Запропоновано багатокритеріальний підхід для розробки моделей оцінки альтернатив за умов переведення холодильного обладнання на сучасні холодоагенти. Розроблено моделі оцінки небезпеки холодоагентів з застосуванням адитивних функцій і апріорних процедур, що забезпечує достатньо повне урахування прямих та посередницьких факторів глобального та локального ризику. Наведений підхід передбачає здійснення оцінок небезпеки холодоагентів за умов ієрархічності екологічних цілей та змінних пріоритетів. Показано, що урахування динаміки пріоритетів спричинює зміну оцінки розрахункової небезпеки більшості сучасних холодоагентів на 40 % та сприяє створенню умов для виникнення привілейованих альтернатив під час прийняття рішень стосовно зміни небезпечних робочих тіл. За цього інтрументом багатокритеріального аналізу є розроблена інформаційно обчислювальна система EcoRef для визначення екологічних показників холодоагентів та сформована база даних для 150-ти чистих речовин та сумішей. Розроблено рекомендації щодо вибору у межах виявлених "областей безпеки" переважних холодоагентів для системи охолодження різного призначення, що має важливе практичне значення для прийняття екологічно обгрунтованих рішень з метою зниження техногенного навантаження у галузі.

  Скачати повний текст

Досліджено багатокритеріальний підхід у розробці моделей термодинамічної та фазової поведінки природних робочих тіл - перспективного середовища для створення екологічно безпечних технологій знищення органічних забруднень, надкритичної екстракції, заміни озоноруйнуючих речовин у холодильній техніці. Встановлено, що нейронні мережі є потужним інструментом для узагальнення великої кількості несистематизованих даних про підгінні параметри моделей, що істотно використовують експериментальну інформацію і які не можна теоретично оцінити. З'ясовано, що використання надійно визначених критичних параметрів робочих тіл у сполученні з термодинамічно строгими критеріями азеотропії та нейронними мережами, що генерують емпіричні дані про параметри перехресної взаємодії, дозволяє апріорно прогнозувати появу азеотропії у бінарних сумішах холодоагентів. Зазначено, що основні результати дослідження, які прогнозують термодинамічну та фазову поведінку в системах надкритична вода - органічний забруднювач, надкритичний двоокис вуглецю - біологічні молекули мають практичне значення для проектування теплотехнічного обладнання для нових екологічно безпечних технологій.

  Скачати повний текст

Проведено експериментально-розрахункове вивчення в'язкості розчинів холодоагентів з компресорними мастилами. З використанням одержаної інформації розроблено таблиці довідкових даних стосовно в'язкості реальних робочих тіл: R-600a/Reniso WF 15A, R-245fa/Planetelf ACD 100FY. Наведено результати комплексного експериментально-розрахункового дослідження теплофізичних властивостей компресорних мастил: ХМІ Азмол, ХС 15, ХС 40, Planetelf ACD 100 FY, Reniso WF 15A, Mogul ONF 46, Lunaria FR 32, Castrol Icematic SW22, Castrol Icematic SW32. Створено два оригінальні експериментальні стенди для дослідження в'язкості рідин за методом кульки, що котиться і для визначення молекулярної маси та тиску пари на лінії кипіння компресорних мастил. З використанням теорії термодинамічної подібності запропоновано модель для опису температурної залежності в'язкості для чистих холодоагентів, сумішевих холодоагентів і РХМ у всьому діапазоні концентрацій. Розроблено методику прогнозування в'язкості для чистих холодоагентів, сумішевих холодоагетнів і РХМ, яка передбачає застосування структурно-адитивного підходу та використання обмеженої емпіричної інформації. Установлено зв'язок між парахором, ортохором, молярною рефракцією, критичним молярним об'ємом і критичною амплітудою для різниці густин на лінії кипіння та конденсації. Запропоновано нову кореляцію між показниками заломлення та густиною рідини. Розроблено таблиці довідкових даних з капілярної сталої, густини, показника заломлення, в'язкості, молекулярної маси та тиску на лінії кипіння компресорних мастил: ХМІ Азмол, ХС 15, ХС 40, Planetelf ACD 100 FY, Reniso WF 15A, Mogul ONF 46, Lunaria FR 32, Castrol Icematic SW22, Castrol Icematic SW32. Розроблено таблиці довідкових даних з в'язкості реальних робочих тіл: R-600a/ХМІ Азмол, R-600a/Reniso WF 15A, R-245fa/Planetelf ACD 100FY. Побудовано зручні для практики застосування діаграми в'язкість - тиск - температура для робочих тіл: R-600a/ХМІ Азмол, R-600a/Reniso WF 15A, R-245fa/Planetelf ACD 100FY.

