ISSN 2541-7592

НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ
СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ

Русский 
English 
    
 


Правила написания
и оформления статей

Правила
рецензирования

Памятка рецензента


Публикационная
этика 








Нашли ошибку на сайте?

Сообщите нам:   







 

Архив выпусков

Выпуск 2 (58), 2020


Охлаждение технических объектов с помощью водоиспарительных охладителей


Гулевский В. А., Осипов Е. Н., Шацкий В. П.


Гулевский В. А., д-р техн. наук, проф. кафедры математики и физики, Воронежский государственный аграрный университет, Россия, г. Воронеж, тел.: (473)29-103-39

Осипов Е. Н., соискатель кафедры математики и физики, Воронежский государственный аграрный университет, Россия, г. Воронеж, тел.: (473)29-103-39

Шацкий В. П., д-р техн. наук, зав. кафедрой математики и физики, Воронежский государственный аграрный университет, Россия, г. Воронеж, тел.: (473)29-103-39, e-mail: sha.vladim@yandex.ru

 
 
Постановка задачи. Рассматривается задача охлаждения воздуха технических объектов с помощью водоиспарительных охладителей рекуперативного принципа действия.
Результаты. Выводится уравнение нестационарного теплового баланса ограниченного объема с технологическим оборудованием с учетом его охлаждения рекуперативными водоиспарительными охладителями. Представлены математическая модель теплофизических процессов в косвенных водоиспарительных воздухоохладителях рекуперативного принципа действия и метод ее реализации. Модель содержит дифференциальные уравнения в частных производных, описывающие перенос энергии и массы в каналах теплообменного блока.
Выводы. В результате проведенных исследований установлено, что установки водоиспарительного охлаждения косвенно-рекуперативного типа позволят, не повышая влагосодержания воздуха, значительно снизить температуру в помещениях с технологическим оборудованием, выделяющим большое количество тепла. Экологическая чистота и невысокая стоимость охладительных установок подобного типа добавляют положительный эффект от их применения.
 
Ключевые слова: водоиспарительные охладители, математическое моделирование, тепловой баланс, производственное помещение.


DOI: 10.36622/VSTU.2020.58.2.002

 

