مقاله تحلیل و بررسی انرژی خورشیدی در فرآیند سیستمهای آب شیرینکن خورشیدی

بخشی از مقاله

تحلیل و بررسی انرژی خورشیدی در فرآیند سیستمهای آب شیرینکن خورشیدی

چکیده

با توجه به بحران آب و افزایش تقاضا برای مصرف آب در بخش شرب، کشاورزی، صنعت، گردشگری در دنیا استفاده از فن-آوریهای شیرین کردن آب امری الزامی و ضروری است. از طرفی یکی از مشکلات شیرین کردن آب انرژی زیاد این فنآوری-ها میباشد. اکثر آب شرینکنها از منابع انرژیهای فسیلی استفاده میکنند که باعث مشکلات زیست محیطی و عوارض زیادی در سلامت انسان دارد. از آنجاییکه که ایران دسترسی به آبهای شور فراوان، انرژی خورشیدی که یک منبع بی پایان میباشد (متوسط تابس سالانهی نور خورشید حدود 5 kWh/day بوده و تعداد روزهای ابری پست سر هم در سراسر کشور کمتر از 5 روز در سال میباشد و همچنین شفافیت هوا در اکثر نقاط ایران 60 درصد است) و همچنین زمین کافی برای شیرین کردن آب دارد، تلفیق انرژیهای تجدید پذیر از جمله انرژی خورشیدی با فنآوریهای مختلف شیرین کردن آب می-تواند به رفع بحران آب و آینده انرژی در کشور کمک کند. در این مقاله به تکنولوژیهای مختلف در کاربرد انرژیهای تجدید پذیر در آب شیرینکنها و همچنین به بررسی منابع آب، تقاضا، قابلیت دسترسی آب، روشهای شیرین کردن و همچنین مقایسه بین فن آوریهای مختلف انرژیهای تجدید پذیر در شیرین کردن آب پرداخته شده است.

کلمات کلیدی: نمکزدایی- آب شور- سیستم تقطیری- آب شیرینکن خورشیدی و غشایی

مقدمه

با توجه به افزایش سرسام آور جمعیت جهان، تقاضا برای مصرف آب به طور چشمگیری افزایش یافته است، به طوری که تامین آب شرب امروزه به یکی از معضلات اصلی کشورها تبدیل شده است. آب به طور یکنواخت در سراسر کره زمین پراکنده نمیباشد. اگر چه سه چهارم کره زمین را آب تشکیل داده است، اما فقط درصد کوچکی از آن آب شیرین و قابل استفاده است. 97 درصد آبهای زمین در اقیانوسها و دریاها جای دارد. از 3 درصد باقیمانده، حدود 2 درصد به صورت یخچالها و یا یخهای نواحی قطبی تجمع یافته است. مابقی عمدتا بهصورت آبهای زیرزمینی هستند که دسترسی به آنها گاهی غیر ممکن است. دریاچهها و رودخانهها، بزرگترین منابع آب آشامیدنی دنیا را تشکیل میدهند که کمتر از 0/01 درصد از کل آبهای زمین

