автореферат диссертации по энергетике, 05.14.04, диссертация на тему:Создание солнечного адсорбционного холодильника на солевых сорбентах с наполнителем

?Го 05

о

НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК УКРАИНЫ ИНСТИТУТ ТЕХНИЧЕСКОЙ ТЕПЛОФИЗИКИ

Не правах рукописи

ЧАЛА®? Джамалутдин Муршидович

СОЗДАНИЕ СОЛНЕЧНОГО АДСОРБЦИОННОГО ХОЛОДИЛЬНИКА НА СОЛЕВЫХ СОРБЕНТАХ С НАПОЛНИТЕЛЕМ

05-14.04. - Промышленная теплоэнергетике

' АВТОРЕ.® ЕРА Т диссертации на соискание ученой степени " кандидата технических наук

Киев - 1996

Диссертация является рукописью Работа выполнен« в Институте технической теплофизики Национальной Академии наук Украины

Научные руководители - доктор технических наук,профессор ЖУРАВЛЕНКО Б.Ч. кандидат технических■наук. ГРОСМАН Э.Р.~]

Офщиальцы» оппоненты - доктор технических наук, профессор

.МАЛОЙ Э.С. . - кандидат технических наук . . ФЕРТ А.Р.

Ведущая организация - Государственный научно-иеследователь-' ский и проектно-конструкторский институт нетрадиционной энергетики и рлектротехники Министерства энергетики Украины.

Защита диссертации состоится & ^ 1996 г. ь /3 часов

на заседании специализированного ученого совета Д 50.04-02 при Институте технической теплофизики HAH Украины по адресу: 252057, г.Киев-57, ул.Желябова, 2-а^ -•■'...

С диссертацией ыохно ознакомиться в библиотеке Института технической теплофизики HAH Украины..

Автореферервт разослан " ^ ^ __199б г.

Ученый секретарь специализированного ученого совета

доктор технически! наук Ja /■¿¿^ Ф.А.КРИВОШЕЙ

ОБЩАЯ ХАР/КТЕРИСПаСА ■ РАБОТЫ

Актуальность работы. Проблема экономии тошгавко-внер:'^гичее-ких ресурсов'и защиты' окружающей среду в отгределенной мере' может1 быть решена расширением масштабов -применения возобновляемых-ието-чников энергии, в том ,тиоле солнечной. Одним из наиболее перспективных способов преобразования солнечной энергии является получение искусственного холода, т.к. максимальная потребность в охлаждении совпадает с периодом максимального поступления солнечной радиации. Гелиохолодильные установки могут найти применение для хранения пищевых продуктов, медикаментов, охлаждения питьевой вода в степных труднодоступных районах, полевых станах, геологоразведочных партиях, фермерских хозяйствах, на дачных участках и т.п., где другие виды энергит дороги или недоступны.

Перспективными для таких районов являются относительно небольшие холодильные установки индиви сального пользования. К подобным установкам предъявляется ряд, специфических требований: полная автономность, простота обслужшания и доступность »для широкого потребителя, В наибольшей мере этим требованиям отвечают-теллоиспользуицие еорбционные холодильные установки с- твердым поглотителем, т.к. они неимеют движущихся механизмов, не требуют квалифицированного обслуживания и для их работы не используется дефицитная электроэнергия. . • -■'•■ • "

Циклы гелиоадсорбционных холодильных устройств и применяемые в них рабочие вещества исследованы недостаточно полно для проектирования и создания надежного конкурентноспособного холодильного оборудования. Большинство результатов, как правило,получено на лабораторных стендах и еда ганых экземплярах холодильных установок, которые подтвердили техническую осуществимость и перспективность такого оборудования, но не обеспечили практику необходимыми данными для расчета и конструирования эффективных систем., .

Целью работы является создание эффективного гелиоадсорбцион-ного холодильника периодического действия. Это. предполагает: поиск и исследование эффективных рабочих веществ, изучение действительного холодильного цикла и эксплуатационных показателей, холо- ■ дяяьшка, совершенствование схемных и конструкторских решений, разработку методики инженерного расчета аппаратов.

