Refrigeration Engineering and Technology

ISSN-print: 0453-8307
ISSN-online: 2409-6792
ISO: 26324:2012
Архiви

Розробка автономних систем охолодження з урахуванням відновлювальних і непридатних джерел теплової енергії

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

О. С. Тітлов
Є.О. Осадчук
О. П. Цой

Анотація

Виконано аналіз можливостей використання нічного радіаційного випромінювання (НРВ) для додаткового відводу тепла від елементів системи рідинного охолодження. Показано енергетичні перспективи використання технології НРВ для автономних первинних систем охолодження переважно в селянських господарствах, розташованих у віддалених місцевостях від джерел електричної енергії. Для підвищення енергетичної ефективності автономних систем охолодження запропоновано використовувати абсорбційні водоаміачні холодильні машини (АВХМ) і парокомпресійні холодильні машини (ПКХМ), які дозволять в світлий час доби створювати запаси холоду в системі холодоакумуляціі. Для роботи АВХМ пропонується використовувати теплову енергію сонячного випромінювання. Розроблено алгоритм пошуку мінімальної температури гріючого джерела АВХМ в залежності від температур об'єкта охолодження і охолоджуючого середовища. Показано, що при реалізації традиційних циклів АВХМ мають місце режими з максимальною енергетичною ефективністю, а для їх досягнення необхідна відповідна комбінація складу робочого тіла (водоаміачного розчину) і температур гріючого джерела. Показано також, що при роботі від сонячних колекторів з водою в якості теплоносія, до складу схеми АВХМ необхідно включати бустер-компресор перед конденсатором аміаку. Виконано термодинамічний аналіз циклів ПКХМ, що працюють на дозволених в даний час робочих тілах. Відзначено високі енергетичні характеристики ПКХМ при роботі в умовах низьких температур атмосферного повітря. Так, при зниженні температури атмосферного повітря від 40 ° С до 10 ° С в середньому має місце зростання холодильного коефіцієнта циклів ПКХМ в 4-6 разів, а для аміаку – в 17,3 рази. Розроблено оригінальні схеми систем первинного охолодження молока на базі ПКХМ і АВХМ з використанням технології НРО, що дозволяють працювати в автономному режимі з використанням мінімальної кількості електричної енергії.

Ключові слова:
нічне радіаційне охолодження, сонячна абсорбційна водоаміачна холодильна машина, охолодження молока

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Як цитувати
Тітлов, О. С., Осадчук, Є., & Цой, О. П. (2019). Розробка автономних систем охолодження з урахуванням відновлювальних і непридатних джерел теплової енергії. Refrigeration Engineering and Technology, 55(2), 84-96. https://doi.org/10.15673/ret.v55i2.1357
Розділ
ХОЛОДИЛЬНА ТЕХНІКА ТА ЕНЕРГОТЕХНОЛОГІЇ

