vdgtuВестник Дагестанского государственного технического университета. Технические наукиHerald of Dagestan State Technical University. Technical Sciences2073-61852542-095XDaghestan State Technical University10.21822/2073-6185-2025-52-2-42-51vdgtu-1767Research ArticleЭНЕРГЕТИКА И ЭЛЕКТРОТЕХНИКАENERGY AND ELECTRICAL ENGINEERINGОсобенности применения и расчета режимов работы тепловых труб в составе низкотемпературных установок и систем жизнеобеспеченияFeatures of application and calculation of operating modes of heat pipes in low-temperature installations and life support systemsКолинькоА. В.KolinkoA. V.

Алексей Владимирович Колинько, лаборант-исследователь, кафедра технологического оборудованияи систем жизнеобеспечения

350072, г. Краснодар, ул. Московская, д. 2

Alexey V. Kolinko, Laboratory Research Assistant, Department of Technological Equipment and Life Support Systems

2 Moskovskaya St., Krasnodar 350072

alx.kol@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7520-8621ШамаровМ. В.ShamarovM. V.

Максим Владимирович Шамаров, кандидат технических наук, доцент, доцент

350072, г. Краснодар, ул. Московская, д. 2

Maksim V. Shamarov, Cand. Sci. (Eng.), Assoc. Prof., Assoc. Prof.,, Department of Technological Equipment and Life Support Systems

2 Moskovskaya St., Krasnodar 350072

schmax@mail.ruГаланинА. О.GalaninA. O.

Александр Олегович Галанин, лаборант-исследователь, кафедра технологического оборудования и систем жизнеобеспечения

350072, г. Краснодар, ул. Московская, д. 2

Alexander O. Galanin, Laboratory Research Assistant, Department of Technological Equipment and Life SupportSystems

2 Moskovskaya St., Krasnodar 350072

ol.galanin5050@gmail.comЮрченкоИ. И.YurchenkoI. I.

Ирина Ивановна Юрченко, лаборант-исследователь, кафедра технологического оборудования и систем жизнеобеспечения

350072, г. Краснодар, ул. Московская, д. 2

Irina I. Yurchenko, Laboratory Research Assistant, Department of Technological Equipment and Life Support Systems

2 Moskovskaya St., Krasnodar 350072

Ymlgel@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2568-2872ЖлобоР. А.ZhloboR. A.

Руслан Андреевич Жлобо, старший преподаватель, кафедра технологического оборудования и системжизнеобеспечения

350072, г. Краснодар, ул. Московская, д. 2

Ruslan A. Zhlobo, Senior lecturer, Laboratory Research Assistant, Department of Technological Equipment and Life Support Systems

2 Moskovskaya St., Krasnodar 350072

rzhlobo@bk.ruЗайцевА. С.ZaitsevA. S.

Артём Сергеевич Зайцев, аспирант, кафедра технологического оборудования и систем изнеобеспечения

350072, г. Краснодар, ул. Московская, д. 2

Artem S. Zaitsev, Postgraduate Student, Department of Technological Equipment and Life Support Systems

2 Moskovskaya St., Krasnodar 350072

tanketka.2013@mail.ruКубанский государственный технологический университетРоссияKuban State Technological UniversityRussian Federation2025100820255224251Copyright © Колинько А.В., Шамаров М.В., Галанин А.О., Юрченко И.И., Жлобо Р.А., Зайцев А.С., 20252025Колинько А.В., Шамаров М.В., Галанин А.О., Юрченко И.И., Жлобо Р.А., Зайцев А.С.Kolinko A.V., Shamarov M.V., Galanin A.O., Yurchenko I.I., Zhlobo R.A., Zaitsev A.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.dgtu.ru/jour/article/view/1767

Цель. В связи с нарастающим дефицитом источников энергии, а также с усилением тренда бережного отношения к окружающей среде, всё большую эффективность приобретают различные методы и технологии, способствующие наиболее рациональному использованию энергии, в том числе, используемой в низкотемпературных установках и системах жизнеобеспечения (кондиционирования). Целью исследования является разработка оптимальной конструкции теплоутилизатора, способной к интеграции в низкотемпературную установку или систему кондиционирования. Метод. Исследование основано на применении энергосберегающих технологий при создании машин и аппаратов холодильной и криогенной техники, систем кондиционирования и жизнеобеспечения, в том числе за счет утилизации тепла. Результат. На основании проведенного анализа процессов теплообмена, расчетов конструктивных параметров и коэффициентов теплопередачи спроектирован опытный образец низкотемпературного рекуператора из теплообменных труб. Вывод. Исследование истинных параметров и режимов работы опытного образца рекуператора предусмотрено в составе экспериментальной установки. Планируется разработать методику проектного расчета для проектирования рекуператоров из тепловых труб для работы в составе низкотемпературной установки систем кондиционирования. Применение статистических методов является важным инструментом в процессе проектирования и улучшения технических решений, позволяющим достичь высокой эффективности и экономичности новых типов теплообменников – рекуператоров.