Научная новизна. Степень новизна л ал ученных результатов определяется тем, что:

•'- впервые предложен и-исследован солевой сорбент с наполнителем нв основе сорбциончой пары бромистой литий - метанол, построена диаграмма темперятура-даяление-концентрация системы бромистый литий+наполнитель' - метанол,'которая может быть использована для определения'основных показателей , и. расчета адсорбционного холодильного цикла. Показано, что.применение наполнителя позволяет расширить зону дегазации и увеличить сорбдиодную емкость солевого сорбентаг,

- исследованы дифференциальные теплоты адсорбции метанола на сорбенте "бромистый литий + наполнитель", установлено образование в процессе адсорбции устойчивых сольватов ИВг .» п 0Нд0Н (п = 2,3 К <)!. . •

'■'-для морденита и клшоптилолита (шсторозс;ЗнияЛш1ча и Со-кирница). получены изотермы адсорбции воды в интервале температур 40 - 120 °С, исследованы энергетические показатели этих цеолитов в адсорбционном- холодильном цикле, показана целесообразность их • модифицирования для ровшения ефЕектгиниосга холодильника;

.- методом математического моделирования изучен характер влияш!я климатических факторов за величину теплового ковффициента цикла. Предложена методика 'теплотехнического расчета, аппаратов 'холодильника.

Практическая значимость. На базе выполненных .исследований разработан и создан солевой сорбент с наполнителем, имеющий повышенную ссзрбционную емкость и невысокую температуру. регенерации» что обеспечивает более аффективное использование внер'тии солнечного излучения. Исполььовяние предложенного . сорбента позволило значительно снизить материалоемкость генератора-адсорбера и повысить удельную холодопроизводительность 'солнечного адсорбционного холодильника... - '

Результаты математического моделирования процессов в генераторе-адсорбере' и предложенная методика теплотехнического расчета аппаратов могут быть использованы для инженерных расчетов и оценки энергетических показателей холодильника, в различиях климатических-условиях. '

Результаты исследований могут быть применены также н области кондиционирования и осуяяй воздуха.

'А'

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 25 работ,' з том числе 8 авторских свидетельств на изобретения/

Апробация работы.'Основные результаты рэботы докладывались ?а XI Всесоюзной конференции по калориметрии и химической термо-ршамике (Новосибирск, 1986), III-Всесоюзной конференции "Преобразование солнечной вг^ргии" (Москва,' 1998), .научно-практической \ сонференции "Основные направления и опыт использования нетради- . даонних источников ввергни в народном хозяйстве" (Душанбе, 1988), «еждун а родных конференциях "Альтернативные енергоисточники и еко-юшл энергии" (Болгария, 1990), "Современные проблемы-, нетради-1ИОННОЙ енергетики" (Санкт-Петербург, 1994 г.), в такке на ряде' )ешубликанских конференций и семинаров. Различные типы Холодильников вкопонировчлйсь в НВЦ Украины, на международной выставке гШЮСШ '95, в течение нескольких лет екплуагаруютея на полигоне Телиотерм" в Крыму.'

■ Объем диссертации. .Диссертация юстоит из введения. Четырех \лав, выводов и содержит 165 отр. текста, 47 рис., а также'список мтературы из 117 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается выбор темы диссертационной рабо-•ы, ее актуальность, сформулированы цель й задачи исследования, [аучяая новизна и практическая значимость полученных результатов.

В первой главе приведен обзор состояния исследований в об-!всти гелиоадсорбционного охлаждения« выпалйен анализ рабочих 'ел, схем и циклов, энергетических показателей установок, обосно-!ывается выбор направления ^следований. .

Основной задачей в разработке еффектйвноЙ гелиоадсорбционной иетемы охлаждения является выбор рабочих веществ, в частности |Дсорбента, отличающегося большой влагоемкостъю при низких 1авлениях (соответствующих температуре Кипения хладагента) и ■лособностью к достаточно полной регенерации при температуре !олнечного коллектора о ■

По типу сил, обуславливающих адсорбцию, рабочие вещества южно разделить на две основные группы: адсорбенты на основе вф->еита физической адсорбции - цеолиты, актмвйровяйные угли, сили-:агели и адсорбенты на основе эффекта ХемосорбШй - соли щелочных

и щелочноземельных металлов. В холодильном цикле сорбциояная емкость адсорбентов первой группы составляет в среднем 5-10 % от веса сорбента. Более высокую •( в 5-6 раз) поглощающую способность ■ имеют неорганические с-оли, которые образуют с парами хладагента твердый ишические соединения типа кристаллогидратов. Однако, практическое применение втих рабочих веществ имеет технические трудности, связанные с проблемой сохранения стабильное?" гранули-ровянной структуры слоя сорбента, т.к. в процессе адсорбции происходит значительное изменение объема кристаллогидратов., и, кроме итого', возможно частичное растворение соли при местном перенасыщении хладагентом.

