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 3 (63), 2021


Разработка воздухоохладителя испарительного типа для систем вентиляции


Бараков А. В., Дубанин В. Ю., Прутских Д. А., Надеев А. А.

 

Бараков А. В., д-р техн. наук, проф. кафедры теоретической и промышленной теплоэнергетики, Воронежский государственный технический университет, Россия, г. Воронеж, тел.: (473)243-76-62, e-mail: abarakov@cchgeu.ru

Дубанин В. Ю., канд. техн. наук, доц. кафедры теоретической и промышленной теплоэнергетики, Воронежский государственный технический университет, Россия, г. Воронеж, тел.: (473)243-76-62, e-mail: vdubanin@cchgeu.ru

Прутских Д. А., канд. техн. наук, доц. кафедры теоретической и промышленной теплоэнергетики, Воронежский государственный технический университет, Россия, г. Воронеж, тел.: (473)243-76-62, e-mail: dprutskikh@cchgeu.ru

Надеев А. А., канд. техн. наук, доц. кафедры теоретической и промышленной теплоэнергетики, Воронежский государственный технический университет, Россия, г. Воронеж, тел.: (473)243-76-62, e-mail: anadeev@cchgeu.ru

 
 
Постановка задачи. Подаваемый в помещения воздух в жаркое время года должен быть охлажден до комфортных температур. В связи с тем, что дополнительного расхода энергии на это охлаждение не предусмотрено, возможно применить воздухоохладитель испарительного типа. Однако известные в настоящее время результаты экспериментальных и теоретических исследований таких аппаратов не позволяют их проектировать, что препятствует их распространению. Рассмотрено строение такого аппарата и выполнены его теоретические и экспериментальные исследования, результаты которых могут быть использованы для инженерного расчета и конструирования подобных аппаратов.
Результаты. Описан сконструированный авторами воздухоохладитель испарительного типа для систем вентиляции. Проведено теоретическое и экспериментальное исследование воздухоохладителя. Получены аналитические соотношения для определения времени движения насадки в «мокрой» камере аппарата, температуры охлажденного воздуха и температуры насадки в любом сечении контура циркуляции. Получены эмпирические соотношения для коэффициента эффективности охладителя и его гидравлического сопротивления.
Выводы. Полученные зависимости послужат основой для разработки методики проектного расчета воздухоохладителей косвенно-испарительного типа с перемещающимся псевдоожиженным слоем в поле центробежных сил.
 
Ключевые слова:  системы вентиляции, воздухоохладитель, центробежный псевдоожиженный слой, время, температура, коэффициент эффективности, гидравлическое сопротивление.


DOI: 10.36622/VSTU.2021.63.3.003

 

