This work is devoted to the fresh water deficit analysis. The importance of the research concerning water treatment is emphasized. A comparative analysis of water demineralization traditional methods is given and prospects for low-temperature desalination methods are shown. The increase in the world interest to the research of the block freezing innovative technologies was established, the priority in which belongs to the authors of this work. The aim of the work is to improve the block freezing devices during their transferring to a continuous operation mode. Achievement of this aim lies in a proposed universal design of the apparatus, in which the processes of crystallization, separation and melting of ice are sequentially implemented. A module for a continuous seawater desalination facility was developed. The energy and operational advantages of the proposed method were described. The system modeling of this equipment was carried out. The target function of the modeling determined the key parameters of the process of the ice block gravitational separation — energy and salinity. It was proposed to correct the traditional calculation principles for the outflow in channels by the “capillary drag” coefficient, which takes into account the relief surface of the ice capillaries. A technique for the engineering calculation of ice block salinity during separation was offered. The most significant result of the work lied in the fact of possibility to transfer the block freezing facilities to the continuous mode of sea water desalination with guaranteed salinity indicators. The significance of the work was that an energy-efficient freezing facility with ice recycling for the sea water demineralization in the flow was created.

Scopul lucrării este de a îmbunătăți aparatura de congelare de tip bloc la trecerea acesteia în regim continuu de funcționare. Pentru a atinge acest obiectiv, se propune un design universal al aparatului, în care procesele de cristalizare, separare și topire a gheții sunt desfășurate în mod consecutiv. Este elaborat un modul de instalație de desalinizare continuă a apei de mare. Timpul procesului de formare a blocurilor de gheață este argumentat din considerente de minimizare a cheltuielilor de energie. Parametrii-cheie ai procesului de separare gravitațională a blocurilor de gheață, și anume energia și conținutul de sare, au fost determinați prin funcția-țintă de modelare. Se iau în considerare aspectele statice (balanța energetică și a balanța materială) și cele cinetice (balanța forței capilare și viteza de scurgere) ale separării. Se propune corectarea principiilor tradiționale de calculare a debitului în canale cu ajutorul coeficientului de "frânare capilară", care ia în considerare suprafața de relief a capilarelor de gheață. Valoarea acestui coeficient a fost stabilită în mod experimental. Se propune o metodă de calcul tehnic al conținutului de sare din blocul de gheață în timpul separării. Cel mai important rezultat al lucrării este că s-a dovedit posibilitatea de a transfera unitatea de congelare în bloc la modul de desalinizare continuă a apei de mare cu indici garantați ai conținutului de sare. Semnificația lucrării constă în faptul, că a fost creată o instalație de congelare eficientă din punct de vedere energetic, cu reciclare a gheții pentru demineralizarea apei de mare în flux.

Проведен анализ дефицита пресной воды. Подчеркнута актуальность исследований в направлении водоподготовки. Показано, что основной запас воды на Земле сосредоточен в морях. Даны сравнительный анализ традиционных методов деминерализации воды и приведены перспективы низкотемпературных методов опреснения. Установлен рост интереса в мире к исследованиям инновационных технологий блочного вымораживания, приоритет в которых принадлежит авторам. Целью работы является совершенствование аппаратов блочного вымораживания при переводе их в непрерывный режим работы. Для достижения поставленной цели предложена универсальная конструкция аппарата, в которой последовательно реализуются процессы кристаллизации, сепарирования и плавления льда. Разработан модуль установки непрерывного опреснения морской воды. Из условий минимизации энергетических затрат обосновано время процесса формирования блока льда. Установлено число сепараторов — 3. В пятой емкости осуществляется процесс плавления блока льда и получения пресной воды. Система управления периодически переключает электромагнитные клапана на линиях холодильного агента и продукта, что обеспечивает последовательность и синхронность работы аппаратов. Показаны энергетические и эксплуатационные преимущества предложенного способа. Проведено системное моделирование такого оборудования. Целевой функцией моделирования определены ключевые параметры процесса гравитационного сепарирования блока льда — энергетика и солесодержание. Рассмотрены статика (энергетический и материальный балансы) и кинетика (баланс сил в капилляре и скорость истечения) сепарирования. Предложено традиционные принципы расчета истечения в каналах скорректировать коэффициентом «капиллярного торможения», который учитывает рельефную поверхность капилляров льда. Значение этого коэффициента установлено экспериментально. Предложена методика инженерного расчета солесодержания в блоке льда при сепарировании. Наиболее существенным результатом работы является то, что доказана возможность перевода установки блочного вымораживания в режим непрерывного опреснения морской воды с гарантированными показателями солесодержания. Значимость работы заключается в том, что создана энергоэфф