Исследование энергетических характеристик системы холодоснабжения с абсорбционной бромистолитиевой холодильной машиной, использующей геотермальное тепло

Цель. Целью исследования является определение граничных условий эффективной эксплуатации абсорбционной бромистолитиевой холодильной машины, работающей на геотермальной воде.
Метод. Исследование основано на методах термодинамического анализа.
Результат. Предложена математическая модель, описывающая тепло- и массообмен в основных узлах: генераторе, абсорбере, испарителе и конденсаторе. Расчеты выполнены для интервала температур геотермального источника 70–110°C при фиксированных параметрах охлаждающего контура. Установлено, что повышение температуры теплоносителя с 70 до 110°C увеличивает тепловой коэффициент с 0,52 до 0,81. Выявлена критическая зона ниже 75°C, где эффективность резко падает из-за слабой дегазации раствора. Определены оптимальные гидравлические режимы, максимизирующие холодопроизводительность. Показано, что рекуперация тепла в теплообменнике растворов повышает тепловой коэффициент на 40–45%.
Вывод. Результаты могут быть применены при проектировании автономных систем кондиционирования с геотермальным подводом тепла.

1. Эль-Хадж Ассад М. Геотермальные абсорбционные системы охлаждения: перспективы на 2025 год / М. Эль-Хадж Ассад, М. Садегзаде, М.Х. Ахмади, Р. Кумар // Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики. – 2025. – Т.189. – С. 113912.

2. Лунд Дж.В. Прямое использование геотермальной энергии: глобальный обзор 2025 года / Дж.В. Лунд, А.Н. Тот // Геотермика. – 2026. – Т.115. – С. 102–121.

3. Эвелой В. Устойчивые системы централизованного охлаждения: состояние, проблемы и будущие возможности / В. Эвелой, Д.С. Аю // Журнал экологически чистого производства. – 2023. – Том. 389. – С. 135983.

4. Ахунди М. Сравнение двух новых геотермальных систем охлаждения на основе 4E-оценок / М. Ахунди, М. Дейми-Даштебаяз, М. Асади, Э. Амири Рад // Чистые технологии и экологическая политика. – 2024. – Т.26. – С. 1-18.

5. Альробаян А.А. Энергетический, эксергетический, экономический и экологический (4E) анализ многогенерационной системы, состоящей из цикла Брайтона с солнечной поддержкой, цикла Калина и абсорбционного чиллера //Прикладная теплотехника. – 2022. – Т.204. – С. 117988.

6. Асади М. Сравнение рентабельности производства электроэнергии из отработанного тепла двигателями внутреннего сгорания: эксергоэкономический анализ / М. Асади, М. Дейми-Даштебаяз, Э. Амири Рад // Прикладная теплотехника. – 2022. – Т. 211. – С. 118443.

7. Чалышкан Х. Расширенный, усовершенствованный и комбинированный эксергетический анализ новой геотермальной системы комбинированного охлаждения, отопления и электроснабжения / Х. Чалышкан, Э. Ачиккалп, Х. Ростамнеджад Таклех, В. Заре // Возобновляемая энергия. – 2023. – Т. 206. – С. 125-134.

8. Никбахти Р. Абсорбционные системы охлаждения – Обзор различных методов повышения энергоэффективности / Р. Никбахти, Х. Ван, А.К. Хуссейн, А. Иранманеш // Alexandria Engineering Journal. – 2022. – Т.61, № 2. – С. 1567-1592.

9. Кини П.Г. Повышение производительности одноступенчатого абсорбционного чиллера LiBr-H₂O с использованием усовершенствованных конфигураций цикла / П.Г. Кини, С. Кумар, Н. Шарма // Energy Reports. – 2022. – Т. 8. – С. 1325-1335.

10. Матак Н. Интеграция мусоросжигательных заводов в системы централизованного теплоснабжения и охлаждения в условиях меняющихся энергетических рынков / Н. Матак, Т. Новосел, Г. Краячич // Energy. – 2022. – Т.239. – С. 122–136.