Для обеспечения стабильности солевых сорбентов предлагаете^ использовать наполнитель, который за счет жесткого пористого каркаса мог Си удерживать яг'цкий раствор в грануле, сохраняя от-рук-' туру слоя щм перенасыщении. Кроме повышения Надежности работы генератора-адсорбера,, это позволит увеличить сорбционную емкость солевых сорбентов, т.к. по термодинамическим соотношениям многие соли' способны производить э<йект охлавдения и в зоне лидгсого раствора.

.По результатам вкоперименталыпк исследований для . сорбцион-. ной пара бромистый литий-метанол-разработан наполнитель на основе вспученного перлита. Гранулы сорбента "бромистый лигдй+наполни-.те.ль" удерживьют жидкий раствор в порах при концентрации бромистого лития в метаноле до 40-45 % , в то время как растворение кристаллического бромистого лития происходит при концентраций •59 % - .

Бо второй главе изложены результаты исследований. и анализа теоретического адсорбционного холодильного цикла.

I

Генератор-адсорбер' солнечного адсорбционного холодильника представляет собой плоский короб, заполненный сорбентом и размещению* в гелионагревателе типа "горячий ящик". Одна сторона генератора-адсорбера является тепловоспринимащей, другая сторона й боковые стенки теплоизолированы. Слой сорбента рассматривается состоящим из шариков, через внешнюю поверхность которых осувдеотЬ-ляется поглощение-выпаривание паров хладагента. Для равномерной подачи и отвода паров ыежду теплоизоляцией и слоем .сорбента имеется паровой коллектор.

Вследствие небольшой толщины слоя гидравлическим сопротивл^-

тем засыпки пренебрегаем, а концентрацию адсорбированного ве-цвства считаем одинаковая по высоте слоя.

В результате решения уравнения теплопроводности:

.:. <0.<т<т,>. ■ (1)

Эй I» 1

ш.о) = !ГН. а о, X 3 « [ тв - т,г)}

золучена зависимость для безразмерной температуры слоя:

Т - Фн М^3 Г

9 (вд),-—л = 1---- \ -5- - I 1 +

' Тг Тн" 2 а (Гн -Че) | Л3- Д

' (2) 2 ^ | 1 М» ^ 1 оов(р)и/Ь) ехр( т/Кя)

г • V» »л о-ьл^ & 1'

где ц - корни херактериетического уравнения tg р « В1/ ^ .

Количество десорбированного хладагента определяется с помо-ць» зависимости (2) методом последовательного приближения.

Численцыё исследования гелиохолодильного цикла показали, что наибольшее влияние на величину суточной холодопроизводителъности оказывают тег-авая инерционность генератора-адсорбера и уровень-температуры конденсации хладагента. Генер&тор-ядсорбер' рвботяет при температурах, практически предельных для плоских гелионагре-; вателей. При повышении температуры конденс дай и, соответственно", температуры регенерации, к.п.д. использования солнечной енергии резко снижается.

Определение еффективноети рабочих тел гелиоадсорбционного холодильника связано с большим объемом экспериментальных исследований. В то же время, изотермы адсорбции для большинства известных сорбентов измерены. В связи с втим представляет интерес изучить возможность прогнозирования эффективности сорбентов, исходя из измеренной при какой-либо температуре изотерме адсорбции. ' .' ■

Адсорбционное равновесие в системе охлаждения на стадиях десорбции и? сорбции • определяется соответственно температурой дегидратации сорбента под воздействием солнечного излучения Тд и

г

-11

температурой хладагента в конденсаторе Тк, температурой гидратации сорбента Т. и температурой хладагента в испарителе Т , т.е. ' наряду о адсорбционным равновесием устанавливается и равновесие насыщенный пар-нздкость. Согласно потенциальной "теории . Поляни одинаковая степень заполнения адсорбционного пространства при различных температурах достигается при давлениях пара, связанных соотношением:

Ш (Р/ Ре)а = _1п (Е / (3

• Следовательно, при заданных тесчературных параметрах цикла влагосодериание сорбента должно быть равно величине адсорбции, которой на измеренной изотерме соответствует, относительное давление, вычисленное'по зависимости (3).

