Авторы

Совершенствование системы охлаждения на базе АБХМ для повышения эффективности тригенерационного комплекса

DOI: 10.17586/1606-4313-2025-24-3-3-10
УДК 621.574.013-932.2

Совершенствование системы охлаждения на базе АБХМ для повышения эффективности тригенерационного комплекса

Корнильев А.Н. , Малинина О. С., Бараненко А. В.

Ссылка для цитирования: Корнильев А.Н., Малинина О.С., Бараненко А.В. Совершенствование системы охлаждения на базе АБХМ для повышения эффективности тригенерационного комплекса. // Вестник Международной академии холода. 2025. № 3. С.3-10. DOI: 10.17586/1606-4313-2025-24-3-3-10. [Kornilyev A.N., Malinina O.S., Baranenko A.V. Improvement of the ABRC-based cooling system to increase the efficiency of the trigeneration complex. Journal of International Academy of Refrigeration. 2025. No 3. p. 3-10. DOI: 10.17586/1606-4313-2025-24-3-3-10]

Аннотация
Применение систем тригенерации обеспечивает экономию энергетических ресурсов и повышение энергоэффективности технологий. В действующих комплексах используют преимущественно серийные абсорбционные бромистолитиевые холодильные машины (АБХМ). Авторами выполнен анализ энергетического баланса тригенерационного комплекса в составе с одноступенчатой двухсекционной АБХМ. Оценен эффект от использования в качестве источника тепла для привода АБХМ горячей воды из системы утилизации тепла, аккумулирующей тепло отходящих газов газопоршневых установок (ГПУ). Температура греющей воды генератора находится в диапазоне t_h= (110…75). С целью возможного увеличения холодопроизводительности системы охлаждения комплекса выполнен выбор и расчет комбинированного цикла АБХМ с двухступенчатой генерацией (тип 4), позволяющего одновременно утилизировать бросовую теплоту разного потенциала. Для данного термодинамического цикла АБХМ получены расчетные зависимости значений теплового коэффициента от зоны дегазации при разных температурах охлаждающей среды (тепловой коэффициент равен 0,93 при t_w₁= 30 °С, Δξ = 4%), а также температурные графики горячей воды. Показано, что применение АБХМ с двухступенчатой генерацией (тип 4) дает возможность увеличить холодопроизводительность системы охлаждения на 10,6%. Это позволит более чем наполовину снизить нагрузку на парокомпрессорную холодильную машину (ПКХМ), тем самым снизить затраты на электрическую энергию, уменьшить количество пусков и остановов винтового компрессора. Результаты исследования могут быть использованы для модернизации систем охлаждения действующих тригенерационных комплексов.

Ключевые слова: тригенерация, абсорбционная бромистолитиевая холодильная машина, растворный теплообменник, газопоршневая установка, система утилизации тепла, комбинированный термодинамический цикл.

Список литературы

1. Andrés Rodríguez-Toscano, Carlos Amaris, Alexis Sagastume-Gutiérrez, Mahmoud Bourouis.Technical, environmental, and economic evaluation of a solar/gas driven absorption chiller for shopping malls in the Caribbean region of Colombia. // Case Studies in Thermal Engineering, 2022, Vol. 30, 101743. https://doi.org/10.1016/j.csite.2021.101743.

2. Wang J., Mao T., Sui J., Jin H.Modeling and performance analysis of CCHP (combined cooling, heating and power) system based on co-firing of natural gas and biomass gasification gas. // Energy. 2015. Vol. 93, p. 801-815, DOI: 10.1016/j.energy.2015.09.091

3. Mujahid Naseem, Sanghyoun Park, Sangyong Lee.Experimental and theoretical analysis of a trigeneration system consisting of adsorption chiller and high temperature PEMFC. // Energy Conversion and Management. 2022. vol. 251. P. 114977. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2021.114977

4. Dereje S. Ayou, Muhammad Fa’iq Vidi Wardhana, Alberto Coronas.Performance analysis of a reversible water / LiBr absorption heat pump connected to district heating network in warm and cold climates. // Energy, 2023, Vol. 268. P. 126679. https://doi.org/10.1016/j.energy.2023.126679.

5. Pavel Atanasoae, Radu Dumitru Pentiuc, Laurentiu Dan Milici.Opportunity Analysis of Cogeneration and Trigeneration Solutions: An Application in the Case of a Drug Factory. // Energies. 2022, vol. 15, p. 2737. https://doi.org/10.3390/en15082737.

