KR101109536B1

KR101109536B1 - 상변화 매체를 이용한 증발식 해수 담수화 장치

Info

Publication number: KR101109536B1
Application number: KR1020090061196A
Authority: KR
Inventors: 곽희열; 윤상국
Original assignee: 한국에너지기술연구원
Priority date: 2009-07-06
Filing date: 2009-07-06
Publication date: 2012-01-31
Anticipated expiration: 2029-07-06
Also published as: CN101941742B; US20110000778A1; CN101941742A; JP2011011202A; KR20110003760A

Abstract

본 발명은 상변화 매체를 이용한 증발식 해수 담수화 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양열, 엔진열 등 각종 고열원을 이용하여 해수로부터 담수를 제조하는 증발에 의한 담수방법에 관한 것으로, 담수장치의 증발기에 온수를 공급하여 해수를 증발시키는 기존의 방식 대신에, 증발기에 보다 많은 열량을 제공할 수 있는 상변화 매체를 공급함으로써 담수제조 장치의 효율을 높여 다량의 담수를 제조하거나 담수기의 규격을 소형화(Compact) 할 수 있게 한 것이다.

본 발명의 열량제공 방식은 증발기에 상변화 매체를 순환시키는 것으로, 고열량 상태인 기체를 주입시켜 액체상태로 변환시키면서, 그 상변화 잠열을 해수의 증발에 이용하는 것을 특징으로 한다. 즉, 종래의 방식은 증발기 열량제공 매체인 물의 온도차만을 이용하는 현열 이용 방식인 반면에 본 발명은 상변화 에너지인 잠열을 이용하는 것이다.

본 발명에 의하면 증발기에 동일한 열량을 제공하는 것을 기준 할 때 종래의 방식에 비하여 매체의 흐름량을 현저히 감소시킬 수 있어 펌프 소요동력을 절감할 수 있으며, 담수화 장치 규격의 소형화가 가능하고, 기존 담수장치와 같은 규격을 기준하면 다량의 담수를 제조할 수 있는 장점을 지니는 매우 효과적인 담수장치가 된다.

해수 담수화, 증발식, 증발기 열원, 상변화 매체, 잠열

Description

상변화 매체를 이용한 증발식 해수 담수화 장치{Evaporative Desalination Apparatus of Sea Water Using Phase Changing Fluids}

본 발명은 태양열이나 선박의 엔진열과 같은 고온수를 사용하여 해수를 증발시켜 담수를 얻는 증발식 해수 담수화 장치에 관한 것으로, 해수를 증발시키기 위하여 담수장치 내부 증발기에 온수를 공급하는 기존의 매체 대신에, 상변화 매체를 공급하여 기체에서 액체로의 상변화 잠열을 사용하여 보다 다량의 담수를 제조할 수 있는 기술이다.

일반적으로 해수로부터 담수를 분리하는 공정은 에너지원에 따라 크게 열에너지, 기계/전기에너지, 재생에너지 시스템으로 구분되며, 담수 제조 방식에 따라서는 증발/증류법, 역삼투압법, 냉동법, 전기투석법 등이 있다. 이 중 태양열을 이용한 담수법은 열에너지를 이용하는 방법으로 증발기를 1개 적용한 단효용, 그리고 담수 수율을 높이기 위하여 여러 개의 증발기를 채택한 다단효용 시스템으로 구분된다. 이 다단 시스템은 크게 다단 플래시 증류법 (Multi-Stage Flash Distillation, MSF)과 다중효용 증발법(Multi-Effect Evaporation, MED)으로 구분되고 있다. 이러한 방식은 고온의 스템을 사용하거나 대량의 담수를 제조하는 대형 시스템에 적용되고 있다.

