Дослідження дійсного циклу адсорбційного термотрансформатора
Наведено порівняльний аналіз теоретичного та дійсного циклів адсорбційного термотрансформатора. Представлен сравнительный анализ теоретического и действительного циклов адсорбционного термотрансформатора. Comparative analysis of theoretical and real cycle of adsorption termotransformer is presented....
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Промышленная теплотехника |
|---|---|
| Datum: | 2009 |
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Інститут технічної теплофізики НАН України
2009
|
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61042 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Дослідження дійсного циклу адсорбційного термотрансформатора / Л.С. Осадча // Промышленная теплотехника. — 2009. — Т. 31, № 7. — С. 75-77. — Бібліогр.: 1 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-61042 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Осадча, Л.С. 2014-04-23T20:19:53Z 2014-04-23T20:19:53Z 2009 Дослідження дійсного циклу адсорбційного термотрансформатора / Л.С. Осадча // Промышленная теплотехника. — 2009. — Т. 31, № 7. — С. 75-77. — Бібліогр.: 1 назв. — укр. 0204-3602 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61042 621.577 Наведено порівняльний аналіз теоретичного та дійсного циклів адсорбційного термотрансформатора. Представлен сравнительный анализ теоретического и действительного циклов адсорбционного термотрансформатора. Comparative analysis of theoretical and real cycle of adsorption termotransformer is presented. uk Інститут технічної теплофізики НАН України Промышленная теплотехника Дослідження дійсного циклу адсорбційного термотрансформатора Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Дослідження дійсного циклу адсорбційного термотрансформатора |
| spellingShingle |
Дослідження дійсного циклу адсорбційного термотрансформатора Осадча, Л.С. |
| title_short |
Дослідження дійсного циклу адсорбційного термотрансформатора |
| title_full |
Дослідження дійсного циклу адсорбційного термотрансформатора |
| title_fullStr |
Дослідження дійсного циклу адсорбційного термотрансформатора |
| title_full_unstemmed |
Дослідження дійсного циклу адсорбційного термотрансформатора |
| title_sort |
дослідження дійсного циклу адсорбційного термотрансформатора |
| author |
Осадча, Л.С. |
| author_facet |
Осадча, Л.С. |
| publishDate |
2009 |
| language |
Ukrainian |
| container_title |
Промышленная теплотехника |
| publisher |
Інститут технічної теплофізики НАН України |
| format |
Article |
| description |
Наведено порівняльний аналіз теоретичного та дійсного циклів адсорбційного термотрансформатора.
Представлен сравнительный анализ теоретического и действительного циклов адсорбционного термотрансформатора.
Comparative analysis of theoretical and real cycle of adsorption termotransformer is presented.
|
| issn |
0204-3602 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61042 |
| citation_txt |
Дослідження дійсного циклу адсорбційного термотрансформатора / Л.С. Осадча // Промышленная теплотехника. — 2009. — Т. 31, № 7. — С. 75-77. — Бібліогр.: 1 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT osadčals doslídžennâdíisnogocikluadsorbcíinogotermotransformatora |
| first_indexed |
2025-11-26T04:26:05Z |
| last_indexed |
2025-11-26T04:26:05Z |
| _version_ |
1850611681624850432 |
| fulltext |
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2009, т. 31, №7 75
новке с различными системами отопления (ради-
аторной, теплым полом, теплой стеной, теплым
потолком, конвектором) были использованы ав-
торами для анализа их энергоэффективности и
комфортности.
Показана адекватность разработанных моде-
лей теплового режима помещения с различными
системами отопления. Показано, что в моделях
соотношение радиационного и конвективного
тепловых потоков от нагревательного прибора
для радиаторного отопления составило 68,8 % к
31,2 %, а для отопления от теплого пола, стены
или потолка 38,6 % к 61,3 %, соответственно, что
согласуется с экспериментальными значениями,
известными из литературы.
Сравнение профилей температур по высоте
помещения с радиаторной системой отопления
и системой теплый пол имеют разный характер,
особенно в зоне около потолка.
УДК 621.577
Осадча Л.С.
Інститут технічної теплофізики НАН України
ДОСЛІДЖЕННЯ ДІЙСНОГО ЦИКЛУ АДСОРБЦІЙНОГО
ТЕРМОТРАНСФОРМАТОРА
Наведено порівняльний аналіз теоретичного та дійсного циклів адсорбційного
термотрансформатора.
Представлен сравнительный анализ теоретического и действительного циклов
адсорбционного термотрансформатора.
Comparative analysis of theoretical and real cycle of adsorption termotransformer is
presented.
