Розробка систем охолодження на базі абсорбційних водоаміачних холодильних машин малої холодопродуктивності

Автор(и)

  • Alexandr Titlov Одеська національна академія харчових технологій вул. Канатна, 112, м. Одеса, Україна, 65039, Україна https://orcid.org/0000-0003-1908-5713
  • Eugeniy Osadchuk Одеська національна академія харчових технологій вул. Канатна, 112, м. Одеса, Україна, 65039, Україна https://orcid.org/0000-0002-8955-2041
  • Alexandr Tsoy Алматинський технологічний університет вул. Толі бі, 100, м. Алмати, Республіка Казахстан, 050012, Казахстан https://orcid.org/0000-0002-3073-6698
  • Assel Alimkeshova Алматинський технологічний університет вул. Толі бі, 100, м. Алмати, Республіка Казахстан, 050012, Казахстан https://orcid.org/0000-0003-4872-2881
  • Rita Jamasheva Алматинський технологічний університет вул. Толі бі, 100, м. Алмати, Республіка Казахстан, 050012, Казахстан https://orcid.org/0000-0002-4940-8336

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.164301

Ключові слова:

абсорбційна водоаміачна холодильна машина, холодопродуктивність, сонячні колектора, нічне радіаційне охолодження

Анотація

Проведено аналіз циклів абсорбційних водоаміачних холодильних машини (АВХМ) в широкому діапазоні робочих параметрів (температура гріючого середовища: 45…145 °С, температура навколишнього середовища: 10…43 °С, температура об'єкта охолодження: мінус 25…5 °С). Показано позитивний вплив в розглянутих умовах роботи на енергетичну ефективність АВХМ низьких температур навколишнього повітряного середовища і високих температур, що гріє джерела тепла.

Розроблена перспективна системи охолодження на базі АВХМ малої холодопродуктивності з використанням сонячної теплової енергії і природного сезонного і добового температурного потенціалу атмосферного повітря, в тому числі і з технологією нічного радіаційного охолодження (НРО).

Ключовими елементами системи охолодження є: бак-холодоаккумулятор; система охолодження на базі АВХМ з комбінованими джерелами теплового навантаження; система відводу тепла в режимі конвекції і радіаційного випромінювання в нічний час доби.

Показано, що АВХМ в комбінації з баком-холодоаккумулятором дозволяє забезпечити широкий діапазон холодильної обробки за рахунок підбору робочої речовини з фазовим переходом (плавленням-затвердіння).

Рекомендовані робочі речовини з рівнем температур: мінус 25 °С (для продукції тваринного походження); 0 °С (первинна холодильна обробка молока); 5 °С (для плодоовочевої продукції).

Гарантоване відведення тепла з бака-холодоаккумулятора системи охолодження в режимі пасивного «теплового діода» доцільно забезпечити за допомогою двофазних термосифонів.

При роботі з сонячними колекторами з водою, в якості теплоносія для генератора АВХМ, запропонована схема АВХМ з бустер-компресором перед конденсатором.

Показано, що найбільший ефект від технології НРО в системах відводу тепла може бути досягнутий в високогірних районах планети з мінімальною вологістю атмосферного повітря, наприклад, в Казахстані

Біографії авторів

Alexandr Titlov, Одеська національна академія харчових технологій вул. Канатна, 112, м. Одеса, Україна, 65039

Доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри

Кафедра теплоенергетики та трубопровідного транспорту енергоносіїв

Eugeniy Osadchuk, Одеська національна академія харчових технологій вул. Канатна, 112, м. Одеса, Україна, 65039

Старший викладач

Кафедра вищої математики

Alexandr Tsoy, Алматинський технологічний університет вул. Толі бі, 100, м. Алмати, Республіка Казахстан, 050012

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра механізації та автоматизації виробничих процесів

Assel Alimkeshova, Алматинський технологічний університет вул. Толі бі, 100, м. Алмати, Республіка Казахстан, 050012

