Сонячні осушувально-випарні холодильні системи на основі тепломасообміних апаратів з рухомою насадкою
Вантажиться...
Файли
Дата
2013
Автори
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
ОНАХТ
Анотація
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.14 - Холодильна та кріогенна техніка, системи кондиціювання повітря.
Робота присвячена розвитку наукових і інженерних основ створення багатофункціональних сонячних систем з використанням методів випарного охолодження. Найбільш перспективне включення випарних охолоджувачів до складу осушувально-випарних систем на основі тепловикористовуючого абсорбційного циклу з непрямою регенерацією абсорбенту. Розроблені схемні рішення для багатофункціональних сонячних систем. Розроблено принцип створення метало-полімерних сонячних колекторів СК/м-п, виконано аналіз теплових втрат і цикл експериментальних досліджень. Розроблені принципи конструювання тепломасообмінної апаратури (абсорбера-осушувача, десорбера-регенератора і випарних охолоджувачів) з використанням рухомої псевдозрідженої насадки; створені базові варіанти таких апаратів з одно- і багатоярусним розташуванням насадки на опорно-розподільних решітках; такі апарати забезпечують стійку експлуатацію в екстремальних умовах, зростання навантажень, високу поперечну рівномірність шару рухомої насадки, при прийнятному рівні енерговитрат. Вперше виконано аналіз розподілу фазових термічних опорів при реалізації політропічних процесів в рухомому шарі насадки що показав, що величина опору рідини Rр в спільному опорі системи складає 53...80 %, що обумовлює доцільність використання рухомої насадки в системах «вода- повітря», розчин «абсорбент-повітря». Для двохярусної насадки вперше вивчений режим «захлинання» і побудована інверсійна крива. Досліджена затримка рідини в псевдозрідженому шарі насадки. Як абсорбент рекомендований розчин LiBr+ (Н2О+LiNO3), переважний з погляду ступеня осушення повітря і необхідної температури регенерації абсорбенту, що досягається. Розроблена ССКП вирішує завдання забезпечення параметрів комфортності у всьому діапазоні параметрів зовнішнього повітря, при цьому температура десорбції не перевищує 55...60 °С. Показано, що вона приводить до меншого виснаження природних ресурсів, що говорить про її більшу енергетичну ефективність та менший внесок до глобальної зміни клімату.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.14 - Холодильная и криогенная техника, системы кондиционирования воздуха. Диссертация посвящена развитию научных и инженерных основ создания многофункциональных солнечных систем с использованием методов испарительного охлаждения сред. Наиболее перспективно включение испарительных охладителей в состав осушительно-испарительных систем на основе теплоиспользующего абсорбционного цикла с непрямой регенерацией абсорбента. Разработаны схемные решения для многофункциональных солнечных систем. Разработан принцип создания металлополимерных солнечных коллекторов СК/м-п на основе теплоприемника из многоканальной тонкостенной алюминиевой плиты и полимерным прозрачным покрытием. Выполнен анализ тепловых потерь и цикл экспериментальных исследований. Разработаны принципы конструирования тепломасообменной аппаратуры (абсорбера-осушителя АРН, десорбера-регенератора ДРН и испарительных охладителей ВРН и ГРН) с использованием подвижной псевдоожиженной насадки PH; созданы базовые варианты таких тепломассообменных аппаратов ТМА с одно- и многоярусным расположением PH на опорно-распределительных решетках ОРР, выполненных в виде теплообменников с каналами регулярной (упорядоченной) структуры; такие аппараты обеспечивают устойчивую эксплуатацию в экстремальных условиях, рост нагрузок, высокую поперечную равномерность слоя подвижной насадки ПН, при приемлемом уровне энергозатрат, в частности обоснован переход на многоярусное расположение насадки в колонне и использование в качестве ОРР теплообменника. Впервые выполнен анализ распределения фазовых термических сопротивлений при реализации политропических процессов в подвижном слое насадки показал, что величина сопротивленя жидкости Rж в общем сопротивлении системы составляет 53...80%, что обусловливает целесообразность использования подвижной насадки в системах «вода- воздух», «растворы абсорбента-воздух». Экспериментально показано, что переход ПН в подвижное состояние зависит от эффективной плотности рэн; «легкие» элементы насадки ЭН (р,к < 200 кг/м3 ) псевдоожижаются при малой задержке жидкости; ЭН «средней плотности» (200 < р,к < 600 кг/м3) начинают псевдоожижаться в условиях «захлебывания» псевдостационарного слоя и состояние начального «захлебывания» характеризует их последующее поведение; «тяжелые» ЭН (р,к >600 кг/м3) псевдоожижаются в условиях захлебывания и формирования слоя пены поверх PH. Оптимальный диапазон рэн составляет р,к = 200...600 кг/м3; при этом рекомендованы значения wr ≌ 2,5...4 м/с, qx ≈ 15 м3/(м2 ч); оптимальное соотношение 1 = Gг/Gж = 1,1...1,2. Впервые изучены гистерезисные явления, изменение динамической высоты слоя PH, влияние параметров ОРР, влияние перехода на одно- и двухярусное оформление аппарата, причем рекомендовано для аппаратов осушительного контура и продуктовой градирни двухъярусное оформление колонны. Для двухъярусной насадки впервые изучен режим «захлебывания» PH и построена инверсионная кривая. В качестве абсорбента для ССКВ рекомендован раствор LiBr+ (Н2О+LiBr+LiNO3), предпочтительный с точки зрения достигаемой степени осушения воздуха и требуемой температуры регенерации абсорбента. Разработанная ССКВ решает задачи обеспечения параметров комфортности во всем рассмотренном диапазоне параметров наружного воздуха, при этом температура десорбции не превышает 55...60 °С. Показано, что альтернативная система приводит к меньшему истощению природных ресурсов, что говорит о ее большей энергетической эффективности; она вносит меньший вклад в глобальное изменение климата.
