- استهلاك 1.4 كيلوواط لكل متر مكعب من المياه العذبة المنتجة.. وتوليد 50 طن تبريد لتكييف الهواء
- يمكن تطبيق المنظومة لمواجهة تحديات الأمن المائي والأزمات أو الكوارث الطبيعية في جميع الدول
حصل مركز أبحاث المياه التابع لمعهد الكويت للأبحاث العلمية على براءة اختراع ممنوحة من مكتب براءات الاختراع والعلامات التجارية بالولايات المتحدة نتيجة تحقيق إنجاز علمي رائد واختراع تقنية مبتكرة تقوم بتحلية المياه وتبريد وتكييف الهواء في آن واحد، وقد سجلت براءة الاختراع باسم كل من د.حسن عبدالرحيم ود.منصور أحمد.
واستحدث الباحثان تكنولوجيا مبتكرة لمواجهة تحديات توفير المياه العذبة وتبريد وتكييف الهواء، التي تواجه معظم دول العالم التي تعاني من ارتفاع درجات الحرارة مثل الكويت، واستطاع فريق البحث تحقيق هذا السبق العلمي من خلال تطوير نظام مبتكر عن طريق دمج تقنيتي التناضح المباشر ودورة التبريد التي تعمل بطريقة امتصاص البخار، وتقوم فكرة النظام المبتكر على منظومة التناضح المباشر لتحلية المياه التي تقوم باستخدام محلول مائي ذي تركيز ملحي عال أي يمتلك ضغطا أسموزيا عاليا مما يجعله قادرا على سحب المياه العذبة من مياه البحر عبر غشاء شبه نفاذ، وهذا المحلول يمتلك خصائص حرارية وتمكن من فصله من المياه العذبة عبر التأثير الحراري لاحقا بهدف إنتاج المياه العذبة مع إعادة تدوير المحلول المائي، ويتم توفير الحرارة المطلوبة لعملية فصل المياه العذبة عن طريق استرجاع الحرارة المهدرة في دورة امتصاص البخار والتي تقوم بدورها بإنتاج مياه بدرجة عالية البرودة يتم استخدامها في تبريد وتكييف الهواء.
وقدم فريق البحث الدليل العلمي القاطع لإثبات فاعلية وكفاءة التكنولوجيا المبتكرة باستخدام النمذجة الرياضية والمحاكاة الحاسوبية، وذلك من خلال تصميم النظام المبتكر بسعة إنتاجية تقدر بـ 130 مترا مكعبا من المياه العذبة باليوم وتستهلك 1.4 كيلوواط ساعة لكل متر مكعب من المياه العذبة المنتجة، وفي نفس الوقت تقوم بتوليد 50 طن تبريد لتكييف الهواء، وتعد هذه المنظومة فريدة من نوعها ولا يوجد مثيل لها على مستوى العالم، وقد أثبتت النتائج أنها ذات جدوى فنية واقتصادية في تطبيقات تحلية مياه البحر والمياه الجوفية وتبريد وتكييف الهواء في آن واحد.
ويعد هذا الاختراع تقدما علميا مميزا في مجال تطوير تقنيات مدمجة لتحلية المياه وتبريد وتكييف الهواء معا، وذلك للمزايا المتعددة التي يتمتع بها هذا النظام المدمج، والتي من أبرزها خفض الطاقة الكلية المستهلكة لتحلية المياه وتكييف الهواء، كما تعد صديقة للبيئة بسبب انخفاض حرارة المحلول الملحي الراجع، وكذلك إمكانية ربط هذه التقنية بأنظمة الطاقة الشمسية أو الاستفادة من الطاقات المبددة في المحطات الحرارية لإنتاج الطاقة.
وتتطلب المنظومة حقن مواد كيميائية بكميات أقل من منظومة التناضح العكسي المستخدمة حاليا في تحلية المياه، وتتميز هذه التقنية المبتكرة أيضا بإمكانية تنفيذها على سعات متفاوتة سواء كانت على وحدات متنقلة أو ثابتة لتطبيقات تحلية مياه البحر والمياه الجوفية وتكييف الهواء معا وفقا لاحتياجات العملاء، كما تتميز بإمكانية تجميعها محليا لسهولة تصنيع معظم مكوناتها مما يعزز توطين هذه التقنية المبتكرة في البلاد مع إمكانية تسويقها إلى جانب سهولة ومرونة التشغيل، حيث يمكن تشغيلها كوحده مدمجة لإنتاج المياه وتكييف الهواء معا، أو كل على حدة ويمكن تطبيق هذه المنظومة المبتكرة لمواجهة تحديات الأمن المائي والأزمات أو الكوارث الطبيعية.
وتتمثل أهم عوائد هذا الاختراع في المساهمة بتحقيق الأمن المائي واستدامة إنتاج المياه العذبة وتكييف الهواء لمواجهة تحديات شح الموارد الطبيعية للمياه العذبة وارتفاع درجات حرارة الطقس، بالإضافة إلى خفض الأعباء الاقتصادية والبيئية لعمليات التحلية وتبريد وتكييف الهواء، ويتطلع مركز أبحاث المياه إلى انتهاج التطبيق الفعلي لمثل هذه التقنيات المبتكرة عبر القطاعات الحكومية والخاصة في البلاد، مما سيخفض من تكلفة الإنتاج بشكل كبير، بالإضافة إلى التقليل من الانبعاثات الضارة الناتجة عن محطات التحلية.