автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.03, диссертация на тему:Разработка адсорбционной гелиохолодильной установки

На правах рукописи УДК 621.575:662.997

АНИХУВИ ЖАК АНРИ ДЖИДЖОХЕ

г Г Б ОД 2 2 ^ 21Г1

РАЗРАБОТКА АДСОРБЦИОННОЙ ГЕЛИОХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

05.04.03 - машины, аппараты, процессы холодильной и криогенной техники, систем кондиционирования и жизнеобеспечения.

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2000

Работа выполнена в Астраханском государственном техническом университете

Научный руководитель: - кандидат технических наук,

доцент М.Ф. Руденко

Официальные оппоненты: - доктор технических наук,

профессор И.М. Калнинь; - кандидат технических наук, доцент Ю.В. Никифоров

Ведущее предприятие - Открытое Акционерное Общество

«Машиностроительный Завод «ПРОГРЕСС».

Защита диссертации состоится "29 " оШЦ_ 2000 г.

в <j*J час. 3i) мин. на заседании диссертационного совета К.053.15.07 «Машины и аппараты холодильной и криогенной техники и систем кондиционирования и жизнеобеспечения» при Московском государственном техническом университете им. Н.Э.Баумана по адресу: 107005, Москва, Лефортовская набережная, д.1, корпус «Энергомашиностроение».

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просьба направлять по адресу: 107005, Москва, 2-я Бауманская ул., д.5, МВТУ им. Баумана, ученому секретарю диссертационного совета К.053.15.07.

Автореферат разослан " OUbfUiLf 2000 года.

Ученый секретарь Совета к.т.н., доцент

С. Д. Глухов

о

Введение

Актуальность проблемы. Демократическая республика Бенин находится в Западной Африке на берегу Атлантического океана. Бенин - аграрная страна, площадью 112600 кв.км., населением около 6000 тыс. человек. Основу экономики Бенина составляет сельское хозяйство. Благодаря тропическому климату средняя годовая температура составляет 32°С. Лишенная крупных топливно-энергетических ресурсов страна покупает электрическую энергию из соседней Республики Гана. Крупными городами являются Котону (столица), Параку, Бойко, Натйтенгу. Основная часть населения проживает в сельской местности. Малые населенные пункты разобщены и находятся в джунглях.

С 1990 года в стране стоит задача по вакцинизации населения. Для хранения вакцины от желтой лихорадки, столбняка, дифтерии и других инфекционных заболеваний требуются определенные условия. Чтобы в нужный момент, в необходимом количестве иметь вакцину хорошего качества, необходимы автономные охлаждаемые камеры. Поэтому создание автономных солнцеиспользующих холодильных машин, простых в эксплуатации и не дорогих по стоимости является актуальной задачей для этой африканской республики, имеющей

240-260 солнечных дней в году. Такие холодильники должны находиться в лечебных центрах, где хранятся медицинские препараты, температура в камерах должна составлять 0 - +8 °С , а длительность хранения вакцины может составлять от 3-х до 6-ти месяцев. Днем температура окружающей среды может составлять 35 - 40 °С, а ночью 25 - 28 °С. Источник энергии холодильной установки неограничен и бесплатен.

Создание автономных охлаждающих устройств адсорбционного типа, в которых солнечная энергия эффективно может использоваться, а установки просты в изготовлении, эксплуатации и могут работать на местных адсорбентах и хладагентах, является важной задачей. Поиск новых рабочих пар и разработка простых по конструкции и эффективных в эксплуатации аппаратов таких машин весьма интересен.

Цель работы и задачи исследования. Целью настоящей работы является разработка и исследование нового типа солнцеиспользующих машин адсорбционного типа.

Поставленная цель была достигнута решением следующих задач:

- разработка методики определения физических характеристик новых типов активных углей;

- изучение физических процессов адсорбции активных углей и различных хладагентов с точки зрения теорий адсорбции Ленгмюра, Поляни, М.М.Дубинина и др. и разработка физических представлений о процессах адсорбции и десорбции;

- разработка математической модели цикла работы адсорбционной солнцеиспользующей холодильной машины;

- разработка экспериментального стенда и определение параметров работы его на различных рабочих парах: адсорбент - адсорбат;

- определение оптимальных режимов работы гелиоустановки, и разработка методики расчета гелноприемного аппарата.