Библиографический список

1. Анисимов, С. М. Влияние параметров наружного воздуха на эффективность работы перекрестно-точного теплообменника косвенно-испарительного типа / С. М. Анисимов, Д. Панделидис, В. И. Полушкин // Вестник гражданских инженеров. — 2012. — № 4 (33). — С. 179—187. 
2. Архипцев, А. В. Эффективная система вентиляции / А. В. Архипцев, И. Ю. Игнаткин, М. Г. Курячий // Вестник НГИЭИ. — 2013. — № 8 (27). — С. 10—15. 
3. Водоиспарительное и комбинированное охлаждение воздуха / С. А. Гаранов, А. А. Жаров, Д. А. Пантеев, А. Н. Соколик // Инженерный журнал: наука и инновации. — 2013. — № 1 (13). — С. 40. 
4. Емельянов, А. Л. Гибридная испарительно-компрессионная установка кондиционирования воздуха / А. Л. Емельянов, К. М. Горбатов, С. А. Гаранов // Вестник Международной академии холода. — 2013. — № 4. — С. 34—37. 
5. Игнаткин, И. Ю. Математическая модель водоиспарительного охлаждения с орошаемыми поверхностями / И. Ю. Игнаткин // Вестник НГИЭИ. — 2016. — № 6 (61). — С. 23—30. 
6. Игнаткин, И. Ю. Универсальная установка обеспечения микроклимата / И. Ю. Игнаткин, В. В. Кирсанов // Вестник НГИЭИ. — 2016. — № 8 (63). — С. 110—116. 
7. Игнаткин, И. Ю. Способ утилизации теплоты вытяжного воздуха с применением рекуперативного теплообменника / И. Ю. Игнаткин // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. — 2018. — № 1 (56). — С. 143—148. 
8. Исследование воздухоохладителя косвенно-испарительного типа с дисперсной насадкой / А. В. Бараков, В. Ю. Дубанин, Д. А. Прутских, А. М. Наумов // Промышленная энергетика. — 2010. — № 11. — С. 37—40. 
9. Кузьмин, М. С. Повышение эффективности работы драйкулеров при интенсификации процесса теплоотдачи / М. С. Кузьмин // Энергобезопасность и энергосбережение. — 2015. — № 4. — С. 8—11. 
10. Кузьмин, М. С. Энергосбережение при интенсификации теплообмена в системах кондиционирования зданий / М. С. Кузьмин // Academia. Архитектура и строительство. — 2015. — № 2. — С. 120—124. 
11. Осипов, Е. Н. Моделирование физических процессов в косвенно-рекуперативных водоиспарительных охладителях // Наука и образование в современных условиях: материалы научной конференции. — Воронеж: ВГАУ, 2016. — С. 117—124. 
12. Терехов, В. И. Оптимизация параметров косвенно-испарительных ячеек при спутном и встречном течении теплоносителей / В. И. Терехов, М. В. Горбачев, Х. К. Кхафаджи // Тепловые процессы в технике. — 2016. — № 5. — С. 207—213. 
13. Шацкий, В. П. Моделирование работы пластинчатых водоиспарительных охладителей косвенного принципа действия / В. П. Шацкий, В. А. Гулевский // Лесотехнический журнал. — 2013. — № 4 (12). — С. 160—166. 
14. Anisimov, S. Numerical Study of the Maisotsenko Cycle Heat and Mass Exchanger / S. Anisimov, D. Pandelidis // International Journal of Heat and Mass Transfer. — 2014. — Vol. 75. — P. 75—96. 
15. Chengqin, R. An Analytical Model for the Heat and Mass Transfer Processes in Indirect Evaporative Cooling with Parallel/Counter Flow Configurations / R. Chengqin, Y. Hongxing // International Journal of Heat and Mass Transfer. — 2006. — Vol. 49, № 3. — P. 617—627. 
16. Duan, Z. Indirect Evaporative Cooling: Past, Present and Future Potentials / Z. Duan, C. Zhan, X. Zhang, M. Mustafa, X. Zhao, B. Alimohammadisagvand, A. Hasan // Renewable and Sustainable Energy. — 2012. — Vol. 16. — P. 6823—6850. 
17. Fakhrabadi, F. Optimal Design of a Regenerative Heat and Mass Exchanger for Indirect Evaporative Cooling / F. Fakhrabadi, F. Kowsary // Applied Thermal Engineering. — 2016. — Vol. 102. — P. 1384—1394. 
18. Heidarineiad, G. Heat and Mass Transfer Modeling of Two Stage Indirect/Direct Evaporative Aircoolers / G. Heidarineiad, M. Bozorgmehr // ASHRAE Thailand Chapter Journal. — 2007—2008. — Vol. 1. — P. 2—8. 
19. Hutter, G. W. The Status of World Geothermal Power Generation / G. W. Hutter // Proceedings of the World Geothermal Congress. — Kyushu-Tohoku, 2000. — P. 23—37. 
20. Kandlikar, S. G. Heat Transfer and Fluid Flow in Minichannels and Microchannels / S. G. Kandlikar, S. Garimella, D. Li, M. R. King. — Oxford: Elsevier, 2014. — 592 p. 
21. Moshari, S. Numerical Study of Regenerative Evaporative Coolers for Subwet Bulb Cooling with Cross-and Counter-flow Configuration / S. Moshari, G. Heidarinejad // Applied Thermal Engineering. — 2015. — Vol. 89. — P. 669—683. 
22. Stauffer, L. A. Ventilation Heat Recovery with a Heat Pipe Heat Exchanger / L. A. Stauffer // Agricultural Energy / ASAE publication. — 2001. —Vol. 1. — P. 137. 
23. Strub, M. Experimental Study of the Cristallizations of a Water Droplet / M. Strub, O. Jabbour, F. Strub, J. P. Bedecarrats // International Journal of Refrigeration. — 2003. —Vol. 26, № 1. — P. 59—68. 

 
 

Ссылка для цитирования

Гулевский, В. А. Охлаждение технических объектов с помощью водоиспарительных охладителей / В. А. Гулевский, Е. Н. Осипов, В. П. Шацкий // Научный журнал строительства и архитектуры. - 2020. - № 2 (58). - С. 20-28. - DOI: 10.36622/VSTU.2020.58.2.002.

