ZEMCH 2019 International Conference Proceedings April.2020 | Page 403

1. Introduction 
Currently, more than 40% of the worldʹs population suffers from water shortages. In addition, due 
to global warming and deepening climate change, uncertainties in water resource use and management 
are increasing. Korea, which is relatively rich in water resources, is also concerned about the lack of 
water in mountainous and coastal areas due to climate change[1]. Along with these problems, various 
measurements are needed for the independence of the building facilities in the island area. While the 
development of alternative water resources is needed, seawater desalination technology is receiving 
the most attention, and the reverse osmosis method, which consumes less energy than the conventional 
evaporation method, is increasing. According to Kim et al. [2], the reverse osmosis system occupies 
about  90%  in  the  overseas  seawater  desalination  plant  market,  and  87.5%  of  seawater  desalination 
facilities in Korea use reverse osmosis. Kesieme at al. analyzed desalination technologies in the context 
of carbon pricing and found that the cost of desalination schemes increase by introduction of a price 
for carbon, but RO still remains lowest cost[3]. However, reverse osmosis also has a limitation in that a 
pretreatment facility is essential, energy recovery cannot be more than 50%, and maintenance costs are 
high due to membrane replacement[4]. In addition to maintenance costs and energy aspects, existing 
seawater desalination systems are difficult to apply to island areas due to their large size. This study 
aimed to analyze the  mechanism  for the  optimal  design  of  seawater  desalination system using  heat 
pump that is a compact facility and can be applied as an independent water supply system for island 
buildings. 
2. Experiment apparatus and method 
2.1. Preliminary Research 
Through the analysis of previous studies, the basic principles of the seawater desalination system 
using the evaporation method were analyzed and reflected in the design of the experimental system.   
2.2. Experiment apparatus composition and test method 
The experimental apparatus was configured as shown in Figure 1. The blowout air temperature of 
the heat pump evaporator and the heat storage tank were measured using a thermocouple. Heat pump 
condenser  inlet,  outlet,  temperature  and  3way  valve  temperature  were  measured  by  automatic 
temperature sensor.   
Figure 1. Schematic diagram of seawater desalination system using a heat pump   
Mechanism Analysis of Seawater Desalination System using a Heat Pump
392