راشامل میشوند).)Anonymous., 2006
تهیه آب سالم یکی از مشکلات اساسی در کشورهای در حال توسعه و توسعه نیافته میباشد. مقادیر آب موجود در این کشورها به میزان آب دریاچهها و رودخانهها بستگی داشته و آلودگی آنها و حتی آب دریاها توسط پسابها و فاضلابهای صنعتی از جمله مشکلات اساسی در تهیه آب سالم میباشد. برآورد شده است که افزایش رشد جمعیت در طی سالهای((2000-2020 در آفریقا حدود %50 ، در آسیا %25 ، در آمریکا %14 و در اروپا %2 زیر صفر باشد. بدیهی است که یک افزایش قابل توجه در جمعیت جهان اساسا بیشتر در کشورهای در حال توسعه، به خصوص آفریقا و آسیا، متمرکز خواهد شد، که سبب کمبود شدید آب خواهد شد .(FAO., 2000) کمبود آب به یک چالش جهانی مهمی که با سرعت زیادی رو به افزایش است مبدل شده و عامل آن را افزایش جمعیت و تغییرات جوی میدانند. چالشهای آب جهان در قرن 21، کمبود آب، عدم دسترسی، بدتر شدن کیفیت آب و صلح و امنیت جهان میباشد. برای مقابله با آن آگاهی تصمیم گیرندگان ملت، افزایش تخصیص منابع مالی و مدیریت آب میتواند راهگشا باشد. با توجه به محدود بودن آب شیرین و مصرف سرانه آن ( به طور متوسط حدود 200 لیتر برای هر نفر در جامعه شهری و 70 لیتر برای هر نفر در جامعه روستایی)، افزایش جمعیت و پیشرفت تکنولوژی و با روشهای بی رویه و نامناسب در مصرف و بهره برداری از آن، آب شیرین موجود برای جمعیت جهان کافی نیست (محوی و مظلومی، .(1388 هم اکنون بالغ بر یک سوم جمعیت جهان در مناطقی سکونت دارند که به خاطر کمبود آب تحت فشار قرار دارند. نزدیک به 1/5 میلیارد نفر به آب آشامیدنی تمیز دسترسی ندارند و حدود 80 کشور دنیا با مشکل کمبود آب مواجه هستند میزان جهانی مصرف آب از مرز 30 میلیون متر معکب در روز در سال 2000 به رقم 120 میلیون متر معکب در روز تا سال 2015 افزایش مییابد .(koschikowski J., 2011) در حدود سال 1990 خشکسالی در آفریقای شمالی بخشی از هند و مکزیک ،شمال چین، قسمتهای زیادی از خاورمیانه، بخشهایی از غرب امریکا و در قسمتهای شمالی و مرکزی آسیا اتفاق افتاد. مواجه شدن با بحران کم آبی، باعث اختلال در اقتصاد این کشورها شد و کاهش منابع آب آشامیدنی و سلامتی انسانها را به مخاطره انداخت. تا سال 2025 میبایست نسبت سطح فاریاب با توجه به رشد جمعیت، نزدیک به % 50 افزایش یابد. همچنین کاربرد آب صنعتی و خانگی با افزایش میزان جمعیت، دو برابر افزایش مییابد. این در حالیست که منابع آب شیرین تقریبا در بسیاری از کشورهای خاورمیانه تمام شده است. به سبب پیش بینی رشد جمعیت در سرتاسر جهان (به خصوص در کشورهای در حال توسعه)، وضعیت ذکر شده طی دو دههی آینده و بعد از آن بحرانیتر خواهد شد .(Fiorenza et al., 2003) عرضهی منابع آب طبیعی موجود در نتیجهی افزایش آلودگی آب %90) از فاضلاب در کشورهای در حال توسعه مستقیما به درون رودخانهها رها میشوند) و استخراج زیاد از منابع آب زیرزمینی (آب زیرزمینی در حال حاضر %50 از آب آشامیدنی، %40 از آب صنعتی و %20 از آب کشاورزی را یکجا تامین میکند) در حال کاهش است .(Edward S., 2006) وضعیت اضطراری آب بسیار مایهی ترس است و مصلحت این است که برای جلوگیری از اثرات منفی جدی در آیندهی خیلی نزدیک، اقدامات صحیحی انجام شود.

در مواردی که آب شیرین در منطقه نیست یا به اندازه کافی نباشد و آبهای موجود آن منطقه هم آنقدر شور باشد که نشود از آن استفاده کرد و حمل و یا انتقال آب شیرین از محلهای دیگر به آنجا اقتصادی نباشد، تنها راهی که برای تامین آب به نظر میرسد همان نمک زدایی یا شیرین کردن، آبهای شور است. فرآیند نمک زدایی از ذخایر عظیم آب دریاها و آبهای شور به یک منبع مهم و جدید تولید آب شیرین تبدیل شده است.

