Усовершенствованная рекуператорная установка с повышенным коэффициентом полезного действия для использования в механических системах вентиляции

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

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. Новая конструкция приобретает повышенный КПД по сравнению с аналогами.

1. Коновалова Л.С., Загромов Ю.А. Теоретические основы теплотехники. Теплопередача : учебное пособие. Томск : Изд-во ТПУ, 2001. 118 с.

2. Видин Ю.В. Инженерные методы расчета задач теплообмена. М. : Инфра-М., 2018. 166 с.

3. Виноградов С.Н., Таранцев К.В., Виноградов О.С. Выбор и расчет теплообменников : учебное пособие. Пенза : Изд-во ПГУ, 2001. 100 с.

4. 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.

5. Самарин О.Д. Основы обеспечения микроклимата зданий : учебник. М. : АСВ, 2014. 203.

6. Краснов Ю.С., Борисоглебская А.П., Антипов А.В. Системы вентиляции и кондиционирования. Рекомендации по проектированию, испытаниям и наладке. М. : Термокул, 2006.

7. Алифанов О.М., Артюхин Е.А., Ненарокомов А.В. Обратные задачи в исследовании сложного теплообмена. М. : Янус-К, 2009. 299 с. EDN QMKSUN.

8. 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.

9. Вдовичев А.А. К вопросу определения температурной эффективности пластинчатых перекрестно-точных рекуператоров воздуха // Вестник Евразийской науки. 2022. Т. 14. № 5. EDN XYXUEV.

10. Белоногов Н.В. Утилизация теплоты в перекрестно-точных пластинчатых рекуператорах // Сантехника, Отопление, Кондиционирование. 2012. № 2 (122). С. 75–83. EDN RHWDYL.

11. 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/201912804008

12. Kleszcz 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.2023.03.088

13. Golijanek-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.2022.110910

14. Chompookham 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.2021.107184

15. Lamlerd 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.2022.102549

16. Белоногов Н.В., Пронин В.А. Оптимизация геометрических параметров перекрестно-точных пластинчатых рекуператоров // Вестник Международной академии холода. 2008. № 1. С. 21–23. EDN JXORYH.

17. 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.

18. Сафронов К.Л. Аналитический обзор приточно-вытяжных вентиляций с рекуперацией // Международный студенческий научный вестник. 2018. № 6. С. 100. EDN YRRQKL.

19. Вдовичев А.А. Численное исследование теплопереноса и аэродинамики в перекрестно-точном рекуператоре открытого типа // Вестник Евразийской науки. 2022. Т. 14. № 2.

20. 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.

21. Вдовичев А.А. Особенности численного моделирования пластинчатого перекрестно-точного рекуператора воздуха // Вестник Евразийской науки. 2021. № 5.

22. 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.

23. Краснощеков Е.А. Задачник по теплопередаче : учебное пособие для вузов. М. : Энергия, 1980. 288 с.

24. Булыгин Ю.А. Теплообменные аппараты в нефтегазовой промышленности : учебное пособие. Воронеж : Воронежский государственный технический университет, 2015. 100 с.

25. 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.2012.04.011

26. Власенко 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.

27. 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.