반면, 기존 태양열을 열원으로 하는 담수화 시스템은 도 1에서 보는 바와 같이 태양열로부터 흡수한 온도 60℃~80℃의 온수가 증발기에 제공되어 해수로부터 담수를 제조하고 있다. 그 구성은 해수를 기화시키는 증발기(101), 증발된 수증기를 액화시키는 응축기(102), 응축기와 증발기 공간을 진공으로 만드는 이젝터(103), 태양열 집열기(104), 태양열을 저장하는 축열조(105)로 구성된다.

그 원리를 보면, 약 45℃ 정도의 낮은 온도의 물이 태양열 등 열원을 축열하는 축열조(105) 내부를 순환하면서 가열되어 60℃ 정도의 온수가 생성된다. 이 온수는 증발기(101) 내부의 증발관(106)에 유입되어 증발관 외부의 해수를 가열, 증발시키며 증발된 수증기는 응축기 외부 표면에서 액화된다. 이 응축기(102)의 응축관(107) 내부로는 해수가 흐르는 데, 관외부의 수증기를 응축시키면서 온도가 상승되어 증발기에 유입된다. 유입된 해수는 증발관(106) 내부의 온수에 의하여 가열되어 수증기를 방출하게 되고 잔여 해수는 이젝터(103)에 의하여 배출된다. 이때 증발관 내부의 온수는 다시 온도가 저하되어 축열조로 순환된다.

이러한 태양열 이용 시스템은 저에너지, 친환경, 적은 장치 규모 그리고 초기투자비가 적게 들어 대체 수자원 확보를 위한 중요한 기술이 되고 있으며 도서지역이나 여러 소지역에 분산형이 가능한 장점을 보유하고 있다.

그러나 이 태양열 이용한 담수화 기술의 문제점은 태양의 불균일한 일사량으로 인하여 제조되는 담수량이 불규칙하고, 일사량이 적은 경우 열량의 부족으로 생산량이 크게 감소하는 단점이 있다. 그러므로 태양열 담수화 시스템은 일정 규격을 기준할 때, 태양열 집열부에서는 단위 시간당 다량의 에너지 흡수할 수 있고, 담수화 장치의 증발기에는 다량의 에너지를 방출할 수 있는 구조가 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 담수장치의 증발기에 열을 제공하는 열원 매체를 기존의 물 대신에 상변화 매체를 공급하여 담수량을 증가시키는 데 있다.

기존의 물은 온도차에 해당하는 열량 즉 현열 만을 이용하게 되나, 상변화 매체는 기상에서 액상으로의 잠열을 제공하게 되어 동일한 증발기 전열 면적을 기준할 때 대량의 에너지를 해수에 제공하게 되는 것이다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 증발식 해수 담수화 장치에 있어서, 상변화 매체가 유동되는 유동라인과; 상기 유동라인과 연결되는 전열관이 내설되는 축열조와; 상기 유동라인과 연결되는 증발관이 내설되며, 고온 기체상태의 상변화 매체를 액체상태로 상변화시키되, 상변화시의 잠열을 사용하여 내부의 해수를 증발시킴으로써 담수를 만드는 담수부; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 축열조는 열원을 통해 가열시킨 고온수를 저장하여, 액체상태의 상변화 매체가 고온수와의 열교환을 통해 기화되도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 축열조는 태양열 집열기를 이용하여 태양열을 열원으로 사용하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 담수부는 해수가 저장되어 있는 저장조에 상기 증발관을 내설하여, 상기 해수가 상변화 매체의 열을 통해 가열되도록 하는 증발기와; 상기 증발기에서 발생된 수증기를 응축시켜 담수를 만드는 응축기와; 상기 담수를 저장하는 담수 저장부; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 상변화 매체는 고온기체 상태에서 발산되는 열과, 해수와의 열교환으로 인해 기체상태에서 액체상태로 상변화하면서 발산되는 잠열을 통해 해수를 가열하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 담수부는 이젝터를 더 구비하여, 상기 응축기에서 냉각수로 사용된 해수 및 증발기 내에서 식어 해수가 된 수증기를 외부로 배출하고, 상기 담수부 내부를 진공상태로 만드는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 담수부는 상기 증발기와 응축기 사이에 세퍼레이터를 구비하여, 상기 담수부 내부를 진공상태로 만들기 위해 상기 이젝터가 작동되는 경우, 상기 증발기 내 물방울이 이젝터로 흡입되지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 응축기는 수증기를 응축시키기 위해 냉각수로 사용된 해수의 일부를, 상기 증발기의 저장조에 공급하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유동라인에는 상기 담수부 내 해수를 증발시키고 액체화된 상변화 매체가 저장되는 액체탱크와; 상기 상변화 매체를 순환시키는 순환펌프; 가 더 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 상변화 매체로는 R123(Dichlorotrifluoroethane), 아세톤(Acetone), 에탄올(Ethanol), 메탄올(Methanol) 중 어느 하나가 사용되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 증발관은 원형 튜브 형태, 판 형태, 원형튜브와 판을 혼합한 형태 중 어느 하나의 형태를 가지는 것을 특징으로 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 태양열이나 선박의 엔진열과 같은 고온수를 사용하여 해수를 증발시켜 담수를 얻는 증발식 해수 담수화 장치에 있어서, 담수장치 내부의 증발기에 온수를 공급하는 대신에, 상변화 매체를 공급함으로써 기체에서 액체로의 상변화 잠열을 사용하여 단위 시간당 다량의 담수를 제조할 수 있고, 축열조로부터는 액체가 기화되는 잠열을 이용하여 다량의 열량을 흡열, 제공할 수 있는 기술이다.