 
 
 
 

English version 

 

Cooling of the Tehnical Objects Using Water-Evaporation Coolers

Gulevskii V. A., Osipov E. N., Shatskii V. P. 
 
 

Gulevskii V. A., D. Sc. in Engineering, Prof. of the Dept. of Mathematics and Physics, Voronezh State Agrarian University, Russia, Voronezh, tel.: (473)29-103-39

Osipov E. N., PhD student of the Dept. of Mathematics and Physics, Voronezh State Agrarian University, Russia, Voronezh, tel.: (473)29-103-39

Shatskii V. P., D. Sc. in Engineering, Head of the Dept. of Mathematics and Physics, Voronezh State Agrarian University, Russia, Voronezh, tel.: (473)29-103-39, e-mail: sha.vladim@yandex.ru


 
Statement of the problem. The problem of air cooling of technical objects by means of water-evaporative coolers of the recuperative principle of action is considered. 
Results. The equation of unsteady thermal balance of limited volume with technological equipment is derived taking into account its cooling by recuperative water-evaporative coolers. The mathematical model of thermal physical processes in indirect water-evaporative air coolers of the recuperative principle of action and the method of its implementation are presented. The model contains partial differential equations describing the transfer of energy and mass in the channels of the heat exchange unit. 
Conclusions. As a result of the conducted studies, it is established that installations of water-evaporative cooling of indirect-recuperative type will allow one without increasing moisture content of air to considerably to reduce the temperature in rooms with the processing equipment allocating a large amount of heat. Environmental friendliness and a low cost of cooling units of this type add a positive effect from their application.  
 
Keywords: water-evaporative coolers, mathematical modeling, heat balance, production room. 


