vdgtuВестник Дагестанского государственного технического университета. Технические наукиHerald of Dagestan State Technical University. Technical Sciences2073-61852542-095XDaghestan State Technical University10.21822/2073-6185-2019-46-4-8-18vdgtu-709Research ArticleЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ, МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЕ И ХИМИЧЕСКОЕ МАШИНОСТРОЕНИЕPOWER, METALLURGICAL AND CHEMICAL MECHANICAL ENGINEERINGДЕКОМПРЕССИОННЫЙ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ОПРЕСНИТЕЛЬ С УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫМ ОБЛУЧЕНИЕМDECOMPRESSION SEMICONDUCTOR THERMOELECTRIC DESALINATOR WITH UV RADIATIONГаджиевХ. М.GadzhievH. M.

кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой радиотехники, телекоммуникаций и микроэлектроники,

367026, г. Махачкала, пр. Имама Шамиля, 70

Cand.Sci. (Technical), Аssoc. Prof., Department of Radio Engineering, Telecommunications and Microelectronics,

70 I. Shamilya Ave., Makhachkala 367026

gadjiev.xad@mail.ruГаджиевД. С.GadzhievD. S.

аспирант, кафедра теоретической и общей электротехники,

367026, г. Махачкала, пр. Имама Шамиля, 70

Postgraduate, Department of Theoretical and General Electrical Engineering,

70 I. Shamilya Ave., Makhachkala 367026

danik.g.s@mail.ruКурбановИ. М.KurbanovI. M.

аспирант, кафедра теоретической и общей электротехники,

367026, г. Махачкала, пр. Имама Шамиля, 70

Postgraduate,Department of Theoretical and General Electrical Engineering,

70 I. Shamilya Ave., Makhachkala 367026

m.i.kurbanow@mail.ruДагестанский государственный технический университетРоссияDaghestan State Technical UniversityRussian Federation201931122019464818Copyright © Гаджиев Х.М., Гаджиев Д.С., Курбанов И.М., 20202020Гаджиев Х.М., Гаджиев Д.С., Курбанов И.М.Gadzhiev H.M., Gadzhiev D.S., Kurbanov I.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.dgtu.ru/jour/article/view/709Цель

Цель. Целью исследования является разработка конструкции декомпрессионного полупроводникового термоэлектрического опреснителя с ультрафиолетовым облучением. Метод. Конструкция декомпрессионного полупроводникового термоэлектрического опреснителя с ультрафиолетовым облучением позволяет за счет изменения давления в опреснителе понизить температуру кипения морской воды, вытекающей пресной воды и рассола, причем, энергоэффективность установки увеличится.

Результат

Результат. Применение декомпрессионного полупроводникового термоэлектрического опреснителя с ультрафиолетовым облучением практически уменьшает температуру кипения морской воды и полностью устраняет паразитные выделения тепла Джоуля. При этом термоэлектрический эффект Пельтье по охлаждению полностью сохраняется, доводя коэффициент полезного действия (КПД) опреснителя практически до 100%, что повышает энергоэффективность опреснителя в целом.

Вывод

Вывод. Декомпрессионный полупроводниковый термоэлектрический опреснитель с ультрафиолетовым облучением может быть использован для получения пресной воды и концентрированных растворов из любых водных растворов, а также переработки сточных вод промышленных предприятий с одновременной дезинфекцией бактерий и вирусов. Конструкционные материалы опреснительной установки являются экологически безопасными. 

Objectives

Objectives. The development of a decompression semiconductor thermoelectric desalinator with ultraviolet radiation.

Methods

Methods. The design of a decompression semiconductor thermoelectric desalinator with ultraviolet radiation makes it possible to decrease the boiling points of seawater and the obtained fresh water and brine by changing the pressure in the desalinatior thus increasing the device’s energy efficiency.

Results

Results. The use of the designed decompression semiconductor thermoelectric desalinator with ultraviolet radiation practically reduces the boiling point of seawater, completely eliminating Joule's parasitic heat release. The Peltier thermoelectric effect of heating and cooling is completely preserved, bringing the desalinator efficiency coefficient up to almost 100% and improving its energy-saving characteristics as a whole.