이 발명은 기존 온수를 이용하는 시스템에 비교하여 열원 매체 순환 소요동력이 1/4로 감소하는 에너지절약 효과를 갖는다.

또한, 증발기와 축열조 내부에서 2상 유체의 열전달 현상이 형성되어 열전달계수가 크게 증가함으로써 전열면적을 크게 감소시킬 수 있으며, 특히 태양열 담수화 장치에 있어서 동일 면적을 기준으로 할 때 단위 시간당 제조할 수 있는 담수량을 크게 증가시킬 수 있는 매우 유용한 발명이다.

본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기 재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래의 특징을 갖는다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명은 태양열이나 선박의 엔진열과 같은 열원을 통해 가열된 고온수를 사용하여 해수를 증발시켜 담수를 얻는 증발식 해수 담수화 장치에 있어서, 담수장치 내부의 증발기(41)에 온수를 공급하는 대신에, 상변화 매체를 공급하여 기체에서 액체로의 상변화 잠열을 사용하여 단위 시간당 다량의 담수를 제조할 수 있고, 축열조(30)로부터는 액체가 기화되는 잠열을 이용하여 다량의 열량을 흡열, 제공하는 기술이다.

이하 대표적 실시 예로 태양열이용 담수 시스템에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 방법 및 구조를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 상변화 잠열 이용 해수 담수화 장치의 시스템도이다.

상기 담수화 장치의 증발 시스템 구성은, 유동라인(10), 축열조(30), 담수부(40)로 이루어진다.

상기 유동라인(10)은 일단에 전열관(11)이 연결되고, 타단에 증발관(12)이 연결되되, 내부에 상변화 매체가 유동되어 상기 전열관(11)과 증발관(12) 상호간을 유동 및 순환하도록 되어 있으며, 상기 유동라인(10)에는 상변화 매체를 저장 및 유동라인(10)으로 상변화 매체를 공급하는 액체탱크(20)가 구비되어 있으며, 상기 상변화 매체를 순환시키는 순환펌프(21) 또한 구비되어 있음은 당연하다.

상기 축열조(30)는 태양열 집열기(31)를 이용하여 열원이 저장되는 곳으로, 저장된 열원으로 가열시킨 고온수가 저장되어 있다. 또한, 상기 유동라인(10) 일단에 연결된 전열관(11)이 내부 고온수 내에 담가진 상태로 내설되는 곳으로, 상기 전열관(11)을 유동하던 상변화 매체는 축열조(30) 내에서 고온수와 열교환을 하게 되고, 상기 열교환에 의해 고온수의 열을 흡수하여 액체상태에서 기체상태로 상변화(相變化, Phase Change) 하면서 기화된다.

