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
Настоящая работа посвящена оценке работы гелиевого очистителя KDHPS-CC китайской фирмы CSIC Pride Cryogenics. На базе НИЦ «Курчатовский институт» — ПИЯФ идут работы по созданию источника ультрахолодных нейтронов (УХН) на основе сверхтекучего гелия для реактора ПИК. Для штатной работы источника УХН необходимо поддержание чистоты гелия в системе на уровне 99,999 %, которое осуществляется включением в технологический комплекс системы очистки гелия. В настоящее время, в условиях введенных санкций, единственно доступным для приобретения является оборудование китайского производства. Проведенные испытания гелиевого очистителя показали существенное занижение реальной производительности очистителя от значений, указанных производителем в паспорте. Паспортная производительность очистителя была достигнута только при чистоте исходного гелия выше 99,5 %. Результаты, полученные в результате запуска очистителя KDHPS-CC показывают, что 1 % примеси в гелии снижает реальную производительность очистителя на 10 %
В работе проведено исследование термодинамических характеристик низкокипящих рабочих тел, используемых в турбинных установках, работающих по органическому циклу Ренкина (ОЦР). Особое внимание уделено анализу ключевых параметров, влияющих на эффективность работы энергетического оборудования, включая физико-химические свойства рабочих агентов и их эксплуатационные характеристики. В ходе исследования был выполнен детальный термодинамический анализ более тридцати различных низкокипящих соединений. Для каждого рабочего тела определены: показатели экологической безопасности (озоноразрушающий потенциал и потенциал глобального потепления), критические параметры состояния, удельная теплота конденсации, а также оптимальные значения давления в конденсаторе и на входе в турбину. Точность полученных результатов подтверждается минимальной погрешностью расчетов, не превышающей 10 %. Особую научную ценность представляют выявленные зависимости эксергетического КПД от основных параметров рабочего тела. В частности установлено, что максимальная эффективность достигается при использовании веществ с минимальным критическим давлением и максимальной удельной теплотой конденсации. Графические зависимости демонстрируют влияние температуры и давления на входе в турбину на эксергетический КПД системы. Полученные результаты позволяют разработать научно обоснованную методику предварительного отбора рабочих тел для турбоустановок ОЦР, работающих в температурном диапазоне 100–300 °C. Практическая значимость исследования заключается в возможности оптимизации параметров энергетического оборудования и повышения эффективности преобразования тепловой энергии. Результаты исследования могут быть использованы при проектировании современных энергетических установок, что способствует развитию энергосберегающих технологий и снижению экологической нагрузки.
Рассмотрены рабочие процессы и интегральные характеристики холодильного одноступенчатого поршневого длинноходового тихоходного компрессора в широком диапазоне температур кипения и конденсации аммиака. Представлена методика расчета действительного рабочего процесса ступени такого компрессора, учитывающая в том числе процессы нестационарной теплопроводности при комбинированном применении граничных условий 2-го и 3-го рода. В качестве интегральных показателей рассмотрены холодильный коэффициент и температура нагнетания. В качестве независимых параметров рассмотрены: температуры конденсации и кипения, плотность теплового потока на внешней поверхности цилиндра. Выполнен сравнительный анализ эффективности рабочего процесса рассматриваемой ступени при температурах конденсации и кипения в диапазоне 293…343 К и 258…193 К соответственно для различной плотности теплового потока на внешней поверхности цилиндра. Исследована взаимосвязь плотности теплового потока, температуры конденсации и температуры кипения аммиака с интегральными характеристиками рассматриваемого компрессора. Показано, что при температурах кипения ниже 228 К энергоэффективность одноступенчатого тихоходного длинноходового холодильного компрессора может быть выше, чем у быстроходных двухступенчатых холодильных компрессоров