Аспірант

Кафедра механізації та автоматизації виробничих процесів

Rita Jamasheva, Алматинський технологічний університет вул. Толі бі, 100, м. Алмати, Республіка Казахстан, 050012

Аспірант

Кафедра механізації та автоматизації виробничих процесів

Посилання

  1. Pro prodovolchu bezpeku Ukrainy: Zakon Ukrainy No. 8370-1 za stanom na 28.04.2011 r. (2011). Verkhovna Rada Ukrainy. Kyiv: Parlam. Vyd-vo.
  2. DSTU 3023-95 (HOST 30204-95, ISO 5155-83, ISO 7371-85, ISO 8187-91). Prylady kholodylni pobutovi. Ekspluatatsiyni kharakterystyky ta metody vyprobuvan (1996). Kyiv, 22.
  3. Perel'shteyn, B. H. (2008). Novye energeticheskie sistemy. Kazan': Izd-vo Kazan. gos. tekhn. un-ta, 244.
  4. Tataurov, O. (2009). Holod – Solnce. Dlya izobretateley i inzhenerov holodil'naya tekhnika na al'ternativnyh istochnikah energii – bogateyshee pole dlya tvorchestva. Holodil'niy biznes, 7, 18–20.
  5. Ishchenko, I. M. (2009). Rozrobka metodyky rozrakhunku transportnykh absorbtsiynykh kholodylnykh pryboriv dlia bezperervnoho kholodylnoho lantsiuha. Naukovi pratsi Odeskoi natsionalnoi akademii kharchovykh tekhnolohiy, 1 (35), 174–178.
  6. Titlov, A. S., Gozhelov, D. P., Shlapak, G. V., Redunov, G. M. (2015). Analysis of prospects for use on vessels pumpless absorption-type refrigerating units. Refrigeration Engineering and Technology, 51 (3), 62–65. doi: https://doi.org/10.15673/0453-8307.3/2015.42638
  7. Dincer, I., Ratlamwala, T. A. H. (2016). Developments in Absorption Refrigeration Systems. Integrated Absorption Refrigeration Systems, 241–257. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-319-33658-9_8
  8. Yildiz, A. (2016). Thermoeconomic analysis of diffusion absorption refrigeration systems. Applied Thermal Engineering, 99, 23–31. doi: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2016.01.041
  9. Doroshenko, A. V., Glauberman, M. A. (2012). Al'ternativnaya energetika. Solnechnye sistemy teplohladosnabzheniya. Odessa: Odessk. nac. un-t im. I. I. Mechnikova, 447.
  10. Korba, E. N., Hmel'nyuk, M. G. (2008). Prirodnye hladagenty i ih smesi kak novye «starye» rabochie tela holodil'nyh mashin. Refrigeration Engineering and Technology, 4, 16–20.
  11. Kholodkov, A., Osadchuk, E., Titlov, A., Boshkova, I., Zhihareva, N. (2018). Improving the energy efficiency of solar systems for obtaining water from atmospheric air. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (8 (93)), 41–51. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.133643
  12. Selivanov, A. P. (2013). Absorbcionnye holodil'nye apparaty sezonnogo tipa. Sovremennoe sostoyanie i tendencii razvitiya. Zbirnyk naukovykh prats Natsionalnoho universytetu korablebuduvannia, 5-6, 82–88. Available at: http://nbuv.gov.ua/UJRN/znpnuk_2013_5-6_17
  13. Titlova, O. A., Titlov, A. S. (2011). Analiz vliyaniya teplovoy moshchnosti, podvodimoy v generatore absorbcionnogo holodil'nogo agregata, na rezhimy raboty i energeticheskuyu effektivnost' absorbcionnogo holodil'nogo pribora. Naukovi pratsi Odeskoi natsionalnoi akademiyi kharchovykh tekhnolohiy, 1 (39), 148–154.
  14. Ishchenko, I. N. (2010). Modelirovanie ciklov nasosnyh i beznasosnyh absorbcionnyh holodil'nyh agregatov. Naukovi pratsi Odeskoi natsionalnoi akademiyi kharchovykh tekhnolohiy, 2 (38), 393–405.