  Скачати повний текст

Проведено комплексне експериментально-розрахункове вивчення фазових рівноваг, термічних і калоричних властивостей на лінії насичення розчинів холодоагенту R-600a з мінеральним компресорним мастилом Reniso WF 15A. З використанням одержаної інформації таблиць довідкових даних щодо термічних і калоричних властивостей для реального робочого тіла розроблено R-600a / компресорне мастило Reniso WF 15A, а також діаграми тиск-ентальпія та ентальпія-концентрація (діаграми Меркеля). Досліджено вплив домішок мастила на показники енергетичної ефективності компресорної системи. З використанням експериментальної установки проведено дослідження термодинамічних властивостей розчинів холодоагент / мастило (РХМ), а саме: фазові рівноваги, поверхневий натяг і густину розчинів холодоагенту R-600a / з компресорним мастилом Reniso WF 15A. Створено експериментальну установку та проведено експериментальні дослідження калоричних властивостей розчинів холодоагент / мастило. З використанням одержаних експериментальних даних розроблено діаграми тиск-ентальпія та ентальпія-концентрація. Наведено експериментальні дані щодо термічних і калоричних властивостей для реального робочого тіла R-600a / Reniso WF 15A. Для даного реального робочого тіла проведено теоретичне дослідження впливу домішок мастила у холодоагенті на показники ефективності холодильного циклу. Показано, що присутність домішок мастила у холодоагенті призводить до значного зниження холодопродуктивності та холодильного коефіцієнта. Досліджено вплив концентрації мастила у холодоагенті перед дросельним пристроєм, а також величини перегріву робочого тіла у випарнику на показники енергетичної ефективності циклу. Показано, що підбір оптимального сорту мастила та альтернативного холодоагенту має важливе значення. Розроблено практичні рекомендації для забезпечення нормальної циркуляції домішок мастила у холодоагенті R-600a за контуром холодильної системи. За результатами дослідження показано, що використання регенеративного теплообмінника з застосуванням у холодильному обладнанні холодоагенту R-600a дозволяє значною мірою зменшити негативну наявність домішок мастила у випарнику та підвищити показники енергетичної ефективності термодинамічного циклу компресорної системи.

  Скачати повний текст

Шляхом комплексного математичного моделювання з послідовною експериментальною перевіркою одержаних результатів знайдено узагальнену залежність ефективності парокомпресійних холодильних маших (ХМ), теплових насосів (ТН) від ступеня термогідравлічної незворотності процесів в основних блоках і елементах трубної обв'язки за різних ступенів складності схемних рішень і використання різних холодоагентів. З використанням запропонованого нового ентропійного методу визначення теплопродуктивності ТН і холодопродуктивності ХМ за неізобарних фазових перетворень одержано узагальнене кореляційне співвідношення, яке відображає взаємозв'язки ступенів впливу практично всіх незалежних режимно-геометричних чинників, від яких залежить рівень термодинамічної ефективності ХМ і ТН. Запропоновано методику, яка дозволяє на стадії передпроектних конструкторських розробок проаналізувати вплив гідравлічного опору вздовж тракту циркуляції холодоагенту на значення холодильного коефіцієнта залежно від критерію структурної сладності схеми. Для різних холодоагентів одержано відповідне узагальнювальне кореляційне рівняння. На підставі результатів енергоаудиту експлуатації ХМ у складі сучасного підприємства харчової промисловості запропоновано перспективні схемні рішення для комбінованого виробництва холоду та тепла за рахунок переведення застарілого холодильного обладнання в режим роботи ТН з використанням теплоти конденсації працюючих ХМ. Для технологічних схем, у яких ХМ і ТН працюють у єдиному комплексі тепло- та холодопостачання, запропоновано методику визначення зони робочих температур конденсації та випаровування, у межах якої застосування ТН є економічно доцільним. Виконано випробування натурного промислового фрагмента холодильної станції, що дозволило встановити адекватність запропонованої розрахункової методики визначення впливу термогідравлічної незворотності процесів, яка з достатньою точністю може використовуватися під час розв'язання прямих та зворотніх задач проектування холодильної техніки.