-2 آب شیرینکنها، منابع و عوامل موثر در آن

عواملی بر روی هزینهی شیرین سازی آب اثر دارند، کیفیت آب ورودی (میزان شوری)، کیفیت آب تولیدی، هزینههای انرژی و صرفه جویی برای تولید انبوه هستند .(Dore MHI., 2005) در آبهای دریا 50 نوع ترکیب یونی وجود دارد به طوریکه حدود 55 درصد از وزن کل نمکهای غیر محلول را مواد یونی تشکیل میدهد. آب دریاها نزدیک به (35000ppm) 35 نمک دارند که این میزان برای آب دریاها در مناطق مختلف متفاوت دارد. نوع دیگر آب های شور اصطلاحا آبهای لب شور3 هستند که از آنها به عنوان آبها غیر قابل شرب و یا کم کیفیت یاد میشود. این آبها حاوی مقادیر املاح نمک یا ذرات محلول بالا میباشند. این مقدار بالاتر از 500 ppm و کمتر از آب دریا (35000ppm) میباشد. آبهای کم لب شور4 که میزان املاح آن در حدود 500 ppm تا 3000 ppm است بر حسب نیاز ممکن است تصفیه شده و یا تصفیه نشده استفاده شوند. آب میان لب شور5 املاح آن در حدود 3000 ppm تا 10000 ppm است و معمولا به تصفیه نیاز دارند. آب زیاد لب شور6 که میزان املاح آن در حدود 10000 ppm تا 30000 ppm است و نسبت به آب دریا روند تصفیه آن در آب شرینکنهای خورشیدی آسان-تر است زیرا میزان املاح آن کمتر میباشد (دلفانی و همکاران، .(1389 ترکیبات این آبها در مناطق مشابه متغیر بوده و در هر فصل به عوامل مختلفی مانند ساختار فیزیکی مسیر آبها، سرعت جریان آب بر روی مسیر، زمان تماس و مواد نامحلول موجود در آب بستگی دارد. از لحاظ سازمان جهانی بهداشت (WHO)، حد مجاز درجهی شوری آب آشامیدنی 500 ppm است و برای موارد خاص تا 1000 ppm میرسد .( World Health Organization., 2003) بیشترین ظرفیت جهانی شیرین

سازی شامل %58 از آب دریاها و %23 آبهای لب شور میگردد .(Ebensperger and Isley., 2005 , Schiffler M., 2004)

در ابتدای سال 2006 بیش از 12000 واحد نمک زدایی در حال بهره برداری در تمام دنیا وجود داشت که روزانه حدود 40 میلیون متر مکعب آب تولید میکردند. حدود 50 درصد از ظرفیت موجود در نواحی خلیج فارس وجود دارد . آمریکای شمالی 17 درصد، مناطق آسیایی غیر از حوضهی خلیج فارس حدود 10 درصد، شمال آفریقا و اروپا به ترتیب 8 درصد و 7 درصد و استرالیا حدود 1 درصد واحدهای نمک زدایی را دارا میباشند. پیش بینی شده است تا سال 2015 ظرفیت تولید به 49 میلیون متر مکعب در روز برسد (محوی و مظلومی، . (1388

-3 ضرورت استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر در شیرین کردن آب