11. Доминкович Д.Ф. Обзор технологий и применений централизованного охлаждения: обновление 2022 года /Д.Ф. Доминкович, К.А. Казагич, Т.Пукшец //Энергетика. – 2022. – Том 252. – С. 124–139.

12. Азариян Х. Оценка высокоэффективной геотермальной многогенерационной системы для производства электроэнергии, охлаждения и водорода / Х. Азариян, М. Важди, Х. Ростамнеджад Таклех // Преобразование и управление энергией. – 2022. – Т. 268. – С. 116012.

13. Чаглаян Х. Расширенный эксергетический анализ и оптимизация когенерационной системы для керамической промышленности / Х. Чаглаян, Х. Чалышкан // Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики. – 2022. – Том 155. – С. 111928.

14. Чен П. Традиционный и усовершенствованный эксергетический анализ абсорбционно-эжекторного холодильного цикла с воздушным охлаждением и минеральной мазутной парой R290 / П. Чен, Г. Хе, Ю. Гао // Преобразование и управление энергией. – 2022. – Т. 252. – С. 115112.

15. Амбриз-Диас В.М. Усовершенствованный эксергетический и эксергоэкономический анализ полигенерационной установки, работающей в геотермальном каскаде / В.М. Амбриз-Диас, К. Рубио-Майя, Э. Руис-Касанова // Преобразование и управление энергией. – 2022. – Т.267. – С. 115894.

16. Аль-Хамед К.Х.М. Исследование интегрированной системы концентрированной солнечной и геотермальной энергии с комбинированным эжекторно-абсорбционным холодильным циклом для небольшого населенного пункта / К.Х.М. Аль-Хамед, И. Динсер // Международный журнал холодильной техники. – 2022. – Т.136. – С. 112-125.

17. Ахмади Боягчи Ф. Эксергоэкономический анализ и оптимизация солнечной двухиспарительной парокомпрессионно-абсорбционной каскадной холодильной системы с использованием наножидкости вода/CuO / Ф. Ахмади Боягчи, М. Махмуднежад, В. Сабети // Журнал экологически чистого производства. – 2022. – Том 330. – С. 129876.

18. Ассад М.Е.Х. Охлаждение помещений с использованием геотермального одноступенчатого абсорбционного чиллера вода/бромид лития / М.Е.Х. Ассад, М. Садегзаде, М.Х. Ахмади // Энергетическая наука и инженерия. – 2022. – Т. 10, № 8. – С. 2745-2760.

19. Бальбоа-Фернандес М. Системы централизованного теплоснабжения и охлаждения в Испании: обновление 2023 года / М. Бальбоа-Фернандес, Дж.А. Карта, Р. Кабрера // Энергетические отчеты. – 2023. – Т. 9. – С. 1245-1258.

20. Справочник по централизованному охлаждению 2025. Брюссель: Euroheat & Power, 2025. – 182 с.

21. Справочник ASHRAE – Применение систем ОВК. – Атланта: ASHRAE, 2024. – 1150 с.

22. Горуз И. Сравнение растворов аммиака в воде и воды с бромидом лития в пароабсорбционных холодильных системах: современная перспектива / И. Горуз, М. Килич // Международные сообщения по тепло- и массопереносу. – 2023. – Т. 142. – С. 106632.

23. Динсер И. Геотермальные энергетические системы для охлаждения: обзор 2024 года / И. Динсер, Х. Аль-Хамед // Энергетика. – 2024. – Т. 298. – С. 131234.

24. Ван С. Передовые абсорбционные технологии охлаждения: обзор 2025 года / С. Ван, Р. Никбахти, А.К. Хусс. Alexandria Engineering Journal. 2025; 9:45-67.

25. Заре В. Термоэкономическая оптимизация геотермальных абсорбционных чиллеров / В. Заре, Х. Ростамнеджад Таклех // Преобразование и управление энергией. – 2024. – Т.301. – С. 118045.