Библиографический список

1. А. с. 1015234 СССР, МКИ F28C 3/12, F23L 15/02. Регенеративный теплообменник с кипящим слоем / Н. М. Баранников, Ю. Н. Агапов, А. В. Бараков (СССР). — № 3321506; заявл. 17.07.81; опубл. 30.04.83, Бюл. № 16. — 2 с.
2. Агапов, Ю. Н. Выбор и обоснование тепломассообменной поверхности аппарата испарительного охлаждения воздуха / Ю. Н. Агапов, А. В. Бараков, А. Е. Осташев // Теплоэнергетика: сб. науч. тр. — Воронеж: ВГТУ, 1995. — С. 133—142.
3. Бараков, А. В. Исследование гидродинамики регенератора с дисперсной насадкой / А. В. Бараков, В. Ю. Дубанин, Д. А. Прутских // Энергосбережение и водоподготовка. — 2009. — № 1. — С. 47—48.
4. Бараков, А. В. 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.
5. Бараков, А. В. Утилизация теплоты вентиляционных выбросов промышленных зданий / А. В. Бараков, В. Ю. Дубанин, Н. Н. Кожухов, Д. А. Прутских // Научный журнал строительства и архитектуры. — 2019. — № 4 (56). — С. 46—56.
6. Бараков, А. В. Моделирование тепломассообмена в воздухоохладителе косвенно-испарительного типа / А. В. Бараков, В. Ю. Дубанин, Н. Н. Кожухов, Д. А. Прутских // Научный вестник Воронежского ГАСУ. Строительство и архитектура. — 2015. — № 4 (40). — С. 28—33.
7. Боев, С. В. Распределение температур теплоносителей при трехфазном псевдоожижении / С. В. Боев, Ю. Н. Агапов, В. Г. Стогней // Вестник Воронежского государственного технического университета. — 2011. — Т. 7, № 1. — С. 221—223.
8. Иванов, О. П. Выбор оборудования для утилизации тепла и холода в системах кондиционирования воздуха / О. П. Иванов // Холодильная техника. — 1986. — № 6. — С. 12—15.
9. Кокорин, О. Я. Энергосбережение в системах отопления, вентиляции, кондиционирования / О. Я. Кокорин. — М.: АСВ, 2013. — 256 с.
10. Королева, Н. А. Энергосбережение за счет косвенного испарительного охлаждения в системах вентиляции и кондиционирования воздуха / Н. А. Королева, М. Г. Тарабанов // Энергосбережение и водоподготовка. — 2015. — № 2 (94). — С. 39—42.
11. Наумов, А. М. Моделирование тепломассообмена в воздухоохладителе косвенно-испарительного типа: дис. … канд. техн. наук: 05.14.04: защищена 10.06.10: утв. 19.11.10 / Наумов Александр Михайлович. — Воронеж, 2010. — 110 с.
12. Пат. 59786 РФ, МПК F28D 15/00. Воздухоохладитель / Ю. Н. Агапов, А. В. Бараков, А. М. Наумов. — № 2006114868; заявл. 02.05.2006; опубл. 27.12.2006, Бюл. № 36. — 3 с.
13. Прутских, Д. А. Гидродинамика и теплообмен в регенераторе с дисперсной насадкой: дис. … канд. тех. наук: 05.14.04: защищена 26.02.09 / Прутских Дмитрий Александрович. — Воронеж, 2009. — 108 с.
14. Степаненко, М. Н. Использование теплоты вентиляционных выбросов в системах вентиляции зданий / М. Н. Степаненко, А. Я. Шелгинский // Надежность и безопасность энергетики. — 2014. — № 2 (25). — С. 42—45.
15. Табакова, А. С. Повышение эффективности теплопотребления здания при применении современных систем вентиляции / А. С. Табакова, О. В. Новикова // Неделя науки СПбПУ: материалы науч. форума с междунар. участием / Инженерно-экономический институт. Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Инженерно-экономический институт. — СПб, 2015. — С. 135—138.
16. Comino, F. Energy saving potential of a hybrid HVAC system with a desiccant wheel activated at low temperatures and an indirect evaporative cooler in handling air in buildings with high latent loads / F. Comino, M. Ruiz de Adana, F. Peci // Applied Thermal Engineering. — 2018. — Vol. 131. — P. 412—427.
17. 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 Reviews. — 2012. — Vol. 16, Issue 9. — P. 6823—6850.
18. Kamel, E. State-of-the-Art Review of Energy Smart Homes / E. Kamel, AM Memari // Journal of architectural engineering. — 2019. — Vol. 25, Issue 1. — P. 1—26.
19. Rashad, M. The utilisation of useful ambient energy in residential dwellings to improve thermal comfort and reduce energy consumption / M. Rashad, N. Khordehgah, A. Żabnieńska-Góra, L. Ahmad, H. Jouhara // International Journal of Thermofluids. — 2021. — Vol. 9. — P. 125—135.

 
 

Ссылка для цитирования

Бараков, А. В. Разработка воздухоохладителя испарительного типа для систем вентиляции / А. В. Бараков, В. Ю. Дубанин, Д. А. Прутских, А. А. Надеев // Научный журнал строительства и архитектуры. - 2021. - № 3 (63). - С. 37-44. - DOI: 10.36622/VSTU.2021.63.3.003.