Научная новизна. На основании теоретических и экспериментальных исследований разработана адсорбционная гелиохолодильная установка на рабочих парах активный уголь-этанол и активный уголь-метанол. Разработана физическая модель процесса адсорбции-десорбции хладагента и адсорбента.

Разработана методика определения физических характеристик активных углей. Разработана математическая модель цикла работы адсорбционной холодильной машины, позволяющая оценить качество работы в широком диапазоне параметров и различных характеристик активных углей.

Разработана методика исследования и экспериментальный стенд дом изучения процессов адсорбции и десорбции различных пар адсорбентов и хладагентов. Построен теоретический и действительный цикл работы адсорбционной холодильной машины в диаграмме Клапейрона Igp - -1/Т.

Практическая ценность. Рекомендована к внедрению адсорбционная солнцеиспользующая холодильная машина на рабочих парах активный уголь-спирты. Разработана новая конструкция генератора-адсорбера гелиохолодильной установки (патент РФ № 2137991). Разработана методика расчета подобных адсорбционных установок и гелиоприемных аппаратов. Такие установки могут эффективно использоваться в странах и регионах с жарким климатом.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на:

- международной научно-технической конференции "Reftigeration application on transport in hot climate regions", Astrakhan, 1997 г., (сентябрь);

- российской конференции "Альтернативные и нетрадиционные источники энергетики", Владивосток, 1998 г., (ноябрь);

- ХЬП научной конференции профессорско-преподавательского состава, Астрахань, 1998 г. (апрель);

- межроссийском семинаре с международным участием "Холодильная техника и технологии: перспективы в области получения и использования холода", Краснодар, 1998 г. (май);

- международной конференции «Холодильная техника, проблемы и решения», Астрахань, 1999, г., (май);

- всероссийском научно-техническом семинаре с международным участием «Применение холода в пищевых производствах», Калининград, 1999 г. (май-июнь)

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 11 работ, получен патент РФ №. 2137991.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и приложения, содержит 188 страниц машинописного текста, 41 таблица, 50 рисунков и список использованной литературы из 69 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертационной работы, методы, цель и задачи исследования, а также излагаются основные положения работы, выносимые на защиту.

В первой главе рассмотрены теоретические основы процессов адсорбции холодильных установок, работающих от солнечной энергии на различных рабочих парах: активный уголь-хладагент.

Активные угли получают из различного сырья: каменного угля, торфа, дерева, животных костей, скорлупы орехов, косточек плодов и т.д. Увеличивают удельную поверхность угля обработкой его кислородом, диоксидом углерода, водяным паром при высоких температурах (750-950 °С), химическими реагентами. При этом продукты неполного сгорания дополнительно сгорают и частично улетучиваются.

При получении и активировании угля в определенных условиях на его поверхности могут образовываться гидроксильные (-ОН) и карбоксильные (-СООН) группировки. Таким образом, активные угли могут быть не только неполярными, но и полярными и проявлять свойства катионитов, анионитов или амфолитов.

Адсорбция различных веществ зависит от строения адсорбата и способности проявлять нуклеофильные и электрофильные свойства; характера взаимодействия между молекулами адсорбата и между адсорбатом и адсорбентом; капиллярности адсорбата и адсорбента.

В гелиохолодильных машинах в качестве хладагентов-адсорбатов можно использовать аммиак (NH3), метиламин (CH3NH2), этиламин (C2H5NH2), диметиламин [(CH3)2NH], метанол (СН3ОН), этанол (С2Н5ОН). Адсорбаты, содержащие в своем составе электроотрицательные элементы (О, N) могут образовывать ассоциаты за счет возникновения водородных связей. Молекулы аминов и спиртов могут проявлять дифильные свойства за счет полярной функциональной группы (-NH2, -ОН) и неполярного радикала (-R). Молекулы поверхностно-активных веществ могут образовывать ассоциаты (мицеллы) в зависимости от полярности окружающей фазы. Обладая дипольными моментами, адсорбаты могут

образовывать ассоциаты за счет электростатического взаимодействия диполей.

