<?xml version="1.0"?>
<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Bulletin of Belgorod State Technological University named after. V. G. Shukhov</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Bulletin of Belgorod State Technological University named after. V. G. Shukhov</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="print">2071-7318</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">17559</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.12737/article_5968b450cbb1f2.30358807</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>Строительство и архитектура</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>Construction and architecture</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>Строительство и архитектура</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">ABSORPTION REFRIGERATING UNITS IN THE SYSTEMS OF TRIGENERATION</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>АДСОРБЦИОННЫЕ ХОЛОДИЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ  В СИСТЕМАХ ТРИГЕНЕРАЦИИ</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Бегдай</surname>
       <given-names>Станислав Николаевич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Begday</surname>
       <given-names>Stanislav Nikolaevich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Сторожук</surname>
       <given-names>Татьяна Александровна</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Storozhuk</surname>
       <given-names>Tat'yana Aleksandrovna</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-2"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Кубанский государственный аграрный университет им. И.Т. Трубилина</institution>
     <city>Краснодар</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Кубанский государственный аграрный университет им. И.Т. Трубилина</institution>
     <city>Краснодар</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-2">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Кубанский государственный аграрный университет им. И.Т. Трубилина.</institution>
     <city>Краснодар</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Кубанский государственный аграрный университет им. И.Т. Трубилина.</institution>
     <city>Краснодар</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <volume>2</volume>
   <issue>8</issue>
   <fpage>88</fpage>
   <lpage>93</lpage>
   <self-uri xlink:href="https://naukaru.ru/en/nauka/article/17559/view">https://naukaru.ru/en/nauka/article/17559/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>На сегодняшний момент не все возводимые здания и сооружения в полной мере не могут быть обеспеченны сетевыми энергоресурсами. Стали множиться отказы в выдаче технических условий, на ряду с этим увеличилась цена за подсоединение. Решением данной проблемы может служить газопоршневые или газотурбинные установки. При условии, что грамотно посчитан энергобаланс здания и соответствующим образом подошли к использованию вырабатываемых энергоресурсов, то есть загрузка находится на приемлемом для данного агрегата уровня. Данные установки могут обеспечить здание  теплом, холодом и электроэнергией при сравнительно не больших материальных затратах. Не выгодным является использование данных установок в межсезонье, когда внутренний температурный режим соответствует наружному, в это время целесообразно пользоваться сетевыми ресурсами.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>To date, not all of the buildings and structures that can be built are fully able to be provided with grid energy resources. Failures to issue technical specifications began to multiply, along with the price for connection increased. The solution to this problem can be gas piston or gas turbine installations. Provided that the energy balance of the building has been correctly calculated and appropriately approached the use of energy resources, that is, the load is at an acceptable level for this unit. These installations can provide the building with heat, cold and electricity at relatively low material costs. It is not advantageous to use these installations in the off-season when the internal temperature regime corresponds to the outdoor temperature, at which time it is advisable to use network resources.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>солнечный коллектор</kwd>
    <kwd>адсорбционная холодильная машина</kwd>
    <kwd>тригенерация</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>solar collector</kwd>
    <kwd>absorption refrigerating machine</kwd>