Ссор – теплоємність сорбента, кДж/кг∙К;
Ск – теплоємність матеріалу конструкції
адсорбера, кДж/кг∙К;
Схл – теплоємність холодоагента
в адсорбованому стані, кДж/кг∙К;
ΔH – теплота десорбції (адсорбції), кДж/кг;
L – теплота конденсації холодоагенту, кДж/кг;
Мсор – масса сорбента, кг;
Мк – маса конструкції адсорбера, кг;
S – сорбент;
Т – температура, К;
V – пара сорбату;
w – вологовміст сорбента, кг/кг.
В останні роки, з метою залучення до енерге-
тичного обігу низькопотенційних джерел енергії,
а також в зв’язку з підвищенням екологічних
вимог до робочих речовин теплових насосів
і холодильних машин, в розвинутих країнах
значну увагу стали приділяти адсорбційним
термотрансформаторам і дослідженням, які
спрямовані на вдосконалення їх конструкцій
і пошук нових ефективних сорбційних пар.
Адсорбційні теплові насоси призначені для ви-
роблення холоду, здійснення теплопостачання, а
також комбінування вироблення тепла і холоду.
Адсорбційні термотрансформатори використо-
вують для перетворення тепла з низькотемпера-
турного рівня на більш високий, і навпаки.
Зараз найбільше практичне застосування
мають теплові насоси парокомпресійного типу,
що працюють на галогенованих вуглеводнях.
Проте, введення міжнародної угоди на обмежен-
ня емісії «парникових» газів стимулює розвиток
безфреонових теплонасосних систем.
Одним з ефективних засобів зменшен-
ня викидів парникових газів є застосування
адсорбційних холодильних і теплонасосних си-
стем, які працюють на екологічно чистих робочих
речовинах. Адсорбційні системи менше забруд-
нюють навколишнє середовище і можуть викори-
стовувати як джерело енергії низькопотенціальне
тепло. Вони можуть працювати від таких джерел
тепла, як теплові викиди промисловості і побу-
тового сектора, викидні гази теплогенераторів і
теплових двигунів, системи охолодження різних
двигунів, сонячна енергія та ін. з температур-
ним потенціалом 60…100 °С. При використанні
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2009, т. 31, №776
вторинних енергоресурсів, або сонячної енергії
сорбційні теплові насоси – екологічно більш
чисті та більш конкурентноспроможні порівняно
з компресійними машинами.
Застосування адсорбційних термотрансфор-
маторів перспективне в установках малої
продуктивності, які призначені для експлуатації
індивідуальними користувачами в побутових і
польових умовах. Ці агрегати не мають рухомих
частин, надійні в роботі і прості в експлуатації.
На основі адсорбційних агрегатів може бути
створене теплонасосне обладнання для авто-
номного тепло- і холодопостачання житлових та
комунальних об’єктів, що забезпечить викори-
стання сонячної енергії і тепла навколишнього
середовища в якості низькотемпературного дже-
рела енергії з коефіцієнтом перетворення поряд-
ку 1,5…1,7 і дозволить, за рахунок акумулюван-
ня термохімічного потенціалу сорбенту рознести
в часі процеси вироблення тепла (холода) і спо-
живання енергії.
Перспективним є також використання
нічної (провальної) електроенергії для привода
сорбційних теплових насосів. Саме періодичний
характер роботи дозволяє здійснювати «заряд-
жання» агрегату від електромережі в нічний час
(за пільговим тарифом на електроенергію), після
чого він може тривалий час знаходитися в стані
готовності для вироблення тепла/холода і при
включенні працює без споживання енергії.
Для впровадження адсорбційних тепло-
насосних і холодильних установок в практи-
ку необхідно провести аналіз теоретичного
циклу і експериментально дослідити дійсний
адсорбційний процес з метою отримання да-
них, необхідних для розрахунку і проектування
таких систем, так як існують значні відхилення
дійсних циклів від теоретичних, що пов’язано з
гідравлічними втратами в випарнику і адсорбері
та впливом неконденсованих газів на про-
цес адсорбції. Інтенсивність процесів сорбції/
десорбції в дійсному циклі залежить від розміру
гранул, пористості, товщини адсорбційного шару
і ряду інших параметрів.
Розглянемо цикл адсорбційного термотранс-
форматора в координатах діаграми Клапейрона
(рис. 1). Діаграма LnP–1/Т зручна для представ-
лення і розрахунку енергетичних показників тео-
ретичного адсорбційного циклу. В цих координа-
тах ізостери адсорбції можуть бути представлені
в вигляді лінійної функції:
1Ln A BP
T
= ⋅ +
Рис. 1. Діаграма Ln P – 1/T системи сорбент –
вода.
Робочі процеси характеризуються відріз-
ками:
АВ – нагрівання насиченого адсорбенту від
температури сорбції до температури початку
регенерації;
ВС – десорбція холодоагенту і регенерація ад-
сорбенту;
BE – охолодження і конденсація десорбуємої
пари холодоагенту;
СD – охолодження регенерованого адсорбенту
до температури початку сорбції;
EF – охолодження конденсату до температури
кипіння;
DА – поглинання пари холодоагенту і наси-
чення адсорбенту;
FА – кипіння холодоагенту в випарнику і по-
глинання парів сорбентом.