  Скачати повний текст

З метою вирішення важливої народногосподарської проблеми економії енергії та покращення стану довкілля обгрунтовано необхідність впровадження у технологічні процеси вихрових апаратів, що працюють за замкнутим циклом на альтернативних видах палива і дозволяють зменшити енергоспоживання. Обгрунтовано теорію вихрових гетерогенних потоків у процесах змішування або поділу на компоненти та проаналізовано зміни газодинамічних параметрів під час взаємодії основного й набігаючого потоків у зонах вільного, змушеного та потенційного вихрів. На підставі всебічного дослідження динаміки газодинамічних функцій і параметрів у вихрових потоках розроблено напівпромислові та промислові зразки сепараторів, випаровучів-змішувачів і холодильних агрегатів з урахуванням вимог технологічних процесів термостатування, сепарування та підготовки робочих сумішей для найбільш ефективного згоряння. Відзначено, що запропоновані вихрові газодинамічні апарати менш енерго- та металоємні, більш надійні, мають менші габарити та вартість у порівнянні з існуючими за рахунок відсутності в їх конструкції рухливих вузлів і систем і покращених екологічних показників завдяки функціонуванню за замкнутим циклом. Результати практичних випробувань використано для розробки методу розрахунку вихрових апаратів.

  Скачати повний текст

Наведено метод діагностики холодильних і теплонасосних систем, що дозволяє за заданих умов та обсягах виробництва ідентифікувати відхилення штатних режимів роботи від еталонних методом визначення внутрішньокомпонентних і структурних необоротностей в окремих підсистемах та установці у цілому, а також визначити можливі заходи для підвищення ефективності. Для діючої аміачної холодильної установки на основі здійснення діагностики встановлено збільшення ексергоекономічної вартості виробництва холоду на 6,75 %, витрати електроенергії на 4,97 %, амортизаційної складової на 7,29 % і зниження холодильного коефіцієнта на 8,28 % у штатному режимі у порівнянні з еталонним. Виявлено такі можливі коректування експлуатаційних характеристик установки, врахування яких дає зниження ексергоекономічної вартості виробництва холоду на 2,28 % і витрати електроенергії на 10,93 %, у разі чого електричний холодильний коефіцієнт підвищується у 1,16 рази у порівнянні зі штатним режимом. Зазначено, що у своїй основі діагностика ефективності використовує спеціально створену моделюючу багаторівневу модульну систему TT-RH, що забезпечує формування комп'ютерно-орієнтованих моделей термотрансформаторів, які працюють за схемами R, H і RH. Доведено, що дана система дозволяє проводити параметричний та структурний аналіз на етапі передпроектних розробок, визначити термодинамічну ефективність окремих процесів у заданому діапазоні змін параметрів, формувати довільні запити типових проектних процедур.

