Generator słodkiej wody to maszyna, zwykle na pokładzie statku, ale także w niektórych przemysłowych środowiskach nabrzeżnych, która przekształca słoną wodę z mórz i oceanów w świeżą wodę pitną. Maszyny są zazwyczaj dość złożone i opierają się na szeregu pomp i komór ciśnieniowych, a także wysokich temperaturach, które przyspieszają zarówno wrzenie, jak i odparowanie. Zazwyczaj są one nieco wrażliwe i często wymagają wielu zabiegów konserwacyjnych, aby działały wydajnie; Sole usuwane z wody mogą powodować nagromadzenie, a jeśli czujniki mierzące względne zasolenie stracą swoją precyzję, dostarczana woda w ogóle nie będzie świeża. Generatory te są bardzo ważną częścią długich rejsów morskich, ponieważ zwykle nie jest praktyczne dla załóg pakowanie całej potrzebnej wody. Niektóre społeczności rozpoczęły również budowę zakładów odsalania, aby przemienić wodę morską w wodę, którą można wykorzystać zamiast wody miejskiej, ale koszty tutaj są zwykle bardzo wysokie. Naukowcy od dawna szukają ekonomicznych sposobów zamiany słonej wody w wodę, która może być łatwo spożywana przez ludzi, szczególnie w dotkniętych suszą częściach świata, ale na razie przynajmniej ta praktyka jest tak kosztowna, że tak naprawdę jest używana tylko w bogatych obszarach które mogą zarówno zapłacić za początkową budowę zakładu, jak i zapewnić niezbędne utrzymanie.
Podstawowy pomysł
Nadrzędna koncepcja generatora wody słodkiej jest zwykle dość prosta. Najpierw woda morska jest odparowywana za pomocą źródła ciepła, oddzielając czystą wodę od soli, osadów i innych pierwiastków. Generatory często wykorzystują płaszcz silnika wysokoprężnego jako źródło ciepła, chociaż do tego celu można również wykorzystać parę. Praktyczne aspekty są często bardziej skomplikowane. Koszt początkowy również jest naprawdę wysoki, ale głównie dlatego, że generatory słodkiej wody mają tendencję do wykorzystywania istniejącego ciepła do działania, zrealizowane koszty eksploatacji są zwykle niskie — przynajmniej na statkach. W zależności od tego, ile wody potrzebują do przetworzenia, zwykle są one dość małe i zwykle można je przechowywać w mechanicznej szafie lub małym pomieszczeniu.
Znaczenie świeżej wody
Statki i liniowce często potrzebują tygodni, jeśli nie miesięcy, aby zakończyć swoje rejsy, a do utrzymania operacji przez tak długi czas zwykle potrzeba dużo świeżej wody. Załoga i pasażerowie z pewnością potrzebują wody do picia, a także do gotowania i sprzątania. Wiele operacji mechanicznych, zwłaszcza związanych z silnikiem, również wymaga pary i podłączenia do źródła wody, aby utrzymać optymalne działanie. Woda morska nie nadaje się do picia i gotowania, a zawarte w niej osady zwykle nie nadają się do większości innych zastosowań.
Dawno temu podróżnicy morscy przywieźli beczki z wodą, które racjonowali na czas podróży. Chociaż zwykle jest to opcja, pakowanie wystarczającej ilości czystej wody na początku często dodaje dużo wagi, którą współcześni marynarze uważają za niepotrzebną, a ryzyko zepsucia zwykle nie jest warte kosztów. Inwestowanie w generator wody słodkiej jest powszechnie uważane za standard branżowy i jest wymagane przez większość rządów i agencji regulacyjnych w przypadku operacji komercyjnych.
Podstawowe składniki
W większości generatorów są dwa główne elementy. Jeden wymiennik ciepła odparowuje wodę morską, a drugi kondensuje świeżą parę wodną do wody pitnej. W elemencie skraplacza para jest kondensowana poprzez chłodzenie, często po prostu przy użyciu zimnej wody morskiej do chłodzenia zewnętrznej części urządzenia.
Z praktycznego punktu widzenia generator powinien również posiadać funkcję monitorowania zasolenia uzdatnianej wody. Jeśli zasolenie przekroczy określony poziom, zwykle od jednej do dziesięciu części na milion (ppm), generator automatycznie zwróci wodę do linii zasilającej i przeprowadzi ją ponownie przez cykl. Ciągłe problemy mogą być oznaką potrzebnych napraw.
Zastosowanie w zakładach odsalania
Generatory są coraz częściej wykorzystywane jako główny element dużych zakładów odsalania, zwykle zlokalizowanych na obszarach przybrzeżnych; Rośliny te są zwykle zaprojektowane tak, aby zapewnić lokalnej społeczności niewielkie ilości świeżej wody pitnej i nawadniania upraw. Stały się one bardzo powszechne na Bliskim Wschodzie i są również używane w niektórych społecznościach Kalifornii. W odpowiedzi na suszę prawdopodobnie zostanie zbudowanych więcej zakładów odsalania wody, a obawy o dostępność wody w rozwijających się miastach wciąż rosną. Jednak koszty związane z zakładami odsalania są zwykle bardzo wysokie. Jako takie są zwykle brane pod uwagę tylko wtedy, gdy zamożne społeczności borykają się z niedoborem wody z tradycyjnych źródeł i zwykle tylko w miejscach, które mają już naturalne źródło słonej wody.
Praktyczne ograniczenia w codziennym użytkowaniu
Naukowcy i eksperci ds. środowiska od dawna kwestionują zrównoważony charakter źródeł słodkiej wody na Ziemi, a wielu z nich szuka niedrogiego i niezawodnego sposobu na przekształcenie słonej wody do użytku przez ludzi. W większości przypadków generatory nie są wystarczająco mocne, aby zaspokoić zakres potrzeb, nawet jeśli nie były tak drogie w eksploatacji na lądzie.
Wiele z najbardziej zdesperowanych społeczności ubogich w wodę znajduje się daleko w głębi lądu, często w krajach spustoszonych wojną lub rozwijających się; wiele regionów w Afryce Środkowej to dobre przykłady. Budowanie tutaj zakładów odsalania jest niewykonalne, ponieważ nie ma gotowego źródła słonej wody, a transportowanie jej z wybrzeża jest często zaporowo drogie. Jako takie, generatory służą do przetwarzania wody, ale zwykle nie traktuje się ich jako rozwiązania powszechnego niedoboru wody.