Thesis for the degree of a candidate of technical sciences in specialty 05.05.14 - Refrigerating and cryogenic engineering, air conditioning systems. The work is devoted to the development of the scientific and engineering fundamentals of the creation of multi-limctional solar systems using the methods of the evaporating cooling. The most promising is the inclusion of evaporative coolers in the composition of the systems on the basis of absorption cycle with an indirect re-generation of the absorbent. Developed scheme solutions for multi-function solar systems. Designed by the principle of the creation of metal-polymer solar collectors, the analysis of the heat losses and the cycle of experimental studies. Developed the principles of construction of heat-mass-transfer apparatus (absorber-dryer, desorber-regenerator and evaporative coolers) with use mobile nozzles; created the basic variants of such apparatus with the single - and multi-stage column on support grids; these devices provide the stable operation in extreme conditions, the growth of loads, high transverse uniformity, at an acceptable level of energy over-spending. For the first time carried out the analysis of the distribution of phase thermal resistor of the implementation of the drying and evaporative processes which showed prospectively of use of a movable space in the system «water-air» and «absorbent-air». For multi-stage apparatus (column) for the first time built the inversion curve. As an absorbent recommended solution LiBr+(Н2О+I.iBr+LiNO3), preferable from the point of view of the achieved degree of drying of the air and the temperature absorbent regeneration. Developed by solar air-conditioning system (SACS) and solar cooling system SCS solves the task of ensuring the parameters of comfort in all things considered, Mr. range of parameters of the outside air, the temperature of the desorption does not exceed 55...60 °C. It is shown that it leads to less depletion of natural-resources, which speaks to its greater energy efficiency, and makes a smaller contribution to global climate change.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.14 - Холодильная и криогенная техника, системы кондиционирования воздуха. Диссертация посвящена развитию научных и инженерных основ создания многофункциональных солнечных систем с использованием методов испарительного охлаждения сред. Наиболее перспективно включение испарительных охладителей в состав осушительно-испарительных систем на основе теплоиспользующего абсорбционного цикла с непрямой регенерацией абсорбента. Разработаны схемные решения для многофункциональных солнечных систем. Разработан принцип создания металлополимерных солнечных коллекторов СК/м-п на основе теплоприемника из многоканальной тонкостенной алюминиевой плиты и полимерным прозрачным покрытием. Выполнен анализ тепловых потерь и цикл экспериментальных исследований. Разработаны принципы конструирования тепломасообменной аппаратуры (абсорбера-осушителя АРН, десорбера-регенератора ДРН и испарительных охладителей ВРН и ГРН) с использованием подвижной псевдоожиженной насадки PH; созданы базовые варианты таких тепломассообменных аппаратов ТМА с одно- и многоярусным расположением PH на опорно-распределительных решетках ОРР, выполненных в виде теплообменников с каналами регулярной (упорядоченной) структуры; такие аппараты обеспечивают устойчивую эксплуатацию в экстремальных условиях, рост нагрузок, высокую поперечную равномерность слоя подвижной насадки ПН, при приемлемом уровне энергозатрат, в частности обоснован переход на многоярусное расположение насадки в колонне и использование в качестве ОРР теплообменника. Впервые выполнен анализ распределения фазовых термических сопротивлений при реализации политропических процессов в подвижном слое насадки показал, что величина сопротивленя жидкости Rж в общем сопротивлении системы составляет 53...80%, что обусловливает целесообразность использования подвижной насадки в системах «вода- воздух», «растворы абсорбента-воздух». Экспериментально показано, что переход ПН в подвижное состояние зависит от эффективной плотности рэн; «легкие» элементы насадки ЭН (р,к < 200 кг/м3 ) псевдоожижаются при малой задержке жидкости; ЭН «средней плотности» (200 < р,к < 600 кг/м3) начинают псевдоожижаться в условиях «захлебывания» псевдостационарного