Исследование системы холодоснабжения на базе абсорбционной бромистолитиевой холодильной машины в климатических условиях г. Астрахани с применением солнечной энергии

Цель. В данной работе рассматриваются показатели системы охлаждения на основе абсорбционной бромистолитиевой холодильной машины (АБХМ) на солнечной энергии в климатических условиях г. Астрахани. Метод. Для анализа работы системы была разработана и верифицирована новая математическая модель, основанная на данных имитационного моделирования. Адекватность модели была проверена путем сравнения с существующими данными, а также проведены расчеты необходимого количества солнечных коллекторов. Результат. Исследование показало, что эффективность работы АБХМ зависит от режима подачи охлаждающей среды в абсорбер и конденсатор АБХМ. Параллельная подача демонстрирует лучшие результаты по величине теплового коэффициента. Динамика тепловой нагрузки на генератор показала, что солнечная инсоляция напрямую влияет на производительность системы, достигая максимальной эффективности при высоких уровнях солнечной энергии. Вывод. Результаты работы могут быть использованы для разработки и оптимизации систем холодоснабжения в условиях жаркого климата, что способствует более эффективному использованию солнечной энергии и повышению энергоэффективности.

1. Li M., Xu C., Hassanien R.H.E., Xu Y., Zhuang B. Experimental investigation on the performance of a solar powered lithium bromide-water absorption cooling system // International Journal of Refrigeration. 2016. V. 71. P. 46–59.

2. López-Zavala R., Velázquez-Limón N., González-Uribe L.A., Aguilar-Jiménez J.A., Alvarez-Mancilla J., Acuña A., Islas S. A novel LiBr/H2O absorption cooling and desalination system with three pressure levels // International Journal of Refrigeration. 2019. V. 99. P. 469–478.

3. Rodriguez-Toscano A., Amaris C., Sagastume-Gutiґerrez A., Bourouis M. Technical, environmental, and economic evaluation of a solar/gasdriven absorption chiller for shopping malls in the Caribbean region of Colombia // Case Studies in Thermal Engineering. 2022. V. 30. P. 101743.

4. Xu Z.Y., Wang R.Z., Wang H.B. Experimental evaluation of a variable effect LiBr-water absorption chiller designed for high-efficient solar cooling system // International Journal of Refrigeration. 2015. V. 59. P. 135–143.

5. Nedaei N., Hamrang F., Garousi Farshi L. Design and 3E analysis of a hybrid power plant integrated with a single-effect absorption chiller driven by a heliostat field: A case study for Doha, Qatar// Energy.2022. V. 239. P. 122415.

6. Han B., Li W., Li M., Liu L., Song J. Study on LiBr/H2O absorption cooling system based on enhanced geothermal system for data center // Energy Reports. 2020. V. 6. P. 1090–1098.

7. Jalili B., Rezaeian A., Jalili P., Ganji D.D. The hybrid absorption cooling-desalination and reverse osmosis system to boost energy utilization efficiency // Energy Reports. 2023. V. 9. P. 5101–5110.

8. Chen J.F., Dai Y.J., Wang H.B., Wang R.Z. Experimental investigation on a novel air-cooled single effect LiBr-H2O absorption chiller with adiabatic flash evaporator and adiabatic absorber for residential application // Solar Energy. 2018. V. 159. P. 579–587.

9. Salhi K., Korichi M., Ramadan K.M. Thermodynamic and thermo-economic analysis of compressionabsorption cascade refrigeration system using low-GWP HFO refrigerant powered by geothermal energy // International Journal of Refrigeration. 2018. V. 94. P. 214–229.

10. Hu T., Kwan T.H., Pei G. An all-day cooling system that combines solar absorption chiller and radiative cooling // Renewable Energy. 2022. V. 186. P. 831–844.

11. Li Z., Ye X., Liu J. Performance analysis of solar air cooled double effect LiBr/H2O absorption cooling system in subtropical city // Energy Conversion and Management. 2014. V. 85. P. 302–312.

