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 4 (60), 2020


Методика определения длины трубных испарителей и конденсаторов тепловых насосов, использующих зеотропные смеси рабочих агентов


Рулев А. В., Усачева Е. Ю.


Рулев А. В., д-р техн. наук, проф. кафедры теплогазоснабжения, вентиляции, водообеспечения и прикладной гидрогазодинамики, Саратовский государственный технический университет им. Гагарина Ю.А., Россия, г. Саратов, тел.: (452)99-88-93, e-mail: nautech@inbox.ru

Усачева Е. Ю., аспирант кафедры теплогазоснабжения, вентиляции, водообеспечения и прикладной гидрогазодинамики, Саратовский государственный технический университет им. Гагарина Ю.А., Россия, г. Саратов, тел.: (452)99-88-93

 
 
Постановка задачи. Необходимо разработать методику определения длины трубных испарителей и конденсаторов тепловых насосов, использующих зеотропные смеси рабочих агентов. 
Результаты. Приводится описание процессов теплообмена в трубных испарителях и конденсаторах тепловых насосов, использующих в качестве рабочих агентов зеотропные смеси предельных углеводородов, таких как пропан и н-бутан. Указанные смеси полностью озоно-экологически безопасны и наиболее экономичны при подогреве приточного воздуха в системах вентиляции и кондиционирования. 
Выводы. Разработанная методика позволяет учитывать изменение интенсивности теплообмена и температурных условий в зависимости от непрерывно изменяющихся состава и режимов течения парожидкостной смеси, протекающих в следующей последовательности: расслоенно-пробковый, кольце-волновой и дисперсный. 
 
Ключевые слова: определение длины, теплообмен, трубный испаритель, конденсатор, тепловой насос, зеотропные смеси, рабочие агенты, оптимальный состав, режимы течения, коэффициент теплопередачи, коэффициент теплоотдачи.


DOI: 10.36622/VSTU.2020.60.4.007

 

