Základní princip MVR výparníku

MVR evaporator je v angličtině zkratka pro mechanickou kompresi par. MVR je technologie, která znovu využívá energii generovanou vlastní sekundární párou ke snížení poptávky po externí energii.
Sekundární pára po stlačení kompresorem zvyšuje tlak a teplotu a odpovídajícím způsobem se zvyšuje entalpie. Je posílána do ohřívací komory výparníku jako topná pára, která se používá jako generující pára pro udržení stavu odpařování materiálu v kapalině. Samotná topná pára předává teplo samotnému materiálu a kondenzuje jej na vodu. Tímto způsobem je pára, která měla být původně vyřazena, plně využita, rekuperováno latentní teplo a zlepšena tepelná účinnost.
Již v 60. letech 20. století Německo a Francie úspěšně aplikovaly tuto technologii v průmyslových odvětvích, jako je chemický, farmaceutický, papírenský průmysl, čištění odpadních vod a odsolování mořské vody.
Pracovní proces zahrnuje kompresi nízkoteplotní páry kompresorem, zvýšení teploty a tlaku, zvýšení entalpie a potom vstup do tepelného výměníku ke kondenzaci, aby se plně využilo latentní teplo páry. Kromě spouštění není potřeba vytvářet páru během celého procesu odpařování.
V procesu víceefektového odpařování nelze sekundární páru určitého účinku ve výparníku přímo použít jako primární zdroj tepla, ale lze ji použít pouze jako sekundární nebo sekundární zdroj tepla. Jako primární zdroj tepla je třeba zajistit dodatečnou energii pro zvýšení jeho teploty (tlaku). Parní tryskové čerpadlo může stlačit pouze část sekundární páry, zatímco výparník MVR může stlačit veškerou sekundární páru ve výparníku.
Roztok cirkuluje v odparce s klesajícím filmem pomocí oběhového čerpadla materiálu v topné trubici. Počáteční pára je ohřívána čerstvou párou mimo potrubí, která zahřívá a vaří roztok za vzniku sekundární páry. Vznikající sekundární pára je nasávána turbodmychadlem a po natlakování se teplota sekundární páry zvyšuje. Slouží jako zdroj ohřevu a vstupuje do ohřívací komory pro cyklické odpařování. Po normálním rozběhu turbokompresor nasaje sekundární páru, která se natlakuje a přemění na páru topnou, nepřetržitě cirkulující a odpařující se. Odpařená voda se nakonec změní na kondenzát a je vypuštěna.
Z cenových důvodů se v systémech mechanické rekomprese páry běžně používají jednostupňové odstředivé kompresory a vysokotlaké ventilátory. Proto je následující vysvětlení určeno pro tento typ designu. Odstředivý kompresor je stroj na regulaci objemu, který udržuje objemový průtok téměř konstantní bez ohledu na sací tlak. Změna hmotnostního průtoku je úměrná absolutnímu sacímu tlaku.
Kompresní cyklus jednostupňového odstředivého kompresoru je znázorněn v diagramu entropie entalpie. Výkon potřebný pro jednostupňový odstředivý kompresor:
Například stlačování nasycené vodní páry z výparníku ze stavu sání p1=1,9 bar, t1=119 stupně na p2=2,7 bar, t2=161 stupeň ( kompresní poměr Π= 1.4). Kompresní cyklus sleduje polytropickou křivku 1-2, která zvyšuje specifickou entalpii páry Δ HP. Pro měrnou entalpii h2 páry vstupuje při této teplotě do ohřívače výparníku přes rovnici vnitřní účinnosti (izentropické účinnosti) kompresoru. Na základě množství vdechované páry, kg/hod. Jednotka HP variabilní (efektivní) kompresní práce, kJ/kg. Jednotka Hs izoentropická kompresní práce, kJ/kg.
Izentropická účinnost (vnitřní účinnost) kompresoru závisí mimo jiné na polytropickém indexu jednotky proměnné kompresní práce hp κ a molární hmotnosti M vdechovaného plynu, jakož i na inhalační teplotě a požadovaném nárůstu tlaku. U skutečného vazebního výkonu primárního pohonu (elektromotor, plynový motor, turbína atd.) je uvažována větší meze mechanických ztrát. Jednostupňový odstředivý kompresor s oběžným kolem vyrobeným ze standardních materiálů může dosáhnout nárůstu tlaku vodní páry s kompresním faktorem 1,8. Při použití kvalitnějších materiálů jako je titan může kompresní faktor dosáhnout až 2,5. Tímto způsobem je konečný tlak p2 1,8násobkem tlaku v sání p1, nebo maximálně 2,5násobkem, což odpovídá zvýšení teploty syté páry o cca 12-18K, s maximálním nárůstem teploty až o 30K v závislosti na sacím tlaku. Co se týče technologie odpařování, obvyklou praxí je reprezentovat její tlak na základě odpovídající teploty varu vody. Tímto způsobem je přímo reprezentován efektivní teplotní rozdíl.
Princip mechanické rekomprese páry
Odpařovací zařízení je kompaktní, zabírá malou plochu a vyžaduje malý prostor. Může také eliminovat chladicí systém. U stávajících továren, které vyžadují rozšíření odpařovacího zařízení pro zásobování párou, nedostatečnou kapacitu zásobování vodou a nedostatečný prostor, zejména v situacích, kdy nízkoteplotní odpařování vyžaduje kondenzaci chlazené vody, lze dosáhnout jak investičních úspor, tak i dobrých efektů úspory energie.