در سرتاسر جهان یک روند رو به رشد از شیرین کردن آب به عنوان راهکاری برای کاهش کمبود آب میتوان مشاهده کرد. محدودیت اصلی شیرین کردن آب، نیاز به انرژی بالای آن است. افزایش شدید تقاضای آب شیرین مشکلات مهمی را خلق خواهد کرد. مهم ترین آنها، مشکلات مربوط به مصرف انرژی است. برآورد شده است که برای تولید 13 میلیون متر مکعب آب قابل انتقال در روز نیازمند 130 میلیون تن سوخت در سال است .(Garcia-Rodriguez L., 2003) از لحاظ تئوری، کمینهی انرژی مورد نیاز به منظور نمکزدایی آب دریا، تقریبا حدود 3 کیلو ژول به ازای هر یک کیلوگرم آب است ( Miller J. E., .(2003 انرژی یک عنصر ضروری در توسعه و رشد اقتصادی است . در زمانی که کاهش ذخایر سوختهای فسیلی، پایداری بلند مدت اقتصاد جهانی را تهدید میکند استفاده از انرژیهای قابل تجدید، کاهش آلودگی محیطی و امنیت ملی انرژی را تامین میکند. انرژیهای تجدیدپذیر برای استفاده در فرآیندهای شیرین کردن آب شامل باد، گرمای خورشید، فتوولتاییک و زمین گرمایی میباشد. از انرژیهای تجدیدپذیر انتظار میرود که یک آیندهی پررونق و یک نقش مهم در شیرین کردن آبهای لب شور و شور در کشورهای در حال توسعه داشته باشند. تلفیق منابع تجدیدپذیر در شیرین کردن و تصفیه آب به طور فزآیندهای مورد توجه قرار گرفته است. زیرا نواحی که با کمبود آب شیرین مواجه هستند، اغلب دارای مقدار فراوانی انرژی خورشیدی هستند. این فن آوریها، هزینههای عملیاتی و نگهداری پایینی دارند. مشکل واقعی در این فن آوریها طرح بهینهی اقتصادی و ارزیابی سیستمهای ترکیبی است، برای اینکه به لحاظ اقتصادی برای نواحی خشک و دوردست قابل اجرا باشند. اجرای کند پروژههای انرژی تجدیدپذیر به خصوص در کشورهای در حال توسعه بیشتر به علت یارانههای دولت از فرآوردههای سوختی متداول و الکتریسیته است. عملکردهای اقتصادی که بر حسب هزینهی تولید آب بیان شده است، بر مبنای ظرفیت سامانه، منبع انرژی سامانه، اجزای تشکیل دهندهی سامانه و منبع آب، متفاوت است و برآورد را با مشکل مواجه میسازد ( Eltawil et .(al., 2009 تعهدهایی که باید برای ابداع فن آوریها و سامانههای مدیریتی جدید آب در یک مقیاس جهانی مد نظر داشت، عبارتند از : حفظ کیفیت منابع جاری، کاهش تقاضا برای آب از طریق منابع مربوط به کارآیی، افزایش مقدار کل آب شیرین در دسترس.

-4 اتصال انرژیهای تجدیدپذیر به تکنولوژهای آب شیرینکنها

سامانههای آبشیرینکنی که با انرژی تجدیدپذیر راه اندازی میشوند در دو دسته طبقه بندی میشوند. طبقهی اول شامل فرآیندهای تقطیر میشود که با گرمای تولید شده توسط سامانههای انرژی تجدیدپذیر راه اندازی میشوند، در حالیکه طبقهی دوم شامل فرآیندهای غشایی و تقطیر میشود که با انرژی مکانیکی یا انرژی برق که توسط انرژی تجدیدپذیر تولید شده راه اندازی میشوند.

مهم ترین حالت بررسی شده از کاربرد انرژی تجدیدپذیر در فرآیندهای شیرین کردن آب، استفاده از اشعهی مستقیم خورشید برای تولید آب شیرین به وسیلهی دستگاه تقطیر خورشیدی است. در بسیاری از کشورها در سرتاسر جهان تلاشهای زیادی برای آماده کردن تجهیزات برای تقطیر آب توسط انرژی گرمایی خورشید انجام شده است. بیلیسیاتیس و دیلیانیس

(Belessiotis and Delyannis, 2000)، ماتیالاکیس و همکاران (Mathioulakis et al., 2007) پارامترهای مختلف را درباره
استفاده از سامانههای انرژی تجدیدپذیر ارائه کردند. همچنین گارسیا رودریگز ( (Garcia-Rodriguez., 2002، ویوانتیس و همکاران (Voivontas et al., 2001)، نرم افزارهایی را دربارهی شیرینکردن آب و انرژیهای تجدیدپذیر مطرح و تدوین کردند