Conclusion

Conclusion. A decompression semiconductor thermoelectric desalinator with ultraviolet radiation can be used to produce fresh water and concentrated solutions from any aqueous solutions, as well as to treat wastewater from industrial enterprises with simultaneous bacterial and virus disinfection. The construction materials of the desalination device are environmentally friendly. 

декомпрессионный полупроводниковый термоэлектрический опреснительопреснениеультрафиолетовое излучениеморская водадезинфекцияdecompression semiconductor thermoelectric desalinatordesalinationultraviolet radiationsea waterdisinfectionReferencesИсмаилов Т.А. Термоэлектрические полупроводниковые устройства и интенсификаторы теплопередачи. – С.-Пб.: ОАО «Издательство «Политехник»», 2005. – 534 с.Ismailov T.A. Termoelektricheskiye poluprovodnikovyye ustroystva i intensifikatory teploperedachi. – S.-Pb.: OAO «Izdatel'stvo «Politekhnik»», 2005. – 534 s. [Ismailov T.A. Thermoelectric semiconductor devices and heat transfer intensifiers. - S.-Pb .: OJSC Polytechnic Publishing House, 2005. 534 p. (In Russ)]Исмаилов Т.А., Гаджиев Х.М. Термоэлектрическое охлаждение тепловыделяющих компонентов микроэлектронной техники. – М.: «Академия», 2012. – 136 с.Ismailov T.A., Gadzhiyev KH.M. Termoelektricheskoye okhlazhdeniye teplovydelyayushchikh komponentov mikroelektronnoy tekhniki. – M.: «Akademiya», 2012. – 136 s. [Ismailov T.A., Gadzhiev H.M. Thermoelectric cooling of fuel components of microelectronic equipment. - M.: "Academy", 2012. - 136 p. (In Russ)]Патент RU №2368877. МПК: G01K 7/22. Термостат с дискретными полупроводниковыми термоэлектрическими преобразователями/ Исмаилов Т.А., Гаджиев Х.М., Гаджиева С.М., Гафуров К.А.// Опубл. 08.08.2006. Бюл. №27.Patent RU №2368877. MPK: G01K 7/22. Termostat s diskretnymi poluprovodnikovymi termoelektricheskimi preobrazovatelyami/ Ismailov T.A., Gadzhiyev KH.M., Gadzhiyeva S.M., Gafurov K.A.// Opubl. 08.08.2006. Byul. №27. [Patent RU No. 2368877. IPC: G01K 7/22. Thermostat with discrete semiconductor thermoelectric converters / Ismailov T.A., Gadzhiev H.M., Gadzhieva S.M., Gafurov K.A.// Publ. 08/08/2006. Bull. No. 27. (In Russ)]Патент RU №2535597, МПК: F28D 15/06. Способ интенсификации теплообмена в тепловой трубе / Исмаилов Т.А., Гаджиев Х.М. Гаджиева С.М., Нежведилов Т.Д.// Опубл. 20.12.2014. Бюл. №35.Patent RU №2535597, MPK: F28D 15/06. Sposob intensifikatsii teploobmena v teplovoy trube / Ismailov T.A., Gadzhiyev KH.M. Gadzhiyeva S.M., Nezhvedilov T.D.// Opubl. 20.12.2014. Byul. №35 [Patent RU No. 2535597, IPC: F28D 15/06. The method of intensification of heat transfer in a heat pipe / Ismailov T.A., Gadzhiev Kh.M. Gadzhiev S.M., Nezhvedilov T.D.// Publ. 12/20/2014. Bull. No. 35 (In Russ)]Исмаилов Т.А., Гаджиев Х.М. Челушкина Т.А., Челушкин Д.А. Высокоэффективные полупроводниковые термоэлектрические устройства и приборы. – Махачкала: ИПЦ ФГБОУ ВПО «ДГТУ», 2014. –112 с.Ismailov T.A., Gadzhiyev KH.M. Chelushkina T.A., Chelushkin D.A. Vysokoeffektivnyye poluprovodnikovyye termoelektricheskiye ustroystva i pribory. – Makhachkala: IPTS FGBOU VPO «DGTU», 2014. –112 s. [Ismailov T.A., Gadzhiev H.M. Chelushkina T.A., Chelushkin D.A. Highly efficient semiconductor thermoelectric devices and devices. - Makhachkala: CPI FSBEI HPE DGTU, 2014. 