Багатофункціональні сонячні системи теплохолодопостачання і кондиціювання повітря для Іракського Курдистану
Вантажиться...
Дата
2012
Автори
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Одес. держ. акад. холоду
Анотація
Дисертація на здобуття наукового степеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.14.06 - Технічна теплофізика та промислова теплоенергетика.
Дисертація присвячена розвитку наукових та інженерних основ створення багатофункціональних сонячних систем з використанням методів випарювального охолодження середовищ. Виконано дослідження кліматичних умов різних регіонів Іракського Курдистану і показано, що вся територія Курдистану придатна для розвитку сонячного теплохолодопостачання і кондиціювання повітря. Показано, що для створення сонячних систем перспективно використання абсорбційного циклу відкритого типу с непрямою регенерацією абсорбенту. Розроблені схемні рішення для багатофункціональних сонячних систем БСС.
Розроблено новий принцип створення полімерних сонячних колекторів СК/П на основі моноблокових двох'ярусних структур. Це забезпечує зниження рівня теплових втрат, а перехід від чотиристінної до трьохстінної моноблокової композиції забезпечує подальше зниження рівня теплових втрат. Виконано цикл експериментальних досліджень, що підтвердили теоретичні результати. Розроблені принципи конструювання уніфікованої тепломасообмінної апаратури для альтернативних систем (абсорбера-осушувача, десорбера-регенератора, випарювальних охолоджувачів води і повітря) з використанням багатоканальних багатошарових полімерних структур. Виконано моделювання процесів сумісного тепломасообміну при випарювальному охолоджені води і запропоновано розрахунковий метод визначення стану повітряного потоку по висоті і об'єму насадки випарювальних охолоджувачів, що дозволяє встановити небезпеку небажаного повного насичення вологою газового потоку ще до виходу з насадки апарату, що різко знижує ефективність процесу.
Розроблена ССКП вирішує задачі забезпечення параметрів комфортності у широкому діапазоні параметрів зовнішнього повітря, при цьому температура десорбції не перевищує 55-60° С. Показано, що альтернативна система БСС приводить до меншого виснаження природних ресурсів (в тому числі, енергоресурсів), ніж традиційна система, основана на парокомпресійному принципі, що говорить про її більшу енергетичну ефективність; вона вносить менший внесок у глобальну зміну клімату; найбільший вплив на довкілля призволиться під час експлуатації системи, при чому найбільший вплив у цей період зв'язаний з енергоспоживанням СКП.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.14.06 - Техническая теплофизика и промышленная теплоэнергетика. Диссертация посвящена развитию научных и инженерных основ создания многофункциональных солнечных систем с использованием методов испарительного охлаждения сред. Практическое использование этих методов требует решения нескольких принципиальных вопросов: расширения климатической области использования самих методов, повышения компактности и снижения энергопотребления систем. Наиболее перспективно включение испарительных охладителей в состав осушительно-испарительных систем на основе открытого абсорбционного цикла с непрямой регенерацией абсорбента. Выполнено исследование климатических условий различных регионов Иракского Курдистана и составлена карта распределения инсоляции по территории страны, которая позволяют заключить, что вся территория Курдистана пригодна для развития солнечного тепло-хладоснабжения и кондиционирования воздуха. Изучены климатические условия Курдистана (распределение интенсивности солнечного излучения, изменение температуры воздуха, скорости ветра, коэффициентов облачности и др.). Показано, что для создания солнечных холодильных и кондиционирующих систем перспективно использование абсорбционного цикла открытого типа с непрямой регенерацией абсорбента, заключающегося в предварительном осушении воздуха и последующем его использовании для испарительного охлаждения воды или термовлажностной обработки воздушных потоков. Разработаны схемные решения для многофункциональных солнечных систем МСС и показано, что такие системы могут основываться только на использовании солнечной энергии, либо на доминирующей части альтернативного источника. На основе ранее полученных результатов разработан новый принцип создания полимерных солнечных коллекторов СК/П на основе моноблоковых двухъярусных структур. Переход на моноблоковую полимерную композицию СК/П обеспечивает снижение уровня тепловых потерь, так что эффективность оказывается достаточно близкой к эффективности СК/П с воздушным зазором; переход от четырехстенной к трехстенной моноблоковой композиции обеспечивает дальнейшее существенное снижение уровня тепловых потерь. Выполнен цикл экспериментальных исследований, подтвердивший теоретические результаты. Разработаны принципы конструирования унифицированной тепломасообменной аппаратуры для альтернативных систем (абсорбера-осушителя, десорбера-регенератора, испарительных охладителей воды и воздуха) с использованием многоканальных многослойных полимерных структур. В качестве основного элемента насадки ТМА используется двухъярусный моноблок из многоканальных полимерных плит с дополнительной стенкой для перемешивания контактирующих потоков и интенсификации процессов тепломасообмена. Выполнено моделирование процессов совместного тепломассообмена при испарительном охлаждении воды с учетом реальных представлений о фазовых термических сопротивлениях, величинах