Анотація до роботи:

Аль Гарбі Набіль. «Альтернативні системи кондиціонування повітря з прямою сонячною регенерацією абсорбенту». – Рукопис. Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук по спеціальності 05.05.14 – «Холодильна та кріогенна техніка, системи кондиціонування». Одеська державна академія холоду, Одеса, 2006.

Розглянуто сучасний стан в області сонячних систем охолодження середовищ і кондиціонування повітря, основаних на використанні відкритого абсорбційного циклу. Визначено фактори, які негативно відбиваються на розвитку АСКП, в першу чергу високі температури регенерації абсорбентів і велика кількість ТМА, що входять у системи (абсорбери-осушувачі, випарні охолодники, градирня, десорбер-регенератор, теплообмінники). Схеми АСКП побудовані на використанні прямої регенерації абсорбенту. Розроблено конструктивне оформлення плівкових поперечноточних ТМА на основі багатоканальних полікарбонатных плит. Це рішення уніфіковано для всіх ТМА і для сонячного колектора-регенератора, де така плита служить прозорою ізоляцією СК-Р.

Виконано експериментальне дослідження ТМА в режимах випарного охолодження і осушування повітря і одержані розрахункові залежності ступеню випарного охолодження E_ж = f (L), і ступеню використання повітря E_г = f (L), а також ступеня осушування повітря в абсорбері Е^АБ_Г = f (L) і ступеню використання абсорбенту Е_АБ f (L), де l = G_Г/G_Ж (G_Г/G_АБ), L = l/l_ИД. Уточнено межі протікання процесів, що розглядаються, з урахуванням реальних значень відносної витрати повітря: l = G_Г/G_Ж. Для сонячних колекторів-регенераторів одержано залежності стандартного виду h = f[0.5(t_f1 + t_f2) – t₀]/J, тобто, ККД від приведеної температури. Розроблена АСКП, включаючи основний блок охолодження, і виконано аналіз її можливостей. АСКП здатна забезпечити одержання комфортних параметрів повітря для будь-яких кліматичних умов земної кулі (у межах вологовмісту зовнішнього повітря до 25г/кг і температури зовнішнього повітря до 45⁰С). Порівняно із парокомпресійними системами, АСКП забезпечує значне зниження енерговитрат (до 40%), що підтверджується малочисленними даними експлуатації аналогічних установок. На основі методології «Повний життєвий цикл» показано, що час повернення енергії для різних типів СК-Р суттєво залежить від матеріалів, які використовуються в конструкції СК. Полімерний сонячний колектор-регенератор СК-Р має суттєву перевагу у величині впливу на довкілля при перерахунку на 1 ГДж енергії, що виробляється, перед повітряними СК традиційного типу.

1. Для створення сонячних холодильних систем перспективний відкритий абсорбційний цикл, оснований на використанні сонячної енергії для регенерації абсорбенту; перспективно сонячне кондиціонування повітря, що обумовлено кореляцією між інсоляцією і рівнем охолодження, що потрібно (комплексом термовологісних параметрів повітря для АСКП); пряма регенерація абсорбенту найбільш перспективна для районів земної кулі з високим рівнем сонячної активності (Україна, країни північнофриканського регіону) і дозволяє істотно спростити конструкцію регенератора (десорбера), а також скоротити габарити і вартість сонячної системи в цілому;

2. Для АСКП найбільш явно виражена залежність ефективності від температури охолоджуючої води, тобто від роботи градирні, що обслуговує абсорбер. Це пов’язано із зростанням ізотермічності процесу абсорбції і зниженням температури осушеного повітряного потоку, що залишає абсорбер;

3. Із двох варіантів полімерних повітряних СК, з полімерним повітряним СК і СК-регенератором сполучуваного типу (СК-Р), останній є більш перспективним, оскільки в першому випадку потрібна ще і організація руху регенераційного повітряного потоку через десорбер, що є достатньо проблематичним; із двох розроблених варіантів СК-Р перспективним є тип СК-Р2;

4. В АСКП доцільно використовувати розчин H₂O+LiBr+ZnCl₂+CaBr₂, який є переважним з точки зору тепло- і масообмінних характеристик, а також надійності експлуатації (висока розчинність і відносно низька корозійна активність); орієнтовний робочий інтервал концентрацій складає 70-75%;