که شامل آنالیز (تجزیه و تحلیل) هزینهها است. مناسب بودن یک منبع انرژی تجدیدپذیر معلوم برای استفاده در فرآیندهای شیرین کردن آب به نیازمندیهای چنین فرآیندهایی و به شکل انرژی که میتواند از منبع بررسی شده به دست آید، بستگی دارد. از آنجایی که معیارهای تاثیر گذار زیادی برای تعیین بهترین ترکیب از انرژی تجدیدپذیر و فن آوریهای شیرین کردن آب وجود دارد، گسترهی وسیعی از دستگاههای موجود از امکانات شیرین کردن آب به وسیلهی انرژی تجدیدپذیر وجود دارد.

عملکرد و تعمیر و نگهداری از انرژی تجدیدپذیر در نواحی دوردست اغلب آسانتر از نوع انرژی مرسوم است ( Mathioulakis et .(al., 2007 بر خلاف مزیتهای اشاره شدهای که انرژی تجدیدپذیر در افزایش راندمان دستگاههای شیرین کنندهی آب دارند، دستگاههای راه اندازی شدهی آبشیرینکننده که با انرژی تجدیدپذیر کمیاب هستند و به %0/02 کل ظرفیت نمک زدایی محدود میشوند. یکی از مورد توجه ترین راهکارها جهت بالا بردن بازده این نوع آبشیرینکن پیشگرمایش آب میباشد. یکی از انواع پیش گرمایش جذب کنندهها هستند که حرارت به گونهی مستقیم به کمک یک جذب کننده به آبشیرینکن انتقال مییابد و این موجب افزایش میزان تبخیر میگردد. دلایل این موضوع مربوط به جنبههای مختلفی است و اغلب مرتبط با هم
میباشند از جمله : (Mathioulakis et al., 2007)

قابلیت دسترسی، به طوریکه در یک محدوده که با کمبود آب مواجه است، ممکن است انرژی تجدیدپذیر قابل دسترس وجود نداشته باشد.

هزینهها، به طوریکه سرمایهی اولیهی هزینههای تقطیر و قطعات مختلف سامانه هنوز هم گران هستند.

تکنولوژیها، که ترکیبی از تبدیل انرژی و دستگاههای شیرین کنندهی آب را نشان میدهند، یک چالش واقعی برای این فن آوریها محسوب میشوند و میبایست طراحی بهینهی تخصصی از ماشینآلات ترکیبی باشد که راندمان و ظرفیت را افزایش و هزینه ها را کاهش دهد.

پایداری، در بسیاری از موارد، فن آوریهای مرتبط نیاز به پمپاژ شدید آب دارند که این مسئله با پایداری فنآوری مطابقت نمیکند.

-5 فن آوریهای شیرین کردن آب

دو فن آوری اصلی که برای حذف نمکها از آب اقیانوس مورد استفاده قرار میگیرند عبارتند از: تقطیر گرمایی و تفکیک غشایی. فرآیندهای تجاری شیرین کردن آب یا تکنولوژیهای متداول عبارتند از: تقطیر ناگهانی چند مرحلهای(MSF) 7، تقطیر چند مرحلهای(ME) 8، تراکم بخار(VC) 9 که میتواند گرمایی(TVC) 10 یا مکانیکی(MVC) 11 باشد و تراوش معکوس12 (RO) تبادل یونی، الکترودیالیز، تغییر فاز و استخراج با حلال است. این تکنولوژیها اکثرا برای تولید میزان اندکی از آب شیرین گران هستند. فن آوریهای نمک زدایی صنعتی از غشاهای نیمه تراوا برای جداسازی حلال یا بعضی از محلولها استفاده میکنند که تغییرات فاز را در بر میگیرد. یک دستگاه نمک زدایی در اصل آب شور را به دو دسته تفکیک میکند:

