mgssuvestВестник МГСУVestnik MGSU1997-09352304-6600Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU)10.22227/1997-0935.2023.9.1444-1450mgssuvest-52Research ArticleИнженерные системы в строительствеEngineering systems in constructionУсовершенствованная рекуператорная установка с повышенным коэффициентом полезного действия для использования в механических системах вентиляцииImproved recuperator unit with increased efficiency for use in mechanical ventilation systemshttps://orcid.org/0009-0003-4988-3385ХлопицынД. О.KhlopitsynD. O.

Дмитрий Олегович Хлопицын — аспирант

129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26

РИНЦ ID: 1107240, Scopus: 57224204063

Dmitrii O. Khlopitsyn — postgraduate student

26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337

ID RSCI: 1107240, Scopus: 57224204063

dkhlopitsyn@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1901-1557РымаровА. Г.RymarоvA. G.

Андрей Георгиевич Рымаров — кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой теплогазоснабжения и вентиляции

129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26

РИНЦ ID: 665928, Scopus: 7801333552, ResearcherID: AFM-6219-2022

Andrey G. Rymarоv — Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Head of the Department of Heat and Gas Supply and Ventilation

26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337

ID RSCI: 665928, Scopus: 7801333552, ResearcherID: AFM-6219-2022

rymarov@yandex.ruНациональный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ)РоссияMoscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU)Russian Federation20232909202318914441450Copyright © Хлопицын Д.О., Рымаров А.Г., 20232023Хлопицын Д.О., Рымаров А.Г.Khlopitsyn D.O., Rymarоv A.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vestnikmgsu.ru/jour/article/view/52Введение

Введение. Инженерные системы являются неотъемлемой частью всех зданий. Именно они предоставляют комфортное пребывание и обеспечивают жизнедеятельность для человека. Роль энергосберегающих мероприятий, применяемых в строительстве и эксплуатации инженерных систем, очень важна. С помощью данных технологий и их усовершенствования происходит энергосбережение природных ресурсов. Энергоэффективность в техно-логиях помогает уменьшать затраты на энергетические ресурсы, обеспечивать необходимый уровень технологических процессов в зданиях. Рассмотрена проблема энергосбережения в механических системах вентиляции. Для реализации энергоэффективного использования ресурсов предложена усовершенствованная рекуператорная установка с повышенным коэффициентом полезного действия (КПД). В настоящее время для инженеров должен существовать больший выбор применяемых конструкций рекуператоров с повышенным КПД, которые можно использовать под разные типы объектов и технические условия.

Материалы и методы

Материалы и методы. Рекуператор предлагается как аналог существующих образцов и относится к области энергоэффективности в системах вентиляции.

Результаты

Результаты. Предложено повышение КПД по сравнению с аналогами за счет увеличения площади соприкосновения теплоносителей; особой внутренней конструкции, способной к более равномерной теплопередаче; нетиповой схемы расположения рекуператорной установки для избежания обмерзания и оттайки конденсата у теплопередающей поверхности. Применение возможно во многих типах зданий, так как имеется минимальное смешение приточного и вытяжного воздуха. Работа системы вентиляции регулируется автоматикой для получения более комфортного микроклимата в помещении.

Выводы

Выводы. Новая конструкция приобретает повышенный КПД по сравнению с аналогами.

Introduction

Introduction. Engineering systems are an integral part of all buildings. It is they who provide a comfortable stay and provide vital activity for a person. The role of energy-saving measures used in the construction and operation of engineering systems is very important. With the help of these technologies and their improvements, energy conservation of natural resources takes place. Energy efficiency in technology helps humanity to reduce the cost of energy resources, but at the same time to ensure the necessary level of technological processes in buildings. This article will show the problem of energy saving in mechanical ventilation systems. To implement energy-efficient use of resources, an improved recuperator unit with an increased efficiency is proposed. Currently, for engineers, there should be a greater choice of used recuperator designs with an increased efficiency, which can be used for different types of objects and technical conditions.

Materials and methods

Materials and methods. The recuperator is offered as an analogue of existing samples and relates to the field of energy efficiency in ventilation systems.

