In this thesis, the potential to purify water utilizing waste heat from a unit which stores thermal energy and converts it to electricity is studied. The unit, called TES.POD, is developed by Azelio AB and is in this thesis used as a heat source to drive an air gap membrane distillation (AGMD) unit developed by Scarab Development AB. Heat from the TES.POD and ambient air temperature constitutes a temperature difference over a membrane used as a driving force to vaporize a part of the water that transfer through the membrane, and later condensates as clean distilled water as the contaminations stays in the hot stream of feed water. An analysis has been conducted to determine quasi-steady performance of the combined system for estimating the amount of purified water that can be supplied when the TES.POD unit is in peak electricity discharge mode. The 26 kW of waste heat accessible from the TES.POD is shown to enable two AGMD-modules producing purified water at a production of 7, 1l/h per unit having the feed water at 50°C and cooling water at 25°C. A correlation between the amount of waste heat and distilled water production is determined, as the TES.POD could be configured to produce less electricity and more waste heat at a higher temperature. The correlation showed that an 9% increase in cooling temperature, lead to an 30% increase in pure water output and a 33% decrease in electricity output. The results show that when implementing the two companies’ units together, a system that both provides electricity and distilled water is obtained. This is a system with a high demand, especially in off-grid areas with lack of both resources but with accessible renewable energy sources. Moreover, by using waste heat to purify water, it can also reduce the production cost compared to cases where conventional energy sources are used. The potential revenue of the production was estimated to 673 790 SEK/year with an implementation cost of 93 861 SEK with yearly operational expenses estimated to 14 080 SEK/year. / I detta arbete undersöks möjligheten att rena vatten med spillvärme från ett system vilket lagrar termisk energi och av den producerar elektricitet, när det behövs. Systemet är utvecklat av Azelio AB och har produktnamnet TES.POD. Vattendestillationen utförs med en så kallad air gap membrane distillation (AGMD) modul, utvecklad av Scarab Development AB. Värmen från TES.POD och omgivningstemperaturen utgör, i AGMD-modulen, en temperaturdifferens vilken i sin tur skapar en partielltryckskillnad över membranet. Denna partielltryckskillnad låter en del av det förorenade vattnet som flödar i AGMD-modulen att förångas och passera genom membranet. Föroreningarna stannar kvar i det strömmande vattnet och ångan kondenserar som renat vatten. Arbetet visar att de 26kW som finns att tillgå i form av spillvärme är tillräckligt för att driva två AGMD-moduler att producera 7,1 l/h destillerat vatten per modul. Detta är under förutsättningar att det förorenade vattnet är 50°C och kylvattnet är 25°C. I rapporten återfinns också ett samband mellan mängden spillvärme och produktionen av destillerat vatten, eftersom TES.POD kan konfigureras till att producera spillvärme vid en högre temperatur. Sambandet visade på att 9% ökning av spillvärmens temperatur motsvarar 30% ökning i produktionen av destillerat vatten och en minskad elektricitetsproduktion på 33%. Resultatet visar på att integrationen av dessa två produkter bildar ett system som både producerar rent vatten och elektricitet när så önskas. Detta system har till synes en stor efterfrågan, speciellt i områden utanför fast el- och vattennätverk men med goda förnyelsebara energikällor. Dessutom, eftersom vattendestillationen sker med spillvärme, kan produktionskostnaderna vara lägre än då konventionella energikällor används. Den potentiella inkomsten från produktionen estimeras till 673 790 SEK/year med en inköpskostnad om 93 861 SEK samt årliga omkostnader om 14 080 SEK/year.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-317324 |
| Date | January 2022 |
| Creators | Talåsen, Jonatan, Bergman Larsson, Niklas |
| Publisher | KTH, Skolan för industriell teknik och management (ITM) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ITM-EX ; 2022:182 |
Page generated in 0.003 seconds