Registration Number
0825U003018, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
19-08-2025
popup.evolution
.
Title
Development and research of absorption thermal transformers operating with low-potential thermal energy sources
Author
Konstantin M. Ponomaryov,
popup.head Olexsandr S. Titlov
popup.opponent Mykola I. Radchenko
popup.opponent Vladimir Y. Kravets
popup.review Nataliia O. Bilenko
popup.review Natalya V. Volgusheva
popup.rada
Odessa National Technological University
Description
Пономарьов К.М. Розробка та дослідження абсорбційних термотрансформаторів, що працюють з низькопотенційними джерелами теплової енергії – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 144 «Теплоенергетика». – Одеський національний технологічний університет, Одеса, 2025.
Дисертаційна робота присвячена теоретичному та практичному дослідженню абсорбційних трансформаторів (АТТ) з низькопотенційними джерелами теплової енергії.
АТТ вирішують задачі опалення, охолодження та кондиціонування повітря без використання електричної енергії та при цьому не мають негативного впливу на екосистему планети. Робочим тілом сучасних АТТ є природні речовини: водний розчин бромистолітія або водоаміачний розчин.
Екологічна безпека наразі є пріоритетною в оцінці перспектив просування нової енергетичної техніки, розробки АТТ, апріорно вписуєтеся в цю концепцію.
Наступним важливим фактором оцінки перспектив нової енергетичної техніки є енергетична ефективність.
Незважаючи на те, що в АТТ основним джерелом споживної енергії є неелектричні джерела (сонячне теплове випромінювання, теплота вихідних технологічних продуктів, теплота згорання органічного пального тощо), до них також висуваються вимоги енергоефективності.
Ці вимоги, як правило, допомагають розробникам мінімізувати масогабаритні параметри конструкцій АТТ і зробити їх більш конкурентоспроможними на ринку кліматичної та енергетичної техніки.
Аналіз сучасного стану ринку систем опалення, кондиціонування та охолодження показує, що АТТ займають більшу нішу в центральних кліматичних системах великих приміщень та виробничих споруд. Це бромистолітієві АТТ з холодопродуктивністю від 17 до 5 500 кВт. Таке положення пов’язано великою мірою й з можливістю більш ефективного контролю режимів роботи великих агрегатів з метою недопущення кристалізації розчинів бромистолітія в зонах підведення теплової енергії.
У водоаміачних АТТ відсутні проблеми кристалізації робочого тіла. Вони здатні вирішувати задачі теплового та холодильного впливу в широкому діапазоні холодопродуктивності від 10 Вт до 700,0 кВт.
Аналізуючи сучасний ринок кліматичної техніки, зростання цін на енергоносії та перспективні потреби людства можна припустити, що перспективними будуть розробки систем на неелектричних джерелах енергії для невеликих приміщень та домогосподарств. Це системи опалення, кондиціювання та системи низькотемпературного зберігання харчових продуктів та сільськогосподарської сировини.
Вочевидь, що для цих задач будуть потрібні системи з тепловою та холодильною продуктивністю 2,5…5,0 кВт та 5,0…12,0 кВт відповідно.
Приведений аналіз літературно-патентних джерел проблеми розробки абсорбційних термотрансформаторів показав, по-перше, актуальність таких досліджень, так як наявний широкий попит на такі вироби, особливо для розв’язання задач життєзабезпечення (опалення, охолодження) невеликих будівель та приміщень.
По-друге, було показано відсутність системних підходів до вирішення таких задач. Зокрема, відсутність науково-технічної інформації про використання сонячного тепла для роботи АТТ безнасосного типу.
Таким чином метою даної роботи є розробка та дослідження АТТ з низкопотенційними джерелами теплової енергії.
Для досягнення поставлених мети в рамках цей роботи вирішували наступні задачі: а) розробку та аналіз схемних рішень АТТ для систем життєзабезпечення (опалення, кондиціювання повітря, охолодження); б) експериментальне дослідження теплових і витратних характеристик перекачувальних термосифонів у складі АТТ; в) моделювання теплових режимів АТТ з тепловими трубами; г) розробка перспективних системи життєзабезпечення на базі АТТ.
На першому етапі було проведено розробку схемних рішень АТТ для систем життєзабезпечення. Розглянуто базову модель на основі безнасосного АТТ. Запропонована схема вирішує завдання як опалення, так і кондиціювання повітря та охолодження. Для завдань опалення та кондиціонування в холодний період року послідовно використовується тепло, що відходить із зони генерації, абсорбції, конденсації та ректифікації (дефлегмації).
Для запропонованої схеми було розроблено методику термодинамічного розрахунку водоаміачного абсорбційного циклу з використанням вперше отриманих апроксимаційних залежностей термодинамічних параметрів та функцій. Розглянуто робоче тіло з інертним газом воднем та гелієм. Виконано чисельні дослідження термодинамічних циклів в характерних режимах роботи АТТ. Аналіз отриманих результатів розрахунку показав наступне – як у разі застосування інертного газу водню, так і гелію чисельні значення холодопродуктивності за інших однакових режимних параметрів не впливають на чисельні значення коефіцієнта перетворення термодинамічного циклу безнасосного АТТ. Причому його відмінність чисельних значень для гелію і водню як інертного газу незначна.
Registration Date
2025-07-18
popup.nrat_date
2025-07-18 / 2026-07-01
