Лукьянов В.С., Султангузин И.А., Яворовский Ю.В., Чайкин В.Ю., Скоробатюк А.В. Термодинамическое моделирование и экологическая эффективность солнечной адсорбционной холодильной установки для применения в условиях московского региона
УДК 536.33:621.57
Аннотация
Рост летних нагрузок на энергосистему является серьезной проблемой из-за все более частых и длительных периодов аномальной жары. Массовое использование кондиционеров создает пиковые нагрузки на электросети и может приводить к перебоям с электроснабжением. В условиях реализации стратегий низкоуглеродного развития и энергетической нейтральности требуется внедрение технологий охлаждения с минимальным потреблением электроэнергии и минимальным негативным воздействием на окружающую среду. В работе представлены результаты термодинамического моделирования, энергетического и экологического анализа адсорбционной холодильной машины (АДХМ), работающей за счет тепловой энергии от солнечного вакуумного трубчатого коллектора марки «Я Solar-VU-20» с площадью поглощения 1,7 м² и использующей рабочую пару «силикагель–вода». Термодинамическое моделирование выполнено для климатических условий Московского региона на основе данных инсоляции за 2023–2025 гг. Рассчитаны масса адсорбента (20 кг), тепловые нагрузки основных узлов и энергетическая эффективность солнечной системы охлаждения. Коэффициент преобразования (COP– CoefficientofPerformance) составил 0,5. Показано, что за четыре летних месяца (май–август) система позволяет сэкономить 101,1 кг условного топлива и сократить выбросы СО2 на 0,163 тонны. Полученные результаты подтверждают энергетическую и экологическую целесообразность применения адсорбционной холодильной машины на солнечной энергии. Для удаленных населенных пунктов, не подключенных к централизованным электросетям, а также автономных мини-гридов внедрение АДХМ становится альтернативой дизельным генераторам, что снижает зависимость от дорогой доставки топлива. Технология солнечного адсорбционного охлаждения, как резервный источник, востребована для социально значимых объектов (больниц, аптек, фельдшерско-акушерских пунктов, складов с продуктами), где надежность охлаждения напрямую влияет на безопасность населения и устойчивость инфраструктуры.
Ключевые слова: адсорбционная холодильная машина, солнечный вакуумный трубчатый коллектор, рабочая пара силикагель–вода, термодинамическое моделирование, энергоэффективность.
Лукьянов В.С., Султангузин И.А., Яворовский Ю.В., Чайкин В.Ю., Скоробатюк А.В. Термодинамическое моделирование и экологическая эффективность солнечной адсорбционной холодильной установки для применения в условиях московского региона
Аннотация
Рост летних нагрузок на энергосистему является серьезной проблемой из-за все более частых и длительных периодов аномальной жары. Массовое использование кондиционеров создает пиковые нагрузки на электросети и может приводить к перебоям с электроснабжением. В условиях реализации стратегий низкоуглеродного развития и энергетической нейтральности требуется внедрение технологий охлаждения с минимальным потреблением электроэнергии и минимальным негативным воздействием на окружающую среду. В работе представлены результаты термодинамического моделирования, энергетического и экологического анализа адсорбционной холодильной машины (АДХМ), работающей за счет тепловой энергии от солнечного вакуумного трубчатого коллектора марки «Я Solar-VU-20» с площадью поглощения 1,7 м² и использующей рабочую пару «силикагель–вода». Термодинамическое моделирование выполнено для климатических условий Московского региона на основе данных инсоляции за 2023–2025 гг. Рассчитаны масса адсорбента (20 кг), тепловые нагрузки основных узлов и энергетическая эффективность солнечной системы охлаждения. Коэффициент преобразования (COP– CoefficientofPerformance) составил 0,5. Показано, что за четыре летних месяца (май–август) система позволяет сэкономить 101,1 кг условного топлива и сократить выбросы СО2 на 0,163 тонны. Полученные результаты подтверждают энергетическую и экологическую целесообразность применения адсорбционной холодильной машины на солнечной энергии. Для удаленных населенных пунктов, не подключенных к централизованным электросетям, а также автономных мини-гридов внедрение АДХМ становится альтернативой дизельным генераторам, что снижает зависимость от дорогой доставки топлива. Технология солнечного адсорбционного охлаждения, как резервный источник, востребована для социально значимых объектов (больниц, аптек, фельдшерско-акушерских пунктов, складов с продуктами), где надежность охлаждения напрямую влияет на безопасность населения и устойчивость инфраструктуры.
Ключевые слова: адсорбционная холодильная машина, солнечный вакуумный трубчатый коллектор, рабочая пара силикагель–вода, термодинамическое моделирование, энергоэффективность.
English
Русский