Results

Results. An increase in efficiency compared to analogues due to an increase in the area of contact of heat carriers, due to a special internal design capable of more uniform heat transfer, due to a non-standard layout of the recuperator unit to avoid freezing and “defrosting” of condensate at the heat transfer surface. Application in many types of buildings, as there is minimal mixing of supply and exhaust air. The operation of the ventilation system is regulated by automation, in order to obtain a more comfortable microclimate in the room.

Conclusions

Conclusions. The new design acquires an increased efficiency compared to analogues.

рекуператорная установкатеплообментеплопередачатеплоносительвентиляцияrecuperator unitheat exchangeheat transfercoolantventilationReferencesКоновалова Л.С., Загромов Ю.А. Теоретические основы теплотехники. Теплопередача : учебное пособие. Томск : Изд-во ТПУ, 2001. 118 с.Konovalova L.S., Zagromov Yu.A. Theoretical foundations of heat engineering. Heat transfer : textbook. Tomsk, TPU Publ., 2001; 118. (rus.).Видин Ю.В. Инженерные методы расчета задач теплообмена. М. : Инфра-М., 2018. 166 с.Vidin Yu.V. Engineering methods for calculating heat transfer problems. Moscow, Infra-M Publ., 2018; 166. (rus.).Виноградов С.Н., Таранцев К.В., Виноградов О.С. Выбор и расчет теплообменников : учебное пособие. Пенза : Изд-во ПГУ, 2001. 100 с.Vinogradov S.N., Tarantsev K.V., Vinogradov O.S. Selection and calculation of heat exchangers : textbook. Penza, PGU Publ., 2001; 100. (rus.).Бухмиров В.В., Ракутина Д.В., Солнышкова Ю.С., Пророкова М.В. Тепловой расчет рекуперативного теплообменного аппарата : учебное пособие. Иваново : Ивановский государственный энергетический университет им. В.И. Ленина, 2013. 124 с. EDN WBUDLB.Bukhmirov V.V., Rakutina D.V., Solnyshkova Yu.S., Prorokova M.V. Calculation of heat exchangers: methodological guidelines for course and diploma design : textbook. Ivanovo, Ivanovo State Power Engineering University named after V.I. Lenina, 2013; 124. EDN WBUDLB. (rus.).Самарин О.Д. Основы обеспечения микроклимата зданий : учебник. М. : АСВ, 2014. 203.Samarin O.D. Fundamentals of ensuring the microclimate of buildings : textbook. Moscow, ASV, 2014; 203. (rus.).Краснов Ю.С., Борисоглебская А.П., Антипов А.В. Системы вентиляции и кондиционирования. Рекомендации по проектированию, испытаниям и наладке. М. : Термокул, 2006.Krasnov Yu.S., Borisoglebskaya A.P., Antipov A.V. Ventilation and air conditioning systems. Recommendations for design, testing and commissioning. Moscow, Termokul, 2006. (rus.).Алифанов О.М., Артюхин Е.А., Ненарокомов А.В. Обратные задачи в исследовании сложного теплообмена. М. : Янус-К, 2009. 299 с. EDN QMKSUN.Alifanov O.M., Artyukhin E.A., Nenarokomov A.V. Inverse problems in the study of complex heat transfer. Moscow, Yanus-K Publ., 2009; 299. EDN QMKSUN. (rus.).Самарин О.Д., Яцына В.А. Исследование зависимости температурной эффективности пластинчатых рекуператоров от типоразмера вентиляционной установки // Сантехника, Отопление, Кондиционирование. 2021. № 2 (230). С. 71–73. EDN NDMEZG.Samarin O.D., Yatsyna V.A. Research of the dependence of the thermal efficiency of the plate heat exchanger from the ventilation unit size. Plumbing, Heating, Air-Conditioning. 2021; 2(230):71-73. EDN NDMEZG. (rus.).Вдовичев А.А. К вопросу определения температурной эффективности пластинчатых перекрестно-точных рекуператоров воздуха // Вестник Евразийской науки. 2022. Т. 14. № 5. EDN XYXUEV.Vdovichev A.A. To the question of determining the temperature efficiency of plate cross-flow air recuperators. Bulletin of the Eurasian Science. 