 
 
 
 

English version 

 

Development of an Evaporating Type Air Cooler for Ventilation Systems

Barakov A. V., Dubanin V. Yu., Prutskikh D. A., Nadeev A. A.
 
 

Barakov A. V., D. Sc. in Engineering, Prof. of the Dept. of Theoretical and Industrial Heat Power Engineering, Voronezh State Technical University, Russia, Voronezh, tel.: (473)243-76-62, e-mail: abarakov@cchgeu.ru

Dubanin V. Yu., Ph. D. in Engineering, Assoc. Prof. of the Dept. of Theoretical and Industrial Heat Power Engineering, Voronezh State Technical University, Russia, Voronezh, tel.: (473)243-76-62, e-mail: vdubanin@cchgeu.ru

Prutskikh D. A., Ph. D. in Engineering, Assoc. Prof. of the Dept. of Theoretical and Industrial Heat Power Engineering, Voronezh State Technical University, Russia, Voronezh, tel.: (473)243-76-62, e-mail: dprutskikh@cchgeu.ru

Nadeev A. A., Ph. D. in Engineering, Assoc. Prof. of the Dept. of Theoretical and Industrial Heat Power Engineering, Voronezh State Technical University, Russia, Voronezh, tel.: (473)243-76-62, e-mail: anadeev@cchgeu.ru


 
Statement of the problem. The air supplied to the premises during the hot season must be cooled to comfortable temperatures. Due to the fact that additional energy consumption for this cooling is not provided, it is possible to use an evaporative-type air cooler. However, the currently known results of experimental and theoretical studies of such devices do not allow for their design, which prevents their spread. The structure of such an apparatus is considered and its theoretical
and experimental studies are carried out, the results of which can be used for engineering calculation and design of such apparatus.
Results. An evaporative-type air cooler designed by the authors for ventilation systems is described. A theoretical and experimental study of the air cooler has been carried out. Analytical relationships were obtained for determining the time of movement of the material checker in the «wet» chamber of the apparatus, the temperature of the cooled air and the temperature of the checker in any section of the circulation loop. Empirical relationships have been obtained for the efficiency coefficient of the cooler and its hydraulic resistance.
Сonclusions. The obtained dependencies will serve as the basis for the development of a methodology for the design calculation of indirect-evaporative air coolers with a moving fluidized bed in the field of centrifugal forces.
 
Keywords: ventilation systems, air cooler, centrifugal fluidized bed, time, temperature, efficiency coefficient, hydraulic resistance. 