5. В якості насадки ТМА для основних процесів, – абсорбції і випарного охолодження, - використані полімерні багатоканальні плити із полікарбонату, що забезпечує безфорсуночний розподіл рідини; у всіх ТМА прийнята поперечноточна схема контактування газу і рідини;

6. Показано, що умови експлуатації випарного охолодника (абсорбера) визначаються характеристичним числом L = l/l_ИД, де l і l_ИД відносна витрата повітряного потоку (G_Г/G_Ж), для реального ТМА і його ідеальної моделі, що характеризується умовами термодинамічної рівноваги на обох кінцях апарату;

7. Проведено експериментальні дослідження процесу випарного охолодження при адіабатичному і політропічному процесах і одержані залежності у вигляді E_Ж = f(L), E_Г = f(L) і E = f(L), що забезпечують розрахунок цих процесів; для ефективності процесу абсорбції, тобто, ступеню осушування повітря в абсорбері Е^АБ_Г і ступеню використання абсорбенту Е_АБ, були одержані залежності від характеристичного числа L, где l = G_Г/G_АБ;

8. Проведено випробування розробленого повітряного сонячного колектора модифікації СК-Р2, які показали його працездатність у складі АСКП і одержана залежність Ю_СК = Т_ПР, що забезпечує розрахунок СК-Р;

9. Одержані залежності зміни вологовмісту повітря в абсорбері (Dx) і температури десорбції (t_D) від приведеної концентрації розчину зростання концентрації приводить до зростання ефективності процесу осушування повітря, але при цьому росте температура десорбції; у робочому діапазоні концентрацій розчину (о* = 0.8 – 0.85) температура регенерації (десорбції) не перевищує 80⁰С, що забезпечується розробленим сонячним колектором-регенератором СК-Р2.

10. Розроблена АСКП здатна забезпечити одержання комфортних параметрів повітря для будь-яких кліматичних умов земної кулі (в межах вологовмісту зовнішнього повітря до 25г/кг і у межах температури зовнішнього повітря до 45⁰С); порівняно із традиційними парокомпресійними системами кондиціонування повітря альтернативна система АСКП забезпечує значне зниження енерговитрат (до 40%), що підтверджується мало чисельними даними експлуатації аналогічних установок.

11. На основі методології «Повний життєвий цикл» (Life Cycle Assessment - LCA) показано, що час повернення енергії для різних типів СК-Р суттєво залежить від матеріалів, які використовуються в конструкції СК; полімерний сонячний колектор-регенератор СК-Р має суттєву перевагу у величині впливу на довкілля при перерахунку на 1 ГДж енергії, що виробляється, перед СК традиційного типу.

Публікації автора:

1. Корейша О.В., Аль-Гарби Набиль Мусса. Солнечные холодильные системы с прямой регенерацией абсорбента. // Збірник наукових праць науково-технічної конференції „Холодильна техніка іпродовольча безпека”. – 2004. - с. 47-52.

Особистий внесок здобувача: Розробка схемних рішень сонячних холодильних систем.

2. Шестопалов К.А., Аль-Гарбі Набіль Мусса. Сонячні колектори-регенератори для відкритих абсорбційних систем. // Збірник наукових праць «Обладнання та технології харчових виробництв», Донецьк, Донецький державний університет економіки і торгівлі ім. М. Туган-Барановського. – Вип. 13. – т. 2. - 8-9 вересня 2005 року. - с. 103-110.

Особистий внесок здобувача: Розробка конструкції сонячного регенератора

3. Корейша О.В., Аль-Гарбі Набіль Мусса. Перспективи використання полімерних матеріалів у сонячних холодильних системах. // Збірник наукових праць «Обладнання та технології харчових виробництв», Донецьк, Донецький державний університет економіки і торгівлі ім. М. Туган-Барановського. – Вип. 13. – т. 2, 8-9 вересня 2005 року. - с. 46-55.

Особистий внесок: Розробка схемних рішень сонячних холодильних систем та виконання расчетів

4. Дорошенко А.В., Аль-Гарби Набиль Муса. Горин А.Н., Солнечные СКВ с прямой регенерацией абсорбента. // Холодильна техніка і технологія. - №5 (97). – 2005. - с. 51-55 (перепечатано в журнале «Холодильная техника», №2, 2006, стр. 52-56, Россия).

Особистий внесок здобувача: розробка схемних рішень для сонячного коллектора та всіеї системи, виконання расчетів сонячної СКП