Анализ показателей комбинированного цикла абсорбционной бромистолитиевой холодильной машины с двухступенчатой генерацией (тип 3) в зависимости от параметров внешних источников

Абсорбционные холодильные машины, использующие для работы теплоту вторичных энергетических ресурсов и возобновляемых источников энергии, нашли широкое применение в системах хладоснабжения предприятий химической, нефтехимической, текстильной, металлургической и других отраслей промышленности. Преобразование теплоты в абсорбционных холодильных машинах осуществляется с помощью прямого и обратного циклов, поэтому для выработки холода необходимо располагать тремя внешними источниками теплоты: греющий, охлаждаемый (источник охлаждаемого объекта) и охлаждающий. Для получения холода в области положительных температур применяют абсорбционные бромистолитиевые холодильные машины. Многие предложенные для абсорбционных бромистолитиевых холодильных машин циклы не исследованы до настоящего времени. В работе представлены результаты исследования параметров действительного комбинированного термодинамического цикла абсорбционной бромистолитиевой холодильной машины с двухступенчатой генерацией (тип 3) в зависимости от температур внешних источников. Определены показатели эффективности исследуемого цикла, нагрузки на теплообменные аппараты, оптимальная величина зоны дегазации водного раствора бромида лития. Выполнено исследование влияния на эффективность цикла величин неполноты насыщения раствора в абсорбере и неполноты выпаривания раствора в генераторе.

1. Du S., Xu Z., Wang R. [et al.]. Development of direct seawater-cooled LiBr–H2 O absorption chiller and its application in industrial waste heat utilization. Energy. 2024. Vol. 294 (8). P. 130816. DOI:10.1016/j.energy.2024.130816.

2. Salilih E. M., Bamaga O., Almatrafi E. [et al.]. Performance analysis of a novel absorption-refrigeration driven membrane condenser system for recovery of water and waste heat from flue gas. International Journal of Refrigeration. 2023. Vol. 156. P. 219–231. DOI:10.1016/j.ijrefrig.2023.10.011.

3. Yang S., Deng C., Liu Z. Optimal design and analysis of a cascade LiBr/H2 O absorption refrigeration/transcritical CO2 process for low-grade waste heat recovery. Energy Conversion and Management. 2019. Vol. 192 (7). P. 232–242. DOI:10.1016/j.enconman.2019.04.045.

4. Li B., Wang S.-S., Wang K. [et al.]. Thermo-economic analysis of a combined cooling, heating and power system based on carbon dioxide power cycle and absorption chiller for waste heat recovery of gas turbine utilization. Energy Conversion and Management. 2020. Vol. 224. P. 113372. DOI: 10.1016/j.enconman.2020.113372.

5. Liu Z., Xie N., Yang S. Thermodynamic and parametric analysis of a coupled LiBr/H2O absorption chiller/Kalina cycle for cascade utilization of low-grade waste heat. Energy Conversion and Management. 2020. Vol. 205. P. 112370. DOI: 10.1016/j.enconman.2019.112370.

6. Alali A. E., Al Tubeshat A., Al Khasawneh K. Performance analysis of stirling engine double-effect absorption chiller hybrid system for waste heat utilization from gas turbine modular helium reactor. Energy Conversion and Management. 2022. Vol. 251 (1). P. 114976. DOI:.10.1016/j.enconman.2021.114976.

7. Chen Z., Ripin Z. M., Wang J. Thermodynamic and economic analysis of a phosphoric acid fuel cell combined heating cooling and power system. Energies. 2024. Vol. 17 (16). P. 4038. DOI: 10.3390/en17164038.

8. Borri E., Tafone A., Comodi G. [et al.]. Improving liquefaction process of microgrid scale liquid air energy storage (LAES) through waste heat recovery (WHR) and absorption chiller. Energy Procedia. 2017. Vol. 143. P 699–704. DOI: 10.1016/j.egypro.2017.12.749.

9. Ul Haq E., Taqvi S. A. A., Naqvi M. [et al.]. Multistage carbon dioxide compressor efficiency enhancement using waste heat powered absorption chillers. Energy Science & Engineering. 2021. Vol. P. 1373–1384. DOI: 10.1002/ese3.898.

10. Shiue A., Hu S.-C., Chiang K.-H. Effect of operating variables on performance of an absorption chiller driven by heat from municipal solid waste incineration. Sustainable Energy Technologies and Assessments. 2018. Vol. 27. P. 134–140. DOI: 10.1016/j.seta.2018.04.008.

11. Xu Z. Y., Wang R. Z. Absorption refrigeration cycles: Сategorized based on the cycle construction. International Journal of Refrigeration. 2016. Vol. 62. P. 114–136. DOI: 10.1016/j.ijrefrig.2015.10.007.

12. Dadpour D., Deymi-Dashtebayaz M., Hoseini-Modaghegh A. [et al.]. Proposing a new method for waste heat recovery from the internal combustion engine for the double-effect direct-fired absorption chiller. Applied Thermal Engineering. 2022. Vol. 216 (2). P. 119114. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2022.119114.

13. Bhowmick A., Kundu B. Exergoeconomic assessment and optimization of a double effect absorption chiller integrated with a humidification-dehumidification desalination system. Energy Conversion and Management. 2021. Vol. 247. P. 114766. DOI: 10.1016/j.enconman.2021.114766.

14. Lizarte R., Marcos J. D. COP optimisation of a triple-effect H2O/LiBr absorption cycle under off-design conditions. Applied Thermal Engineering. 2016. Vol. 99. P. 195–305. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2015.12.121.

15. Wang J., Zheng D. Performance of one and a half-effect absorption cooling cycle of H2 O/LiBr system. Energy Conversion and Management. 2009. Vol. 50 (12). P. 3087–3095. DOI: 10.1016/j.enconman.2009.08.004.

16. Ibrahim N. I., Al-Sulaiman F. A., Ani F. N. A detailed parametric study of a solar driven double-effect absorption chiller under various solar radiation data. Journal of Cleaner Production. 2020. Vol. 251. P. 119750. DOI: 10.1016/j.jclepro.2019.119750.

17. Nikbakhti R., Wang X., Hussein A. K. [et al.]. Absorption cooling systems — Review of various techniques for energy performance enhancement. Alexandria Engineering Journal. 2020. Vol. 59 (2). P. 707–738. DOI: 10.1016/j.aej.2020.01.036.

18. Бараненко А. В., Малинина О. С. Развитие систем холодоснабжения на базе абсорбционных бромистолитиевых холодильных машин // Вестник Международной академии холода. 2024. № 1. С. 3–12. DOI: 10.17586/1606-4313-2024-23-1-3-12. EDN: ICQZTI.

19. Малинина О. С., Бараненко А. В., Аль-Фураиджи М. А. [и др.]. Эффективность абсорбционной бромистолитиевой холодильной машины с многоступенчатыми процессами абсорбции и генерации со связанным потоком массы. Омский научный вестник. Серия Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение. 2021. Т. 5, № 2. С. 9–17. DOI: 10.25206/2588-0373-2021-5-2-9-17. EDN: JPVVVE.

20. Бараненко А. В., Бухарин Н. Н., Пекарев В. И. [и др.]. Холодильные машины / под общ. ред. Л. С. Тимофеевского. Санкт-Петербург: Политехника, 2006. 941 с. ISBN 5-7325-0792-2.

21. Бараненко А. В., Тимофеевский Л. С., Долотов А. Г. [и др.]. Абсорбционные преобразователи теплоты: моногр. Санкт-Петербург: Изд-во СПбГУНиПТ, 2005. 337 с. ISBN 5-89565-116-X.