112 p. (In Russ)]Патент RU №2156424. МПК: F28D7/10, F28D21/00. Термоэлектрический полупроводниковый теплообменник / Исмаилов Т.А, Магомедов К.А, Гаджиева С.М, Мурадова М.М.// Опубл. 20.09.2000.Patent RU №2156424. MPK: F28D7/10, F28D21/00. Termoelektricheskiy poluprovodnikovyy teploobmennik / Ismailov T.A, Magomedov K.A, Gadzhiyeva S.M, Muradova M.M.// Opubl. 20.09.2000. [Patent RU No. 2156424. IPC: F28D7 / 10, F28D21 / 00. Thermoelectric semiconductor heat exchanger / Ismailov T.A., Magomedov K.A., Gadzhieva S.M., Muradova M.M.// Publ. 09/20/2000. (In Russ)]Патент RU №2575650. МПК: G02F 1/04, B01D 1/22, B01D 5/00/ Способ опреснения морской воды при помощи тонкопленочного полупроводникового термоэлектрического теплового насоса цилиндрической формы / Исмаилов Т.А., Гаджиев Х.М., Гафурова З.М., Челушкин Д.А., Челушкна Т.А. // Опубл. 20.09.2016.Patent RU №2575650. MPK: G02F 1/04, B01D 1/22, B01D 5/00/ Sposob opresneniya morskoy vody pri pomoshchi tonkoplenochnogo poluprovodnikovogo termoelektricheskogo teplovogo nasosa tsilindricheskoy formy / Ismailov T.A., Gadzhiyev KH.M., Gafurova Z.M., Chelushkin D.A., Chelushkna T.A. // Opubl. 20.09.2016. [Patent RU No. 2575650. IPC: G02F 1/04, B01D 1/22, B01D 5/00 / Method of desalination of sea water using a thin-film semiconductor thermoelectric heat pump of cylindrical shape / Ismailov T.A., Gadzhiev H.M., Gafurova Z.M., Chelushkin D.A., Chelushkna T.A. // Publ. 09/20/2016. (In Russ)]Патент RU №2405230, МПК: H01L 23/38, H05K 7/20, G06F 1/20. Способ отвода тепла от тепловыделяющих электронных компонентов в виде излучения / Исмаилов Т.А., Гаджиев Х.М., Гаджиева С.М., Нежведилов Т.Д., Челушкина Т.А.// Опубл. 01.06.2009. Бюл. №33.Patent RU №2405230, MPK: H01L 23/38, H05K 7/20, G06F 1/20. Sposob otvoda tepla ot teplovydelyayushchikh elektronnykh komponentov v vide izlucheniya / Ismailov T.A., Gadzhiyev KH.M., Gadzhiyeva S.M., Nezhvedilov T.D., Chelushkina T.A.// Opubl. 01.06.2009. Byul. №33. [Patent RU No. 2405230, IPC: H01L 23/38, H05K 7/20, G06F 1/20. The method of heat removal from heat-generating electronic components in the form of radiation / Ismailov T.A., Gadzhiev H.M., Gadzhieva S.M., Nezhvedilov T.D., Chelushkina T.A.// Publ. 06/01/2009. Bull. No. 33. (In Russ)]Патент RU №2205279, МПК: F01P3/20. Термоэлектрический автомобильный радиатор / Исмаилов Т.А., Гаджиев Х.М., Зарат А., Гафуров К.А.// Опубл. 27.05.2003. Бюл. №27.Patent RU №2205279, MPK: F01P3/20. Termoelektricheskiy avtomobil'nyy radiator / Ismailov T.A., Gadzhiyev KH.M., Zarat A., Gafurov K.A.// Opubl. 27.05.2003. Byul. №27. [Patent RU No. 2205279, IPC: F01P3 / 20. Thermoelectric automobile radiator / Ismailov T.A., Gadzhiev H.M., Zarat A., Gafurov K.A.// Publ. 05/27/2003. Bull. No. 27. (In Russ)]Патент RU №2098725, МПК: F25B21/02, H01M10/50. Способ охлаждения объекта каскадной термоэлектрической батареей и устройство для его осуществления / Манухин В.В., Дубинин Н.И., Колобаев В.А., Кудрявцев А.В., Волков В.Ю., Марковский М.А.// Опубл. 