  15. Srinivas Garimella Interim Report: Fundamental understanding of heat and mass transfer in the ammonia/water absorber (2006). Air-conditioning and refrigeration technology institute Under ARTI 21CR Program Contract Number. Available at: https://ru.scribd.com/document/185766866/Tranferencia-de-Mas
  16. Kim, D. S., Infante Ferreira, C. A. (2005). Final report K-SOLAR: Air-cooled solar absorption air conditioning. Delft University of Technology.
  17. Kuzakon, V. M., Vasyliv, O. B., Titlov, O. S., Osadchuk, Ye. O. (2015). Pat. No. 104854 UA. Sposib oderzhannia vody z atmosfernoho povitria. No. u201507386; declareted: 23.07.2015; published: 25.02.2016, Bul. No. 4.
  18. Morosuk, L. I. (2014). Development and improvement of the heat using refrigerating machines. Refrigeration Engineering and Technology, 50 (5), 23–29. doi: https://doi.org/10.15673/0453-8307.5/2014.28695
  19. Osadchuk, E. A., Titlov, A. S., Mazurenko, S. Yu. (2014). Determination of power efficient operating conditions of absorption water-ammonia refrigerating machine in the systems for obtaining water from atmospheric air. Refrigeration Engineering and Technology, 50 (4), 54–57. doi: https://doi.org/10.15673/0453-8307.4/2014.28054
  20. Titlov, A. S. (2006). Nauchno-tekhnicheskie osnovy energosberezheniya pri proektirovanii holodil'nyh apparatov s absorbcionno-diffuzionnymi holodil'nymi mashinami. Naukovi pratsi Odeskoi natsionalnoi akademiyi kharchovykh tekhnolohiy, 1 (29), 194–200.
  21. Mirmov, I. N. (2011). The use of solar energy and secondary sources of heat to produce cold. Holodil'naya tekhnika, 9, 44–48.
  22. Yildiz, A., Ersöz, M. A., Gözmen, B. (2014). Effect of insulation on the energy and exergy performances in Diffusion Absorption Refrigeration (DAR) systems. International Journal of Refrigeration, 44, 161–167. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2014.04.021
  23. El-Shaarawi, M. A. I., Said, S. A. M., Siddiqui, M. U. (2014). Comparative analysis between constant pressure and constant temperature absorption processes for an intermittent solar refrigerator. International Journal of Refrigeration, 41, 103–112. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2013.12.019
  24. Acuña, A., Velázquez, N., Cerezo, J. (2013). Energy analysis of a diffusion absorption cooling system using lithium nitrate, sodium thiocyanate and water as absorbent substances and ammonia as the refrigerant. Applied Thermal Engineering, 51 (1-2), 1273–1281. doi: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2012.10.046
  25. Ishchenko, I. M., Titlov, O. S. (2018). Improvement of regime parameters of water-absorbing ammonia refrigeration units operating in a wide range of ambient temperatures. Refrigeration Engineering and Technology, 54 (3), 10–20. doi: https://doi.org/10.15673/ret.v54i3.1096
  26. Titlov, O. S., Ischenko, I. M. (2014). Pat. No. 111387 UA. Method of controlling the absorption refrigerating device. No. a201406025; declareted: 02.06.2014; published: 25.04.2016, Bul. No. 8.
  27. Kimball, B. A. (1985). Cooling performance and efficiency of night sky radiators. Solar Energy, 34 (1), 19–33. doi: https://doi.org/10.1016/0038-092x(85)90089-1
  28. Tsoy, A. P., Granovsky, A. S., Tsoy, D. A., Baranenko, A. V. (2014). Climate influence on the operation of refrigeration system using the effective radiation into space. Holodil'naya tekhnika, 12, 36–41.