Сопоставление измеренных экспериментально и вычисленных по изотермам значений Дга да различных сорбентов показало удовлетворительное ' соответствие втих величин.

В третьей Главе приведены результаты экспериментальных исследований физико-химических свойств рабочих тел и лабораторных испытаний генератора-адсорбега.

, С целью сравнительной оценки и выбора перспективных рабочих тел были исследованы /сорбционные свойства разработанного Солевого сорбента, а также ряда природных и синтетически* цеолитов в интервале температур 40 - 120 °С.

Природные цеолиты представляют интерес в связи с доступностью ( имеется ряд месторождений в Украине) и дешевизной. Предварительные данные свидетельствовали о небольшой сорбционной емкости природных сорбентов, поэтому исс. давались также образца модифицированных цеолитов.

. . На/основании адсорбционных исследований вылечен расчет адсорбционного холодильного цикла на различных рабочих веществах. Эффективность рабочих пар оценивалась по величине теплового и приведенного теплового коэффициентов (табл.1). Расчеты подтвердили &$фективноотъ солевых сорбентов, и для дальнейших ■ исследований выбрана,рабочая пара бромистый литий+наполнитель - метанол. Диаграмма 10Р-1/ Т для етой системы показана,на рис.1. -Исследования показали хорошую обратимость изостер во всей изученной области. Гранулированная структура сорбента сохраняется даже при значительном перенасыщении соли. Как видно 2<з рис,1, при рлагосодерка-

энергетическая (эффективность рабочих пар в адсорбционном холодильном цикле.

Таблица 1

Рабочая паре 4а - ~ АН Ядее ®ген Яхл ^сор °рег К У I ген I

г/кг кДж нг цЦк кд» кЛ» кДзк кДж ма/ 103кДж: |

Цеолит ИаХо- вода 240 - 200 * 40 3140 1346 357' 180 675 2558 0.391 0,156 о.з7 :

Клиноптилолит - вода 68 - 53.5 ь 14.5 2950 1264 530 141 1862 3797 0.263 0.105 0.55

Клиноптилолит модифицированный - вода . / 40.5-23.5 =17-0 2880 1234 469 72 1538 3363 0.297 0.119 0.49

.Морденит - вода 102 - 92 а 10 29Ю 1247 690 306 2700 4943 0.202 0.008 0.72

Морденит модифицированный - вода 85 - 55 «30 3000 1286 368 900 2639 0.379 0.152 0.38

Бромистый литий + наполнитель- метанол 575 - 0 = 575 1550 1419 275 68 260 2022 0.495 0.186 0.31 |

Температурные параметры холодильного цикла:

- температура регенерации Тд » 110 °С . - температура конденсации Тк = 40 ° О " - температура сдрбцки " = 40.'"С -. температура исларения Ф - = О °0

нш сорбента более 270 г/кг (зона жидкого солевого раствора) про-

^ 2, Э ь й о о

a, A iS^u

Рис.1 Диаграмма lg Р-1/ Т система яитий+наполнитель - метанол.

30 /00 120

бромистый

исходит снижение температуры начала десорбции метанола. Так, при температуре конденсации 40 "С десорбция начинается при 84 °С и завершается при 116 "С. Для удобства тот. -нерных расчетов лзостеры аппрокоимировены в ниде зависимости температуры регенерации сорбента от температуры в конденсаторе.

■ Для выбранных рабочих тел 'проведены адсорбционно-калориметрические измерения при 26.3 сС на установке, состоящей из вакуумной части с весами Мак-Бена и стандартного, микрокялори-метра Кальве. Исследуемкй сорбент предварительно дегидратировался при 250.°С и давлении 10"а Па в течение в часов.

Результаты измерений приведены на рис.2. Судя по ходу кривой 5а= í(a), глубокий минимум в области заполнений а = 2-8.5 моль/кг отражает разрушение точечных контактов сцепления ЫВг с наполнителем (эндотермический эффект), образовавшихся в результате тер-

мовакуумной обработки ба, «Л*-

200-

<00-

•100

Ун 0/1 ь

' а., моль/кг

Рис.2 Зависимость дифференциальной теплоты адсорбции метанола на сорбенте "бромистый литий+на-полнитель" от массы адсорбированного метанола.