Кількість холодоагенту, що бере участь в
холодильному циклі, визначається за різницею
вологовмісту адсорбенту в точках А і D.
Теоретична величина теплового коефіцієнту
циклу становить:
(1)
В дійсному циклі на величину теплового
коефіцієнту адсорбційного термотрансформатора
впливає матеріалоємність адсорбера і теплова
інерційність його конструкції. Тепловий
1T
H L L
H H
∆ +
µ = = +
∆ ∆
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2009, т. 31, №7 77
коефіцієнт при цьому рівний:
(2)
де Qохл – теплота охолодження адсорбенту
від температури регенерації до температури
сорбції:
Qадс– теплота адсорбції:
Qнагр – енергія, витрачена на нагрів адсорбера
до температури початку десорбції:
Qдес– енергія, витрачена на десорбцію:
З залежності (2) видно, що для збільшення
величини μД потрібно зменшити величину Qнагр.
Це може досягатись за рахунок використання
адсорбентів з більшим вологовмістом і широким
інтервалом десорбції. Цим вимогам відповідають
адсорбенти, сорбційна дія яких базується на
ефекті хемосорбції [1].
охл адс
Д
нагр дес
Q Q
Q Q
+
µ =
+
( ) ( )
( ) ( )
охл к к сор сор хл C сор C D
к к сор сор D A
Q С M C M C w M T T
С M C M T T
= ⋅ + ⋅ + ⋅ ⋅ ⋅ − +
+ ⋅ + ⋅ ⋅ −
( )адс D A сорQ H w w M= ∆ ⋅ − ⋅
( ) ( )нагр к к сор сор хл A сор A BQ С M C M C w M T T= ⋅ + ⋅ + ⋅ ⋅ ⋅ −
( )
( )
2
дес B C сор
B C
к к сор сор хл сор B C
Q H w w M
w wС M C M C M T T
= ∆ ⋅ − ⋅ +
+ + ⋅ + ⋅ + ⋅ ⋅ ⋅ −
При використанні хемосорбентів в адсорбері
відбувається хімічна реакція між сіллю і холо-
доагентом в паровій фазі з утворенням твердого
кристалогідрату:
S+V=S V. (3)
Відповідно правилу фаз Гіббса розклад і
утворення кристалогідрату відбувається при
постійній температурі і не залежить від ступе-
ня проходження реакції. Це дозволяє зменшити
непродуктивні втрати тепла на нагрів сорбента і
конструкції адсорбера. Порівняння адсорбційних
циклів з використанням цеолітів і хемосорбентів
показує, що використання нових робочих речо-
вин дозволить значно підвищити енергетичну
ефективність адсорбційних термотрансфор-
маторів.
На сьогодні Інститутом технічної
теплофізики НАН України спільно з Інститутом
високих температур РАН і Інститутом каталіза
СВ РАН проводяться дослідження по створенню
енергоефективного адсорбційного термотранс-
форматора на базі нових робочих тіл.
Роботи виконуються за фінансової підтрим-
ки Державного фонду фундаментальних дослід-
жень (проект № Ф28.7/033 – 2009).
ЛІТЕРАТУРА
1. Aristov Yu.I., Chalaev D.M., Dawoud B.,
Heifets L.I., Popel O.S., Restuccia G. Simulation and
design of a solar driven thermochemical refrigerator
using new chemisorbents // Chemical Engineering
Journal. – 2007. – V.134, I.1-3. – P. 58-65.
Дубровская В.В., Шкляр В.И., Кузьменко Н.В., Винник Ю.А.
Национальный технический университет Украины «КПИ»
К ВОПРОСУ О ВЫБОРЕ ТЕПЛОВОГО НАСОСА И СОЛНЕЧНОГО КОЛЛЕКТОРА
ДЛЯ ДЕЦЕНТРАЛИЗОВАННОЙ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
В настоящее время в мире и в Украине возрос
интерес к использованию теплонасосных уста-
новок (ТНУ) в децентрализованных системах
теплоснабжения, использующих как природные
источники (воздух, вода), так и техногенные (низ-
копотенциальное тепло коммунально-бытовых
и промышленных предприятий) источники для
получения теплоты более высокого потенциала.
Использование ТНУ способствует экономии то-
плива и защите окружающей среды за счет сни-
жения тепловых загрязнений и количества вред-
ных выбросов продуктов сгорания.
Цель работы – выбор мощности теплового
насоса (ТН) и дополнительного источника энер-
гии для покрытия тепловой нагрузки здания на
основании интегрального графика в различных
регионах Украины с учетом изменения климати-
ческих условий.
|