یکی با یک غلظت کم یا آب شیرین و دیگری شامل نمکهای محلول باقیمانده. دستگاه برای به کار افتادن به انرژی نیاز دارد و میتواند از تعدادی از فن آوریهای مختلف برای جداسازی استفاده کند. چندین تکنولوژی غشایی دیگر برای تصفیه آب به درجات مختلف استفاده شدهاند. تمامی فرآیندها به یک عملیات مقدماتی برای جلوگیری از رسوب، خوردگی، رشد جلبک و جرم گرفتگی نیاز دارند و همچنین به یک عملیات برای جدا سازی املاح از آب شور نیاز دارند که شامل موارد زیر میشوند: میکرو فیلتر (MF)، اولترا فیلتر (UF) و نانو فیلتر ) (NF) قشقایی پور. پ، .(1387 در حدود %80 از ظرفیت نمک زدایی جهان از دو تکنولوژی تقطیر ناگهانی چند مرحلهای((MSF، و تراوش معکوس (RO) استفاده میکنند. دستگاههای MSF به طور گسترده ای در خاورمیانه مورد استفاده قرار می گیرند (به خصوص در عربستان صعودی، امارات و کویت) که بیش از %40 از ظرفیت نمک زدایی آب جهان را به خود اختصاص دادهاند .(Rheinlander et al., 1998)

-1-5 انتخاب فرآیند نمک زدایی

چند عامل وجود دارد که باید برای انتخاب فرآیند شیرین کردن آب در یک عملکرد خاص، در نظر گرفته شود، از میزان آب شیرین مورد نیاز برای یک منظور خاص، کارآیی فرآیند با توجه به مصرف انرژی، انتخاب فرآیند برای کاربرد انرژی خورشیدی، میزان شوری آب، هزینهی سرمایهی تجهیزات، تعیین سطح زمین مورد نیاز برای نصب تجهیزات، توانمندی و سادگی عملکرد، تعمیرکاری کم، و حمل و نقل آسان به کارگاه، پذیرش و پشتیبانی از طرف جمعیت محلی با حداقل تغییر در حوزه اجتماعی، امکان سازماندهی محلی با آموزش نسبتا ساده جمله .( Kalogirou S., 1998)

مناطقی که با کمبود آب شیرین روبرو هستند را میتوان به دو دسته تقسیم نمود. در دستهی اول منابع آب چه شیرین و چه شور به ندرت یافت شده و به عبارت دیگر با بحران کم آبی روبرو هستند. اما در دستهی دوم هر چند منابع آب شیرین بسیار کم است، ولی در مقابل منابع آب شور به اندازهی کافی برای شیرین سازی و تامین آب سالم وجود دارد. بیشتر مناطق ساحلی، خشک هستند ولی منابع آب شور زیادی در دسترس دارند. این کشورها میتوانند با استفاده از انرژی خورشیدی مقداری از آب تمیز مورد نیاز خود را در مقیاس کم یا متوسط تولید میکنند. با توجه به مطالب گفته شده و وجود مناطق بسیاری در کشور که به آب شیرین و سالم مورد نیاز در آنها به سهولت امکان پذیر نیست، لزوم تحقیق و سرمایه گذاری برای بررسی روشهای متفاوت شیرین سازی آب های شور احساس میشود.

-2-5 هزینههای شیرین کردن آب شور

هزینه ها شامل چند قسمت است از آن جمله : هزینه سرمایهی اولیه، هزینه انرژی حرارتی مصرفی برای تولید آب، هزینه انرژی الکتریکی برای پمپ ها، هزینههای نظارت بر تعمیر ، نگهداری و کار کردن دستگاه ، که خودشامل دستمزد و مخارج مواد است. هزینه ساختمان و زمین، هزینههای ناشی از خوردگی که اجتناب ناپذیر است.

