Реферат
Гратій Т.І. Розробка комбінованих абсорбційних холодильних приладів
Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 142 «Енергетичне машинобудування». Одеський національний технологічний університет, Одеса, 2023.
Дисертаційна робота присвячена теоретичному та експериментальному дослідженню енергозберігаючих побутових приладів з розширеними функціональними можливостями. Було розроблено та обґрунтовано комбіновані абсорбційні холодильні прилади на базі абсорбційних холодильних агрегатів. Такі комбіновані системи дозволяють розширити можливості побутової техніки шляхом суміщення в одному приладі функцій охолодження та нагріву без додаткових витрат енергії за рахунок утилізації скидного тепла дефлегмації абсорбційного холодильного циклу.
Провідні світові економіки закінчили переведення компресорної холодильної техніки на екологічно чисті та природні холодильні робочі тіла, проте мають ще місце проблеми переходу, які змушують виробників звертати увагу на абсорбційну побутову холодильну техніку.
На ринку побутової холодильної техніки абсорбційні моделі мають мінімальну вартість порівняно з аналогами компресійного типу, що найчастіше залучає потенційних покупців.
Одночасно, не менше значимим критерієм у побутової холодильної техніки є енергетична ефективність. За цим параметром компресійні моделі значно перевершують і абсорбційні аналоги.
Підвищення енергетичної ефективності абсорбційних холодильних приладів різного функціонального призначення є основним напрямом сучасних розробок нових моделей. У цій тенденції органічно записуються розробки нової техніки, в яких розширені функціональні можливості досягаються за рахунок утилізації скидного тепла холодильного циклу, наприклад, циклу абсорбційного холодильного агрегату (АХА).
За результатами аналізу біло доведено, що режими роботи дефлегматора АХА визначають енергетичну ефективність при отриманні штучного холоду та теплові режими додаткової ТК у складі комбінованого абсорбційного холодильного приладу. Сучасне математичне моделювання теплових режимів дефлегматора проведено для його стаціонарних та нестаціонарних режимів роботи і такі відомі підходи можуть бути використані при моделюванні теплового ланцюга "дефлегматор АХА-двофазний термосифон-ТК".
Було виконано аналіз сучасного стану розробок і досліджень та визначено завдання подальших досліджень.
Досліджувана конструкція на базі побутового абсорбційного холодильника «Кристал-408» Васильківського заводу холодильників. Геометричні параметри ТК становили: висота – 0,420 м; глибина – 0,540 м; ширина – 0,570 м; корисний об'єм – 35 дм3. Для забезпечення теплового зв'язку дефлегматора АХА з ТК використовувався двофазний термосифон (ДФТС) завдовжки 1,530 м та діаметром – 0,010×0,001 м. Матеріал корпусу ДФТС – нержавіюча сталь. Теплоносій – етиловий спирт. Кріплення ДФТС до дефлегматора діаметром 0,016×0,0014 м здійснювалося за допомогою мідної стискаючої пластини, причому для зниження термічного опору в зоні контакту знаходився стиснутий високопористий матеріал на основі міді, пори якого були заповнені теплопровідною пастою.
В процесі експериментальних досліджень показано, що комбінований абсорбційний холодильний прилад можна створити на базі моделей Васильківського заводу холодильників з мінімальними технологічними доробками.
Виконано тестування теплових режимів незавантаженої ТК. Показано, що в ТК може бути досягнута температура порядку 40 ºС при одночасному забезпеченні нормативних режимів в камерах охолодження.
В умовах проведення експерименту було визначено добове енергоспоживання. Воно становило у 6,9 % менш, ніж в абсорбційному холодильного приладу у традиційному виконанні.
Виконано моделювання теплових режимів комбінованого абсорбційного холодильно приладу. Доведено, що: величини теплового потоку, що відводиться з дефлегматора АХА за допомогою ДФТС, достатньо тільки для підтримки в ТК температури на рівні 50 °С; для підтримки в ТК рівня температур 70 °С та 100 °С потрібні додаткові енерговитрати.
Запропоновано перспективна конструкція, в якому максимально використовується теплота дефлегмації за рахунок повного розміщення підйомної гілки дефлегматора в об'ємі ТК. Запропоновано також перспективну конструкцію з безпосереднім підігрівом робочого середовища в ТК за рахунок створення циркуляційного контуру робочого середовища.
Розроблені конструкції були адаптовані під технологічні можливості сучасних підприємств енергомашинобудування, зокрема ТОВ "ЗОНТ", Одеса.
Ключові слова: енергоефективність, термодинамічний аналіз, абсорбційне холодильне обладнання, холодоагент, теплота, скидне тепло, термосифон, термічні залежності, утилізація тепла