Анализируя вышеизложенное рассмотренные адсорбаты по силе основности можно расположить в ряд:

C2HsNH2 > (CH3)2NH > CH3NH2 > NH3 > CH3CH2OH > CH3OH

По Льюису основание является донором электронов (нуклеофилом).

Наличие на поверхности угля карбоксильных группировок (-СООН), способствует возникновению более прочных связей с сильными основаниями.

При постоянной внешней температуре величина адсорбции возрастает с повышением температуры кипения и с повышением критической температуры адсорбатов.

По критическим температурам и температурам кипения адсорбционную способность адсорбатов-хладагентов можно представить в виде следующего ряда:

С2Н5ОН > СН3ОН > C2H5NH2 > (CH3)2NH > CH3NH2 > NH3

При выборе пары адсорбат - адсорбент надо учитывать основность, если адсорбент полярный. Влияние температур кипения и критических температур адсорбатов следует учитывать при использовании неполярных адсорбентов.

Существует несколько теорий адсорбции на поверхности твердого тела: мономолекулярная теория Ленгмюра, полимолекулярная теория Поляни и БЭТ. По теории Ленгмюра объем адсорбированного газообразного вещества зависит от предельного объема адсорбата и давления газа. Поляни вводит понятие адсорбированного потенциала, представляющего собой изотермическую работу сжатия пара при переходе его от равновесного давления в объемной фазе вдали от поверхности в область поверхностного слоя с давлением насыщенного пара. Теория Поляни пригодна для адсорбции на адсорбентах с резкой энергетической неоднородностью, например, на активных углях. Теорию БЭТ (Брунауэра, Эммета, Теллера) широко используют в практике для нахождения удельной поверхности адсорбента. В области полимерной адсорбции форма изотерм практически определяется природой адсорбата и слабо зависит от адсорбента, что подтверждено полученными Дубининым М.М. и сотрудниками экспериментальными зависимостями.

Спирты, являясь поверхностно-активными веществами (ПАВ), при адсорбции на активном угле, содержащем до 50% углерода, будут ориентироваться на поверхности и в порах как полярной, так и неполярной частями молекул. При полимолекулярной адсорбции на поверхности угля образуются слои типа «сэндвича».

Описанные выше представления были положены в основу разработки физической модели процессов адсорбции - десорбции (рис.1).

Во второй главе рассмотрен принцип действия адсорбционной гелиохолодильной установки периодического действия, работающей в две фазы: адсорбция, зарядка - насыщение холодильным агентом адсорбента при его охлаждении в адсорбере в ночное время, при этом в испарителе получают эффект охлаждения в виде намораживаемого льда, охлажденной воды или охлажденного воздуха; регенерация, разрядка - выделение хладагента от насыщенного адсорбента в генераторе днем при обогреве его солнцем, при этом в конденсаторе за счет охлаждения окружающей среды или воды происходит сжижение холодильного агента и накопление его в ресиверном аппарате холодильной установки.

Представлен цикл работы гелиоустановки в диаграмме Клапейрона (рис.3), состоящий из изостерического нагрева А-В, изобарной десорбции Б-В и конденсации Г, изостерического охлаждения В-Д, изобарной адсорбции АД и испарения Ж.

Разработана модель работы адсорбционной гелиохолодильной установки на основе анализа термодинамических процессов адсорбции в пористом веществе. Модель позволяет оценить степень термодинамического совершенства гелиоустановки при работе ее на различный парах - адсорбента и хладагента, а также прогнозировать влияние конструкционных и эксплуатационных факторов.

На рис.3 представлен алгоритм математической модели. Модель основана на анализе двух процессов цикла работы: изотерического нагрева А-Б и изобарической десорбции Б-В. Модель состоит из двух блоков - блок расчета изостерического процесса нагрева генератора адсорбционной установки от температуры окружающей среды, при которой происходила адсорбция, до начала десорбции. На отрезке А-Б концентрация насыщенного адсорбента а0 =/[Тадс, Р5(Т0)] не меняется и рассчитывается по преобразованному уравнению Дубинина-Радушкевича:

а(Р,Т) = р(Т)*\¥0*ехр {-О*[Т* 1п(Р5/Р]"} ,

где а(Р,Т) - отношение массы адсорбированной жидкости к единице массы адсорбента, кг/кг; р(Т) - плотность жидкого адсорбата (хладагента);

- предельный объем адсорбционного пространства, м3/кг; Э - коэффициент, учитывающий энергию адсорбции и зависящий от используемой пары адсорбент/адсорбат; Р5, Р - соответственно давление

насыщения и равновесия, мм.рт.ст.; Т - температура протекания процесса, К; п - показатель, характеризующий распределение размерности пор.