  Скачати повний текст

Зазначено, що основним напрямком переведення холодильного обладнання на альтернативні холодоагенти є пошук можливостей економії матеріальних та енергетичних ресурсів і зниження антропогенного навантаження на навколишнє середовище у процесі виробництва штучного холоду. Запропоновано нові коефіцієнти для оцінки еколого-термоекономічної ефективності холодильного обладнання, які сприяють розвитку існуючої у країнах Європейського Союзу концепції оцінки ефективності використання енергетичних ресурсів за повний "життєвий цикл" обладнання (стандарти серії ISO 14 000). Здійснено кількісну оцінку екологічної доцільності застосування натуральних пожежонебезпечних холодоагентів у різних типах холодильного обладнання. Доведено, що екологічний ефект від регулювання емісії галоїдопохідних холодоагентів може набагато перевищувати наслідки від термодинамічно обгрунтованого вибору енергетично ефективного робочого тіла. Розглянуто внесок різних факторів в еколого-енергетичну ефективність різних типів даного обладнання. Проведено зіставлення та аналіз причин розходження у значеннях показників енергетичної ефективності обладнання, одержаних за результатами теоретичних досліджень та експлуатаційних випробувань.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано та підвищено енергоефективність роботи холодильних машин split-кондиціонерів і запропоновано новий метод їх ексергетичного аналізу, який пристосований для всебічного термодинамічного дослідження процесу роботи цих холодильних машин. Створено дослідницьку комп'ютерну програму ексергетичного аналізу процесу роботи холодильних машин split-кондиціонерів для з'ясування впливу різних факторів, які визначають процес роботи даних холодильних машин, на ексергетичний ККД і технічні характеристики split-кондиціонерів і втрати ексергії в їх елементах. Одержано універсальні залежності для визначення ексергетичного ККД і втрат ексергії в окремих елементах холодильних машин split-кондиціонерів і запропоновано ефективні енергозберігальні умови їх експлуатації. Запропоновано спосіб підвищення енергозберігальності місцевих автономних кондиціонерів за допомогою визначення ефективного енергозберігального співвідношення між витратами повітря на випарнику та конденсаторі холодильної машини split-кондиціонера. Розроблено пропозиції з вдосконалення роботи елементів холодильних машин split-кондиціонерів, які впливають на зменшення втрат ексергії в них і загальне підвищення ексергетичного ККД кондиціонера.

  Скачати повний текст

Досліджено проблему зниження енергоспоживання в апаратах з абсорбційно-дифузійними холодильними машинами (АДХМ). Розглянуто питання організації оптимальних, з позиції енергозбереження, режимів роботи перекачувального термосифону АДХМ шляхом розподілу (за часом та поверхнею) теплового навантаження; оптимізації теплових режимів теплообмінника розчинів АДХМ за рахунок модифікації теплоізоляційного покриття. Встановлено, що максимальний ефект енергозбереження (до 30 %) досягається за рахунок організації раціональних теплових режимів генераторного вузла та систем управління режимами теплопідводу.

  Скачати повний текст

Розроблено енергетично ефективні, з широкими функціональними можливостями, системи одно- та двоканального, а також частково інваріантного до збурення керування побутовими холодильними приладами, нечіткого керування тиском/витратою повітряних сумішів мікрокомпресорів апаратів штучної вентиляції легенів, керування продуктивністю електричних виконавчих механізмів компресорів. Запропоновано методи ідентифікації електричного холодильного коефіцієнта та параметрів основних елементів систем керування. Встановлено інформаційно-вимірювальне обладнання та проведено експериментальні дослідження. Створені системи керування впроваджено на машинобудівних підприємствах України.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Розроблено науково-технічні основи створення енергоощадних побутових абсорбційних холодильних приладів. Обгрунтовано напрями створення таких холодильних приладів. Показано, що склад інертного газу не впливає на ефективність циклу. Створено енергоощадні конструкції випарника, рідинного теплообмінника, абсорбера, генераторних вузлів з теплоізоляцією у вигляді засипки гранул з високопористого комірчастого матеріалу, холодильника з витяжним каналом. Запропоновано новий підхід до вибору товщини теплоізоляції камер і новий принцип конструювання абсорбційних холодильників на базі теплових труб і термосифонів. Обгрунтовано доцільність застосування мідного високопористого матеріалу, що стискається, як заповнювача у зоні теплового зв'язку та теплоізоляційного кожуха за всією висотою підйомної ділянки дефлегматора. Розроблено математичну модель нестаціонарних температурних полів холодильників з тепловими трубами, що дозволяє проводити вибір числа теплових труб. Показано енергетичну ефективність форсування теплового навантаження, що підводиться, у період пуску абсорбційних морозильників і способу управління з постійним підведенням теплового навантаження та контролем температури на виході дефлегматора. Зазначено, що перспективним напрямом енергоощадження у побутовій техніці є розробка приладів, що суміщають функції холодильного зберігання та теплової обробки харчових продуктів. Показано, що установка додаткової теплової камери не призводить до зростання енергоспоживання та не погіршує експлуатаційні характеристики камер охолоджування. Показано, що запропоновані моделі холодильників перевищують за екологічними характеристиками кращі аналоги, експлуатація нових холодильників на органічному паливі чинитиме сумірний або менший у порівнянні з компресійними аналогами техногенний вплив на навколишнє середовище.

