Расчет теплоутилизатора с использованием тепловых труб в системе утилизации тепла вытяжного воздуха

Цель. Цель работы заключается в разработке практических рекомендаций для конструирования и изготовления теплоутилизатора с использованием тепловых труб, который мог бы найти массовое применение в системах отопления, вентиляции и кондиционирования на объектах различного назначения. Метод. Исследование основано на методах термодинамического анализа, натурного и вычислительного моделирования процессов и объектов холодильной и криогенной техники, систем кондиционирования и жизнеобеспечения. Результат. Внедрение исследованных в работе практических рекомендаций по применению и конструктивному исполнению теплоутилизаторов с использованием тепловых труб в системах вентиляции, отопления и кондиционирования воздуха позволит обеспечить значительную экономию энергии, затрачиваемой на обогрев и/или охлаждение воздуха, подаваемого в обслуживаемое системой ОВИК помещение. Для снижения теплопотерь в здании рационально сохранять воздушный баланс и компенсировать вытяжной воздух организованным притоком наружного воздуха, на подогрев которого утилизировать теплоту удаляемого вытяжного воздуха. Вывод. По сравнению с теплоутилизатором на основе гликолиевого рекуператора, регенератор с использованием тепловых труб менее энергозатратен, практически не требует обслуживания, а также более энергоэффективен за счёт отсутствия в конструкции требующего затрат электроэнергии насосного устройства. При этом способность к полному разделению приточного и вытяжного потоков вентиляции у регенератора на тепловых трубах сохраняется, что крайне востребовано в медицинских учреждениях из-за необходимости соответствия строгим санитарным нормам.

1. Зайцев А.С. Центральный кондиционер: состав и принцип работы / А.С. Зайцев, М.В. Шамаров // Современные научно-практические решения XXI века: Материалы международной научно-практической конференции, Воронеж, 21–22 декабря 2016 года / Общая редакция: В.И. Оробинский, В.Г. Козлов. Том Часть II. – Воронеж: Воронежский государственный аграрный университет им. Императора Петра I, 2016. – С. 36-39.

2. 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.

3. Коновалов Н.А. Анализ способа защиты изоляции холодильника от увлажнения / Н.А. Коновалов, А.С. Зайцев, М.В. Шамаров // Механика, оборудование, материалы и технологии: 4 Международная научно-практическая конференция, Краснодар, 25–26 ноября 2021 года. – Краснодар: Общество с ограниченной ответственностью «ПринтТерра», 2021. – С. 510-518.

4. Возможности применения теплонасосных технологий на предприятиях пищевой промышленности / Е.Г. Степанова, Р.А. Жлобо, Б.Ю. Орлов [и др.] // Вестник Керченского государственного морского технологического университета. – 2022. – № 4. – С. 361-380.

5. Энергосберегающие и экологические аспекты применения теплонасосных установок в процессе экстрагирования сахара / Е.Г. Степанова, М.В. Шамаров, Р.А. Жлобо [и др.] // Экологический Вестник Северного Кавказа. – 2022. – Т. 18, № 4. – С. 47-53.

6. Жлобо Р.А. Расчет постоянных коэффициентов уравнения Ван-дер-Ваальса для дихлордифторметана, применяемого при низкотемпературном хранении пищевых продуктов / Р.А. Жлобо, А.С. Зайцев, М.В. Шамаров // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. – 2022. – № 4(388). – С. 105-110.

7. Зайцев А.С. Технология изготовления половолоконной мемебаны мембраны на основе полимерных волокон для сепарации газов / А.С. Зайцев, М.В. Шамаров // Механика, оборудование, материалы и технологии: Электронный сборник научных статей по материалам международной научно-практической конференции, Краснодар, 29–30 ноября 2022 года. – Краснодар: ООО «ПринтТерра», 2022. – С. 585-590.

8. Зайцев А.С. Системы противодействия увлажнению изоляции холодильника / А.С. Зайцев, М.В. Шамаров, Ю.С. Беззаботов // Механика, оборудование, материалы и технологии: Электронный сборник научных статей по материалам международной научно-практической конференции, Краснодар, 29–30 ноября 2022 года. – Краснодар: ООО «ПринтТерра», 2022. – С. 558-565.