    <kwd>trigeneration</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p>Введение. На первый взгляд может показаться, что из-за разности энергозагруженности конкретно рассматриваемого здания, использование выше указанных установок не имеет смысла, и может оказаться, что в некоторых случаях это так и есть, но если потребление сбалансировано, то установки могут использоваться. Так же стоит отметить что более массово данная технология может использоваться совместно с адсорбционными холодильными машинами в режиме тригенерации [1, 2, 9, 8, 16].Для повышения эффективности комбинированных гелиоколлекторных установок с солнечными батареями (кгусб) в летний период, когда у потребителей значительно снижается потребность в тепле, и растут затраты энергии на кондиционирование, комбинированная установка используют еще и для производства холода, то есть в режиме тригенерации [3–6].Производство холода в адсорбционной машине достигается вследствие трансформации тепла путем сочетания прямого цикла превращения его в работу и обратного цикла – получения холода с расходом работы. В осуществлении цикла холодильной машины участвуют три источника тепла: нагреватель, окружающая среда и охлаждающий объект [12–15].В адсорбционных холодильных установках возможно использование избыточной теплоты, получаемой на гелиоколлекторной установки установке, с целью производства холода для технологических нужд. Комбинированных гелиоколлекторных установок с солнечными батареями с получением холода является дополнительным инструментом для стимуляции повышения энергетической эффективности сложных технологических процессов и предприятий в целом.Основная часть.  Выбор типа адсорбционной холодильной машины для тригенерационной установки определяется, главным образом, температурой охлаждения, требуемой для технологического процесса, и холодильной нагрузкой. если требуются температуры охлаждения более 0 °С, то используются бромистолитиевые адсорбционные холодильные машины.На рис. 1 приведена схема комбинированной гелиоколлекторной установок с солнечными батареями, которая включена в контур холодильной системы. В этой схеме теплота гелиоколлекторной установки используется в десорбере либо непосредственно (рис. 1, а), либо через промежуточный теплообменник, в котором теплота от теплоносителя гелиоколлекторной установки переходит в начале в теплоту горячей воды или пара (рис. 1, б) [11].Достоинством схемы «а» является отсутствие дополнительного теплообменника, удешевление установки, улучшение ее компоновки. Преимуществом схемы «б» является то, что пар или горячую воду, вырабатываемые для адсорбционной холодильной установки, можно использовать и для других целей, что делает установку универсальной.Система управления адсорбционной холодильной установки  работает, как правило, независимо от системы управления гелиоколлекторной установки. Если нет потребности в охлаждении, а гелиоколлекторная установка продолжает работать, то поток теплоносителя автоматически байпасирует контур десорбера адсорбционной холодильной установки. Рис. 1. Схема адсорбционной холодильной установки, работающей совместно с гелиоколлекторной установкой, при использовании теплоты теплоносителя (а) и горячей воды/пара (б) 1 – адсорбер; 2 – теплообменникрастворов; 3 – десорбер; 4 – конденсатор; 5 – парожидкостный теплообменник, 6 – испаритель; 7 – дроссельный вентиль раствора; 8 – дроссельный вентиль рабочего тела; 9 – насос крепкого раствора; 10 – контур раствора; 11 – холодильная установка; 12 – гелиоколлекторная установка  Технологические процессы с применением теплоты и холода, расходы которых изменяются во времени, можно оптимизировать, применяя адсорбционной холодильной машины в сочетании с буферным ледяным холодильником. Когда уменьшается или прекращается подача пара на адсорбционную холодильную машину (например – ночью), то включается «ледяной» буфер, а адсорбционная холодильная установка переходит на частичную мощность или вообще останавливается.На рис. 2 показана схема комбинированной гелиоколлекторной установки с солнечными батареями, в которой часть теплоты выхлопных от гелиоколлекторной установки используется в адсорбционной холодильной машине для получения холода, а другая для горячего водоснабжения [10].Еще один вариант тригенерационной установки показан на рис. 3.  Рис. 2. Схема тригенерационной установки на основе комбинированной гелиоколлекторной установкас солнечными батареямиРис. 3. Схема тригенерационной установки на базе комбинированная гелиоколлекторной установки с солнечными батареями, теплового насоса и адсорбционной холодильной машины  От предыдущей схемы она отличается тем, что третьим полезным продуктом (кроме электроэнергии и теплоты) является холодная вода (+7…+12 °C), циркулирующая в системе кондиционирования здания и вырабатываемая как в тепловом насосе, так и в адсорбционной холодильной машине.Сопоставление схем проводится по четырем основным показателям: электрический КПД электрогенерации hэ, коэффициент использования топлива Kит, эксергетический КПД системы hех, относительная экономия топлива Dgт, рассчитываемые по уравнениям: ,                           (1) ,                           (2) ,                           (3) ,             (4)где EQ, Eтоп – эксергия теплоты и топлива, соответственно; hэ.раз, hт.раз, Kраз – эффективность раздельной выработки электроэнергии, теплоты, холода; gтоп – расход топлива в микротурбинной генерации.Параметры адсорбционного процесса существенно зависят от температуры. Представляет интерес зависимость адсорбционного равновесия от температуры.Теория изотермы адсорбции была создана И. Ленгмюром, в дальнейшем вместо адсорбционного потенциала И. Ленгмюра получили  , где R – газовая постоянная, Т – температура, с1 и с2 - концентрация компонентов смеси, предлагается функция  , которая равна.  ,                                (5) где   – объем адсорбционного пространства, в котором действует адсорбционное поле;   – степень заполнения этого объема;   – предельная величина адсорбции в объеме   при давлении  . Связь величин   и   вытекает из уравнения (5): .        (6)Дифференцируя уравнение (6) по Т при  , получим .     (7)Рассматривая адсорбционную систему при  , можно установить аналогию термодинамических свойств такой системы и свойств объемного раствора.Величины   и   можно рассматривать как парциальные «избыточные» свободную энергию и энтропию, обусловленные молекулярными взаимодействиями, подобно тому, как это принято делать при термодинамическом анализе объемных растворов. Поэтому производную   можно назвать парциальной «энтропией взаимодействий» (  ), а величина   – парциальной «энтропией смешения» (  ) при образовании идеальной адсорбционной системы. Вводя эти обозначения в уравнение (7), получим .     (8)Величина   связана с дифференциальной энтропией адсорбции   уравнением .      (9)в котором второй член может быть получен дифференцированием изотермы адсорбции, где   – коэффициент теплового расширения насыщенной адсорбционной фазы при  .По уравнению Гиббса-Гельмгольца, написанного для адсорбционного равновесия при   , и на основании уравнения (9) можно показать, что ,         (10)где   – аналог чистой изостерической теплоты адсорбции, вычисляемый вдоль линии  . Можно доказать, что если в координатах  ,   изостеры адсорбции (  ) линейны, то линии   в тех же координатах будут также прямимы. В сравнительно узком интервале температур  , в котором изостеры линейны, величины   и  , в первом приближении, не зависят от Т, т.е.: ,  ,      (11)а поэтому для двух температур   и   можно написать .        (12)Подставив в уравнение (12) значение   из уравнения (8), после преобразований получим при   ,                       (13) где   –относительное давление, а индексы 1 и 2 указывают температуру.Уравнение (13) позволяет вычислить точку с координатами (  ,  ) на изотерме  , если известна точка (  ,  ) на изотерме   и величина  . Если изостеры линейны и условия (11) соблюдаются, то уравнение (13) можно считать точным. Величина   в общем случае нам неизвестна, однако уравнение (13) допускает два приближенных решения при   и при  . Если предположить, что  , то мы получим уравнение  при  ,  (14)которое представляет собой условие температурной инвариантности характеристической кривой и позволяет вычислять температурную зависимость изотерм адсорбции для данной области , в которой выполняется условие  .Рассмотрим теперь второе возможное приближенное решение при  . Проведенные нами вычисления   в зависимости от   для ряда систем показали, что во многих случаях энтропия взаимодействия мала во всем интервале  , и в уравнении (13) величиной   можно пренебречь. При условии   из уравнения (13) получим . (15)Уравнение (15) позволяет решить задачу, поставленную во втором приближении по сравнению с уравнением (14). При больших   оба уравнения дают примерно одинаковые результаты, так как величина   мала. При малых   уравнение (14) приводит к большим относительным ошибкам в величине  , так как при   для выполнения условия   величина   должна стремится к бесконечности, что не имеет физического смысла и приводит к бесконечно большому значению начальной теплоты адсорбции. В отличии от этого уравнения (15) при   дает гораздо меньшую относительную ошибку величины  , так как в этой области естественно пренебречь конечной и малой величиной   по сравнению с  . Поэтому при малых   уравнение (15) должно давать гораздо лучшее согласие с опытом, чем уравнение (14).В заключение приведем метод определения конечных параметров аккумулирования системы теплообменник – грунт.Примем, что  , где Уравнение процесса теплообмена (  ) определяется соотношениями: , (16)  .                       (17)   , если  .      (18)Линейный масштаб эффективного аккумулирования: .               (19)Теплота, аккумулированная грунтом:  .                                          (20) В этих уравнениях Rэ – термическое сопротивление грунта; Z – рабочая высота теплообменника.Выводы. Комбинированная технология получения электроэнергии, теплоты и холода позволяет расширить круг предприятий, заинтересованных во внедрении систем тригенерации на основе комбинированной гелиоколлекторной установки с солнечными батареями.Введение. На первый взгляд может показаться, что из-за разности энергозагруженности конкретно рассматриваемого здания, использование выше указанных установок не имеет смысла, и может оказаться, что в некоторых случаях это так и есть, но если потребление сбалансировано, то установки могут использоваться. Так же стоит отметить что более массово данная технология может использоваться совместно с адсорбционными холодильными машинами в режиме тригенерации [1, 2, 9, 8, 16].Для повышения эффективности комбинированных гелиоколлекторных установок с солнечными батареями (кгусб) в летний период, когда у потребителей значительно снижается потребность в тепле, и растут затраты энергии на кондиционирование, комбинированная установка используют еще и для производства холода, то есть в режиме тригенерации [3–6].Производство холода в адсорбционной машине достигается вследствие трансформации тепла путем сочетания прямого цикла превращения его в работу и обратного цикла – получения холода с расходом работы. В осуществлении цикла холодильной машины участвуют три источника тепла: нагреватель, окружающая среда и охлаждающий объект [12–15].