DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE SISTEMA DE DESALINIZACIÓN POR MÉTODO DE HUMIDIFICACIÓN-DESHUMIDIFICACIÓN (HDH) ACOPLADO CON ENERGÍA SOLAR

REYES VALENZUELA, MAURICIO ANTONIO (2017)

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Tesis Pregrado

Hay dos retos principales para el mundo en el futuro, la escasez de la energía y la escasez de agua dulce, estos juegan un papel crucial en el desarrollo económico, social y cultural. El agua es un elemento importante para la vida, ya que sin ella no podríamos vivir, además está presente prácticamente en todo proceso industrial, como agricultura, minería, manufactura, procesos químicos, refrigeración, por nombrar algunos de ellos. La desalinización representa un sistema consolidado para resolver la escasez hídrica. Uno de los principales inconvenientes de este sistema, es que se trata de un proceso energointensiva, es decir, se requiere importantes cantidades de energía y costos muy altos. Acoplar un sistema de desalinización con una fuente de energía renovable, como la es la energía solar, es la tarea principal de este trabajo. El método a diseñar es llamado Humidificación-Deshumidificación (HDH), la cual tiene su principio de operación basado en el ciclo natural del agua. Para llevar a cabo esto se requiere replicar las condiciones de humidificación de que se origina en los océanos de forma artificial en un equipo llamado Humidificador, la condición de condensación originada en las montañas (lluvia) en otro equipo llamado deshumidificador (o condensador) y obtener la fuente de energía para el proceso mediante colectores solares, que si se piensa bien, es la misma energía que origina el ciclo del agua. El diseño conceptual es materializado en un prototipo desalinizador HDH de pequeña escala, que consta de una torres humidificación por pulverización y un deshumidicador (intercambiador de calor de tubo aleteado), cuatro colectores solares (con un total de 8 metros cuadrados de colección aproximadamente) y sistemas periféricos de bombeo y ventilación forzada. La alimentación de los equipos eléctrico es mediante un equipo solar fotovoltaico desconectado de la red eléctrica. El equipo está acondicionado para operar autónomamente con energía solar. Hasta el momento el registro más alto de producción de agua dulce es de 24 litros al día, obtenidos el 24 de abril del año 2017.

There are two main challenges for the world in the future, energy shortages and fresh water shortages, these play a crucial role in economic, social and cultural development. Water is an important element for life, since without it we could not live, it is also present in virtually every industrial process, such as agriculture, mining, manufacturing, chemical processes, refrigeration, to name a few. Desalination represents a consolidated system for solving water scarcity. One of the main drawbacks of this system is that it is an energy-intensive process, that is, it requires significant amounts of energy and very high costs.Coupled with a desalination system with a renewable energy source, such as solar energy, is the main task of this work. The method to be designed is called Humidification-Dehumidification (HDH), which has its operating principle based on the natural cycle of water. To accomplish this it is required to replicate the humidification conditions that originate in the oceans artificially in a computer called Humidifier, the condition of condensation originated in the mountains (rain) in another equipment called dehumidifier (or condenser) and obtain The energy source for the process through solar collectors, which if you think about it, is the same energy that originates the water cycle.The conceptual design is embodied in a small scale HDH prototype, which consists of a spray humidification towers and a dehumidifier (flap tube heat exchanger), four solar collectors (with a total of approximately 8 square meters of collection) and Peripheral pumping and forced ventilation systems. The power of the electrical equipment is by means of a photovoltaic solar equipment disconnected from the electrical network. The equipment is conditioned to operate autonomously with solar energy. So far the highest record of freshwater production is 24 liters per day, obtained on April 24, 2017.