9. Расчёт испарителя для низкотемпературной сушки свекловичного жома работающем на фреоне r134а / Р.А. Жлобо, М.В. Шамаров, Д.Ю. Цуканов [и др.] // Механика, оборудование, материалы и технологии: Электронный сборник научных статей по материалам международной научно-практической конференции, Краснодар, 29–30 ноября 2022 года. – Краснодар: ООО «ПринтТерра», 2022. – С. 524-535.

10. Перспективные направления переработки и утилизации отходов свеклосахарного производства / Е.Г. Степанова, М.В. Шамаров, Р.А. Жлобо [и др.] // Актуальные проблемы экологии: сборник научных статей, Гродно, 05–06 октября 2022 года / Гродненский государственный университет имени Янки Купалы и др. – Гродно: Гродненский государственный университет имени Янки Купалы, 2022. – С. 151-153.

11. Патент № 2784632 C1 Российская Федерация, МПК F26B 19/00, F26B 21/04. Сушильная установка: № 2022123153: заявл. 30.08.2022: опубл. 29.11.2022 / Р А. Жлобо, М.В. Шамаров, Е.Г. Степанова [и др.]; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кубанский государственный технологический университет».

12. Беззаботов Ю.С. Математическое моделирование процесса низкотемпературной сушки в установке с регенеративным циклом / Ю.С. Беззаботов, Е.О. Ивченко // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. – 2019. – № 4(370). – С. 79-82. – DOI 10.26297/0579-3009.2019.4.20.

13. Беззаботов Ю.С. Оценка эффективности низкотемпературной сушки на основе энергетического анализа процессов в элементах сушильной установки / Ю.С. Беззаботов, Е.О. Ивченко // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. – 2019. – № 5-6(371-372). – С. 84-86. – DOI 10.26297/0579-3009.2019.5-6.21.

14. Беззаботов, Ю.С. Оценка эффективности низкотемпературной сушки на основе энергетического анализа процессов в элементах сушильной установки / Ю.С. Беззаботов, Е.О. Ивченко // Электронный сетевой политематический журнал «Научные труды КубГТУ». – 2020. – № 1. – С. 37-45.

15. Жлобо, Р.А. Зависимость коэффициента сжимаемости этана от давления при различных температурах / Р.А. Жлобо, А.С. Зайцев // Перспективные материалы и высокоэффективные процессы обработки: сборник материалов Всероссийской молодежной конференции, Саратов, 18–19 мая 2022 года. – Саратов: Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А., 2022. – С. 73-75.

16. Степанова, Е.Г. Исследование процесса охлаждения рыбы с применением бинарного льда / Е.Г. Степанова, P.A. Жлобо, И.Е. Трофименко // Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК – продукты здорового питания. – 2022. – № 3. – С. 262-266. – DOI 10.24412/2311-6447-2022-3-262-266.

17. Жлобо, Р.А. Моделирование процесса холодильного воздействия на пищевые продукты / Р.А. Жлобо, М.В. Шамаров, В.И. Алешин // Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. 2023. – Т. 50, № 1. – С. 24-32. DOI 10.21822/2073-6185-2023-50-1-24-32.

18. Моделирование процесса размораживания мороженого для оптимизации его перевозки / Р.А. Жлобо, М.В. Шамаров, Е.Г. Степанова, Б.Ю. Орлов // Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК – продукты здорового питания. – 2023. – № 1. – С. 183-187. – DOI 10.24412/2311-6447-2023-1-183-187.

19. Патент № 2798054 C1 Российская Федерация, МПК C13B 10/00, F25B 30/00. Свеклоперерабатывающее отделение с колонным диффузионным аппаратом: № 2023104050: заявл. 22.02.2023: опубл. 14.06.2023 / М. В. Шамаров, Е. Г. Степанова, М. А. Печерица [и др.]; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кубанский государственный технологический университет».

20. Степанова, Е.Г. Приборы и техника низкотемпературных систем / Е.Г. Степанова, Б.Ю. Орлов, Р.А. Жлобо. – Краснодар: Кубанский государственный технологический университет, 2021. – 292 с. – ISBN 978-5-8333-1086-1.

21. Степанова, Е. Г. Тепловые насосы / Е. Г. Степанова, Р. А. Жлобо. – Краснодар: Кубанский государственный технологический университет, 2023. – 92 с.