В адсорбционных холодильных установках возможно использование избыточной теплоты, получаемой на гелиоколлекторной установки установке, с целью производства холода для технологических нужд. Комбинированных гелиоколлекторных установок с солнечными батареями с получением холода является дополнительным инструментом для стимуляции повышения энергетической эффективности сложных технологических процессов и предприятий в целом.Основная часть.  Выбор типа адсорбционной холодильной машины для тригенерационной установки определяется, главным образом, температурой охлаждения, требуемой для технологического процесса, и холодильной нагрузкой. если требуются температуры охлаждения более 0 °С, то используются бромистолитиевые адсорбционные холодильные машины.На рис. 1 приведена схема комбинированной гелиоколлекторной установок с солнечными батареями, которая включена в контур холодильной системы. В этой схеме теплота гелиоколлекторной установки используется в десорбере либо непосредственно (рис. 1, а), либо через промежуточный теплообменник, в котором теплота от теплоносителя гелиоколлекторной установки переходит в начале в теплоту горячей воды или пара (рис. 1, б) [11].Достоинством схемы «а» является отсутствие дополнительного теплообменника, удешевление установки, улучшение ее компоновки. Преимуществом схемы «б» является то, что пар или горячую воду, вырабатываемые для адсорбционной холодильной установки, можно использовать и для других целей, что делает установку универсальной.Система управления адсорбционной холодильной установки  работает, как правило, независимо от системы управления гелиоколлекторной установки. Если нет потребности в охлаждении, а гелиоколлекторная установка продолжает работать, то поток теплоносителя автоматически байпасирует контур десорбера адсорбционной холодильной установки. Рис. 1. Схема адсорбционной холодильной установки, работающей совместно с гелиоколлекторной установкой, при использовании теплоты теплоносителя (а) и горячей воды/пара (б) 1 – адсорбер; 2 – теплообменникрастворов; 3 – десорбер; 4 – конденсатор; 5 – парожидкостный теплообменник, 6 – испаритель; 7 – дроссельный вентиль раствора; 8 – дроссельный вентиль рабочего тела; 9 – насос крепкого раствора; 10 – контур раствора; 11 – холодильная установка; 12 – гелиоколлекторная установка  Технологические процессы с применением теплоты и холода, расходы которых изменяются во времени, можно оптимизировать, применяя адсорбционной холодильной машины в сочетании с буферным ледяным холодильником. Когда уменьшается или прекращается подача пара на адсорбционную холодильную машину (например – ночью), то включается «ледяной» буфер, а адсорбционная холодильная установка переходит на частичную мощность или вообще останавливается.На рис. 2 показана схема комбинированной гелиоколлекторной установки с солнечными батареями, в которой часть теплоты выхлопных от гелиоколлекторной установки используется в адсорбционной холодильной машине для получения холода, а другая для горячего водоснабжения [10].Еще один вариант тригенерационной установки показан на рис. 3.  Рис. 2. Схема тригенерационной установки на основе комбинированной гелиоколлекторной установкас солнечными батареямиРис. 3. Схема тригенерационной установки на базе комбинированная гелиоколлекторной установки с солнечными батареями, теплового насоса и адсорбционной холодильной машины  От предыдущей схемы она отличается тем, что третьим полезным продуктом (кроме электроэнергии и теплоты) является холодная вода (+7…+12 °C), циркулирующая в системе кондиционирования здания и вырабатываемая как в тепловом насосе, так и в адсорбционной холодильной машине.Сопоставление схем проводится по четырем основным показателям: электрический КПД электрогенерации hэ, коэффициент использования топлива Kит, эксергетический КПД системы hех, относительная экономия топлива Dgт, рассчитываемые по уравнениям: ,                           (1) ,                           (2) ,                           (3) ,             (4)где EQ, Eтоп – эксергия теплоты и топлива, соответственно; hэ.раз, hт.раз, Kраз – эффективность раздельной выработки электроэнергии, теплоты, холода; gтоп – расход топлива в микротурбинной генерации.Параметры адсорбционного процесса существенно зависят от температуры. Представляет интерес зависимость адсорбционного равновесия от температуры.Теория изотермы адсорбции была создана И. Ленгмюром, в дальнейшем вместо адсорбционного потенциала И. Ленгмюра получили  , где R – газовая постоянная, Т – температура, с1 и с2 - концентрация компонентов смеси, предлагается функция  , которая равна.  ,                                (5) где   – объем адсорбционного пространства, в котором действует адсорбционное поле;   – степень заполнения этого объема;   – предельная величина адсорбции в объеме   при давлении  . Связь величин   и   вытекает из уравнения (5): .        (6)Дифференцируя уравнение (6) по Т при  , получим .     (7)Рассматривая адсорбционную систему при  , можно установить аналогию термодинамических свойств такой системы и свойств объемного раствора.Величины   и   можно рассматривать как парциальные «избыточные» свободную энергию и энтропию, обусловленные молекулярными взаимодействиями, подобно тому, как это принято делать при термодинамическом анализе объемных растворов. Поэтому производную   можно назвать парциальной «энтропией взаимодействий» (  ), а величина   – парциальной «энтропией смешения» (  ) при образовании идеальной адсорбционной системы. Вводя эти обозначения в уравнение (7), получим .     (8)Величина   связана с дифференциальной энтропией адсорбции   уравнением .      (9)в котором второй член может быть получен дифференцированием изотермы адсорбции, где   – коэффициент теплового расширения насыщенной адсорбционной фазы при  .По уравнению Гиббса-Гельмгольца, написанного для адсорбционного равновесия при   , и на основании уравнения (9) можно показать, что ,         (10)где   – аналог чистой изостерической теплоты адсорбции, вычисляемый вдоль линии  . Можно доказать, что если в координатах  ,   изостеры адсорбции (  ) линейны, то линии   в тех же координатах будут также прямимы. В сравнительно узком интервале температур  , в котором изостеры линейны, величины   и  , в первом приближении, не зависят от Т, т.е.: ,  ,      (11)а поэтому для двух температур   и   можно написать .        (12)Подставив в уравнение (12) значение   из уравнения (8), после преобразований получим при   ,                       (13) где   –относительное давление, а индексы 1 и 2 указывают температуру.Уравнение (13) позволяет вычислить точку с координатами (  ,  ) на изотерме  , если известна точка (  ,  ) на изотерме   и величина  . Если изостеры линейны и условия (11) соблюдаются, то уравнение (13) можно считать точным. Величина   в общем случае нам неизвестна, однако уравнение (13) допускает два приближенных решения при   и при  . Если предположить, что  , то мы получим уравнение  при  ,  (14)которое представляет собой условие температурной инвариантности характеристической кривой и позволяет вычислять температурную зависимость изотерм адсорбции для данной области , в которой выполняется условие  .Рассмотрим теперь второе возможное приближенное решение при  . Проведенные нами вычисления   в зависимости от   для ряда систем показали, что во многих случаях энтропия взаимодействия мала во всем интервале  , и в уравнении (13) величиной   можно пренебречь. При условии   из уравнения (13) получим . (15)Уравнение (15) позволяет решить задачу, поставленную во втором приближении по сравнению с уравнением (14). При больших   оба уравнения дают примерно одинаковые результаты, так как величина   мала. При малых   уравнение (14) приводит к большим относительным ошибкам в величине  , так как при   для выполнения условия   величина   должна стремится к бесконечности, что не имеет физического смысла и приводит к бесконечно большому значению начальной теплоты адсорбции. В отличии от этого уравнения (15) при   дает гораздо меньшую относительную ошибку величины  , так как в этой области естественно пренебречь конечной и малой величиной   по сравнению с  . Поэтому при малых   уравнение (15) должно давать гораздо лучшее согласие с опытом, чем уравнение (14).В заключение приведем метод определения конечных параметров аккумулирования системы теплообменник – грунт.Примем, что  , где Уравнение процесса теплообмена (  ) определяется соотношениями: , (16)  .                       (17)   , если  .      (18)Линейный масштаб эффективного аккумулирования: .               (19)Теплота, аккумулированная грунтом:  .                                          (20) В этих уравнениях Rэ – термическое сопротивление грунта; Z – рабочая высота теплообменника.Выводы. Комбинированная технология получения электроэнергии, теплоты и холода позволяет расширить круг предприятий, заинтересованных во внедрении систем тригенерации на основе комбинированной гелиоколлекторной установки с солнечными батареями.Введение. На первый взгляд может показаться, что из-за разности энергозагруженности конкретно рассматриваемого здания, использование выше указанных установок не имеет смысла, и может оказаться, что в некоторых случаях это так и есть, но если потребление сбалансировано, то установки могут использоваться. Так же стоит отметить что более массово данная технология может использоваться совместно с адсорбционными холодильными машинами в режиме тригенерации [1, 2, 9, 8, 16].Для повышения эффективности комбинированных гелиоколлекторных установок с солнечными батареями (кгусб) в летний период, когда у потребителей значительно снижается потребность в тепле, и растут затраты энергии на кондиционирование, комбинированная установка используют еще и для производства холода, то есть в режиме тригенерации [3–6].Производство холода в адсорбционной машине достигается вследствие трансформации тепла путем сочетания прямого цикла превращения его в работу и обратного цикла – получения холода с расходом работы. В осуществлении цикла холодильной машины участвуют три источника тепла: нагреватель, окружающая среда и охлаждающий объект [12–15].В адсорбционных холодильных установках возможно использование избыточной теплоты, получаемой на гелиоколлекторной установки установке, с целью производства холода для технологических нужд. Комбинированных гелиоколлекторных установок с солнечными батареями с получением холода является дополнительным инструментом для стимуляции повышения энергетической эффективности сложных технологических процессов и предприятий в целом.Основная часть.  Выбор типа адсорбционной холодильной машины для тригенерационной установки определяется, главным образом, температурой охлаждения, требуемой для технологического процесса, и холодильной нагрузкой. если требуются температуры охлаждения более 0 °С, то используются бромистолитиевые адсорбционные холодильные машины.