Научный архив: статьи

Выполнен эксергетический анализ парокомпрессионной холодильной установки при изменяющихся климатических параметрах и параметрах системы. Анализ производился для климатических условий Северо-Западного региона России. Установлены зависимости между эксергетическими КПД как отдельных элементов, так и всей системы в целом. Выявлено влияние изменения температуры кипения на эффективность холодильной установки. Установлено, что изменение температуры кипения с –13 до –7 °C приводит к изменению эксергетического КПД системы на 10 %. Наблюдается повышение эффективности испарителя при повышении температуры окружающей среды. Определены эксергетические КПД компрессора, конденсатора, испарителя, а также установки в целом. Полученные результаты могут быть применены для дальнейшего анализа холодильных установок с дальнейшим повышением их эффективности

Выполненный обзор разработок абсорбционных бромистолитиевых холодильных машин (АБХМ) современных производителей промышленного сектора свидетельствует о перспективах применения холодильных машин данного типа. По типу циклов АБХМ можно классифицировать как агрегаты с одно- и многоступенчатыми, каскадными и комбинированными циклами. Термодинамические циклы АБХМ, в свою очередь, разделяют на циклы с простыми и сложными процессами тепломассопереноса в основных аппаратах. Простыми процессами являются одноступенчатые процессы; к сложным процессам относятся процессы со ступенчатой генерацией, абсорбцией, конденсацией, кипением. Результаты исследований эффективности применения АБХМ в системах производства электроэнергии, тепло- и холодоснабжения, показали использование агрегатов преимущественно с одноступенчатым циклом и циклом с двухступенчатой генерацией раствора. В данной работе предложена систематизация названий и подробное описание различных термодинамических циклов АБХМ. Выполнен анализ эффективности одноступенчатого цикла, цикла с двухступенчатой генерацией раствора, каскадного и комбинированного цикла различного типа в зависимости от параметров внешних источников.

В исследовании произведена численная оценка эффективности комбинированного цикла АБХМ, объединяющего в себе циклы с двухступенчатой генерацией и двухступенчатой абсорбцией. Авторами рассмотрен 2-й тип термодинамической системы, в которой реализация указанных двухступенчатых циклов происходит в отдельных растворных контурах, взаимосвязанных между собой. По результатам математического моделирования установлено, что тепловой коэффициент исследуемого цикла в зависимости от параметров внешних источников находится в диапазоне значений 0,44÷0,50, причем для осуществления цикла необходим греющий источник с более низким температурным уровнем (от 62,7 °С до 96,1 °С), в отличие от одноступенчатого (базового) цикла. Еще одним преимуществом, демонстрирующим эффективность работы АБХМ по комбинированному циклу, является то, что данная АБХМ по сравнению с одноступенчатой машиной имеет более выгодную с точки зрения аккумулирования холода рабочую характеристику. Таким образом, применение АБХМ с исследуемым циклом целесообразно в системах, где присутствует необходимость аккумулирования избыточной холодильной энергии (установки аккумулятора холода) в соответствии с требованиями производства

Применение систем тригенерации обеспечивает экономию энергетических ресурсов и повышение энергоэффективности технологий. В действующих комплексах используют преимущественно серийные абсорбционные бромистолитиевые холодильные машины (АБХМ). Авторами выполнен анализ энергетического баланса тригенерационного комплекса в составе с одноступенчатой двухсекционной АБХМ. Оценен эффект от использования в качестве источника тепла для привода АБХМ горячей воды из системы утилизации тепла, аккумулирующей тепло отходящих газов газопоршневых установок (ГПУ). Температура греющей воды генератора находится в диапазоне th = (110…75) °С. С целью возможного увеличения холодопроизводительности системы охлаждения комплекса выполнен выбор и расчет комбинированного цикла АБХМ с двухступенчатой генерацией (тип 4), позволяющего одновременно утилизировать бросовую теплоту разного потенциала. Для данного термодинамического цикла АБХМ получены расчетные зависимости значений теплового коэффициента от зоны дегазации при разных температурах охлаждающей среды (тепловой коэффициент равен 0,93 при tw1 = 30 °С, Δξ = 4 %), а также температурные графики горячей воды. Показано, что применение АБХМ с двухступенчатой генерацией (тип 4) дает возможность увеличить холодопроизводительность системы охлаждения на 10,6 %. Это позволит более чем наполовину снизить нагрузку на парокомпрессорную холодильную машину (ПКХМ), тем самым снизить затраты на электрическую энергию, уменьшить количество пусков и остановов винтового компрессора. Результаты исследования могут быть использованы для модернизации систем охлаждения действующих тригенерационных комплексов

В статье представлены результаты разработки и исследования абсорбционной системы охлаждения на солнечной энергии для Республики Крым. Выполнен анализ эффективности системы охлаждения на базе четырех комбинированных циклов абсорбционной бромистолитиевой холодильной машины (АБХМ) с двухступенчатой генерацией раствора для городов Евпатория, Джанкой, Керчь, Севастополь, Симферополь и Ялта. Работа АБХМ в значительной мере определяется температурными условиями и тепловой нагрузкой на генератор, при этом климатические факторы: солнечная инсоляция, продолжительность солнечного сияния и температурный режим также оказывают влияние на эффективность функционирования системы. Важным становится вопрос адаптации различных типов циклов АБХМ к конкретным климатическим условиям регионов для определения возможностей и ограничений их практического применения. В данном исследовании разработан комплексный алгоритм для оценки производительности солнечной системы охлаждения, интегрированной с АБХМ. Алгоритм реализует многоуровневое моделирование, учитывающее характеристики солнечных коллекторов, параметры термодинамического цикла АБХМ и детализированные метеорологические условия. Предложенная методология предоставляет инструмент для обоснованного выбора оптимальной конфигурации солнечной тепловой системы для интеграции с абсорбционной холодильной машиной