Objective. Various methods and technologies that facilitate the most rational use of energy, including that used in low-temperature installations and life support systems (air conditioning), are becoming increasingly effective. The aim of the study is to develop an optimal design of a heat recovery unit capable of integration into a low-temperature installation or air conditioning system. Method. The study is based on the use of energy-saving technologies in the creation of machines and devices for refrigeration and cryogenic equipment, air conditioning and life support systems, including through heat recovery. Result. A prototype of a low-temperature recuperator made of heat exchange pipes has been designed. Conclusion. The study of the parameters and operating modes of the prototype recuperator is provided for in the experimental setup. It is planned to develop a methodology for designing recuperators for operation in a low-temperature air conditioning system installation. The use of statistical methods is a tool for improving technical solutions, allowing to achieve the efficiency of heat exchangers - recuperators.

теплоутилизацияресурсосбережениефазовый переходэнергоэффективностьтепловые трубынизкотемпературные машиныхолодильный агенткоэффициенты теплоотдачиheat recoveryresource savingphase transitionenergy efficiencyheat pipeslow-temperature machinesrefrigerantheat transfer coefficientsИсследование выполнено при финансовой поддержке Кубанского научного фонда в рамках научного проекта № Н-24.1/15.The study was carried out with the financial support of the Kuban Science Foundation within the framework of scientific project No. H-24.1/15.ReferencesС. Чи Тепловые трубы. Теория и практика. – М.: Машиностроение, 1981г., 206 с.S. Chi Heat pipes. Theory and practice. - M.: Mashinostroenie, 1981, 206 p.Бажанов, А.Г. Интенсификация теплопередачи макетного образца двухпоточной тепловой трубы / А.Г. Бажанов, Д.А. Ремезов // Научный взгляд в будущее. – 2019. – Т. 1, № 15. – С. 21-27. – DOI 10.30888/2415-7538.2019-15-01-014.Bazhanov, A.G. Intensification of heat transfer of a prototype of a two-flow heat pipe / A.G. Bazhanov, D.A. Remezov. Scientific look into the future. 2019;1(15):21-27. - DOI 10.30888/2415-7538.2019-15-01-014. (In Russ.)Озонобезопасные альтернативы и заменители. Пропелленты, хладагенты, вспениватели, растворители, огнегасящие средства /В.Г. Барабанов, О.В. Блинова, В.С. Зотиков и др. – СПб.: Химиздат, 2003. – 304 с.Ozone-safe alternatives and substitutes. Propellants, refrigerants, foaming agents, solvents, fire extinguishing agents / V.G. Barabanov, O.V. Blinova, V.S. Zotikov et al. - SPb.: Khimizdat, 2003. 304 p. (In Russ.)Бабакин Б.С. Хладагенты, масла, сервис холодильных систем: Монография. – Рязань: Узорочье, 2003. – 470 с.Babakin B.S. Coolants, oils, service of refrigeration systems: Monograph. Ryazan: Uzorochie, 2003. 470 p.Цветков О.Б. Холодильные агенты. – СПб.: СПбГУНиПТ, 2004. – 216 с.Tsvetkov O.B. Cooling agents. - SPb.: SPbGUNiPT, 2004. 216 p. (In Russ.)Патент № 2660980 C2 Российская Федерация, МПК F28D 15/02. тепловая труба и способ ее работы: № 2016112286: заявл. 01.04.2016: опубл. 11.07.2018 / В.Д. Шкилев, А.П. Коржавый, К.С. Рыжков, В.А. Подгорбунский.Patent No. 2660980 C2 Russian Federation, IPC F28D 15/02. heat pipe and its operating method: No. 2016112286: declared. 01.04.2016: publ. 11.07.2018. V.D. Shkilev, A.P. Korzhavy, K.S. Ryzhkov, V.A. Podgorbunsky. (In Russ.)Патент РФ г. Москва, 10 октября 2002г., Холодильная установка с аккумулятором холода из тепловых труб, Шляховецский В.М., Хамие Х.Н., Пат. № 2190813 Россия, МКИ6 С1 7 F 25 B 7/00, F 28 D 15/02 № 2001105728/06; Заявл.28.02.2001, опубл. 10.10.2002г., Бюл.№ 28.Patent of the Russian Federation, Moscow, October 10, 2002, Refrigeration unit with a cold accumulator made of heat pipes, Shlyakhovetsky V.M., Hamie H.N., Patent. No. 2190813 Russia, MKI6 C1 7 F 25 B 7/00, F 28 D 15/02 No. 2001105728/06; Cl. 28.02.2001, published. 10.10.2002, Bulletin No. 28. (In Russ.)Попов И.А. Промышленное применение интенсификации теплообмена — современное состояние проблемы: обзор // Теплоэнергетика. — 2020. — № 1. — С. 3–14.Popov I.A. Industrial application of heat transfer intensification — current state of the problem: review. Thermal Power Engineering. 2020; 1: 3–14. ResearchGate(In Russ.)Volodin V.V., Petrov A.A. Modern methods of heat transfer intensification in heat exchangers // High Temperature. — 2021. — Vol. 59, No. 2. — P. 210–222.Volodin V.V., Petrov A.A. Modern methods of heat transfer intensification in heat exchangers. High Temperature. 