DESALINIZADOR SOLAR DE MÚLTIPLES EFECTOS A ALTA TEMPERATURA: DISEÑO, MODELACIÓN Y SIMULACIÓN

Abstract

Recibido el 09 de diciembre de 2002, aceptado el 22 de septiembre del 2003 RESUMEN La siguiente investigación consisten en diseñar, modelar y simular un desalinizador solar de múltiples efectos que trabaje a alta temperatura, el cual esté orientado a satisfacer las necesidades de agua de comunidades de pescadores artesanales aisladas en el norte de Chile. En este sentido se mezclan aspectos científicos, tecnológicos y sociales. Esto hace que la modelación considere aspectos como: un equipo compacto, modular, de bajo costo, mantención sencilla, vida útil significativa y de alta eficiencia. El equipo desalinizador funciona con una bandeja de doble fondo y cinco bandejas principales (cinco efectos), que actúan como evaporador y condensador a la vez. La energía será suministrada a través de un colector solar conectado a un intercambiador de calor ubicado en la bandeja de doble fondo. Se ha desarrollado un programa computacional que a través del modelo matemático, muestra el comportamiento de funcionamiento del equipo desalinizador. Este programa ha sido elaborado utilizando Matlab-Simulink® con el apoyo del software biblioteca Carnot® que ha desarrollado el Solar-Institut Jülich de la Fachhochschule de Aachen en Alemania. Los resultados de la simulación son gráficas o bases de datos, de los diferentes comportamientos de las temperaturas, producción de condensado y/o energías involucradas. La simulación nos lleva concluir que la producción de agua desalinizada de este equipo debe superar los 20 *10-3 m 3 /día. ABSTRACT The purpose of this work is to design, model and simulate a solar multiple effect distiller working at high temperature. The design of the equipment must satisfy the needs of water of isolated fishermen communities in the north of Chile. The basic characteristics of the system should be: low cost, simple maintenance, compact, modular, with a long useful life and high efficiency. The model of the proposed distiller is a relatively new development in the area of the solar distillation with heat recovery. The distiller has double bottom and five main trays (five effects) that work like evaporator and condenser at the same time. The condensation heat of each stage is used in the following step. The amount of used energy can be through a solar collector connected to a heat exchanger in the tray of double bottom or using another energy source that may be adapted to the system. A computer program has been developed, showing the behavior of operation of the equipment. This program has been realised using Matlab-Simulink® with the support of the software library Carnot® that was developed by the Solar-Institut Jülich of the Fachhochschule of Aachen in Germany. The simulation program is quite flexible, allowing modifications of the different parameters of the thermal analysis and the different equations of the model. The results of the simulation, the behavior at different temperatures, water production and involved energy are presented in graphic and database forms.