слоя и состояние начального «захлебывания» характеризует их последующее поведение; «тяжелые» ЭН (р,к >600 кг/м3) псевдоожижаются в условиях захлебывания и формирования слоя пены поверх PH. Оптимальный диапазон рэн составляет р,к = 200...600 кг/м3; при этом рекомендованы значения wr ≌ 2,5...4 м/с, qx ≈ 15 м3/(м2 ч); оптимальное соотношение 1 = Gг/Gж = 1,1...1,2. Впервые изучены гистерезисные явления, изменение динамической высоты слоя PH, влияние параметров ОРР, влияние перехода на одно- и двухярусное оформление аппарата, причем рекомендовано для аппаратов осушительного контура и продуктовой градирни двухъярусное оформление колонны. Для двухъярусной насадки впервые изучен режим «захлебывания» PH и построена инверсионная кривая. В качестве абсорбента для ССКВ рекомендован раствор LiBr+ (Н2О+LiBr+LiNO3), предпочтительный с точки зрения достигаемой степени осушения воздуха и требуемой температуры регенерации абсорбента. Разработанная ССКВ решает задачи обеспечения параметров комфортности во всем рассмотренном диапазоне параметров наружного воздуха, при этом температура десорбции не превышает 55...60 °С. Показано, что альтернативная система приводит к меньшему истощению природных ресурсов, что говорит о ее большей энергетической эффективности; она вносит меньший вклад в глобальное изменение климата.
Thesis for the degree of a candidate of technical sciences in specialty 05.05.14 - Refrigerating and cryogenic engineering, air conditioning systems. The work is devoted to the development of the scientific and engineering fundamentals of the creation of multi-limctional solar systems using the methods of the evaporating cooling. The most promising is the inclusion of evaporative coolers in the composition of the systems on the basis of absorption cycle with an indirect re-generation of the absorbent. Developed scheme solutions for multi-function solar systems. Designed by the principle of the creation of metal-polymer solar collectors, the analysis of the heat losses and the cycle of experimental studies. Developed the principles of construction of heat-mass-transfer apparatus (absorber-dryer, desorber-regenerator and evaporative coolers) with use mobile nozzles; created the basic variants of such apparatus with the single - and multi-stage column on support grids; these devices provide the stable operation in extreme conditions, the growth of loads, high transverse uniformity, at an acceptable level of energy over-spending. For the first time carried out the analysis of the distribution of phase thermal resistor of the implementation of the drying and evaporative processes which showed prospectively of use of a movable space in the system «water-air» and «absorbent-air». For multi-stage apparatus (column) for the first time built the inversion curve. As an absorbent recommended solution LiBr+(Н2О+I.iBr+LiNO3), preferable from the point of view of the achieved degree of drying of the air and the temperature absorbent regeneration. Developed by solar air-conditioning system (SACS) and solar cooling system SCS solves the task of ensuring the parameters of comfort in all things considered, Mr. range of parameters of the outside air, the temperature of the desorption does not exceed 55...60 °C. It is shown that it leads to less depletion of natural-resources, which speaks to its greater energy efficiency, and makes a smaller contribution to global climate change.
Опис
Данько, В. П.
Сонячні осушувально-випарні холодильні системи на основі тепломасообмінних апаратів з рухомою насадкою [Текст] : автореф. дис. ... канд. техн. наук : спец. 05.05.14 "Холодильна, вакуумна та компресорна техніка, системи кондиціювання" / Данько Владислав Павлович ; наук. кер. О. В. Дорошенко ; Одес. нац. акад. харч. технологій. – Одеса : ОНАХТ, 2013. – 23 с.
Ключові слова
сонячна система, сонячний колектор, абсорбція, десорбція, випарне охолодження, повітроохолоджувач, градирня, рухома насадка, тепломасообмін, екологічний вплив, солнечная система, солнечный коллектор, абсорбция, десорбция, испарительное охлаждение, воздухоохладитель, градирня, подвижная насадка, тепломассообмен, экологическое влияние, solar system, solar collector, absorption, desorption, evaporative cooling systems, cooling tower, mobile nozzle (“gas-liquid-solid body”), heat-mass-transfer, environmental impact