12. Камара С., Сулин А. Б., Лысёв В. И. Аналитическое исследование производительности коллектора комбинированного типа для солнечного нагрева и ночного радиационного охлаждения // Вестник Международной академии холода. 2022. № 1. С. 26–36. DOI: 10.17586/16064313202211-26-36

13. Lubis A., Jeong J., Saito K., Giannetti N., Yabase H., Alhamid M.I., Nasruddin N. Solar-assisted single-doubleeffect absorption chiller for use in Asian tropical climates // Renewable Energy. 2016. V. 99. P. 825–835.

14. NasruddinN., Aisyah N., Alhamid M.I., Saha B.B., Sholahudin S., Lubis A. Solar absorption chiller performance prediction based on the selection of principal component analysis // Case Studies in Thermal Engineering. 2019. V. 13. P. 100391.

15. Xu Z.Y., Wang R.Z. Comparison of CPC driven solar absorption cooling systems with single, double and variable effect absorption chillers // Solar energy. 2017. V. 158. P. 511–519.

16. Marashli A., Alfanatseh E., Shalby M., Gomaa M.R. Modelling single-effect of Lithium Bromide-Water (LiBr-H2O) driven by an evacuated solar tube collector in Ma’an city (Jordan) case study // Case Studies in Thermal Engineering. 2022. V. 37. P. 102239.

17. Aguilar-Jimenez J.A., Velazquez-Limon N., Lopez-Zavala R., Gonzalez-Uribe L.A., Islas S., Gonzalez E., Ramirez L., Beltran R. Optimum operational strategies for a solar absorption cooling system in an isolated school of Mexico // International Journal of Refrigeration. 2020. V. 112. P. 1–13.

18. Martínez P.J., Martínez J.C., Martínez P. Performance comparison of solar autonomous and assisted absorption systems in Spain // International Journal of Refrigeration. 2016. V. 71. P. 85–93.

19. Ketfi O., Merzouk M., Kasbadji N.M., Bourouis M. Feasibility study and performance evaluation of low capacity water-LiBr absorption cooling systems functioning in different Algerian climate zones // International Journal of Refrigeration.2017. V. 82. P. 36–50.

20. Бараненко А.В., Бухарин Н.Н., Пекарев В.И., Тимофееский Л.С. Холодильные машины. СПб.: Политехника, 2006. 944 с.

21. Бараненко А.В., Тимофеевский Л.С., Долотов А.Г., Попов А.В. Абсорбционные преобразователи теплоты. СПб.: СПбГУНиПТ, 2005. 338 с.

22. Малинина О.С., Бараненко А.В., Байрамов Ш.З. Оценка эффективности системы холодоснабжения на базе абсорбционной бромистолитиевой холодильной машины с аккумулированием тепловой энергии // Материалы 13-й Международной научно-технической конференции «Техника и технология нефтехимического и нефтегазового производства». Омск: ОмГТУ, 2023. – С. 41–42.

23. Галимова Л.В., Байрамов Д.З., Байрамов Ш.З. Методика первичного проектирования научно обоснованной схемы оптимизации энергосберегающей системы на базе парогазовой энергетической установки и абсорбционной бромистолитиевой холодильной машины // Холодильная техника. 2020. № 1. С. 28–33.

24. Велижанин А.А., Мингалеева Р.Д., Бессель В.В., Серовайский А.Ю. Изучение устройства и принципа действия солнечного коллектора: Учебно-методическое пособие. – М.: Издательский центр РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, 2023. 74 с.

25. Available: https://globalsolaratlas.info/detail?c=46.321801,48.056602,11&s=46.346928,48.055573. Global Solar Atlas, Accessed: Oct. 14, 2023. [Online].

26. Торопов А.Л. Комбинированные тепловые гелиосистемы. Ч. 1. Тепловые солнечные коллекторы для индивидуальных и децентрализованных систем отопления и горячего водоснабжения: учебное пособие. – М.: Издательский дом Академии Естествознания, 2019. – 88 с.