-3-5 تخلیه آب شور پسماند و آلودگی محیط

چگونگی تخلیه آب شور پسماند از مسائل مهم در برنامه شیرین کردن به شمار میرود. طراح باید سامانه را طوری طراحی کند که تخلیه مواد پسماند در آب خسارتی به محیط وارد نکند. در آبهای پسماند، تمامی نمکهای جدا شده از آب شور اولیه به اضافه مواد دیگری که اغلب زیان بخش است وجود دارد(محوی و مظلومی، .(1388 برای دستگاههایی که در کنار دریا قرار دارد

مسأله تخلیه و جلوگیری از آلودگی محیط توسط آب شور و پسماند، آن قدرها مهم نیست اما برای دستگاههایی که کنار دریا نیستند پیدا کردن یک راه حل از مسائل مهم به شمار می رود. در اینگونه موارد بایستی با توجه به شرایط و امکانات محل یکی از روشهای زیر را مورد مطالعه و استفاده قرار داد (محوی و مظلومی، : ( 1388 احداث حوضچه های روباز و تخلیه آب در آنها تا تبخیر شود، حفر چاهها و تخلیه آن در چاه نفوذ دادن آن در لایههای متخلل زمین، انتقال آن به اقیانوسها یا دریاهای آزاد از طریق لوله.
فرآیندهای MSF و MED شامل یک سری مراحل در دما و فشار کاهنده به طور متوالی است. فرآیندهای MSF بر اساس تولید بخار از آب شور یا آب نمک است که به علت یک کاهش فشار ناگهانی در زمانی که آب شور به یک محفظه ی خالی داخل می شود، است. فرآیند مرحله به مرحله در فشار کاهنده ی متوالی تکرار می شود. این فرآیند به یک منبع بیرونی بخار،معمولا در دمای پیرامون 100 درجه ی سانتیگراد نیاز دارد. دمای بیشینه به توسط تغلیظ نمک برای پیشگیری از پوسته پوسته شدن محدود می شود و این بیشینه، عملکرد فرآیند را محدود می کند. یک مشخصه ی طرح کلیدی از دستگاه های MSF ، جوش حجم مایع است. که این از مشکلات مرتبط با سطح نهایی مقیاس در لوله های انتقال گرما می کاهددر دستگاه MED ، بخارها به علت جذب انرژی گرمایی توسط آب شور تولید می شوند. بخار تولید شده در یک مرحله یا اثر (نتیجه) قادر به گرم کردن محلول نمکی در مرحله ی بعدی است، زیرا مرحله ی بعدی در دما و فشار پایین تری است. اجرای فرآیند به تعدادی از مراحل یا نتایج متناسب است. یک دستگاه MED ، به طور طبیعی از یک منبع بخار بیرونی (خارجی) در دمای کم پیرامون 70 درجه ی سانتیگراد استفاده می کند. دمای کم MED پذیرش های بیشتری برای ظرفیت کم و متوسط دستگاه های شیرین کننده ی آب را نظر به برتری های زیر به دست آورده است: مصرف انرژی کمتر، ضریب انتقال گرمای بالا، تراکم، کیفیت آب تولیدی بالا، عملیات مقدماتی کاهیده. دستگاه های جدیدتر LT-MED نیز در ترکیب با ورودی انرژی خورشیدی به عنوان دستگاه های شیرین کننده ی آب در مقیاس کوچک برای نواحی دوردست بررسی شدند .(El-Nashar AM., 2001)

در TVC و MVC، بعد از اینکه بخار اولیه از محلول نمکین تولید شد، این بخار برای ایجاد تولید اضافی، به لحاظ گرمایی یا مکانیکی فشرده می شود . نه تنها فرآیندهای تقطیر مستلزم تغییر فاز هستند، بلکه فرآیند را منجمد می کنند. دمای کم VCD، یک فرآیند ساده و قابل اطمینان است و آب فرآورده را با کیفیت بالا ( 25 -5 mg/L TDS ) تولید می کند. تعدادی از