Библиографический список

1. Букин, В. Г. Холодильные машины, работающие на неазеотропных смесях хладогентов / В. Г. Букин, А. Ю. Кузьмин – Астрахань: Издат-во АГТУ, 2007. – 156 с.
2. Букин, В. Г. Экспериментальное исследование малых холодильных машин на смеси R22/R142b / В. Г. Букин, А. Ю. Кузьмин // Холодильная техника. 1996. – № 5. – С. 12-14.
3. Киотский протокол к рамочной конвенции Организации Объединенных Наций об изменении климата. – 2007. – Май. – URL: http://bellona.ru/2007/05/08/kiotskij-protokol-k-ramochnoj-konvents
4. Кутепов, А. М. Гидродинамика и теплообмен при парообразовании: учеб. пособие для вузов / А. М. Кутепов, Л. С. Стерман, Н. Г. Стюшин. – М.: Высш. шк., 1977. – 352 с.
5. Михеев, М. А. Основы теплопередачи / М. А. Михеев, И. М. Михеева. – М.: Энергия, 1973. – 320 с.
6. Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой. – 1987. – Сентябрь. – URL: http://www.un.org/ru/documents/decl_conv/conventions/pdf/montreal.pdf
7. Накоряков, В. Е. Термодинамическое обоснование выработки электроэнергии на парогазовой смеси с переменным составом компонентов/ В. Е. Накоряков, Л. А. Огуречников // Известия Российской академии наук. Энергетика. – 2013. – № 6. – С. 3-9.
8. Огуречников, Л. А. Конденсация R32/R134а в технологии теплонасосного теплоснабжения/ Л. А. Огуречников // Холодильная техника. – 2011. – № 2. – С. 46-48.
9. Патент на изобретение RU №2658414 С1 Способ получения рабочего агента в компрессионном тепловом насос / Усачев А.П., Рулев А.В., Усачева Е.Ю. С приоритетом от 20.06.2017. Опубликовано 21.06.2018. Бюл. № 18.
10. Преображенский, Н. И. Сжиженные газы / Н. И. Преображенский. – Л.: Недра, 1975. – 227 с.
11. Рулев, А. В. Определение границ режимов течения парожидкостной пропан-бутановой смеси в проточных трубных испарителях / А. В. Рулев, А. П.Усачев // Нефтегазовое дело. – 2013. – № 1. – С. 547-554.
12. Рулев, А. В. Определение интенсивности теплообмена в проточных испарителях пропан-бутановых смесей с кипением жидкой фазы внутри труб / А. П. Усачев, А. В. Рулев // Нефтегазовое дело. – 2012. – № 6. – С. 376-385.
13. Рулев, А. В. Разработка методических положений по тепловому расчету конденсаторов тепловых насосов, использующих в качестве рабочих агентов зеотропные смеси / А. В. Рулев, Е. Ю. Усачева. Региональная архитектура и строительство. 2018. – № 2 (35). – С. 146-151.
14. Сухих, A. A. Испытания теплового насоса для теплоснабжения индивидуального дома / A. A. Сухих, К. С. Генералов, И. А. Акимов // Труды МГУИЭ: Техника низких температур на службе экологии – М: МГУИЭ, 2000. – С.49-53.
15. Сухих, А.А. Термодинамическая эффективность теплонасосных установок на неазеотропных смесевых хладагентах/ А.А. Сухих, И.С. Антаненкова // Материалы VII Международной научно-практической конференции «Повышение эффективности энергетического оборудования – 2012». – Санкт-Петербург. – 2012. – С. – 507-518.
16. Теплопередача в двухфазном потоке: пер. с англ. / под ред. Д. Баттерворса и Г. Хьюитта.– М.: Энергия, 1980. – 328 с.
17. Тиличеев, М. Д. Физико-химические свойства индивидуальных углеводородов. Вып. 2. / М. Д. Тиличеев – М-Л.: Гостоптехиздат, 1947. – 458 c.
18. Усачева, Е. Ю. Выбор смесей рабочих агентов и их состава в компрессионных тепловых насосах систем теплогазоснабжения и вентиляции для нагрева и охлаждения сред с ограниченной теплоемкостью/ А. Л. Шурайц, А. В. Рулев, Е. Ю. Усачева // Научный журнал строительства и архитектуры. – 2017. – № 4(48). – С. 47-57.
19. Усачева, Е. Ю. Исследование температурных условий в испарителе и конденсаторе теплонасосных сушилок, работающих на неазеотропных углеводородных смесях/ Е. Ю. Усачева, А. Л. Шурайц, А. В. Рулев // Вестник СГТУ – 2015. – № 4. – С.224-230.
20. Юсида, Х. Теплообмен при двухфазном течении фреона 12 в горизонтальных трубах / Х. Юсида, С. Ямагучи // Достижения в области теплообмена: сб. статей. – М.: Мир, 1970. – С. 252-272.
21. Jianyong, C. of new refrigeretion cycle using mixture R32/R134a for resintial air conditijner applications / C. Jianyong, Yu. Janlin. // Enerdy and Buildings. 40. – 2008. – P. 171- 179.
22. Ho-Saeng lu Thermodunamic performance of R32/R152a mixturu fjr water source heat pumps / Ho-Saeng lu, Hyeon-Ju Kim, Dong-gyu Kang, Djngsoo Jung // Enege 40. – 2012. – P. 251- 257.
23. Kim, M. Experimental study on the performance of heat pump system nith refrigerant mixtures composition change / M. Kim, M. S. Kim, Y. Kim // Energy. – 2004. – Vol.24 – P. 1053- 1068.
24. Kim, T. S. Cycle analysis and heat transfer characteristics of heat pump using R22/ R142b refrigeration / T. S. Kim, T. Y. Shin, M. Kim // Sand Ro S.T. – 1994. – Vol. 17, №6. – P. 391 - 399.
25. Rulev, А. V. Development of operation principles, calculation methods for compression heat pumps using zeotropic mixtures as working fluids / А. V. Rulev, A. P. Usachev, A. L. Shurayts, E. Yu. Usacheva // Journal of Physics: Conference Series. – IOP Publishing, 2018. – Volume 1111. – С. 012018.
26. Usacheva E. Yu. Сhoice of mixtures of agents in heat pumps for heating and cooling media with limited capacity issue / E. Yu.Usacheva, A. L. Shuraits, A. V. Rulev // Russian Journal of Building Construction and Architecture. № 1 (37), 2018. – P. 53-66.


 

Ссылка для цитирования

Рулев, А. В. Методика определения длины трубных испарителей и конденсаторов тепловых насосов, использующих зеотропные смеси рабочих агентов / А. В. Рулев, Е. Ю. Усачева // Научный журнал строительства и архитектуры. - 2020. - № 4 (60). - С. 66-77. - DOI: 10.36622/VSTU.2020.60.4.007.