2021;59( 2): 210–222.Ovsianik M.M. Modeling of heat transfer processes during liquid boiling: monograph. — Moscow: MEI Publishing House, 2020. — 200 p.Ovsianik M.M. Modeling of heat transfer processes during liquid boiling: monograph. — Moscow: MEI Publishing House, 2020. 200 p.Petrov P. P. Prospects for the development of heat supply systems in municipal economy // Municipal Economy Journal. — 2020. — No. 3. — P. 12–18.Petrov P. P. Prospects for the development of heat supply systems in municipal economy. Municipal Economy Journal. 2020; 3: 12–18.Ivanov D.S. Investigation of the efficiency of vortex apparatuses with twisted gas and liquid flows // Universum: Technical Sciences. — 2021. — No. 4(85). — P. 113–117.Ivanov D. S. Investigation of the efficiency of vortex apparatuses with twisted gas and liquid flows. Universum: Technical Sciences. 2021; 4(85):113–117.Kuznetsov N.V. Experimental study of heat transfer in modern heat exchangers. Energy Saving. 2021;2: 34–39.Kuznetsov N.V. Experimental study of heat transfer in modern heat exchangers. Energy Saving. 2021;2: 34–39.Sokolov G.G. Innovative methods of heat transfer intensification in heat exchange equipment // Industrial Heat Engineering. — 2020. — No. 5. — P. 56–63.Sokolov G.G. Innovative methods of heat transfer intensification in heat exchange equipment. Industrial Heat Engineering. 2020; 5:56–63.Orlov A.A. Analysis of the effectiveness of modern heat exchangers in industrial applications // Chemical Engineering Journal. — 2021. — Vol. 12, No. 3. — P. 78–85.Orlov A.A. Analysis of the effectiveness of modern heat exchangers in industrial applications. Chemical Engineering Journal. 2021; 12( 3):78–85.Smirnova E.E. Heat transfer processes in compact heat exchangers: experimental studies // Journal of Heat and Mass Transfer. — 2020. — Vol. 47, No. 6. — P. 1025–1033.Smirnova E.E. Heat transfer processes in compact heat exchangers: experimental studies. Journal of Heat and Mass Transfer. 2020; 47( 6): 1025–1033.Расчет теплоутилизатора с использованием тепловых труб в системе утилизации тепла вытяжного воздуха / А.С. Зайцев, М.В. Шамаров, Р.А. Жлобо, Е.О. Ивченко // Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. – 2023. – Т. 50, № 4. – С. 17-25. – DOI 10.21822/2073-6185-2023-50-4-17-25.Calculation of a heat recovery unit using heat pipes in the exhaust air heat recovery system / A.S. Zaitsev, M.V. Shamarov, R.A. Zhlobo, E.O. Ivchenko. Herald of the Dagestan State Technical University. Technical sciences. 2023; 50( 4): 17–25. – DOI 10.21822/2073-6185-2023-50-4-17-25. (In Russ.)Шамаров, М.В. Анализ теплопередачи в процессе замораживания и плавления на примере аккумулятора холода из тепловых труб / М.В. Шамаров, А.С. Зайцев // Механика, оборудование, материалы и технологии : Электронный сборник научных статей по материалам третьей международной научно-практической конференции, Краснодар, 29–30 октября 2020 года. – Краснодар: ООО «Принт Терра», 2020. – С. 981-982.Shamarov, M.V. Analysis of heat transfer during freezing and melting using a heat pipe cold accumulator as an example / M.V. Shamarov, A.S. Zaitsev // Mechanics, equipment, materials and technologies: Electronic collection of scientific articles based on the materials of the third international scientific and practical conference, Krasnodar, October 29–30, 2020. - Krasnodar: Print Terra LLC, 2020; 981-982. (In Russ.)Шамаров, М.В. Моделирование аккумулятора холода на базе тепловых труб / М.В. Шамаров // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. – 2010. – № 1(313). – С. 80-81.Shamarov, M.V. Modeling of a heat pipe cold accumulator / M.V. Shamarov. News of higher educational institutions. Food technology. 2010;1 (313):80-81. (In Russ.)Соколов, Н.Ю. Математическое моделирование и оптимизация систем тепловых труб / Н.Ю. Соколов, В.А. Кулагин, Д.А. Нестеров // Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии. – 2021. – Т. 14, № 7. – С. 860-879. – DOI 10.17516/1999-494X-0352.N.Yu. Sokolov, V.A. Kulagin, D.A. Nesterov. Mathematical modeling and optimization of heat pipe systems / N.Yu. Sokolov, V.A. Kulagin, D.A. Nesterov. Journal of the Siberian Federal University. Series: Engineering and Technology. 2021;14(7): 860-879. - DOI 10.17516/1999-494X-0352. (In Russ.)

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