DOI: 10.36622/VSTU.2020.58.2.002

References

1. Anisimov, S. M. Vliyanie parametrov naruzhnogo vozdukha na effektivnost' raboty perekrestno-tochnogo teploobmennika kosvenno-isparitel'nogo tipa / S. M. Anisimov, D. Pandelidis, V. I. Polushkin // Vestnik grazhdanskikh inzhenerov. — 2012. — № 4 (33). — S. 179—187. 
2. Arkhiptsev, A. V. Effektivnaya sistema ventilyatsii / A. V. Arkhiptsev, I. Yu. Ignatkin, M. G. Kuryachii // Vestnik NGIEI. — 2013. — № 8 (27). — S. 10—15. 
3. Vodoisparitel'noe i kombinirovannoe okhlazhdenie vozdukha / S. A. Garanov, A. A. Zharov, D. A. Panteev, A. N. Sokolik // Inzhenernyi zhurnal: nauka i innovatsii. — 2013. — № 1 (13). — S. 40. 
4. Emel'yanov, A. L. Gibridnaya isparitel'no-kompressionnaya ustanovka konditsionirovaniya vozdukha / A. L. Emel'yanov, K. M. Gorbatov, S. A. Garanov // Vestnik Mezhdunarodnoi akademii kholoda. — 2013. — № 4. — S. 34—37. 
5. Ignatkin, I. Yu. Matematicheskaya model' vodoisparitel'nogo okhlazhdeniya s oroshaemymi poverkhnostyami / I. Yu. Ignatkin // Vestnik NGIEI. — 2016. — № 6 (61). — S. 23—30. 
6. Ignatkin, I. Yu. Universal'naya ustanovka obespecheniya mikroklimata / I. Yu. Ignatkin, V. V. Kirsanov // Vestnik NGIEI. — 2016. — № 8 (63). — S. 110—116. 
7. Ignatkin, I. Yu. Sposob utilizatsii teploty vytyazhnogo vozdukha s primeneniem rekuperativnogo teploobmennika / I. Yu. Ignatkin // Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. — 2018. — № 1 (56). — S. 143—148. 
8. Issledovanie vozdukhookhladitelya kosvenno-isparitel'nogo tipa s dispersnoi nasadkoi / A. V. Barakov, V. Yu. Dubanin, D. A. Prutskikh, A. M. Naumov // Promyshlennaya energetika. — 2010. — № 11. — S. 37—40. 
9. Kuz'min, M. S. Povyshenie effektivnosti raboty draikulerov pri intensifikatsii protsessa teplootdachi / M. S. Kuz'min // Energobezopasnost' i energosberezhenie. — 2015. — № 4. — S. 8—11. 
10. Kuz'min, M. S. Energosberezhenie pri intensifikatsii teploobmena v sistemakh konditsionirovaniya zdanii / M. S. Kuz'min // Academia. Arkhitektura i stroitel'stvo. — 2015. — № 2. — S. 120—124. 
11. Osipov, E. N. Modelirovanie fizicheskikh protsessov v kosvenno-rekuperativnykh vodoisparitel'nykh okhladitelyakh // Nauka i obrazovanie v sovremennykh usloviyakh: materialy nauchnoi konferentsii. — Voronezh: VGAU, 2016. — S. 117—124. 
12. Terekhov, V. I. Optimizatsiya parametrov kosvenno-isparitel'nykh yacheek pri sputnom i vstrechnom techenii teplonositelei / V. I. Terekhov, M. V. Gorbachev, Kh. K. Kkhafadzhi // Teplovye protsessy v tekhnike. — 2016. — № 5. — S. 207—213. 
13. Shatskii, V. P. Modelirovanie raboty plastinchatykh vodoisparitel'nykh okhladitelei kosvennogo printsipa deistviya / V. P. Shatskii, V. A. Gulevskii // Lesotekhnicheskii zhurnal. — 2013. — № 4 (12). — S. 160—166. 
14. Anisimov, S. Numerical Study of the Maisotsenko Cycle Heat and Mass Exchanger / S. Anisimov, D. Pandelidis // International Journal of Heat and Mass Transfer. — 2014. — Vol. 75. — P. 75—96. 
15. Chengqin, R. An Analytical Model for the Heat and Mass Transfer Processes in Indirect Evaporative Cooling with Parallel/Counter Flow Configurations / R. Chengqin, Y. Hongxing // International Journal of Heat and Mass Transfer. — 2006. — Vol. 49, № 3. — P. 617—627. 
16. Duan, Z. Indirect Evaporative Cooling: Past, Present and Future Potentials / Z. Duan, C. Zhan, X. Zhang, M. Mustafa, X. Zhao, B. Alimohammadisagvand, A. Hasan // Renewable and Sustainable Energy. — 2012. — Vol. 16. — P. 6823—6850. 
17. Fakhrabadi, F. Optimal Design of a Regenerative Heat and Mass Exchanger for Indirect Evaporative Cooling / F. Fakhrabadi, F. Kowsary // Applied Thermal Engineering. — 2016. — Vol. 102. — P. 1384—1394. 
18. Heidarineiad, G. Heat and Mass Transfer Modeling of Two Stage Indirect/Direct Evaporative Aircoolers / G. Heidarineiad, M. Bozorgmehr // ASHRAE Thailand Chapter Journal. — 2007—2008. — Vol. 1. — P. 2—8. 
19. Hutter, G. W. The Status of World Geothermal Power Generation / G. W. Hutter // Proceedings of the World Geothermal Congress. — Kyushu-Tohoku, 2000. — P. 23—37. 
20. Kandlikar, S. G. Heat Transfer and Fluid Flow in Minichannels and Microchannels / S. G. Kandlikar, S. Garimella, D. Li, M. R. King. — Oxford: Elsevier, 2014. — 592 p. 
21. Moshari, S. Numerical Study of Regenerative Evaporative Coolers for Subwet Bulb Cooling with Cross-and Counter-flow Configuration / S. Moshari, G. Heidarinejad // Applied Thermal Engineering. — 2015. — Vol. 89. — P. 669—683. 
22. Stauffer, L. A. Ventilation Heat Recovery with a Heat Pipe Heat Exchanger / L. A. Stauffer // Agricultural Energy / ASAE publication. — 2001. —Vol. 1. — P. 137. 
23. Strub, M. Experimental Study of the Cristallizations of a Water Droplet / M. Strub, O. Jabbour, F. Strub, J. P. Bedecarrats // International Journal of Refrigeration. — 2003. —Vol. 26, № 1. — P. 59—68. 



 
Контакты · Поиск · Карта сайта
Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура, все права защищены.
Работает на: Amiro CMS