s padajućim filmom kroz cirkulacijsku pumpu materijala unutar grijaće cijevi. Početna para se zagrijava svježom parom izvan cijevi, koja zagrijava i kuha otopinu da bi proizvela sekundarnu paru. Nastalu sekundarnu paru usisava turbo ventilator, a nakon tlačenja temperatura sekundarne pare raste. Služi kao izvor grijanja i ulazi u komoru za grijanje radi cikličkog isparavanja. Nakon normalnog pokretanja, turbo kompresor usisava sekundarnu paru, koja je pod tlakom i pretvara se u paru za grijanje, koja neprestano cirkulira i isparava. Isparena voda na kraju se pretvara u kondenzat i ispušta.
Zbog troškova, jednostupanjski centrifugalni kompresori i visokotlačni ventilatori obično se koriste u mehaničkim sustavima rekompresije pare. Stoga je sljedeće objašnjenje za ovu vrstu dizajna. Centrifugalni kompresor je stroj za kontrolu volumena, koji održava protok volumena gotovo konstantnim bez obzira na usisni tlak. Promjena masenog protoka proporcionalna je apsolutnom usisnom tlaku.
Ciklus kompresije jednostupanjskog centrifugalnog kompresora prikazan je u dijagramu entalpije i entropije. Potrebna snaga za jednostupanjski centrifugalni kompresor:
Na primjer, komprimiranje zasićene vodene pare iz isparivača iz usisnog stanja p1=1.9 bara, t1=119 stupnjeva do p2=2.7 bara, t2=161 stupnjeva ( kompresijski omjer Π= 1.4). Kompresijski ciklus slijedi politropsku krivulju 1-2, povećavajući specifičnu entalpiju pare Δ HP. Za specifičnu entalpiju h2 pare, ona ulazi u grijač isparivača na ovoj temperaturi kroz jednadžbu unutrašnje učinkovitosti (izentropske učinkovitosti) kompresora. Na temelju količine udahnute pare, kg/h. HP jedinični varijabilni (efektivni) rad kompresije, kJ/kg. Jedinica Hs izentropski kompresijski rad, kJ/kg.
Izentropska učinkovitost (unutarnja učinkovitost) kompresora ovisi, među ostalim čimbenicima, o politropskom indeksu jedinične varijable kompresijskog rada hp κ i molarnoj masi M udahnutog plina, kao i o temperaturi udisaja i potrebnom porastu tlaka. Za stvarnu spojnu snagu primarnog pokretača (elektromotor, plinski motor, turbina itd.) uzima se u obzir veća margina mehaničkih gubitaka. Jednostupanjski centrifugalni kompresor s impelerom od standardnih materijala može postići porast tlaka vodene pare s faktorom kompresije od 1,8. Ako se koriste kvalitetniji materijali poput titana, faktor kompresije može doseći i do 2,5. Na taj način, konačni tlak p2 je 1,8 puta veći od usisnog tlaka p1, ili najviše 2,5 puta, što odgovara porastu temperature zasićene pare od oko 12-18K, s maksimalnim porastom temperature do 30K , ovisno o usisnom tlaku. Što se tiče tehnologije isparavanja, uobičajena praksa je da se njen tlak predstavi na temelju odgovarajuće temperature vrelišta vode. Na taj način je efektivna temperaturna razlika izravno predstavljena.
Princip mehaničke rekompresije pare
Oprema za isparavanje je kompaktna, zauzima malu površinu i zahtijeva malo prostora. Također može ukloniti rashladni sustav. Za postojeće tvornice koje zahtijevaju proširenje opreme za isparavanje za opskrbu parom, nedovoljan kapacitet vodoopskrbe i nedovoljno prostora, posebno u situacijama kada isparavanje pri niskim temperaturama zahtijeva kondenzaciju ohlađene vode, može postići i uštedu ulaganja i dobre učinke uštede energije.