При повторном цикле минимум В ЭТОЙ ОбЛУС-■ ти заполнений не наблюдается. Последующие локальные'максимумы,, В области а я ю.б моль/кг, 15.0 моль/кг и 1Э.5 моль/кг отражают образование соль-ватив ЗЛВг»пОНэОН, где п -2, 3 И 4. Измерения велись до величины' сорбции 19.5 моль/кг .'соответствующей максимальной влагоемкости сорбента • в ' холодильном цикле. Десорбция осуществлялась до остаточного тя-госодержания а=2 моль/кг. , Величина теплоты десорбции метанола ЛН--53 кДж/моль использована при расчете генератора-адсорбера.

На стенде, моделирующем полный холодильный цикл, проведены исследования процессов тепло- и м." 'сообмена в натурном образце генератора-адсорбера (рис.3). Для имитации реальных.условий рябо ты обогрев осуществлялся плоским влентронагревателем, принятым к тепловоспринимащей поверхности генератора- адсорбера. На рис.4 и Ъ приведены результаты исследований суточного холодильного цикла и зависимости объемного коэффициента массоотдочи от концентрации метанола в сорбенте. При 6-7 часовом цикле регенерации (что соответствует длительности процесса в условиях солнечного обогрева) в связанном состоянии в сорбенте остается до 20 метанола. Величина теплового коэффициента цикла находится в пределах 0.38 - 0.40.

В-четвертой главе изложена методика теплотехнического рясче-и приведены результаты натурных испытаний холодильника.

Известные методики расчета плоских, солнечных коллекторов предназначены для определений е/ЭДективности гелиовагревателвЯ проточного типа. Поэтому, с целью изучения тепловых характеристик генератора-адсорбера был смонтирован стенд-имитатор солнечного излучения с ртутно-дуговнми лампами, имеющими спектр излучения,

близкий к солнечному. Ло результатам экспериментальных иоеледо-

Ркс.З Схема лабораторной модели холодильника.

1-генератор-адсорбер, 2-электронагреватель, 3-исльритель, 4-ресияер, 5-кондекса.ор.

У-Ю'4, см*

р, VM.pT.CT.

120

..ад

О 5 . 11 /8 V, чае.

Рис.4 Характеристики суточного холодильного цикла.

(н - 100 вт. ?ген= 0.3'ма) .

1,¿-температуры на поверхности и в слое сорбента, 'З -давление конденсации (испарения) хладагента, 4 -количество десорбирсванного хладагента.

ввний построена зависимость 'геплотготерь солнечного коллектора от температуря генератора- ■

«У(м3сЯа)

ю

■ адсорбера. Теллояотери определялись по выходу . генератора-адсорбера на равновесную температуру (без выпаривания хладагента) ■ при различных фиксированных величинах плотности светового потока .

Солнечная энергия', . подводимая к генератору-

адсорберу, расходуемся на десорбцию парой хладагента, нагрев нэ-

0,2 О.Ч 0.6 0.8 а/а нас Рис.5 Зависимость коэффициента массоотдачи от степени

регенерации сорбента.

сщенного сорбента, а также на теплоизоляции, стекла), т.е.

разогревг конструкции \ металл»,

N

'рог

эг= X ^ %а Е Г№

1Н (М,

25-1

V + «О °в

Т ) +

11=1

+ ( V.

1-1

п—1

(4)

о (Ф - Т

' г- тЛ А

хл* п

Т1-1'

где текущее значение М определяются из диаграммы

18 Р-1/Т

(рие.1) но температуре Тп генератора, а к.п.д. солнечного коллектора - из зависимости = $ (Т).

С помощью уравнения (4) по климатическим данным I - /(т) можно рассчитать оптимальное количество сорбента в генераторе-адсорбере. К примеру,' для климатических условий Крыма, расчетная загрузка генератора-адсорбера на рабочей паре бромистый литий-метянол составляет 12 кг на 1 м3 площади солнечн го коллектора.

• Оптимальная ориентация нееледящих солнечных коллекторов определяется по сезонным тепловым характеристикам и зависит от назначения системы. Специфика солнечного злэдоенайжеяия заключается ->! том. что поступление солнечной енергии в коллектор должно быть максимально в'период десорбции^хладагента (« с 9 до 15 час.), когда"интенсивность солнечного излучения и температура генератора-адсорбера достаточны для осуществления процесса.

