دراسة نظام التبريد بالامتصاص باستخدام مبردات منخفضة الاحتباس الحراري العالمي تعتمد على الطاقة الجيوحرارية Analysis of Absorption Refrigeration Systems using low Global warming Potential Refrigerants based On Geothermal Heatin

Abstract

تندرج هذه الدراسة في إطار البحث عن حلول مستدامة وفعالة لتقليل استهلاك الطاقة والحد من التأثيرات البيئية لأنظمة التبريد التقليدية. وتهدف إلى دراسة وتحليل نظام تبريد بالامتصاص يعتمد على موائع تبريد منخفضة الاحتباس الحراري، مع توظيف الطاقة الجيوحرارية كمصدر حراري لتشغيله.في هذا العمل، تم التطرق أولًا إلى الجوانب النظرية لنظام التبريد بالامتصاص، من خلال عرض مبدأ اشتغاله ومكوناته الأساسية، إضافة إلى تطبيق معادلات توازن الكتلة والطاقة لتحليل سلوك النظام وتقييم أدائه. كما تم التركيز على دراسة موائع التبريد الحديثة، خاصة المزيجين R1234yf–NMP و R1234yf–DMTrEG، من خلال تحليل خصائصهما الحرارية والفيزيائية وتأثيرهما على كفاءة الدورة و معامل الأداء (COP. من جهة أخرى، تم إبراز أهمية الطاقة الجيوحرارية كمصدر طاقة متجدد ومستقر يمكن استغلاله في تشغيل أنظمة التبريد بالامتصاص، مما يساهم في تقليل الاعتماد على الطاقة الكهربائية والوقود الأحفوري. وقد أظهرت نتائج الدراسة أن استخدام موائع تبريد منخفضة الاحتباس الحراري، بالتكامل مع مصدر حراري متجدد، يمكن أن يحسن من الأداء الطاقوي للنظام ويقلل من تأثيره البيئي. وفي ضوء هذه النتائج، تؤكد هذه الدراسة على أهمية تطوير واعتماد تقنيات تبريد صديقة للبيئة، وتشجع على توسيع استخدام الطاقة الجيوحرارية في التطبيقات الحرارية و التبريد، مع ضرورة إجراء المزيد من الدراسات لتحسين كفاءة هذه الأنظمة وتعميم استخدامها على نطاق أوسع

This study is part of the ongoing search for sustainable and efficient solutions aimed at reducing energy consumption and minimizing the environmental impact of conventional refrigeration systems. It focuses on the analysis and investigation of an absorption refrigeration system using low Global Warming Potential (GWP) refrigerants powered by geothermal energy as a renewable heat source. The first part of this work presents the theoretical background of absorption refrigeration systems, including their operating principle, main components, and different configurations. In addition, mass and energy balance equations were applied to evaluate the system behavior and performance. Particular attention was given to modern refrigerant mixtures, especially R1234yf–NMP and R1234yf–DMTrEG, through the study of their thermophysical properties and their influence on system performance parameters such as the coefficient of performance (COP) and circulation ratio Furthermore, the study highlights the importance of geothermal energy as a stable and renewable energy source that can effectively drive absorption cooling systems while reducing dependence on electrical energy and fossil fuels. The obtained results indicate that the integration of low-GWP refrigerants with renewable thermal energy sources can significantly improve the energetic performance of the system and reduce its environmental impact. Based on these findings, this work emphasizes the importance of developing environmentally friendly refrigeration technologies and encourages the wider use of geothermal energy in thermal applications. It also recommends further theoretical and experimental investigations to enhance the efficiency and practical implementation of absorption refrigeration systems.