На рис. 1 приведена схема комбинированной гелиоколлекторной установок с солнечными батареями, которая включена в контур холодильной системы. В этой схеме теплота гелиоколлекторной установки используется в десорбере либо непосредственно (рис. 1, а), либо через промежуточный теплообменник, в котором теплота от теплоносителя гелиоколлекторной установки переходит в начале в теплоту горячей воды или пара (рис. 1, б) [11].Достоинством схемы «а» является отсутствие дополнительного теплообменника, удешевление установки, улучшение ее компоновки. Преимуществом схемы «б» является то, что пар или горячую воду, вырабатываемые для адсорбционной холодильной установки, можно использовать и для других целей, что делает установку универсальной.Система управления адсорбционной холодильной установки  работает, как правило, независимо от системы управления гелиоколлекторной установки. Если нет потребности в охлаждении, а гелиоколлекторная установка продолжает работать, то поток теплоносителя автоматически байпасирует контур десорбера адсорбционной холодильной установки. Рис. 1. Схема адсорбционной холодильной установки, работающей совместно с гелиоколлекторной установкой, при использовании теплоты теплоносителя (а) и горячей воды/пара (б) 1 – адсорбер; 2 – теплообменникрастворов; 3 – десорбер; 4 – конденсатор; 5 – парожидкостный теплообменник, 6 – испаритель; 7 – дроссельный вентиль раствора; 8 – дроссельный вентиль рабочего тела; 9 – насос крепкого раствора; 10 – контур раствора; 11 – холодильная установка; 12 – гелиоколлекторная установка  Технологические процессы с применением теплоты и холода, расходы которых изменяются во времени, можно оптимизировать, применяя адсорбционной холодильной машины в сочетании с буферным ледяным холодильником. Когда уменьшается или прекращается подача пара на адсорбционную холодильную машину (например – ночью), то включается «ледяной» буфер, а адсорбционная холодильная установка переходит на частичную мощность или вообще останавливается.На рис. 2 показана схема комбинированной гелиоколлекторной установки с солнечными батареями, в которой часть теплоты выхлопных от гелиоколлекторной установки используется в адсорбционной холодильной машине для получения холода, а другая для горячего водоснабжения [10].Еще один вариант тригенерационной установки показан на рис. 3.  Рис. 2. Схема тригенерационной установки на основе комбинированной гелиоколлекторной установкас солнечными батареямиРис. 3. Схема тригенерационной установки на базе комбинированная гелиоколлекторной установки с солнечными батареями, теплового насоса и адсорбционной холодильной машины  От предыдущей схемы она отличается тем, что третьим полезным продуктом (кроме электроэнергии и теплоты) является холодная вода (+7…+12 °C), циркулирующая в системе кондиционирования здания и вырабатываемая как в тепловом насосе, так и в адсорбционной холодильной машине.Сопоставление схем проводится по четырем основным показателям: электрический КПД электрогенерации hэ, коэффициент использования топлива Kит, эксергетический КПД системы hех, относительная экономия топлива Dgт, рассчитываемые по уравнениям: ,                           (1) ,                           (2) ,                           (3) ,             (4)где EQ, Eтоп – эксергия теплоты и топлива, соответственно; hэ.раз, hт.раз, Kраз – эффективность раздельной выработки электроэнергии, теплоты, холода; gтоп – расход топлива в микротурбинной генерации.Параметры адсорбционного процесса существенно зависят от температуры. Представляет интерес зависимость адсорбционного равновесия от температуры.Теория изотермы адсорбции была создана И. Ленгмюром, в дальнейшем вместо адсорбционного потенциала И. Ленгмюра получили  , где R – газовая постоянная, Т – температура, с1 и с2 - концентрация компонентов смеси, предлагается функция  , которая равна.  ,                                (5) где   – объем адсорбционного пространства, в котором действует адсорбционное поле;   – степень заполнения этого объема;   – предельная величина адсорбции в объеме   при давлении  . Связь величин   и   вытекает из уравнения (5): .        (6)Дифференцируя уравнение (6) по Т при  , получим .     (7)Рассматривая адсорбционную систему при  , можно установить аналогию термодинамических свойств такой системы и свойств объемного раствора.Величины   и   можно рассматривать как парциальные «избыточные» свободную энергию и энтропию, обусловленные молекулярными взаимодействиями, подобно тому, как это принято делать при термодинамическом анализе объемных растворов. Поэтому производную   можно назвать парциальной «энтропией взаимодействий» (  ), а величина   – парциальной «энтропией смешения» (  ) при образовании идеальной адсорбционной системы. Вводя эти обозначения в уравнение (7), получим .     (8)Величина   связана с дифференциальной энтропией адсорбции   уравнением .      (9)в котором второй член может быть получен дифференцированием изотермы адсорбции, где   – коэффициент теплового расширения насыщенной адсорбционной фазы при  .