Расчет среднего угля наклона солнечного коллектора преизво-

дилоя о учетом почасовой интенсивности солнечной радиации в тече " ни;- сезона. Для юга Украины (широта 47°) при сезоне експлуатации холодильника апрель-сентябрь оптимальный угол наклона составил

31\-

В гелиоадоорбционном холодильнике испаритель являетсй.'одновременно аккумулятором холода, т.е. в процессе испарения хладагента происходит намораживание льда на внешней поверхности испарителя. Поэтому, необходимая поверхность испарителя определялась о учетом толщины слоя льда, который может образоваться на стенке за время цикля выработки холода при заданной температуре кипения хладагента. Расчетные зависимости получены из решения Стефана задачи о промерзании влажного грунта. В частности, при продолки-'тльнооти иу на выработки холода 10 чао и средней температуре стенки испарителя - 3 "С расчетная поверхность испарителя составляет 0.2 м3 на 1 м2 площади солнечного коллектора.

Рис.6 Результаты натурных испытаний гелиоадсорбционного холодильника. Крым, июль 1992 г. 1-температура генератора-адсорбера, 2-температура конденсатора', 3-температура в холодильной камере, 4-интенсивность солнечной радиации, 5-темлерагура атмосферного воздуха.

На основе разработанного сорбента создано несколько модификаций гелиоадсорбциошшх холодильников.' .Натурные испытания проводились в 1992-94'гг. в Крыму. Генератор-ячсорбер имел селективное покрытие "черный хром" и двойно» остекление. Холодильник дополнительно оборудован ртутным и-образннм манометром я стеклянным тарированным ресивером, установленным не лиши между конденсатором и испарителем. В процессе испытаний регистрировались параметры окружающей среди, температура в холодильной камере, на, поверхности генератора-адсорбера и конденсатора.

Испытания показали, что основные эксплуатационные харвтерис-тини установки соответствуют расчетным. Средняя температура в холодильной как..>ре в течение суток составляла от +1 до +7 °0 (рис.6). Величина приведенного теплового коеффициента 0.11-0.13«

' УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ а-ко&й'ициент температуропроводности; я,т - величина й'доорб-' ции; с-удельняя теплоемкость (с - сорбента, г - генератора, хл -хладагента, ш - средняя); 1> - хоефЬициент диффузии; ^ - радмус мара; е, ¿Н - теплота десорбции; ?• - площадь (ген - генератора); М,0 - масса (с-сорбента, г-генератора); > - плотность ; X -интенсивность солнечного излучения; г} ~ коэффициент полезного действия; с - время; р - давление ^к-конденеации, о -испарения, в насыщенного пара); - тепловой и приведенный тепловой ко-

еффишенты; Т - температуря (д~десорбции, к-конденсации, с-сорбции, о— испарения, я-яачальная); 0 - тештота (я-ядсорбции, дес-десорбции, ген-генератора, хл-хладагента, сор-сорбента, рег-регекерзции). .

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛэГАТН И ВЫВОДЫ

1.На основании проведенных экспериментальных исследований

разработан и создан солевой сорбент на основе бромистого лития с

Лчполяителем. Показано, что при насыщении, соли хладагентом жидкий

солевой раствор удерживается попнстнм кйркасом наполнителя, что — О " *

обеспечивает повышение стабильности гранул и увеличение их соро-

ционней емкости.

2.Для рабочей паря бромистый литий + наполнитель - метанол построена диаграмма температура-давление-концантряция, которая

мокет быть использована для расчета адсорбционного холодильного цикла. '

3. Адсорбционно-калор'Шетрическим методом определены дифференциальные теплота адсорбции метанола на сорбенте ; "бромистый литий + иышймтель". Получены зависимости влагооодержания ■ сорбента от'температуры и давления паров хладагенте. Экспериментальные данные использованы при расчете и конструировании генератора-адсорбера.

4.В диапазоне рабочих температур гелиоадсорбционного холодильного. цикла исследованы сорбцяонные свойства природного клиноп-тилолита, морденита, цеолита NaX. Выполнен сравнительный раочет-Ш1й анализ теоретических тепловых ковффициентов холодильников, йспользуйшде различные'рабочие вещества. Показана целесообразность модифы .лрования природных цеолитов для Повышения их в$фек~ тивяости в холодильном цикле.

5-Разработана инженерная методика теплотехнического расчете аппаратов холодильника. Предложена' методика оценки сорбциошых свойств адсорбентов в холодильном цМслё по изотерме адсорбции и .температурным параметрам цикла. .. '. .