  Скачати повний текст

Розроблено науково-технічні засади підвищення ефективності холодильного устаткуванння шляхом застосування двофазних струминних апаратів з ефектом теплової компресії як охолоджувачів потоків перегрітої аміачної пари та її сумішей з рідким мастилом. Наведено результати дослідження апаратів контактного дисперсного високошвидкісного охолодження для зняття перегріву аміачної пари у процесі міжступеневого стискування, а також охолодження потоку суміші пари та рідкого мастила у гвинтовому компресорі. Доведено, що використання одержаних результатів визначає нові конструктивно-схемні рішення, які підвищують безпеку експлуатації та енергетичну ефективність промислового багатоступеневого аміачного холодильного обладнання. Результати дослідження впроваджено у вітчизняній холодильній промисловості, країнах СНД і за кордоном.

  Скачати повний текст

Розроблено стратегію зниження емісії парникових газів за умов виробництва побутових холодильників на прикладі АТ "НОРД", що використовує як критерій стійкого розвитку кліматичну характеристику життєвого циклу виробу. Доведено, що основний вплив на зазначену характеристику побутового холодильника здійснюють непрямі ефекти глобального потепління, які є результатом споживання енергії у процесах добування сировини та матеріалів, виробництві, експлуатації та утилізації побутового холодильника. На підставі аналізу повного життєвого циклу побутових холодильників, що використовують як холодоагенти вуглеводні (R600a) і фторвуглеводні (R134a), виявлено перевагу холодильних агрегатів, що працюють на природних робочих речовинах. Показано, що можливі витоки з системи охолодження побутового холодильника, які вимагають сервісного обслуговування протягом строку експлуатації, становлять менше 10 % від загальної дози заправлення. Одержано тривимірні розподіли полів швидкостей і температур у реальних моделях камер побутових холодильників, що імітують результати теплових впливів під час приймально-здавальних випробувань і створюють підстави для розробки комп'ютерної системи діагностики якості продукції, що випускається. Запропоновано моделі нейронних мереж, які відтворюють з високою точністю результати калориметричних тестів за різних зовнішніх умов і є ефективним інструментом для інтерполяції та прогнозування втрати маси холодоагенту та потужності компресорів побутових холодильників у широкому температурному діапазоні. Штучні нейронні мережі використано як критерії відбору продукції під час проведення температурних тестів даних холодильників за нестаціонарних режимів, що суттєво зменшило кількість і час приймально-здавальних випробувань за серійного виробництва побутових холодильників "НОРД".

  Скачати повний текст

Наведено результати досліджень щодо підвищення ефективності малих холодильних машин на основі суміші аміаку з фторопохідними вуглеводнів. Розроблено стратегію пошуку азеоропних композицій аміаку з пожежобезпечними домішками, яка забезпечує одержання раціональних критеріїв сталого розвитку малих холодильних маших і теплових насосів за рахунок компромісу між високою енергетичною ефективністю системи та мінімізацією ризику займання суміші. Розроблено адекватні математичні моделі термодинамічної та фазової поведінки систем аміак - фторопохідні циклічні вуглеводні на основі однорідинних рівнянь стану Пенга - Робінсона для суміші та побудовано діаграми стану тиск - ентальпія для азеотропних концентрацій. Проаналізовано термодинамічну ефективність і показано переваги пожежобезпечних композицій аміаку з RC318 у порівнянні з традиційними промисловими холодоагентами, які використовуються у малих холодильних машинах і теплових насосах. Завдяки проведеним експериментальним дослідженням раніше невивчених нижніх меж займання сумішей аміаку з фторпохідними вуглеводнями встановлено раціональні співвідношення концентрацій, що забезпечують сполучення достатньо високої енергетичної ефективності та мінімальної пожежонебезпеки. Експериментально досліджено холодопродуктивність компресорів, які працюють на сумішах аміак - фторопохідні вуглеводні. Здійснено оптимальний вибір композиції суміші на основі розробленої математичної моделі енергетичної ефективності холодильної системи за межі параметрів стану. Розроблено рекомендації щодо практичного використання суміші аміак - С318.