По уравнению Гиббса-Гельмгольца, написанного для адсорбционного равновесия при   , и на основании уравнения (9) можно показать, что ,         (10)где   – аналог чистой изостерической теплоты адсорбции, вычисляемый вдоль линии  . Можно доказать, что если в координатах  ,   изостеры адсорбции (  ) линейны, то линии   в тех же координатах будут также прямимы. В сравнительно узком интервале температур  , в котором изостеры линейны, величины   и  , в первом приближении, не зависят от Т, т.е.: ,  ,      (11)а поэтому для двух температур   и   можно написать .        (12)Подставив в уравнение (12) значение   из уравнения (8), после преобразований получим при   ,                       (13) где   –относительное давление, а индексы 1 и 2 указывают температуру.Уравнение (13) позволяет вычислить точку с координатами (  ,  ) на изотерме  , если известна точка (  ,  ) на изотерме   и величина  . Если изостеры линейны и условия (11) соблюдаются, то уравнение (13) можно считать точным. Величина   в общем случае нам неизвестна, однако уравнение (13) допускает два приближенных решения при   и при  . Если предположить, что  , то мы получим уравнение  при  ,  (14)которое представляет собой условие температурной инвариантности характеристической кривой и позволяет вычислять температурную зависимость изотерм адсорбции для данной области , в которой выполняется условие  .Рассмотрим теперь второе возможное приближенное решение при  . Проведенные нами вычисления   в зависимости от   для ряда систем показали, что во многих случаях энтропия взаимодействия мала во всем интервале  , и в уравнении (13) величиной   можно пренебречь. При условии   из уравнения (13) получим . (15)Уравнение (15) позволяет решить задачу, поставленную во втором приближении по сравнению с уравнением (14). При больших   оба уравнения дают примерно одинаковые результаты, так как величина   мала. При малых   уравнение (14) приводит к большим относительным ошибкам в величине  , так как при   для выполнения условия   величина   должна стремится к бесконечности, что не имеет физического смысла и приводит к бесконечно большому значению начальной теплоты адсорбции. В отличии от этого уравнения (15) при   дает гораздо меньшую относительную ошибку величины  , так как в этой области естественно пренебречь конечной и малой величиной   по сравнению с  . Поэтому при малых   уравнение (15) должно давать гораздо лучшее согласие с опытом, чем уравнение (14).В заключение приведем метод определения конечных параметров аккумулирования системы теплообменник – грунт.Примем, что  , где Уравнение процесса теплообмена (  ) определяется соотношениями: , (16)  .                       (17)   , если  .      (18)Линейный масштаб эффективного аккумулирования: .               (19)Теплота, аккумулированная грунтом:  .                                          (20) В этих уравнениях Rэ – термическое сопротивление грунта; Z – рабочая высота теплообменника.Выводы. Комбинированная технология получения электроэнергии, теплоты и холода позволяет расширить круг предприятий, заинтересованных во внедрении систем тригенерации на основе комбинированной гелиоколлекторной установки с солнечными батареями.</p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">INTAS PROJECT, Reference Number: INTAS-96-1730. Alternative Refrigerating // Heat-Pumping and Air-Conditioning Systems based on the open absorption cycle and Solar Energy. 1998.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">INTAS PROJECT, Reference Number: INTAS-96-1730. Alternative Refrigerating // Heat-Pumping and Air-Conditioning Systems based on the open absorption cycle and Solar Energy. 1998.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Амерханов Р.А., Бегдай С.Н. К проблеме энергоэффективного здания //  Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия: Технические науки. 2005. № 2. С. 91-94.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Amerhanov R.A., Begday S.N. K probleme energoeffektivnogo zdaniya //  Izvestiya vysshih uchebnyh zavedeniy. Severo-Kavkazskiy region. Seriya: Tehnicheskie nauki. 2005. № 2. S. 91-94.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Гарькавый К.А., Бегдай С.Н. Анализ эффективности микроклимата помещения // Энергосбережение и водоподготовка. 2006. № 6.  С. 76-77.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Gar'kavyy K.A., Begday S.N. Analiz effektivnosti mikroklimata pomescheniya // Energosberezhenie i vodopodgotovka. 2006. № 6.  S. 76-77.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Бегдай С.Н. Повышение тепловой эффективности одноэтажных зданий с гелиоколлектором. автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Волгоград,  2008. 18 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Begday S.N. Povyshenie teplovoy effektivnosti odnoetazhnyh zdaniy s geliokollektorom. avtoreferat dissertacii na soiskanie uchenoy stepeni kandidata tehnicheskih nauk. Volgograd,  2008. 18 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Гарькавый К.А., Цыганков Б.К. Анализ тенденций развития традиционных и возобновляемых источников энергии  // Труды Кубанского государственного аграрного университета. 2014. Т. 1. № 46. С. 207-212.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Gar'kavyy K.A., Cygankov B.K. Analiz tendenciy razvitiya tradicionnyh i vozobnovlyaemyh istochnikov energii  // Trudy Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2014. T. 1. № 46. S. 207-212.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Гарькавый К.А., Амерханов Р.