Посилання

1. Bosini I.N. (1993). Okhlazhdeniye moloka na kompleksakh i fermakh. M .: Kolos. 46 p.
2. Perel'shteyn B.Kh. (2008) Novyye energeti-cheskiye sistemy. Kazan': Izd-vo Kazan. gos. tekhn. un-ta. 244 p.
3. Morozyuk L.I. (2014) Teploispol'zuyushchiye kholodil'nyye mashiny - puti razvitiya i sovershenstvovaniya. Kholodil'naya tekhnika i tekhnologiya, 5 (151), 23–29. DOI: http://dx.doi.org/10.15673/0453-8307.5/2014.28695.
4. Titlov A. S., Sagal, T. A., Artyukh, V. N., D'yachenko, T. V. (2017) Analiz perspektiv ispol'zovaniya paroezhektornoy i absorbtsionnoy kholodil'nykh ustanovok dlya okhlazhdeniya tekhnologicheskogo gaza i polucheniya zhidkogo uglevodorodnogo topliva. Kholodil'naya tekhnika i tekhnologiya, 53 (6), 11–18. https://doi.org/10.15673/ret.v53i6.920.
5. Morozyuk L.I. (2013) Razvitiye teorii i metodov issledovaniya protsessov preobrazovaniya i polucheniya tepla i kholoda v ustanovkakh s mnogokomponentnymi i mnogofaznymi rabochimi veshchestvami: dic. dok. tekh. nauk: 05.14.06 / L. I. Morozyuk. – ONPU, Odessa. 352 р.
6. Titlov A.S. (1997) Sravneniye kharakteristik absorbtsionnoy i kompressionnoye bytovoy kholodil'noy tekhniki. Kholodil'naya tekhnika i tekhnologiya, 57, 39–41.
7. Kimball B.A. (1985) Cooling performance and efficiency of night sky radiators. Solar Energy,V.34, 1, Elsevier Science Ltd. Printed in the U.S.A, 19–33.
8. Tsoy A.P., Granovskiy A.S., Tsoy D.A., Baranenko A.V. (2015) Vliyaniye klimata na rabotu kholodil'noy sistemy, ispol'zuyushchey effektivnoye izlucheniye v kosmicheskoye prostranstvo. Kholodil'naya tekhnika, 1, 43–47.
9. Yong C. et al. (2015) Performance analysis on a building-integrated solar heating and cooling panel. Renewable Energy, 74, 627–632.
10. Zhiguang Zhou, Xingshu Sun, Peter Bermel. (2016) Radiative cooling for thermophotovoltaic systems. Infrared Remote Sensing and Instrumentation XXIV, San Diego, California, August 28.
11. Prommajak T., Phonruksa J., Pramuang S. (2008) Passive cooling of air at night by the nocturnal radiation in Loei, Thailand. Int. J. Renew. Energy. V. 3, 1, 33–40.
12. Eleftherios Bourdakis, Ongun B. Kazanci, Bjarne W. Olesen, Grossule F. (2016). Simulation Study of Discharging PCM Ceiling Panels through Night– time Radiative Cooling. ASHRAE Annual Conference, St. Louis.
13. Imroz Sohel M., Zhenjun Ma, Paul Cooper, Jamie Adams, Lloyd Niccol and Stefan Gschwander (2014) A Feasibility Study of Night Radiative Cooling of BIPVT in Climatic Conditions of Major Australian Cities. Asia - Pacific solar research conference, November.
14. Tsoy A. P., Baranenko A.V., Eglit A.Ya. (2012) Ispol'zovaniye effektivnogo izlucheniya v kholodil'noy sisteme otkrytogo katka. Vestnik Mezhdunarodnoy Akademii Kholoda, 4, 8–11.
15. Bosholm F., López-Navarro, Gamarra A.M., Corberán J.M., Payá J. (2016) Reproducibility of solidification and meltingprocesses in a latent heat thermal storage tank. International journal of refrigeration, 62, 85–96.
16. Sutyaginsky M.A., Maksimenko V.A., Potapov Ya.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». Elsevier. International Conference on Oil and Gas Engineering, OGE-2016. Procedia Engineering, 152, 361–365.
17. Berdahl P., Matin M. and Sakkal F. (1983) The Thermal Performance of Radiative Cooling Panels. Int. J. Heat Mass Transfer, 26, 871–880.
18. Tsoy A.P., Granovskiy A.S., Tsoy D.A., Baranenko A.V. (2014) Vliyaniye klimata na rabotu kholodil'noy sistemy, ispol'zuyushchey effektivnoye izlucheniye v kosmicheskoye prostranstvo. Kholodil'naya tekhnika, 12, 36–41.
19. Yshchenko Y.N., Titlov A.S., Krasnopolsky A.N. (2011). Perspektyvy prymenenyya absorbtsyon-nykh vodoammyachnykh kholodylʹnykh mashyn v systemakh poluchenyya vody yz atmosfernoho vozdukha. Zbirnyk naukovykh pratsʹ Vinnytsʹkoho natsionalʹnoho ahrarnoho universytetu. Seriya: Tekhnichni nauky, 7, 92-97.
20. Doroshenko A. (2016) Comparative field experimental investigations of different flat plate solar collectors. Solar Energy, 115, 577–588.
21. Osadchuk Y.A., Titlov A.S., Mazurenko S.Y. (2014) Opredeleniye energeticheski effektivnykh rezhimov raboty absorbtsionnoy vodoammiachnoy kholodil'noy mashiny v sistemakh polucheniya vody iz atmosfernogo vozdukha. Kholodil'na tekhníka ta tekhnologíya, 4, 54–57.
22. Sposíb oderzhannya vodi z atmosfernogo povítrya: pat. 104854 Ukraí̈na. № u 2015 07386; zayavl. 23.07.2015; opubl. 25.02.2016, Byul. № 4.
23. Sposíb oderzhannya vodi z atmosfernogo povítrya: patent 100195 Ukraí̈na. № u201501512; zayavl. 20.02.2015; opubl. 10.07.2015, Byul. № 9.
24. Titlov A.S. (2006) Nauchno-tekhnicheskiye osnovy energosberezheniya pri proyektirovanii kholodil'nykh apparatov s absorbtsionno-diffuzionnymi kholodil'nymi mashinami. Naukoví pratsí Odes'koí̈ natsíonal'noí̈ akademíí̈ kharchovikh tekhnologíy, 29, T. 1, 94–200.
25. Osadchuk Y.A., Titlov A.S. (2011) Analitiches¬kiye zavisimosti dlya rascheta termodinamicheskikh parametrov i teplofizicheskikh svoystv vodoammiach¬nogo rastvora. Naukoví pratsí ONAKHT, 39, T.1, 178–182.
26. Osadchuk Y.A. Titlov A.S., Kuzakon' V.M., Shlapak G.V. (2015) Razrabotka skhem nasosnykh i beznasosnykh absorbtsionnykh vodoammiachnykh kholodil'nykh mashin dlya raboty v sistemakh polucheniya vody iz atmosfernogo vozdukha. Tekhnologicheskiy audit i rezervy proizvodstva, 3/3(23), 30–37. DOI: 10.15587/2312-8372.2015.44139.
27. Ishchenko I. N. (2010) Modelirovaniye tsiklov nasosnykh i beznasosnykh absorbtsionnykh kholodil'nykh agregatov.Naukoví pratsí ONAKHT, 38, T.2, 393–405.
28. Tsoy A.P., Granovskiy A.S., Machuyev YU.I., Filatov A.S. (2015) Obzor provedennykh eksperimen¬tal'nykh issledovaniy effektivnogo izlucheniya kholodil'noy sistemy v kosmicheskoye prostranstvo. Vestnik MAKH, 3, 28–33.
29. Martynovskiy V.S., Mel'tser L.Z., Minkus B.A. (1982) Kholodil'nyye mashiny: spravochnik. M.: Legkaya i pishchevaya prom-t'. 223 p.
30. Pega Hrnjak. Efficient very low charged ammonia systems (2017). 7th IIR Conference: Ammonia and CO2 Refrigeration Technologies. doi: 10.18462/iir.nh3-co2.2017.000