6.Разработаны способ работы оорбционной холодильной установки и новые технические оетения, позволяйте повысить .. энергетическую эффективность к надежность солнечны: адсорбционных холодильников.

7.Разработано и создано несколько модификаций автономных гелиоадсорбционных холодильников, прошедших испытания в натурных условиях на полигоне "Гелио^ерм" Крымвнерго (г.Алушта). Изучены особенности действительного холодильного цикла и сезонные вксп-луатационные показатели холодильника- Совместно с Институтом нетрадиционной е.чергетики и влектротехники . Министерстве энергетики Украины ведутся работы по отработке конструкций и разработке новых модификаций'адсорбвдонныя холодильных агрегатов с цель» постановки на массовое производство.

Основное содержание диссертации опубликовано в . следующих работах:

1. Groeman E.R., Suoslova N.K., Tshalaev D.M. Methanol as a working-medium in sorption type thermal converters. XVI International Congress oi refrigeration, Paris (Prance) - 1983, Cornia-eion B-1, p.359 - 364. ..

^Лалаев Д.М. Солнечный адсорбционный холодильник на основе

метанола.- в сб. "йнтенстфтзцг \ производства, и применения искусственного холода," Ленинград, -1984..

.3. Поляков В.Е., Тарасёвич Ю.И.-, Гро^ман Э.Р., Чалаев Д.М.

Термохимическое 'исследование рабочей пары солнечного адсорбционного холодильника LÍBr-CH30H. XI Всесоюзная конференция ло калориметрии- и химической термодинамике. Новосибирск, 1906 , с.72-73-

4. Пупков И.И./Чалаев Д.М., Наумов С.Е. К вопросу тешюх-ладоснабжения доильной площадки - В сб. ВКИПТШЭСХ, Зерногрйд, 1987. / -

5. Гросма« Э.Р., Чалаев Д.М., Свердлова O.A.,' Толстых И.П.

Гелиоядеорбционные'холодильные агрегаты периодического действия.

- В сб. ''Основ- -те направления и опыт использования нетрадиционных источников энергии з народном хозяйстве" Душанбе, 1988, а.72 -73- ,

6. Гросмвн Э.Р., Чалаев Д.М., Свердлова O.A. Рабочие веществ» голиоадсорбциоявых холодильных установок периодического действия. ЛГВсесоюзнай конференция "Преоиразование солнечной анергии", Москва, 19S8.. ,

7. Crosman. E.R., Tchalaev D.M. Experimental data on a polar-powered Ice mafcer lining lithium bromld and methanol adsorption pair. Congress on Solar Energy, Miami (USA) - 1989.

. 8.Чалаев Д.М., Гр.сман Э.Р. ' Исследование гелиоядсоргЧционко-го бытового холодильника - В об.: "Алтернативни енергоизточници и икономия на енергия", Приморско (Болгария) - 1990.

'9.Журавленке В.Я., Ракитин О,И., Чалаев Д.М. Тепломассообмен в адсорбционном тепловом насосе-аккумуляторе. - "Судостроительная промышленность", 1990, N 14.

10. Чалаев Д.М., Наумов С.Е., Хамид A.M., Проселков Ю.М.

Использование солнечной энергии для получения вода из атмосферного воздуха. - В cd.¡"Проблемы экологии и ресурсосбережения для сельскохозяйственных районов и агропромышленных комплексов", Одесса, 1?92 .

, 11. Чалаев Д.М., Толстых И.П., Белрдед В.Д., Юулыз В.Г.

Использование солнечной энергии для работы бытовой холодильной техники. - В сб.¡"Современнеепроблемы нетрадиционной энергетики", Санкт-Петербург, 1994, с.85-86.

12. Млод1д В.Д., ffiappiH B.C., Чалаев'Д.М. Спец1альн1 холо-ло^чуму.-^юч} хдсорбц1йн! агрегяти^ - В сб. • липовой TV

науково-практично! конференцИ з питвнь хюзвитку й впровадкення •техники i технологий використання нетр&дтшДйних i вЛдновлшваних джерел енерг11",Ки1в, 1995, с.62-бЭ.

1.3.В1дод1д В.Д., Чалаев Д.М., Шаврин B.C. Холодовкумулююч! эдеорбц1йн!* установки з викориокаиням сонячно! та провально! н!чж>1 електроенергП. - 3 ей. "Тези допов!дей II ¡цор!чно1 конференцИ екергозьбезпеч'ення та збере -ення довк!ля УкпвЧни", Ки1в-199б, с. 25-26.