상기와 같은 상변화시에 발생되는 상변화 매체의 잠열은 축열조(30)가 흡수하여 상기 상변화 매체의 기화에 사용되는 것이다.

상기 담수부(40)는 유동라인(10)의 증발관(12)이 내설되어 위치되는 곳으로, 증발기(41), 응축기(43), 담수 저장부(46)로 이루어지는데, 상기 증발기(41)는 해수가 저장되어 있는 저장조(42) 내에 상기 증발관(12)이 담겨진채로 내설되도록 한다.

즉, 상기 축열조(30)를 통해 액체에서 고온의 기체상태로 상변화된 상변화 매체가 증발관(12)을 유동할 시, 상기 증발관(12)이 위치된 저장조(42) 내 해수와 열교환되어, 상기 해수를 가열하여 수증기를 만든 후, 열을 빼앗긴 상변화 매체는 다시 액체탱크(20)에 포집되는 반복을 계속하게 된다.

다시 말해, 상기 증발기(41)에서는 상변화 매체가 기체상태로 유입되었다가, 해수를 가열하면서 열을 빼앗겨 액체상태로 상변화되며, 상기 상변화시 상변화 매체에서 발생되는 잠열 또한 상기 해수를 가열하는데 사용되는 것이다.

상기 증발기(41)에서 가열되어 수증기가 된 해수는 증발기(41)의 상부에 형성되며 응축관(44)으로 이루어진 응축기(43)로 이동되어 응축된다. (상기 응축기(43)에는 펌프(45)가 사용되어 내부에 냉각수가 유동되도록 하는데, 상기 냉각수 로는 해수가 사용되며, 수증기를 응축시킨 후의 해수 중 일부는 다시 증발기(41)의 저장조(42)에 공급된다.) 이후, 응축된 수증기, 즉 담수는 응축기(43)와 증발기(41) 사이에 설치된 담수 저장부(46)에 저장되며, 배출부(47)를 통해 수거된다.

상기 이젝터(ejector, 60)는 응축기(43)에서 사용된 해수 및 증발기(41)에서 발생된 수증기가 응축기(43)로 이동되지 못하고 증발기(41)의 저장조(42) 외부에서 식어버린 해수를 빨아들여 외부로 배출하는 역할을 한다. (상기 통상의 이젝터는 외부로 압을 분사하며, 이로 인해 상기 이젝터 내부에 발생되는 부압을 통해 상기 담수부(40) 내 공기가 함께 흡입되어 외부로 배출되는 것이다.)

또한, 상기 이젝터(60)는 증발기(41)와 응축기(43)로 이루어지는 담수부(40) 내부를 진공상태로 만들어, 상기 증발기(41) 내에서 해수의 증발이 촉진되도록 한다. 상기와 같이 담수부(40) 내의 공기를 흡입하여 담수부(40)를 진공상태로 만들 시, 증발기(41) 내부에 저장되어 있는 해수의 물방울이 이젝터(60)로 함께 흡입되어 부식을 발생시킴으로써 장비 전체의 수명이 단축되지 않도록 응축기(43)와 증발기(41) 사이에 세퍼레이터(Separator, 50)를 구비한다.

상기 도 2를 참조하면, 상기 응축기(43)와 증발기(41) 사이에는 담수가 저장되는 담수 저장부(46)가 위치되고, 담수 저장부(46)의 일측에 위치되는 공간을 통해 증발기(41)에서 형성된 수증기가 응축기(43)로 이동하게 된다. 즉, 상기 세퍼레이터(50)는 수증기가 증발기(41)에서 응축기(43)로 유동되는 부분에 설치해야함은 당연할 것이며, 상기 세퍼레이터(50)는 물방울은 걸려내되 수증기는 통과시켜야 한 다.

