Performance study of a heat recovery tower with synthetic (polyurethane) flow channels to operate in a solar desalination unit

Diante da crescente escassez de Ãgua potÃvel em vÃrias regiÃes semi-Ãridas, e a necessidade de avanÃo na utilizaÃÃo de fontes de energias renovÃveis, o presente trabalho apresenta o estudo do desempenho de uma torre de recuperaÃÃo de calor para operar com um dessalinizador solar que possa ser utilizado para a produÃÃo descentralizada de Ãgua potÃvel. O dessalinizador solar estudado possui duas unidades bÃsicas: a unidade de aquecimento e a unidade de dessalinizaÃÃo. O trabalho apresenta os resultados alcanÃados com uma torre de recuperaÃÃo de calor com canais sintÃticos de poliuretano. A operaÃÃo da torre consiste no aquecimento e evaporaÃÃo de Ãgua salobra armazenada em um estÃgio inferior, que condensa na parte inferior da bandeja do estÃgio acima. O condensado escoa para uma calha lateral de onde à coletado, enquanto a Ãgua armazenada na bandeja à aquecida devido aos processos de transferÃncia de calor, pricipalmente ao processo de condensaÃÃo. O processo de evaporaÃÃo, condensaÃÃo e aquecimento de Ãgua se repete entre as bandejas contidas nos estÃgios da torre de recuperaÃÃo de calor, em um total de cinco estÃgios. Os resultados apresentam ainda os coeficientes de uma correlaÃÃo para o nÃmero de Sherwood, desenvolvida a partir de uma unidade de dessalinizaÃÃo de laboratÃrio, operando em temperaturas controladas, para ser usada como modelo de referÃncia na determinaÃÃo do desempenho de torres de recuperaÃÃo de calor. O dessalinizador està em funcionamento e a torre de recuperaÃÃo de calor apresentou bons resultados alcanÃando uma produÃÃo de 35 litros de Ãgua dessalinizada por dia. Os resultados da produÃÃo por estÃgio e dos perfis de temperatura do dessalinizador estÃo apresentados na forma de grÃficos. Os parÃmetros de desempenho foram calculados e alcanÃados os valores de 1,26, para o GOR do dessalinizador e 4,78 para o COP. A correlaÃÃo para o nÃmero de Sherwood foi desenvolvida e foram comparados os valores experimentais com os valores obtidos pela correlaÃÃo.Because of the lack of drinkable water in various semi-arid regions and the necessary use of renewable energies, the present work presents a performance study of a heat recovery tower to operate in a solar desalination unit for decentralized water production. The solar desalination unit has two parts: a heating unit and a desalination unit.This work presents the field results with a desalination tower with synthetic (polyurethane) flow channels. The tower operation consists of the heating of salty water, the evaporation of desalinated water vapor in the lower stage, and the vapor condensation on the above stage. The condensate flows to a lateral channel to be collected, while the salty water in the trays is heated by the heat transfer processes, particularly the condensation from the tray below. The heating, evaporation, and condensation processes are repeated among the trays in a heat recovery mechanism. The results also show the correlation parameters for the Sherwood number, developed using the experimental data gathered in a temperature controlled laboratory desalination unit. This correlation was used as a reference in the study of heat recovery towers. The solar dealination system is working properly and showed a daily production of 35 liters. The results present the production per stage and the temperature profiles, in graphical form. For the performance parameters, a GOR value of 1,26 and a COP value of 4,78 were measured. The Sherwood correlation was used to compare experimental and simulated values