поверхности тепло- и массообмена и отклонении величины соотношения Льюиса от принятого значения, определяемого известной аналогией процессов переноса теплоты и массы. Предложен расчетный метод определения состояния воздушного потока по высоте и объему насадки испарительных охладителей, позволяющий установить возможность нежелательного полного насыщения влагой газового потока еще до выхода из насадки аппарата, для принятия мер по предотвращению резкого снижения эффективности процесса. Проанализированы условия, при которых возрастает опасность реконденсации, что особенно важно для аппаратов пленочного типа с высокой плотностью насадочного слоя из полимерных материалов (высокой компактностью многоканальной многослойной насадки) и отмечено, что опасность реконденсации возрастает для условий, когда характеристическое число Λ < 1.0, а также при высоких значениях начальной температуры жидкости (tж1 > 40°С), усугубляясь при возрастании различия в начальных температурах воды и воздуха. В качестве абсорбента для ССКВ рекомендован раствор LiВг+ (Н20+LiВг+LiNOз), предпочтительный с точки зрения достигаемой степени осушения воздуха и требуемой температуры регенерации абсорбента, а также надежности эксплуатации. Разработанная ССКВ решает задачи обеспечения параметров комфортности во всем рассмотренном диапазоне параметров наружного воздуха, при этом температура десорбции не превышает 55-60° С. Результаты сопоставления осушительно-испарительного кондиционера с парокомпрессионным, показали, что осушительно-испарительная схема позволяет существенно снизить потребляемую мощность СКВ (на 35-40%) Показано, что альтернативная система МСС приводит к меньшему истощению природных ресурсов (в том числе, энергоресурсов), чем традиционная система, основанная на парокомпрессионном принципе, что говорит о ее большей энергетической эффективности; она вносит меньший вклад в глобальное изменение климата; наибольшее воздействие на окружающую среду производится во время эксплуатации системы, причем наибольшее влияние в этот период связано с энергопотреблением СКВ.
Thesis for Candidate of science (engineering) degree by specialty 05.14.06 - Technical Thermophysics and Industrial Heat and Power Engineering. The dissertation is devoted to progress of scientific and engineering bases of creation of multipurpose solar systems with use of methods evaporative of cooling. It is shown, that for creation of solar refrigerating systems use absorption a cycle of the open type with indirect regeneration of the absorbent consisting preliminary drainage of air and its subsequent use for evaporative of cooling is perspective. Circuit decisions of multipurpose solar systems are developed. On the basis of earlier received results the new principle of creation of polymeric solar collectors is developed. The cycle of the experimental researches which have confirmed theoretical results is executed. Heat-mass-transfer equipments principles of design are developed for alternative systems with use of multichannel polymeric materials. Modelling processes heat-masstransfer is executed at evaporative cooling of -water. The method of definition of a condition of airflow on height and volume of a nozzle evaporative coolers is offered. As an absorbent solution LiBr (H20 LiBr LiN03) is recommended. It is shown, that the alternative system leads to a smaller depletion of natural resources (including, power resources), than traditional system that speaks about its greater power efficiency; it brings the smaller contribution to global climatic change.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.14.06 - Техническая теплофизика и промышленная теплоэнергетика. Диссертация посвящена развитию научных и инженерных основ создания многофункциональных солнечных систем с использованием методов испарительного охлаждения сред. Практическое использование этих методов требует решения нескольких принципиальных вопросов: расширения климатической области использования самих методов, повышения компактности и снижения энергопотребления систем. Наиболее перспективно включение испарительных охладителей в состав осушительно-испарительных систем на основе открытого абсорбционного цикла с непрямой регенерацией абсорбента. Выполнено исследование климатических условий различных регионов Иракского Курдистана и составлена карта распределения инсоляции по территории страны, которая позволяют заключить, что вся территория Курдистана пригодна для развития солнечного тепло-хладоснабжения и кондиционирования воздуха. Изучены климатические условия Курдистана (распределение интенсивности солнечного излучения, изменение температуры воздуха, скорости ветра, коэффициентов облачности и др.). Показано, что для создания солнечных холодильных и кондиционирующих систем перспективно использование абсорбционного цикла открытого типа с непрямой регенерацией абсорбента, заключающегося в предварительном осушении воздуха и последующем его использовании для испарительного охлаждения воды или термовлажностной обработки воздушных потоков. Разработаны схемные решения для многофункциональных солнечных систем МСС и показано, что такие системы могут основываться только на использовании солнечной энергии, либо на доминирующей части альтернативного источника. На основе ранее полученных результатов разработан новый принцип создания полимерных солнечных коллекторов СК/П на основе моноблоковых двухъярусных структур. Переход на моноблоковую полимерную композицию СК/П обеспечивает