10.12.1997.Patent RU №2098725, MPK: F25B21/02, H01M10/50. Sposob okhlazhdeniya ob"yekta kaskadnoy termoelektricheskoy batareyey i ustroystvo dlya yego osushchestvleniya / Manukhin V.V., Dubinin N.I., Kolobayev V.A., Kudryavtsev A.V., Volkov V.YU., Markovskiy M.A.// Opubl. 10.12.1997. [Patent RU No. 2098725, IPC: F25B21 / 02, H01M10 / 50. A method of cooling an object with a cascade thermoelectric battery and a device for its implementation / Manukhin V.V., Dubinin N.I., Kolobaev V.A., Kudryavtsev A.V., Volkov V.Yu., Markovsky M.A. // Publ. . 12/10/1997. (In Russ)]Исмаилов Т.А., Гаджиев Х.М. Гаджиева С.М. Многослойное излучающее термоэлектрическое устройство // Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. 2013.- №1. С.90-93.Ismailov T.A., Gadzhiyev KH.M. Gadzhiyeva S.M. Mnogosloynoye izluchayushcheye termoelektricheskoye ustroystvo // Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy Rossii. Radioelektronika. – 2013. - №1.- S.90-93. [Ismailov T.A., Gadzhiev H.M. Gadzhieva S.M. Multilayer emitting thermoelectric device // News of higher educational institutions of Russia. Radio Electronics 2013. No. 1. pp.90-93. (In Russ)]Исмаилов Т.А., Гаджиев Х.М. Гаджиева С.М. Тонкопленочные термоэлектрические устройства с отводом тепла в виде излучения для охлаждения микросистемной техники // Научное приборостроение. - 2013. – Т.23. - №3. - С.120-124.Ismailov T.A., Gadzhiyev KH.M. Gadzhiyeva S.M. Tonkoplenochnyye termoelektricheskiye ustroystva s otvodom tepla v vide izlucheniya dlya okhlazhdeniya mikrosistemnoy tekhniki // Nauchnoye priborostroyeniye. - 2013. – T.23. - №3. - S.120-124. [Ismailov T.A., Gadzhiev H.M. Gadzhieva S.M. Thin-film thermoelectric devices with heat dissipation in the form of radiation for cooling microsystem technology // Scientific instrument making. - 2013.Vol.23. No. 3. pp. 120-124. (In Russ)]Патент RU №2507613. МПК: G12B 15/06, H01L 23/34, H01L 23/38, H05K 7/20, G06F 1/20. Каскадное светоизлучающее термоэлектрическое устройство / Исмаилов Т.А., Гаджиев Х.М., Гаджиева С.М., Нежведилов Т.Д., Челушкина Т.А.// Опубл. 20.02.2014. Бюл. №5.Patent RU №2507613. MPK: G12B 15/06, H01L 23/34, H01L 23/38, H05K 7/20, G06F 1/20. Kaskadnoye svetoizluchayushcheye termoelektricheskoye ustroystvo / Ismailov T.A., Gadzhiyev KH.M., Gadzhiyeva S.M., Nezhvedilov T.D., Chelushkina T.A.// Opubl. 20.02.2014. Byul. №5. [Patent RU No. 2507613. IPC: G12B 15/06, H01L 23/34, H01L 23/38, H05K 7/20, G06F 1/20. Cascade light-emitting thermoelectric device / Ismailov T.A., Gadzhiev H.M., Gadzhieva S.M., Nezhvedilov T.D., Chelushkina T.A. // Publ. 02/20/2014. Bull. No. 5. (In Russ)]Исмаилов Т.А. Гаджиев Х.М. Микроэлектронные компоненты с интегральным использованием эффекта Пельтье и оптического излучения. – Махачкала: ИПЦ ФГБОУ ВО «ДГТУ», 2015. –112 с.Ismailov T.A. Gadzhiyev KH.M. Mikroelektronnyye komponenty s integral'nym ispol'zovaniyem effekta Pel't'ye i opticheskogo izlucheniya. – Makhachkala: IPTS FGBOU VO «DGTU» [Ismailov T.A. Hajiyev H.M. Microelectronic components with integrated use of the Peltier effect and optical radiation. - Makhachkala: CPI FSBEI HE "DSTU" 112 p. (In Russ)]

The authors declare that there are no conflicts of interest present.