시스템을 순환하는 대표적 상변화 매체로는 R123(Dichlorotrifluoroethane), Acetone, Ethanol, Methanol 등이 있으며, 이들 중 R123은 R11대신 새로이 개발된 소화 재료로 비점은 27.85℃, 잠열은 171kJ/kg(40.9kcal/kg)이 된다.

이하 R123을 적용하여 일 1톤의 담수가 생산되는 시스템을 기준으로 설명한다.

1) R123 적용 시스템: 상변화 잠열 이용

- 일 1톤 담수 생산을 위한 증발기 소요 에너지 : (1,000kg/D x 539 kcal/kg) ÷ (24h x 60min) = 374 kcal/min

- 증발에너지를 제공하기 위한 냉매 질량 순환량 : 374kcal/min ÷ 40.9 kcal/kg = 9.15 kg/min

?액체 순환량: 9.15kg/min x (1/1.458L/kg) = 6.28L/min

- 축열조(30)의 흡열량(R123 액체에서 기체로 변화) : 374 kcal/min

?기체 순환량: 9.15kg/min x (1/0.00647L/kg) = 1,414L/min

?증발관(12) 내부 기체 순환속도: 1,414L/min / 60 / 배관 단면적(0.45cm x 0.45cm x 3.14 x 12개) = 3.1m/s

통상 일반 냉동기 응축관 주입부 냉매증기의 설계 속도는 10~18m/s로 하고 있음을 볼 때 본 증기의 흐름 속도는 응축 열교환에 매우 우수한 것으로 분석된다.

2) 기존 온수 기준 시스템: 온수의 온도차만 이용

- 일 1톤 담수 생산 위한 증발기 이론 소요 에너지: 374 kcal/min

- 증발관(12) 내부 순환온수의 온도차 이용: 15℃(60℃ → 45℃)

- 물 소요 순환량

Q = m Cp dT

374 kcal/min = m (1kcal/kg℃) (15℃)

m = 25kg/min = 25L/min

즉, 액체 순환량을 보면 기존 물 순환 시스템은 분당 25 Liter가 되는 반면, 상변화 매체 시스템은 6.28 Liter가 된다.

일반 펌프의 축동력 소요는 회전수에 정비례하고, 회전수 비례에 의하여 유체 순환량이 비례하는 관계를 갖게 되므로, 본 발명 시스템은 기존 물 시스템에 비하여 유량이 25%에 불과하여 액을 순환시키는 순환펌프(21)의 동력이 1/4로 감소되는 에너지절약 효과의 장점을 갖게 된다.

또한, 본 발명은 증발관(12) 내부에 액/기 2상의 흐름이 형성되므로 단상인 물에 비하여 열전달계수가 5~10배 증가하는 매우 우수한 전열 시스템이 된다. 이는 전열 면적을 크게 감소시켜 증발기(41)의 소형화(Compact)를 가능하게 하는 효과적인 담수화 시스템이 된다. 효율을 높이고 담수 생성량을 증가시키기 위하여 증발기(41)를 다수 채택한 다단 증발시스템에도 동일하게 적용된다.

한편, 축열조(30)의 열전달에 있어서도 액체에서 기체로 변환되는 2상 흐름이 되어 단위 시간당 열전달량이 크게 증가하게 되므로 축열조(30) 내 전열관(11) 길이가 감소되는 효과를 갖게 된다.

상기한 증발관(12)의 구조는 튜브형태의 원관(Tube), 판형(Plate), 원관과 판형이 혼합되어 있는 형 중 하나로 구성할 수 있다. 이는 다음의 청구범위에서 정의하는 기술사상의 범주인 담수화 장치의 증발기(41)에 있어서 상변화 매체를 이용한 원리를 적용한 각종 변형된 형태의 구조들이 포함된다는 것을 밝혀둔다.