А. К во-просу экономической и энергетической эффективности систем, использующих возобновляемые источники энергии // Энергосбережение и водоподготовка. 2009. № 4. С. 57-59.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Gar'kavyy K.A., Amerhanov R.A. K vo-prosu ekonomicheskoy i energeticheskoy effektivnosti sistem, ispol'zuyuschih vozobnovlyaemye istochniki energii // Energosberezhenie i vodopodgotovka. 2009. № 4. S. 57-59.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Гарькавый К.А. Главный возобновляемый источник энергии // Международный научный журнал Альтернативная энергетика и экология. 2014. № 8 (148). С. 22-28.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Gar'kavyy K.A. Glavnyy vozobnovlyaemyy istochnik energii // Mezhdunarodnyy nauchnyy zhurnal Al'ternativnaya energetika i ekologiya. 2014. № 8 (148). S. 22-28.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Кириченко А.С. Обоснование парамет-ров комбинированной системы солнечного тепло- и холодоснабжения Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. М., 2015. С. 37-40</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Kirichenko A.S. Obosnovanie paramet-rov kombinirovannoy sistemy solnechnogo teplo- i holodosnabzheniya Dissertaciya na soiskanie uchenoy stepeni kandidata tehnicheskih nauk. M., 2015. S. 37-40</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B9">
    <label>9.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Амерханов Р.А., Кириченко А.С., Снисаренко В.П. Использование воздушного теплового насоса для теплоснабжения объектов // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия: Технические науки. 2015.№ 1 (182). С. 73-79.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Amerhanov R.A., Kirichenko A.S., Snisarenko V.P. Ispol'zovanie vozdushnogo teplovogo nasosa dlya teplosnabzheniya ob'ektov // Izvestiya vysshih uchebnyh zavedeniy. Severo-Kavkazskiy region. Seriya: Tehnicheskie nauki. 2015.№ 1 (182). S. 73-79.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B10">
    <label>10.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Scrosati B., Garche J. Lithium batteries: Status, prospects and future //Journal of Power Sources. 195 (2010), 2419-2430</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Scrosati B., Garche J. Lithium batteries: Status, prospects and future //Journal of Power Sources. 195 (2010), 2419-2430</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B11">
    <label>11.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Амерханов Р.А., Богдан А.В., Кириченко А.С., Куличкина А.А., Чечерин М.О., Скороход А.А. Система геотермального теплохладоснабжения // Труды Кубанского государственного аграрного университета. 2015. № 53. С. 203-209.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Amerhanov R.A., Bogdan A.V., Kirichenko A.S., Kulichkina A.A., Checherin M.O., Skorohod A.A. Sistema geotermal'nogo teplohladosnabzheniya // Trudy Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2015. № 53. S. 203-209.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B12">
    <label>12.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Амерханов Р.А., Кириченко А.С. Обоснование параметров комбинированной системы солнечного тепло- и холодоснабжения зданий // Сантехника, отопление, кондиционирование. 2015. № 9 (165). С. 62-65.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Amerhanov R.A., Kirichenko A.S. Obosnovanie parametrov kombinirovannoy sistemy solnechnogo teplo- i holodosnabzheniya zdaniy // Santehnika, otoplenie, kondicionirovanie. 2015. № 9 (165). S. 62-65.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B13">
    <label>13.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Weinreich B., Zehner M. Dimensioning aids in practice - a comparison // Sun, Wind Energy. 2009. № 12. P. 88-96.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Weinreich B., Zehner M. Dimensioning aids in practice - a comparison // Sun, Wind Energy. 2009. № 12. P. 88-96.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B14">
    <label>14.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Ertmer K. Expansion tanks and valves specialists abound // Sun, Wind Energy. 2010. № 9. P. 98-102.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Ertmer K. Expansion tanks and valves specialists abound // Sun, Wind Energy. 2010. № 9. P. 98-102.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B15">
    <label>15.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Lamp P., Ziegler F. European research on solar-assisted air conditioning // Int. J. Refrig, 1998. Vol. 21. № 2.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Lamp P., Ziegler F. European research on solar-assisted air conditioning // Int. J. Refrig, 1998. Vol. 21. № 2.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B16">
    <label>16.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Гарькавый К.А., Цыганков Б.К. Энергетические ресурсы России // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия: Технические науки. 2014. № 4 (179). С. 46-52.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Gar'kavyy K.A., Cygankov B.K. Energeticheskie resursy Rossii // Izvestiya vysshih uchebnyh zavedeniy. Severo-Kavkazskiy region. Seriya: Tehnicheskie nauki. 2014. № 4 (179). S. 46-52.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