снижение уровня тепловых потерь, так что эффективность оказывается достаточно близкой к эффективности СК/П с воздушным зазором; переход от четырехстенной к трехстенной моноблоковой композиции обеспечивает дальнейшее существенное снижение уровня тепловых потерь. Выполнен цикл экспериментальных исследований, подтвердивший теоретические результаты. Разработаны принципы конструирования унифицированной тепломасообменной аппаратуры для альтернативных систем (абсорбера-осушителя, десорбера-регенератора, испарительных охладителей воды и воздуха) с использованием многоканальных многослойных полимерных структур. В качестве основного элемента насадки ТМА используется двухъярусный моноблок из многоканальных полимерных плит с дополнительной стенкой для перемешивания контактирующих потоков и интенсификации процессов тепломасообмена. Выполнено моделирование процессов совместного тепломассообмена при испарительном охлаждении воды с учетом реальных представлений о фазовых термических сопротивлениях, величинах поверхности тепло- и массообмена и отклонении величины соотношения Льюиса от принятого значения, определяемого известной аналогией процессов переноса теплоты и массы. Предложен расчетный метод определения состояния воздушного потока по высоте и объему насадки испарительных охладителей, позволяющий установить возможность нежелательного полного насыщения влагой газового потока еще до выхода из насадки аппарата, для принятия мер по предотвращению резкого снижения эффективности процесса. Проанализированы условия, при которых возрастает опасность реконденсации, что особенно важно для аппаратов пленочного типа с высокой плотностью насадочного слоя из полимерных материалов (высокой компактностью многоканальной многослойной насадки) и отмечено, что опасность реконденсации возрастает для условий, когда характеристическое число Λ < 1.0, а также при высоких значениях начальной температуры жидкости (tж1 > 40°С), усугубляясь при возрастании различия в начальных температурах воды и воздуха. В качестве абсорбента для ССКВ рекомендован раствор LiВг+ (Н20+LiВг+LiNOз), предпочтительный с точки зрения достигаемой степени осушения воздуха и требуемой температуры регенерации абсорбента, а также надежности эксплуатации. Разработанная ССКВ решает задачи обеспечения параметров комфортности во всем рассмотренном диапазоне параметров наружного воздуха, при этом температура десорбции не превышает 55-60° С. Результаты сопоставления осушительно-испарительного кондиционера с парокомпрессионным, показали, что осушительно-испарительная схема позволяет существенно снизить потребляемую мощность СКВ (на 35-40%) Показано, что альтернативная система МСС приводит к меньшему истощению природных ресурсов (в том числе, энергоресурсов), чем традиционная система, основанная на парокомпрессионном принципе, что говорит о ее большей энергетической эффективности; она вносит меньший вклад в глобальное изменение климата; наибольшее воздействие на окружающую среду производится во время эксплуатации системы, причем наибольшее влияние в этот период связано с энергопотреблением СКВ.
Thesis for Candidate of science (engineering) degree by specialty 05.14.06 - Technical Thermophysics and Industrial Heat and Power Engineering. The dissertation is devoted to progress of scientific and engineering bases of creation of multipurpose solar systems with use of methods evaporative of cooling. It is shown, that for creation of solar refrigerating systems use absorption a cycle of the open type with indirect regeneration of the absorbent consisting preliminary drainage of air and its subsequent use for evaporative of cooling is perspective. Circuit decisions of multipurpose solar systems are developed. On the basis of earlier received results the new principle of creation of polymeric solar collectors is developed. The cycle of the experimental researches which have confirmed theoretical results is executed. Heat-mass-transfer equipments principles of design are developed for alternative systems with use of multichannel polymeric materials. Modelling processes heat-masstransfer is executed at evaporative cooling of -water. The method of definition of a condition of airflow on height and volume of a nozzle evaporative coolers is offered. As an absorbent solution LiBr (H20 LiBr LiN03) is recommended. It is shown, that the alternative system leads to a smaller depletion of natural resources (including, power resources), than traditional system that speaks about its greater power efficiency; it brings the smaller contribution to global climatic change.
Опис
Хассан Саді Ібрахім
Багатофункціональні сонячні системи теплохолодопостачання і кондиціювання повітря для Іракського Курдистану [Текст] : автореф. дис. ... канд. техн. наук : спец. 05.14.06 "Технічна теплофізика та промислова теплоенергетика" / Хассан Саді Ібрахім ; наук. кер. О. В. Дорошенко ; Одес. держ. акад. холоду. – Одеса : ОДАХ, 2012. – 21 с.
Ключові слова
сонячна система, сонячний колектор, абсорбція-десорбція, випарювальне охолодження, повітряохолоджувач, градирня, реконденсація, тепломасообмін, полімерні матеріали, екологічний вплив, солнечная система, солнечный коллектор, абсорбция-десорбция, испарительное охлаждение, воздухоохладитель, градирня, реконденсация, тепломасообмен, полимерные материалы, экологическое влияние, solar system, open sorption cycle, direct solar regeneration, solar collectors, evaporative cooling, heat-mass-transfer, mathematical model, cooling tower, polymeric materials