Далее рассчитываем температуру, задаваясь определенным шагом приращения Т1 = Тадс + АТ, и с помощью уравнения состояния рассчитываем новое давление системы Р = /(Т2, аД Рассчитываем теплоту, идущую на нагрев (2; = М;*с;*ДТ металлических элементов конструкции генератора, изоляции, насыщенного хладагентом адсорбента и т.д., соответствующую изостерическому процессу, где М - масса [кг]; с - теплоемкость [кДж/(кг*°С)]; ДТ - приращение температуры [°С] для указанных выше назначений.

Далее делается проверка соответствия расчетным значениям давления давлению насыщения Р = Р5(ТК), равному давлению конденсации. В противном случае снова производим приращение температуры Т2 = Тх + АТ и так далее, пока не будет положительный результат. В этом случае температура равна началу процесса десорбции (Тдес1), теплота интегрируется на отрезке А-Б и модель переходит во второй расчетный блок.

На отрезке Б-В давление постоянное Рдес = (Тк), а концентрация а0 и температура меняется. Снова делаем приращение Т = ТдеС1 + АТ и получаем новую концентрацию а = /[Т, Рв(Тк)]. Далее рассчитываем СИ по уравнению, приведенному выше, учитывая теперь уменьшение массы адсорбированной жидкости. Затем рассчитываем теплоту десорбции:

Рдес = Аа%тер,

где qCIep находим по формуле, выведенной на основе анализа уравнения изостерического тепла адсорбции Дубинина-Радушкевича и уравнения равновесия адсорбированной фазы пара-жидкости Клапейрона:

Чстер = я» +- Я*Т*1л(Р5/Р) + (а*11)/(п*Ц)* [1п(Р8/Р)],

где - удельная теплота парообразования адсорбата (хладагента), Дж/кг; К - универсальная газовая постоянная, Дж/(кг*К); а - коэффициент термического расширения адсорбционной фазы, равный коэффициенту расширения жидкой фазы, 1/К.

Далее делается проверка очередного приращения температуры с заданной конечной: Тдес = Тдес зад . Если нет, то делается новое приращение температуры и рассчитывается <Зстер и 0ЖС, а также интегрируется Аа. Когда Тдес = Тдес_зад, программа прерывается и производится расчет степени термодинамического совершенства гелиоустановки на базе интегрирования Остер, Одес и Аа по формулам:

Ещь = [(Тадс-Т0)/Т03 - минимальная эксергия, отвод!мая от

охлаждаемого объекта (с температурой Т0) при совершении охлаждаемого действия;

Езат =(Р(лерчРлес)*[(ТдСс-Тк)/Тдес] - эксергия, подводимая к гелиоустановке для производства полезного действия (получения холода);

Л = Е,л(п/Е - степень термодинамического совершенства установки.

Разработанная математическая модель позволяет провести анализ влияния различных факторов на степень термодинамического совершенства гелиоустановки: например, изменение температуры адсорбции спиртов (этанола и метанола) на активном угле при различных температурах кипения (рис.2).

В третьей главе описаны экспериментальные установки для определения изотерм адсорбции этилового и метилового спиртов на активных углях, исследования темпа нагрева и охлаждения солнечного генератора-адсорбера гелиоустановки и исследования эффекта охлаждения в имитационных условиях работы холодильной установки (рис.4).

