ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ГЕЛИОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХОЛОДИЛЬНЫХ УСТАНОВОК АДСОРБЦИОННОГО ТИПА

Цель. Разработать холодильную установку адсорбционного типа циклического действия, реализующую технологию получения холода из энергии солнечной радиации. Отличительной особенностью ее является сильно развитая гелиоприемная часть, состоящая из двух параллельно соединенных генераторов-адсорберов, реакторы которых устанавливаются в индивидуальных теплоизолированных корпусах типа «горячий ящик».

Метод. Геометрические характеристики генератора-адсорбера основаны на расчетах оптической и теплоэнергетической эффективности моделей аппарата.

Результат. Проведены исследования физикохимических характеристик активных углей (АС) различного производства. Определена адсорбционная способность рабочих пар: АС-аммиак, АС-метиламин, АС-этиламин. Получены расчетные коэффициенты для структурных уравнений Дубинина-Радушкевича. Испытана экспериментальная гелиоэнергетическая холодильная установка на рабочей паре АС-аммиак на открытом полигоне. Доказана работоспособность модернизированной установки. По разработанному программному алгоритму на основе упрощенного термодинамического цикла определены зависимости эксергетических коэффициентов. Определены области возможного применения и использования гелиоэнергетических холодильных установок на исследуемых рабочих парах.

Вывод. Повышенная эффективность установки заключается в оптимальной компоновке всех элементов генератора-адсорбера, включающего реактор, два плоских зеркальных концентратора, тепловую подложку, уменьшенного объема внутреннего воздушного пространства, стеклопакет из двух стекол и рациональной толщины теплоизолирующего рипора. 

1. Руденко М.Ф. Концепция развития экологически безопасной гелиоэнергетической техники для производства тепла и холода // Безопасность жизнедеятельности. 2006. №10. С.46-50.

2. Руденко, М.Ф. Адсорбционные свойства активного угля для гелиохолодильных установок / М.Ф. Руденко, И.А.Палагина, Ж.А.Анихуви, С.В.Золотокопова // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 1999. №12. С.22-23.

3. Руденко М.Ф. Разработка и исследование эффективности экологически безопасной адсорбционной гелиохолодильной установки / М.Ф. Руденко, Ю.В. Чивиленко, В.И. Черкасов // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2006. №8. С.26-28.

4. Brites, G.J.V.N. Influence of the design parameters on the overall performance of a solar adsorption refrigerator / G.J.V.N. Brites, J.J. Costa, V.A.F. Costa // Renewable Energy. 2016. Vol.86. pp. 238-250

5. Pan, Q.W. Experimental investigation of an adsorption refrigeration prototype with the working pair of composite adsorbent-ammonia // Q.W. Pan, R.Z. Wang, Z.S. Lu, L.W.Wang // Applied Thermal Engineering. 2014. Vol.72. pp. 275-282.

6. Патент РФ № 2365676, С1 от 27.08.2009. Электролит для осаждения черных антикоррозионных оксидных покрытий на сталь. 2008. Бюл.№24

7. Руденко, М.Ф. Эффективность гелиоприемных устройств с концентраторами для систем тепло- и хладоснабжения / Саратов. Лаборатория нетрадиционной энергетики ОЭП СНЦ РАН, 2001. 64 с.

8. Шипулина, Ю.В. Методика определения тепловых нагрузок на реактор генератора- адсорбера гелиоэнергетической холодильной установки / Ю.В. Шипулина, М.Ш. Каримов, М.Ф. Руденко // Вестник АГТУ. Серия: Морская техника и технология. 2013. № 1. С.148-154

9. Руденко, М.Ф. Определение физических характеристик активного угля для адсорбционных холодильных машин / М.Ф. Руденко, И.А. Палагина, Ж.А. Анихуви, С.В. Золотокопова // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2000. №8. С. 39-40.

10. Wang, L.W. Solar driven air conditioning and refrigeration systems corresponding to various heating source temperatures // L.W. Wang, Z.Y.Xu, Q.W.Pan, S.Du, Z.Z.Xia. // Appl Energy. – 2016.Vol. 169 - P. 846-856.

11. Xu S.Z. Thermodynamic analysis of single-stage and multi-stage adsorption refrigeration cycles with activated carbon–ammonia working pair / S.Z. Xu, L.W. Wang, R.Z. Wang // Energy Conversion and Management. - 2016. Vol.117. рр. 31-42.

12. Шипулина, Ю.В. Моделирование термодинамического цикла работы адсорбционного гелиоэнергетического термотрансформатора / Ю.В. Шипулина, М.Ф. Руденко // Вестник АГТУ. Морская техника и технология. 2011. №3. С.136-140.