Дослідження процесів в абсорбційних термотрансформаторах в режимі отримання води з використанням сонячної енергії

Abstract

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.14.06 - технічна теплофізика та промислова теплоенергетика (144 Теплоенергетика). Робота присвячена дослідженню процесів в абсорбційних термотрансформаторах з використанням сонячної енергії з метою підвищення продуктивності і зниження енерговитрат у системах отримання води з атмосферного повітря. Розроблена схема системи отримання води з атмосферного повітря на базі абсорбційних водоаміачних термотрансформаторов (АВТТ) і сонячних колекторів з водою в якості теплоносія, яка може вирішувати завдання отримання води з джерелом тепла від 85 °С. Отримані чисельні значення мінімально необхідних температур джерела тепла, а також залежності теплового коефіцієнта і потужності циркуляційного насоса від характерних температур експлуатації. Виконано моделювання процесів теплообміну при гравітаційному плині рідкої плівки і висхідному потоці пари для випадку очищення парової водоаміачних суміші в умовах змінних температур стінки. Проведено експериментальні дослідження абсорбційного холодильного приладу для коригування математичних моделей АВТТ. Розроблено системи отримання води з атмосферного повітря на базі насосного і безнасосного АВТТ, призначені для роботи в польових умовах в автономному режимі. Виконано моделювання теплових режимів повітроохолоджувача системи отримання води з атмосферного повітря. Запропоновано оригінальну схему по вітроохолоджувача в складі систем отримання води з атмосферного повітря з регенеративним теплообмінником на базі двофазних термосифонів. Виконано аналіз типових кліматичних зон з дефіцитом водних ресурсів, який показав, що процес отримання води з атмосферного повітря найбільш енергетично витратний в зимовий період року, а найбільш енергетично ефективний - в літній період.

Thesis for the Candidate degree in Technical Science on the specialty 05.14.06 - technical thermophysics and industrial heat power engineering (144 Heat power engineering). The work is devoted to the study of processes in absorption thermotransform ers using solar energy in order to increase productivity and reduce energy consump tion in systems for obtaining water from atmospheric air. The scheme of system of receiving water from atmospheric air on the basis of absorption water-ammonia thermotransformers (AVTT) and solar collectors with water as the heat carrier which can solve a problem of receiving water with a heat source from 85 ° C is developed. The numerical values of the minimum required temperatures of the heat source, as well as the dependence of the heat coefficient and power of the circulating pump on the characteristic operating temperatures are obtained. The simulation of heat exchange processes at the gravitational flow of the liquid film and the ascending flow of steam for the case of purification of steamammonia mixture under conditions of variable wall temperatures is performed. Experimental researches of the absorption refrigerating device for adjustment of mathematical models of AVTT are carried out. Systems for obtaining water from atmospheric air on the basis of pump and pumpless AVTT, designed to work in the field in autonomous mode. Simulation of thermal modes of the air cooler of the system of receiving water from atmospheric air is performed. The original scheme of the air cooler as a part of systems of reception of water from atmospheric air with the regenerative heat exchanger on the basis of two-phase thermosyphons is offered. An analysis of typical climatic zones with a shortage of water resources, which showed that the process of obtaining water from the air is the most energy-intensive in the winter, and the most energy-efficient - in the summer.