6. Батенин В.М., Масленников В.М., Выскубенко Ю.А., Цалко Э.А., Штеренберг В.Я.Парогазовая энергетическая установка для комбинированной выработки электрической энергии, теплоты и холода (тригенерация). // Теплофизика высоких температур. 2014.том 52.№ 6.с. 934-940. DOI: 10.7868/S0040364414060039.

7. Галимова Л.В., Славин Р.Б.Анализ эффективности энергосберегающей системы тригенерации. // Холодильная техника. 2012. № 3.https://doi.org/10.17816/RF98195.

8. Rajendran Nadhini, Baskaran Sivaprakash, Natarajan Rajamohan.Waste heat recovery at low temperature from heat pumps, power cycles and integrated systems – Review on system performance and environmental perspectives. // Sustainable Energy Technologies and Assessments. 2022. Vol. 52, part B. p. 102214. https://doi.org/10.1016/j.seta.2022.102214

9. Jinshi Wang, Weiqi Liu, Guangyao Liu, Weijia Sun, Gen Li and Binbin Qiu.Theoretical Design and Analysis of the Waste Heat Recovery System of Turbine Exhaust Steam Using an Absorption Heat Pump for Heating Supply. // Energies. 2022. Vol. 13, p. 6256. DOI: 10.3390/en13236256.

10. Radchenko A., Radchenko M., Konovalov A., Zubarev A.Increasing electrical power output and fuel efficiency of gas engines in integrated energy system by absorption chiller scavenge air cooling on the base of monitoring data treatment. // E3S Web of Conferences. 2018. Vol. 70. P. 03011. DOI: 10.1051/e3sconf/20187003011.

11. Haye Min, Huyung Won Choi, Jaehui Jeong, Jinhee Jeong, Young Kim, Yong Tae Kang.Daily sorption thermal battery cycle for building applications. // Energy. 2023. Vol. 282. DOI: 10.1016/j.energy.2023.129016.

12. Jaehui Jeong, Han Sol Jung, Jae Won Lee, Yong Tae Kang.Hybrid cooling and heating absorption heat pump cycle with thermal energy storage. // Energy. 2023. Vol. 283. https://doi.org/10.1016/j.energy.2023.129027.

13. Галимова Л.В., Байрамов Д.З.Методика оптимизации сложной энергосберегающей энергетической системы. // Холодильная техника. 2019. Т. 108. №1. с. 30-37. https://doi.org/10.17816/RF99490

14. Zhang Hongsheng, Zhao Hongbin, Li Zhenlin, Hu Eric.Optimization Potentials for the Waste Heat Recovery of a Gas-Steam Combined Cycle Power Plant Based on Absorption Heat Pump. // Journal of Thermal Science. 2019. Vol.28, No.2. Р.283-293. https://doi.org/10.1007/s11630-018-1055-7

15. Зайцев А.В., Малинина О.С., Бараненко А.В.Влияние среднесуточной температуры и влажности воздуха на эффективность гелиохолодильных абсорбционных бромистолитиевых машин. // Омский научный вестник. 2018. Т. 2, № 2. с. 40-47. https://doi.org/10.25206/2588-0373-2018-2-2-40-47

16. Liu M., Cheng Y., Cheng W., Zhan C. Dynamic performance analysis of a solar driving absorption chiller integrated with absorption thermal energy storage. // Energy conversion and management, 2021, vol. 247, p. 114769. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2021.114769.

17. Tran Thi Thu Ha.Comparison of the energy efficiency and environment effects of absorption chiller and vapor compression refrigeration // International cooperation issue of transportation. Especial Issue. 2021. No. 11, р. 177-184.

18. Корнильев А.Н., Бараненко А.В., Малинина О.С.Повышение эффективности применения абсорбционной холодильной машины для утилизации тепла когенерационных установок в схеме с использованием парокомпрессионной машины в качестве резервного источника холода. // Проблемы региональной энергетики. 2024. № 1. (61) с. 75-86. DOI: 10.52254/1857-0070.2024.1-61.07

19. Xu Z.Y., Wang R.Z.Absorption refrigeration cycles: Categorized based on the construction. // International journal of refrigeration, 2016. Vol. 62, p 114-136. https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2015.10.007