Генератор-адсорбер выполнен на базе солнечного высокотемпературного коллектора с трапециидальными концентраторами энергии и представляет собой металлический «горячий» ящик, изолированный с пяти сторон рипором, в котором располагается однорядный трубный пучок, покрытый сверху двойным стеклом. Коллектор установлен остекленной частью строго на юг под углом 45° . Стенд для исследования рабочих пар состоял из двух гильз, соединенных между собой герметичными вентилями. Одна гильза выполняет функцию в зависимости от фазы работы либо генератора, либо адсорбера; другая - либо конденсатора с ресиверной частью, либо испаритель. На стендах предусматривалось измерение температур нагреваемых поверхностей, температур адсорбентов и хладагентов, измерение и поддержание вакуумных давлений. Гильза генератора-адсорбера была помещена в термостат, создающий заданную тепловую нагрузку (например, по закону солнечного нагрева), при помощи водо-глицериновой смеси. Гильза конденсатора охлаждается водой, а испаритель был помещен и изолированный кожух.

Далее описаны приборы и методики проведения экспериментов по определению температур и темпа нагрева и охлаждения гелиогенератора, солнечной радиации, определения изотерм адсорбции, порядок проведения экспериментов. Описана методика определения физико-химических характеристик активных углей. Особенностью новизны применяемой методики является применение парафиновых проб, закрывающих поры активных углей при кипячении навески адсорбента.

Описаны типы исследуемых активных углей и полученные результаты сведены в таблицу 1.

Таблица 1

Физико-химические характеристики активных углей

Место производства Пермь Образец №1 Казань Образец №2 АГПЗ Образец №3 Краснодар Образец №4

Вид Таблетки .гранулы гранулы .гранулы

Удельная масса, г/см3:

.истинная с! 1,22 1,50 1,73 1,54

.кажущаяся 5 0,77 1,12 0,60 1,16

Суммарный объем пор Усум, см3/г 0,48 0,23 1,10 0,21

Пористость 36,7 25,2 65,5 24,5

РН= -%СН+ 6,4 5,92 8,20 5,5

В четвертой главе приведены результаты проведенных экспериментов по определению изотерм адсорбции этилового и метилового спиртов на активных углях четырех исследованных образцов.

Построены графики изотерм адсорбции (рис.5) и проведена обработка экспериментальных данных в линейной форме для получения расчетных коэффициентов в структурных уравнениях Дубинина-Радушкевича.

Для рабочих пар активный уголь-этиловый спирт для исследуемых образцов рекомендуется следующее уравнение:

а = \Уо*рэ*ехр{-1,б5*10'7*Т2*[1п(Рв/Р)]2}

Для рабочих пар активный уголь-метиловый спирт для исследуемых образцов рекомендуется следующее уравнение:

а = Wo*pэ*exp{-3,24*10"7*T2*[ln(Ps/P)]2

где а - величина адсорбции для равновесных относительных давлений (Р/Р5) и абсолютных температур Т, кг/кг;

\У0 - предельный объем адсорбционного пространства, м3/кг; р - плотность адсорбата (хладагента) при температуре эксперимента,

кг/м3;

Т - температура, К;

Р5, Р - давление соответственно насыщения и рабочее, мм.рт.ст.; О = [11/(Е*Р)]2 - константа;

ß - коэффициент аффинности характеристических кривых;

Е- адсорбционная энергия.

На рис.6 приведены зависимости Ina от T2*[In(Ps/P)]2 для рабочих пар, соответственно, активный уголь-метанол.

Предельные значения адсорбции связаны с физическими параметрами активных углей (объем пор W0i) через коэффициент соответствия гуг, которые для некоторых углей отличны от предельного объема пор..

В работе приведены экспериментальные данные и построены графические зависимости по кинетике адсорбции этилового спирта на активных углях.

Процесс адсорбции подчиняется кинетическому уравнению реакций первого порядка:

ln[Co/(Co-Ci)]=k*T ,

где Со, Ci - соответственно исходные и промежуточные значения уровней замеров;

т - время замеров, мин.;

к -коэффициент скорости реакции.

Определены теплоты адсорбции этанола на активных углях калометрическим методом.

В таблице 2 приведены значения тепловых эффектов взаимодействия абсолютного этанола с различными активными углями.

Таблица 2

Активный уголь Образец №2 Образец №3 Образец №4

Коэффициент скорости реакции, к, м/мин 12,5*10"5 31,25*10"5 15*10"5

Теплота адсорбции, АН, кДж/кг 652,5 424,3 315,6

Представлены зависимости экспериментальных замеров интенсивности солнечной радиации (прямой и диффузионной) и температур нагрева адаптирующих поверхностей солнечного генератора при двух- и одно-стекольных покрытиях (рис.7), позволяющие определить темп нагрева рабочей поверхности аппарата с насыщенным активным углем, время десорбции и темп охлаждения.