DOI: 10.36622/VSTU.2021.63.3.003

References

1. A. s. 1015234 SSSR, MKI F28C 3/12, F23L 15/02. Regenerativnyi teploobmennik s kipyashchim sloem / N. M. Barannikov, Yu. N. Agapov, A. V. Barakov (SSSR). — № 3321506; zayavl. 17.07.81; opubl. 30.04.83, Byul. № 16. — 2 s.
2. Agapov, Yu. N. Vybor i obosnovanie teplomassoobmennoi poverkhnosti apparata isparitel'nogo okhlazhdeniya vozdukha / Yu. N. Agapov, A. V. Barakov, A. E. Ostashev // Teploenergetika: sb. nauch. tr. — Voronezh: VGTU, 1995. — S. 133—142.
3. Barakov, A. V. Issledovanie gidrodinamiki regeneratora s dispersnoi nasadkoi / A. V. Barakov, V. Yu. Dubanin, D. A. Prutskikh // Energosberezhenie i vodopodgotovka. — 2009. — № 1. — S. 47—48.
4. Barakov, A. V. 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.
5. Barakov, A. V. Utilizatsiya teploty ventilyatsionnykh vybrosov promyshlennykh zdanii / A. V. Barakov, V. Yu. Dubanin, N. N. Kozhukhov, D. A. Prutskikh // Nauchnyi zhurnal stroitel'stva i arkhitektury. — 2019. — № 4 (56). — S. 46—56.
6. Barakov, A. V. Modelirovanie teplomassoobmena v vozdukhookhladitele kosvenno-isparitel'nogo tipa / A. V. Barakov, V. Yu. Dubanin, N. N. Kozhukhov, D. A. Prutskikh // Nauchnyi vestnik Voronezhskogo GASU. Stroitel'stvo i arkhitektura. — 2015. — № 4 (40). — S. 28—33.
7. Boev, S. V. Raspredelenie temperatur teplonositelei pri trekhfaznom psevdoozhizhenii / S. V. Boev, Yu. N. Agapov, V. G. Stognei // Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. — 2011. — T. 7, № 1. — S. 221—223.
8. Ivanov, O. P. Vybor oborudovaniya dlya utilizatsii tepla i kholoda v sistemakh konditsionirovaniya vozdukha / O. P. Ivanov // Kholodil'naya tekhnika. — 1986. — № 6. — S. 12—15.
9. Kokorin, O. Ya. Energosberezhenie v sistemakh otopleniya, ventilyatsii, konditsionirovaniya / O. Ya. Kokorin. — M.: ASV, 2013. — 256 s.
10. Koroleva, N. A. Energosberezhenie za schet kosvennogo isparitel'nogo okhlazhdeniya v sistemakh ventilyatsii i konditsionirovaniya vozdukha / N. A. Koroleva, M. G. Tarabanov // Energosberezhenie i vodopodgotovka. — 2015. — № 2 (94). — S. 39—42.
11. Naumov, A. M. Modelirovanie teplomassoobmena v vozdukhookhladitele kosvenno-isparitel'nogo tipa: dis. … kand. tekhn. nauk: 05.14.04: zashchishchena 10.06.10: utv. 19.11.10 / Naumov Aleksandr Mikhailovich. — Voronezh, 2010. — 110 s.
12. Pat. 59786 RF, MPK F28D 15/00. Vozdukhookhladitel' / Yu. N. Agapov, A. V. Barakov, A. M. Naumov. — № 2006114868; zayavl. 02.05.2006; opubl. 27.12.2006, Byul. № 36. — 3 s.
13. Prutskikh, D. A. Gidrodinamika i teploobmen v regeneratore s dispersnoi nasadkoi: dis. … kand. tekh. nauk: 05.14.04: zashchishchena 26.02.09 / Prutskikh Dmitrii Aleksandrovich. — Voronezh, 2009. — 108 s.
14. Stepanenko, M. N. Ispol'zovanie teploty ventilyatsionnykh vybrosov v sistemakh ventilyatsii zdanii / M. N. Stepanenko, A. Ya. Shelginskii // Nadezhnost' i bezopasnost' energetiki. — 2014. — № 2 (25). — S. 42—45.
15. Tabakova, A. S. Povyshenie effektivnosti teplopotrebleniya zdaniya pri primenenii sovremennykh sistem ventilyatsii / A. S. Tabakova, O. V. Novikova // Nedelya nauki SPbPU: materialy nauch. foruma s mezhdunar. uchastiem / Inzhenerno-ekonomicheskii institut. Sankt-Peterburgskii politekhnicheskii universitet Petra Velikogo, Inzhenerno-ekonomicheskii institut. — SPb, 2015. — S. 135—138.
16. Comino, F. Energy saving potential of a hybrid HVAC system with a desiccant wheel activated at low temperatures and an indirect evaporative cooler in handling air in buildings with high latent loads / F. Comino, M. Ruiz de Adana, F. Peci // Applied Thermal Engineering. — 2018. — Vol. 131. — P. 412—427.
17. 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 Reviews. — 2012. — Vol. 16, Issue 9. — P. 6823—6850.
18. Kamel, E. State-of-the-Art Review of Energy Smart Homes / E. Kamel, AM Memari // Journal of architectural engineering. — 2019. — Vol. 25, Issue 1. — P. 1—26.
19. Rashad, M. The utilisation of useful ambient energy in residential dwellings to improve thermal comfort and reduce energy consumption / M. Rashad, N. Khordehgah, A. Żabnieńska-Góra, L. Ahmad, H. Jouhara // International Journal of Thermofluids. — 2021. — Vol. 9. — P. 125—135.

 


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