본 발명은 태양열, 엔진열 등을 이용 증발식 담수화 장치뿐만 아니라 지열 등 신재생 에너지를 이용한 증발식 담수화 장치 그리고 대소형 증발식 담수화 장치에 동일하게 적용될 수 있으며, 특히, 도서지역, 소지역형 소형 담수화 장치에 매우 효과적인 보다 선진화된 기술인 것이다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함은 물론이다.

도 1은 태양열 집열식 온수를 적용한 증발식 단단 담수화 장치의 실시 예를 도시한 시스템도.

도 2는 본 발명에 따른 실시 예의 상변화 매체적용 태양열 담수화 장치를 도시한 시스템도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 표시>

10: 유동라인 11: 전열관

12: 증발관 20: 액체탱크

21: 순환펌프 30: 축열조

31: 태양열 집열기 40: 담수부

41: 증발기 42: 저장조

43: 응축기 44: 응축관

45: 펌프 46: 담수 저장부

47: 배출부 50: 세퍼레이터

60: 이젝터

Claims

증발식 해수 담수화 장치에 있어서,

상변화 매체가 유동되는 유동라인(10)과;

상기 유동라인(10)과 연결되는 전열관(11)이 내설되는 축열조(30)와;

상기 유동라인(10)과 연결되는 증발관(12)이 내설되며, 고온 기체상태의 상변화 매체를 액체상태로 상변화시키되, 상변화시의 잠열을 사용하여 내부의 해수를 증발시킴으로써 담수를 만드는 담수부(40);를 포함하여 구성되며,

상기 축열조(30)는 열원을 통해 가열시킨 고온수가 저장되며, 액체상태의 상변화 매체가 고온수와의 열교환을 통해 기화되도록 하고, 태양열 집열기(31)를 이용하여 태양열을 열원으로 사용하며,

상기 담수부(40)는 해수가 저장되어 있는 저장조(42)에 상기 증발관(12)을 내설하여, 상기 해수가 상변화 매체의 열을 통해 가열되도록 하는 증발기(41)와, 상기 증발기(41)에서 발생된 수증기를 응축시켜 담수를 만드는 응축기(43)와, 상기 담수를 저장하는 담수 저장부(46)로 이루어지고,

상기 상변화 매체는 R123(Dichlorotrifluoroethane), 아세톤(Acetone), 에탄올(Ethanol), 메탄올(Methanol) 중 어느 하나가 사용되고, 고온기체 상태에서 발산되는 열과, 해수와의 열교환으로 인해 기체상태에서 액체상태로 상변화하면서 발산되는 잠열을 통해 해수를 가열하며,

상기 담수부(40)는 이젝터(60)를 더 구비하여, 상기 응축기(43)에서 냉각수로 사용된 해수 및 증발기(41) 내에서 식어 해수가 된 수증기를 외부로 배출하고, 상기 담수부(40) 내부를 진공상태로 만들고,

상기 담수부(40)는 상기 증발기(41)와 응축기(43) 사이에 세퍼레이터(50)를 구비하여, 상기 담수부(40) 내부를 진공상태로 만들기 위해 상기 이젝터(60)가 작동되는 경우, 상기 증발기(41) 내 물방울이 이젝터(60)로 흡입되지 않도록 하며,

상기 응축기(43)는 수증기를 응축시키기 위해 냉각수로 사용된 해수의 일부를, 상기 증발기(41)의 저장조(42)에 공급하고,

상기 유동라인(10)에는 상기 담수부(40) 내 해수를 증발시키고 액체화된 상변화 매체가 저장되는 액체탱크(20)와, 상기 상변화 매체를 순환시키는 순환펌프(21)가 구비되도록 하며,

상기 증발관(12)은 원형 튜브 형태, 판 형태, 원형튜브와 판을 혼합한 형태 중 어느 하나의 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 상변화 매체를 이용한 증발식 해수 담수화장치.
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