  Скачати повний текст

Проаналізовано відмови у роботі побутових холодильників через витоки в них ізобутану та мікропошкоджень їх компресорної системи. Розроблено й обгрунтовано комплексний метод стендових досліджень побутових холодильників, що працюють з витоками ізобутану в лініях нагнітання та всмоктування, термодинамічних і теплофізичних процесів у даних холодильниках за цих умов, а також формування, займання від теплового імпульсу та горіння ізобутаноповітряної суміші біля місця розгерметизації компресорної системи з урахуванням факторів зовнішнього середовища, а також ступеня пожежонебезпеки, що за цього створюється. З урахуванням результатів виконаних досліджень сформульовано концептуальну засаду забезпечення надійності та безпеки побутових холодильників, що працюють на ізобутані, яка має бути реалізована на стадіях їх проектування, масового виробництва та сервісного обслуговування. Визначено доцільність урахування положень запропонованої засади під час розробки стандартів і рекомендацій стосовно технічної безпеки малої холодильної техніки.

  Скачати повний текст

Розроблено схемні рішення альтернативних систем з урахуванням мінімізації енерговитрат і екологічно шкідливих наслідків. Показано, що, як зовнішнє горіюче джерело для таких систем оптимальною є сонячна енергія, яка повністю або частково забезпечує регенерацію абсорбенту та безперервність циклу. Оптимальними для альтернативних систем рекомендовано тепло-масообмінні апарати (ТМА) плівкового типу з регулярною шорсткістю поверхні (РШ) за умов поперечно точної схеми взаємодії робочих потоків. Як джерело тепла для регенерації абсорбенту у відкритих абсорбційних системах прийнято систему з плоскими сонячними колекторами. Наведено експериментальні характеристики такої системи. Розроблено математичні моделі основних робочих процесів в альтернативних системах: осушування повітря та сонячної регенерації абсорбенту; випаровуваного охолодження; накопичування тепла для регенерації абсорбенту в геосистемі з плоскими сонячними колекторами. Проведено вибір робочих речовин для альтернативних систем з урахуванням їх теплофізичних властивостей, вартості та впливу на повітряне середовище та конструкційні матеріали. Встановлено, що відкритий абсорбційний цикл дає змогу вирішити задачі охолодження середовищ та їх термовологісної обробки для будь-яких параметрів зовнішнього повітря без штучного охолодження. При цьому зниження енерговитрат у порівнянні з парокомпресійними охолоджувачами складає 30 - 40 %. З використанням одержаних теоретичних та інженерних результатів розроблено повномасштабну пілотну установку АСКП.

  Скачати повний текст

Проведено експериментально-теоретичне дослідження перспективних апаратів осушування стисненого повітря (ОСП) з метою підвищення їх експлуатаційних характеристик. На підставі математичного моделювання та експериментальних досліджень проаналізовано практично всі схемно-конструктивні варіанти апаратів ОСП у широкому діапазоні режимних характеристик їх роботи. Запропоновано оптимальні конструктивні рішення, ефективність яких підтверджено лабораторними та промисловими випробуваннями апаратів.

  Скачати повний текст

Представлено математичну модель, що описує розподіл температурних полів у холодильних шафах компресійних побутових холодильників з урахуванням періодичності роботи холодильного агрегату. Доведено, що дана модель дозволяє проводити аналіз ефективності теплових режимів побутових холодильних шаф різних конструкцій. Наведено результати експериментальних і теоретичних досліджень роботи теплопередавальних панелей на базі замкненого двофазного термосифона, заправленого ізобутаном. На підставі проведених досліджень показано, що перенос тепла за допомогою даних панелей є ефективним засобом вирівнювання температурного поля в об'ємі холодильної камери, а ізобутан забезпечує ефективну роботу термосифона.

  Скачати повний текст