Моделирование работы термотрансформаторов циклического действия

Проведено моделирование и проанализирована эффективность работы гелиоэнергетических термотрансформаторов адсорбционного типа циклического действия на основании программы, разработанной в программном пакете MATLAB. Термотрансформатор работает на энергии солнечной радиации и механической энергии перепада давлений в аппаратах в процессе суточного изменения температуры окружающей среды. В основе программы – упрощенный термодинамический цикл работы термотрансформатора, состоящий из следующих процессов: изостерического нагрева и охлаждения, десорбции и адсорбции, конденсации и кипения. Алгоритм программы состоит из двух расчетных блоков, позволяющих рассчитать максимальную тепловую эксергию, подводимую к термотрансформатору в дневное время при обогреве генератора энергией солнечной радиации, и минимальную эксергию, отводимую от термотрансформатора в ночное время из испарителя, когда производится полезная работа охлаждения. На основании расчетных характеристик рабочих пар термотрансформаторов (активированный уголь (АС) – аммиак, АС – метиламин и АС – этиламин) получены зависимости эксергетических коэффициентов в зависимости от изменения основных температурных характеристик термодинамического цикла. Адсорбционная способность рабочих пар определялась по структурным уравнениям Дубинина–Радушкевича. Системный анализ моделирования позволил получить качественные и количественные оценки степени термодинамического совершенства работы термотрансформаторов циклического действия на различных рабочих парах и определить области их применения. Разработанная программа позволяет проводить системный анализ работы термотрансформаторов циклического действия в части определения диапазона и параметров эффективности его термодинамического совершенства. Программа позволяет исследовать характер зависимостей коэффициентов адсорбционной способности различных адсорбатов с разными сорбентами при различных температурных условиях. Программа позволяет исследовать зависимости термодинамических коэффициентов различных термотрансформаторов циклического действия на разных рабочих парах от температур адсорбции, конденсации и окружающей среды. Программный анализ показал, что степень термодинамического совершенства в термотрансформаторе циклического действия на рабочей паре АС–аммиак выше, чем на рабочих парах АС–метиламин и АС–этиламин, показатели значений давления в установках у последних пар в 2–2,5 ниже, а у последней рабочей пары приближаются к атмосферному.