2022; 14(5). EDN XYXUEV. (rus.).Белоногов Н.В. Утилизация теплоты в перекрестно-точных пластинчатых рекуператорах // Сантехника, Отопление, Кондиционирование. 2012. № 2 (122). С. 75–83. EDN RHWDYL.Belonogov N.V. Heat recovery in cross-flow plate recuperators. Plumbing, Heating, Air-Conditioning. 2012; 2(122):75-83. EDN RHWDYL. (rus.).Borowski M., Karch M., Kleszcz S., Sala P., Waryan G. An experimental and numerical investigation of the thermal and non–thermal efficiency for counterflow heat exchanger // E3S Web of Conferences. 2019. Vol. 128. P. 04008. DOI: 10.1051/e3sconf/201912804008Borowski M., Karch M., Kleszcz S., Sala P., Waryan G. An experimental and numerical investigation of the thermal and non-thermal efficiency for counterflow heat exchanger. E3S Web of Conferences. 2019; 128:04008. DOI: 10.1051/e3sconf/201912804008Kleszcz S., Jaszczur M., Pawela B. An analysis of the periodic counterflow heat exchanger for air-to-air heat recovery ventilators // Energy Reports. 2023. Vol. 9. Pp. 77–85. DOI: 10.1016/j.egyr.2023.03.088Kleszcz S., Jaszczur M., Pawela B. An analysis of the periodic counterflow heat exchanger for air-to-air heat recovery ventilators. Energy Reports. 2023; 9:77-85. DOI: 10.1016/j.egyr.2023.03.088Golijanek-Jędrzejczyk A., Mrowiec A., Kleszcz S., Hanus R., Zych M., Jaszczur M. A numerical and experimental analysis of multi-hole orifice in turbulent flow // Measurement. 2022. Vol. 193. P. 110910. DOI: 10.1016/j.measurement.2022.110910Golijanek-Jędrzejczyk A., Mrowiec A., Kle-szcz S., Hanus R., Zych M., Jaszczur M. A numerical and experimental analysis of multi-hole orifice in turbulent flow. Measurement. 2022; 193:110910. DOI: 10.1016/j.measurement.2022.110910Chompookham T., Chingtuaythong W., Chokphoemphun S. Influence of a novel serrated wire coil insert on thermal characteristics and air flow behavior in a tubular heat exchanger // International Journal of Thermal Sciences. 2022. Vol. 171. P. 107184. DOI: 10.1016/j.ijthermalsci.2021.107184Chompookham T., Chingtuaythong W., Chokphoemphun S. Influence of a novel serrated wire coil insert on thermal characteristics and air flow behavior in a tubular heat exchanger. International Journal of Thermal Sciences. 2022; 171:107184. DOI: 10.1016/j.ijthermalsci.2021.107184Lamlerd B., Bubphachot B., Chompookham T. Experimental investigation of heat transfer characteristics of steam generator with circular-ring turbulators // Case Studies in Thermal Engineering. 2023. Vol. 41. P. 102549. DOI: 10.1016/j.csite.2022.102549Lamlerd B., Bubphachot B., Chompookham T. Experimental investigation of heat transfer characteristics of steam generator with circular-ring turbulators. Case Studies in Thermal Engineering. 2023; 41:102549. DOI: 10.1016/j.csite.2022.102549Белоногов Н.В., Пронин В.А. Оптимизация геометрических параметров перекрестно-точных пластинчатых рекуператоров // Вестник Международной академии холода. 2008. № 1. С. 21–23. EDN JXORYH.Belonogov N.V., Pronin V.A. Optimization of geometric parameters of cross-flow plate recuperators. Journal of International Academy of Refrigeration. 2008; 1:21-23. EDN JXORYH. (rus.).Рутковский А.Л., Макоева А.К., Коробкин Р.С. Использование рекуператора типа «труба в трубе» для возврата отходящих газов в вельц-печь барабанного типа // Наука и бизнес: пути развития. 2021. № 1 (115). С. 30–33. EDN EJDJJJ.Rutkvskiy A.L., Makoeva A.K., Korobkin R.S. Research into cathodic processes in the electrolysis of alkaline lead solutions. Science and Business: Ways of Development. 2021; 1(115):30-33. EDN EJDJJJ. (rus.).Сафронов К.