Проведены модельные испытания цикла работы адсорбционной гелиохолодильной установки в фазах нагрева и охлаждения (рис8).

Исходя из полученных экспериментальных значений, предложена методика расчета генератора-адсорбера адсорбционной гелиохолодильной установки. В методике расчета учитываются конструктивные особенности аппарата, ориентация гелиоприемной части в пространстве и географическая широта местности, климатические условия работы (величина солнечной радиации, температура окружающей среды и т.д.); физико-химические характеристики применяемого адсорбента и хладагента.

Приводится описание конструкции предлагаемого генератора-адсорбера, защищенного патентом РФ № 2137991.

Основной отличительной особенностью предлагаемого аппарата от существующих аналогов, является наличие внутри адаптирующих трубок аппарата продольных ребер и подвижных пластинчатых перегородок с насечками, хорошо проводящими тепло к внутренней насыпной части активного угля.

ВЫВОДЫ

1. На основании теоретических гипотез и экспериментальных исследований предложена к внедрению новая конструкция генератора-адсорбера (Патент РФ № 2137991) гелиохолодильной установки, работающей на активных углях (АС) и спиртах.

2. Выявлены основные закономерности, характеризующие процессы адсорбции и десорбции разных хладагентов (этанола, метанола, этиламина, метиламина, диметиламина, диэтаноламина, аммиака) с активными углями, по силе основности и по температурам.

3. Дана физико-химическая характеристика активных углей и указаны способы взаимодействия их с различными адсорбатами.

4. Проведены эксперименты по кинетики адсорбции АС и этанола и получены значения теплоты адсорбции различных углей.

5. Предложены зависимости для расчета процессов адсорбции активными углями этанола и метанола в форме уравнения Дубинина и Дубинина-Радушкевича.

6. Разработана математическая модель гелиохолодильной установки, позволяющая оценить эффективность ее работы на основании расчетов степени термодинамического совершенства.

7. Проведены натурные эксперименты по замеру солнечной радиации, тепловых потерь и темпа нагрева адаптирующих поверхностей генератора-адсорбера типа "горячий" ящик.

8. Проведены модельные эксперименты (АС-этанол) фаз процессов зарядки и зазрядки с получением эффекта нагрева и охлаждения на стенде, имитирующем работу гелиохолодильной установки.

9. Полученные новые данные, позволяющие разработать методику расчета основного аппарата гелиохолодильной установки -генератора-адсорбера совмещенного типа.

Основные положения диссертации изложены в работах:

1. Анихуви Ж. А., Руденко М.Ф. Перспективы применения адсорбционных гелиохолодильных машин в регионах Каспийского бассейна // 1 Международной науч. студ. конф. Ассоциации ун-тов Прикаспийских государств: Тез. докл. Астрахань: Изд-во Астрахан. гос. техн. ун-та. 1998. С.13 -14.

2. Анихуви Ж.А., Руденко М.Ф., Палагина И.А. Постановка задачи исследования работы адсорбционных гелиохолодильных машин И ХЫ1 науч. конф. профессорско-преподавательского состава Астрахан. гос. техн. ун-та.: Тез. докл. Астрахань: Изд-во Астрахан. гос. техн. ун-та. 1998. - С. 143.

3. Руденко М.Ф., Анихуви Ж.А. Исследование характеристик рабочих пар и работоспособности адсорбционной солнцеиспользующей холодильной машины // Материалы российской научно-техн. конф. Автономная и нетрадиционная энергетика: Владивосток, ИПМТ ДВО РАН, 1998. 4.1. С.17 - 19.

4. Руденко М.Ф., Анихуви Ж.А. Исследование характеристик рабочих тел адсорбционных холодильных машин в реальных режимах работы // Холодильная техника и технологии: перспективы в области получения и использования холода: Тез. докл. Всероссийского семинара с международным участием. Краснодар: Изд-во Кубан.гос.технол.ун-т. 1998. С. 14-15

5. Адсорбционные свойства активного угля для гелиохолодильных установок / Руденко М.Ф., Палагина И.Г., Анихуви Ж.А.,

Золотокопова С. А. // Химическое и нефтегазовое машиностроение, № 12,1999. - С.22-23.