  29. Yong, C., Yiping, W., Li, Z. (2015). Performance analysis on a building-integrated solar heating and cooling panel. Renewable Energy, 74, 627–632. doi: https://doi.org/10.1016/j.renene.2014.08.076
  30. Zhou, Z., Sun, X., Bermel, P. (2016). Radiative cooling for thermophotovoltaic systems. Infrared Remote Sensing and Instrumentation XXIV. doi: https://doi.org/10.1117/12.2236174
  31. Prommajak, T., Phonruksa, J., Pramuang, S. (2008). Passive cooling of air at night by the nocturnal radiation in Loei, Thailand. Int. J. Renew. Energy, 3 (1), 33–40.
  32. Bourdakis, E., Kazanci, O. B., Grossule, F., Olesen, B. W. (2016). Simulation Study of Discharging PCM Ceiling Panels through Night – time Radiative Cooling. ASHRAE Annual Conference.
  33. Imroz Sohel, M., Ma, Z., Cooper, P., Adams, J., Niccol, L., Gschwander, S. (2014). A Feasibility Study of Night Radiative Cooling of BIPVT in Climatic Conditions of Major Australian Cities. Asia – Pacific solar research conference.
  34. Bosholm, F., López-Navarro, A., Gamarra, M., Corberán, J. M., Payá, J. (2016). Reproducibility of solidification and melting processes in a latent heat thermal storage tank. International Journal of Refrigeration, 62, 85–96. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2015.10.016
  35. Sutyaginsky, M. A., Maksimenko, V. A., Potapov, Y. A., Suvorov, A. P., Dubok, V. N. (2016). The Use of Low-temperature Potential of the Environment in Energy-efficient Refrigeration Supply Technologies of the Enterprises of GC “Titan”. Procedia Engineering, 152, 361–365. doi: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.07.715
  36. Berdahl, P., Martin, M., Sakkal, F. (1983). Thermal performance of radiative cooling panels. International Journal of Heat and Mass Transfer, 26 (6), 871–880. doi: https://doi.org/10.1016/s0017-9310(83)80111-2
  37. Alekseev, V. A. (2016). Osnovy proektirovaniya teplovyh akkumulyatorov kosmicheskih apparatov. Kursk: Naukom, 248.
  38. Galimova, L. V. (1997). Absorbcionniy holodil'nye mashiny i teplovye nasosy. Astrahan': Izd-vo AGTU, 166.
  39. Morozyuk, T. V. (2006). Teoriya holodil'nyh mashin i teplovyh nasosov. Odessa: Studiya «Negociant», 712.
  40. Sathyabhama, A., Ashok, B. (2008). Thermodynamic simulation of ammonia-water absorption refrigeration system. Thermal Science, 12 (2), 45–53. doi: https://doi.org/10.2298/tsci0803045s
  41. Vasil'ev, L. L., Grakovich, L. P., Hrustalev, D. K. (1988). Teplovye truby v sistemah s vozobnovlyaemymi istochnikami energii. Minsk: Nauka i tekhnika, 159.
  42. Solnechnaya teploenergetika. Elektroenergetika i ohrana okruzhayushchey sredy. Funkcionirovanie energetiki v sovremennom mire. Available at: http://energetika.in.ua/ru/books/book-5/part-1/section-2/2-1/2-1-1

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-04-16

Як цитувати

Titlov, A., Osadchuk, E., Tsoy, A., Alimkeshova, A., & Jamasheva, R. (2019). Розробка систем охолодження на базі абсорбційних водоаміачних холодильних машин малої холодопродуктивності. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2(8 (98), 57–67. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.164301

Номер

Том 2 № 8 (98) (2019): Енергозберігаючі технології та обладнання

Розділ

Енергозберігаючі технології та обладнання

Ліцензія

Авторське право (c) 2019 Alexandr Titlov, Eugeniy Osadchuk, Alexandr Tsoy, Assel Alimkeshova, Rita Jamasheva

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.