Л. Аналитический обзор приточно-вытяжных вентиляций с рекуперацией // Международный студенческий научный вестник. 2018. № 6. С. 100. EDN YRRQKL.Safronov K.L. Analytical review of supply and exhaust ventilation with recuperation. International Student Scientific Bulletin. 2018; 6:100. EDN YRRQKL. (rus.).Вдовичев А.А. Численное исследование теплопереноса и аэродинамики в перекрестно-точном рекуператоре открытого типа // Вестник Евразийской науки. 2022. Т. 14. № 2.Vdovichev A.A. Numerical study of heat transfer and aerodynamics in an open-type cross-flow heat exchanger. The Eurasian Scientific Journal. 2022; 14(2). (rus.).Демидочкин В.В., Костуганов А.Б., Черчаев А.А. Определение теплотехнической эффективности пластинчатого теплоутилизатора // Вестник Оренбургского государственного университета. 2018. № 6 (218). С. 123–131. DOI: 10.25198/1814-6457-218-123. EDN HNFKOY.Demidochkin V.V., Kostuganov A.B., Cherchayev A.A. Determination of heat technical efficiency of laminated heat recover. Bulletin of the Orenburg State University. 2018; 6(218):123-131. DOI: 10.25198/1814-6457-218-123. EDN HNFKOY (rus.).Вдовичев А.А. Особенности численного моделирования пластинчатого перекрестно-точного рекуператора воздуха // Вестник Евразийской науки. 2021. № 5.Vdovichev A.A. Features of numerical simulation of a plate cross-precision air recuperator. The Eurasian Scientific Journal. 2021; 5. (rus.).Карапузова Н.Ю., Фокин В.М. Расчет теплообменных аппаратов : методические указания к курсовому и дипломному проектированию. Волгоград : Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет, 2013. 67 с. EDN WABVMN.Karapuzova N.Yu., Fokin V.M. Calculation of heat exchangers : guidelines for course and diploma design. Volgograd, Volgograd State University of Architecture and Civil Engineering, 2013; 67. EDN WABVMN. (rus.).Краснощеков Е.А. Задачник по теплопередаче : учебное пособие для вузов. М. : Энергия, 1980. 288 с.Krasnoshchekov E.A. Taskbook on heat transfer : textbook manual for universities. Moscow, Energiya, 1980; 288. (rus.).Булыгин Ю.А. Теплообменные аппараты в нефтегазовой промышленности : учебное пособие. Воронеж : Воронежский государственный технический университет, 2015. 100 с.Bulygin Yu.A. Heat exchangers in the oil and gas industry: course design : textbook. Voronezh, Voronezh State Technical University, 2015; 100. (rus.).Halawa E., van Hoof J. The adaptive approach to thermal comfort : A critical overview // Energy and Buildings. 2012. Vol. 51. Pp. 101–110. DOI: 10.1016/j.enbuild.2012.04.011Halawa E., van Hoof J. The adaptive approach to thermal comfort : A critical overview. Energy and Buildings. 2012; 51:101-110. DOI: 10.1016/j.enbuild.2012.04.011Власенко О.М., Сорокин А.С., Абдулаев С.Х. Обогрев вентиляцией при автоматизации производственных зданий легкой промышленности // Дизайн и технологии. 2015. № 50 (92). С. 70–77. EDN VXLCNT.Vlasenko O.M., Sorokin A.S., Abdulayev S.Kh. Ventilation heating during automation of industrial buildings of light industry. Design and technologies. 2015; 50(92):70-77. EDN VXLCNT. (rus.).Пачкин С.Г., Котляров Р.В., Шевцова Т.Г., Иванов П.П., Ли С.Р., Преснова А.С. Разработка автоматизированной системы управления приточно-вытяжной вентиляцией // Современные наукоемкие технологии. 2022. № 1. С. 80–84. DOI: 10.17513/snt.39013. EDN CYYMBL.Pachkin S.G., Kotlyarov R.V., Shevtsova T.G., Ivanov P.P., Li S.R., Presnova A.S. Development of an automated control system for plenum exhaust ventilation. Modern High Technologies. 2022; 1:80-84. DOI: 10.17513/snt.39013. EDN CYYMBL. (rus.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.