14. A.c. 1040293 (СССР). Солнечный адсорбционный холодильник периодического действия/Журавленко В.Я., Гросман Э.Р.,' Толстых И.П., Романовский O.A., Чалаев Д.М«, Мнрзаходжаев P.M., Байбутаев ffi.K. - Опубл. в Б.И.,1983, N 33.

1?. A.c. 1097869 -(СССР).'.Солнечный адсорбционный холодиль-ник/Тросман ^ .Р., Т'рушевский С.Н., Толстых И.П., Чалаев Д.М"..,, Суханов А.Н.- Опубл. а Б.И.,1984, Н 22.

16. A.c. 1281840 (СССР). 'Солнечный адсорбционный- холодильник/ Журавленке» В.Я., Громан Э.Р., Поляков В.Е., Толстых И.П..,, Чалаер Д.М. - Опубл. в Б.И.,1987. К 1.'

-17.. A.c. 1477999 (СССР). Способ работы еорбционжЛ холодильной установки'Чпериодического действия/ Журавленке В.Я., Гросман. Э.Р., Шаврин B.C., Наумов С.Е., Чалаев Д.М., Пугixqj И.И.- Опубл. в Б.И.,1984, N 1718. А.о. 1815541 (СССР). Адсорбционный аккумулятор теплоты/ Хуравленко-В.Я., Наумов С.Е., Ракитин О.И., Чалаев Д.М.- Onjiö.n. в. Б.К.,1993, N 18.

19. А.с: 1815542 (СССР). Адсорбционный тепловой насос/ Журавленке Ь.Я., Наумов С.Е., Ракитин О.И., Чалаев Д.М.- Опубл. в Б.й. ,1993, "N "'8.

20. A.c. 1823591 (СССР). Солнечный вдеорбционный холо-диль-ник/ Писарев В.Е., Чалаев Д.М., Наумов С.Е., Толртых И.П.- Опубл.. в Б.И.,1993, Л'23.

21. A.c. 1823591 (СССР). Солнечный, адрорбфшшэдй. холодильник/Писарев В.Е., Чалаев Д.М.,' Наумрв С. ТЪлрты# И.П.- Опубл.. в. Б.И.,1993,. N 24. . '

Siprimary . ' '

Tohalaev D.N. Dieigning of eolar adsorption reír, jerator based on salt eorbentB with carrier. Dissertation is the manuscript for receiving of eoientifio-degree of candidate of technical eoienoep on speciality 05.14-04 - Industrial heat power ener-getioe..Institute of Engineering Thermophyeios of National Academy oí Soienoies of Ukraine, Kiev, 19961

• The phyeioal-ohemioal properties of working medium of solar adeorption refrigerator have been investigated. Лп effective salt sorbeht based on the lithium- bromide with a - carrier have been developed,

IThe mathematical model of heat and mass exchange in generator-adsorber and the method of calculation'of therreal parameters of refrigerator have been developed.

The solar adsorption refriger?tor based on worning рч!Г lithium bromide with-a carrier - methanol has been desined and tested in the condition of Crimea.

Prinoipal words: Solar energy, adsorption refrigerator, generator-adsorber, ftoeftioient oí performance, method of calculation.

. ЛКЮТАЦИЯ

Чалаев Д.М. Создание солнечного адсорбционного холодильника на солевых сорбентах ó наполнителем . Диссертация - рукопись на, соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.14.04' - Промышленная теплоэнергетика. Институт технической теплофизики ШН Укрвг-ч, Киев, 1996.

В работе содержатся результаты экспериментальных и теоретических исследований циклов и работах тел гелиоадеррбционных холодильных устройств; Выполненно экспериментальное исследование физико-химических свойств сорбентов и разработан эффективный солевой сорбент на основе бромистого лития с наполнителем. Исследованы процессы тешю-мас£00бменв в генераторе-адсорбере. Разработана методика теплотехнического расчета аппаратов. Создан и испытан в. климатических условиях Крыма солнечный адсорбционный■ холодильник. на рабочих.веществах бромистый литий+наполнитель - метанол.

Ключов£ слова: сонячна енерг!я, адсорбц!йний холодильник, генератор-адсорбер, тепловий коеф!ц!ент, методика розрахунку.