6. Исследование работы адсорбционной гелиохолодильной установки на рабочей паре активный уголь-спирты / Руденко М.Ф., Анихуви Ж.А., Палагина И.А., Кряжимский С.Е. // Холодильная техника, проблемы и решения: Тез. докл. Международной конф. - Астрахань: Изд-во Астрахан. гос. техн. ун-та. 1999. С. 13-15.

7. Руденко М.Ф., Палагина И.А., Анихуви Ж.А. Влияние свойств хладагентов на адсорбцию активным углем в гелиохолодильных установках // Новое в экологии и жизнедеятельности: Материалы 4-й Всероссийской, конф. С.-Пб. Т.2. 1999. - С. 124128.

8. Руденко М.Ф., Анихуви Ж.А. Автономные солнцеиспользующие адсорбционные холодильные установки для хранения пищевых продуктов И Тез. Всерос. науч.-техн. семинара. Применение холода в пищевых производствах: Калининград, 1999. С.21-22.

9. Солнцеиспользующий типовой модуль для конструирования тепловых и холодильных установок / Руденко М.Ф., Альземенев А.В., Черкасов В.И., Анихуви Ж.А. // Проблемы совершенствования холодильной техники и технологии: Сб. науч.труд. Выпуск 1. М.: Изд-во МГУПБ. 1999. С.60.

10. Roudenko M.F., Anihouvi I.H. Les subtances utilisees dans le fonctionnement des machines frigorifiques travaillant périodiquement a base de l'energie solaire // Book of papers: Réfrigération application on transport in hot climate régions. - Astrakhan, Russia, 2000. P.67-71.

11. Патент РФ № 2137991. Генератор-адсорбер гелиохолодильника, зарег. 20.09.99., приоритет 5.01.98. Руденко М.Ф., Альземенев А.В., Анихуви Ж.А., Черкасов В.И., Макеев П.А.

Рис/Физическая модель процессов адсорбции и десорбции спиртов на активных углях

10

20

30

40 Тадс(°С)

1 метанол-АС -а- 2 метанол-АС -а— 3 этанол-АС 4 этанол-АС

Рис. 2. Зависимости степени термодинамического совершенства гелиоустановки от температуры адсорбции спиртов на активном угле (образец №3) при работе на двух температурах кипения: Т0=263 К (зависимости 1,3) и Т0=258 К (зависимости 2,4)

Рис. 3. Алгоритм математической модели и цикл работы адсорбционной гелиохолодильной установки

Рис. 4. Экспериментальная установка: 1 - гильза генератора адсорбера, 2- солнечный генератор-адсорбер, 3- вакуумный насос, 4 - запорные вентили, 5 - гильза конденсатора-испарителя, 6 - дифференциальные манометры

а, кг/кг 0,25

0,20 0,15

0,10 0,05 0

< г ^

2 | \ * \ I ---

У 1

0 5 Ю 15 20 25 30 35 Р,мм.ртхт. Рис. 5. Графики изотерм адсорбции рабочей пары активный уголь - этанол для исследуемых образцов при Т=293 К, (1), (2) - по данным других авторов

Ы а -1.2 -1.4 -1.6 -1.8 -2.0

ш» !

3. : ;

«члом X

1 г 4 1 2

0 200000 400000. 600000 [РЩРз/Р)]2

Рис. 6. Зависимость Ьп а от [Т*Ьп(Рэ/Р)]2 для рабочей пары активный уголь - метанол; 1,2,3,4 - соответственно исследуемые образцы активного угля

120 100

ео 60 40

1 .....

N ч

2

1—*—,

Г. » 1 ■ 1—*— 1—*•— чз

ю

и

п

14

15

16

17 Т,

Рис. 7. Изменение температур нагрева адаптивной поверхности солнечного генератора при двух- (1) и одно- (2) стекольном покрытии, (3) - температура

окружающего воздуха

50 40 30 20

10 0 -10

Рис. 8. Экспериментальные значения температур в процессах изостерического охлаждения, адсорбции (1-6) и испарения (7-12)

3 2

£А 5 6

; 0 V 12

г- 10

_ J ---