Моделювання термодинамічних циклів абсорбційних побутових приладів

Abstract

Розглядається проблематика підвищення енергетичної ефективності абсорбційних холодильних приладів, до складу яких входять абсорбційні безнасосні холодильні агрегати з трикомпонентним робочим тілом, що складається з рідкого водоаміачного розчину та вирівнюючого інертного газу – водню. Робоче тіло абсорбційного холодильного агрегату складається з природних компонентів і не надає несприятливого техногенного впливу на екосистему планети. Абсорбційні холодильні агрегати безшумні у роботі, мають тривалий ресурс та можливість використання різних типів джерел теплової енергії. Недоліком є менша, порівняно з компресійними аналогами, енергетична ефективність. Метою роботи є моделювання термодинамічних циклів абсорбційних побутових приладів, що враховують реальні особливості процесів тепломасообміну при випаровуванні та абсорбції у середовищі інертного газу, а також реальні співвідношення температур та складу робочого тіла. Предметом дослідження є параметри та енергетичні характеристики термодинамічного циклу абсорбційних холодильних приладів. Методи дослідження – теоретичні розробки та аналіз. При моделюванні термодинамічного циклу було обрано сучасну схему абсорбційного холодильного агрегату з трипотоковим змійковим регенеративним теплообмінником – випарником, розташованим у вертикальній площині. До складу схеми входить регенеративний рідинний теплообмінник потоків водоаміачного розчину. При моделюванні випарника було проведено облік баластної пари аміаку, який виділяється при дроселюванні в зоні первинного контакту рідкого аміаку та очищеної парогазової суміші. Було виконано розрахунок температур та складу робочого тіла у характерних точках циклу, а на їх основі визначено і теплові навантаження на елементи абсорбційного холодильного агрегату. Показано, що проблема підвищення їхньої енергетичної ефективності може бути частково вирішена за рахунок урахування особливостей процесів випаровування та абсорбції в середовищі інертного газу при розрахунку енергетичних параметрів термодинамічного циклу. Наукова новизна проведеного дослідження полягає у створенні методики розрахунку абсорбційного холодильного агрегату, яка враховує особливості процесів випаровування та абсорбції в середовищі інертного газу, що дозволяє відповідним чином коригувати подальший конструкторський розрахунок елементів. Практична значимість полягає у можливості створення широкого спектру абсорбційних холодильних приладів різного функціонального призначення з параметрами енергоспоживання, порівнянними з компресійними аналогами.