 
 
 
 

English version 

 

Development a Method for Determining the Length Tube Evaporators and Heat Pump Condensers Using Zeotropic Mixtures of Working Agents

Rulev А. V., Usacheva Е. Yu. 
 
 

Rulev А. V., D. Sc. in Engineering, Prof. of the Dept. of Heat, Ventilation, Water Supply and Applied Fluid Dynamics, Yuri Gagarin State Technical University of Saratov, Russia, Saratov, tel.: (8452)99-88-93, e-mail:nautech@inbox.ru

Usacheva Е. Yu., PhD student of the Dept. of Heat, Ventilation, Water Supply and Applied Fluid Dynamics, Yuri Gagarin State Technical University of Saratov, Russia, Saratov, tel.: (8452)99-88-93


 
Statement of the problem. It is essential to develop a method for determining the length of tube evaporators and heat pump condensers using zeotropic mixtures working agents. 
Results. The paper describes heat transfer processes in tube evaporators and heat pump condensers that use zeotropic mixtures of limiting hydrocarbons, such as propane and n-butane, as working agents. These mixtures are completely ozone-friendly and most cost-efficient when heating the supply air in ventilation and air conditioning systems. 
Conclusions. The developed method allows us to account for changes in the intensity of heat exchange and temperature conditions depending on the continuously changing composition and flow modes of the vapor and liquid mixture, which occur in the following sequence: stratified – cork, ring - wave and dispersed.
 
Keywords: length determination, heat exchange, tube evaporator, condenser, heat pump, zeotropic mixtures, working agents, optimal composition, flow modes, heat transfer coefficient, heat transfer coefficient. 


DOI: 10.36622/VSTU.2020.60.4.007

References

1. Bukin, V. G. Kholodilnyye mashiny rabotayushchiye na neazeotropnykh smesyakh khladogentov / V.G. Bukin. A.Yu. Kuzmin – Astrakhan: Izdat-vo AGTU. 2007. – 156 s. 
2. Bukin, V. G. Eksperimentalnoye issledovaniye malykh kholodilnykh mashin na smesi R22/R142b / V.G. Bukin. A.Yu. Kuzmin // Kholodilnaya tekhnika. 1996. – №5. – S. 12-14. 
3. Kiotskiy protokol k ramochnoy konventsii Organizatsii Obyedinennykh Natsiy ob izmenenii klimata. http://bellona.ru/2007/05/08/kiotskij-protokol-k-ramochnoj-konvents/(data obrashcheniya 21.02.20 g.). 
4. Kutepov, A. M. Gidrodinamika i teploobmen pri paroobrazovanii: ucheb. posobiye dlya vuzov / A. M. Kutepov. L. S. Sterman. N. G. Styushin. – M.: Vyssh. shk.. 1977. – 352 s. 
5. Mikheyev, M. A. Osnovy teploperedachi / M.A. Mikheyev. I.M. Mikheyeva. – M.: Energiya. 1973. – 320 s. 
6. Monrealskiy protokol po veshchestvam. razrushayushchim ozonovyy sloy. - http://www.un.org/ru/ documents/decl_conv/conventions/pdf/montreal.pdf (data obrashcheniya 21.02.20 g). 
7. Nakoryakov, V. E. Termodinamicheskoe obosnovanie vy`rabotki e`lektroe`nergii na parogazovoj smesi s peremenny`m sostavom komponentov/ V.E. Nakoryakov, L.A. Ogurechnikov // Izvestiya Rossijskoj akademii nauk. E`nergetika, – 2013. – № 6. – S. 3-9. 
8. Ogurechnikov, L. A. Kondensatsiya R32/R134a v tekhnologii teplonasosnogo teplosnabzheniya/ L.A. Ogurechnikov // Kholodilnaya tekhnika. – 2011. – №2. – S. 46-48. 
9. Patent na izobreteniye RU №2658414 S1 Sposob polucheniya rabochego agenta v kompressionnom teplovom nasos / Usachev A.P.. Rulev A.V.. Usacheva E.Yu. S prioritetom ot 20.06.2017. Opublikovano 21.06.2018. Byul. №18. 
10. Preobrazhenskiy, N. I. Szhizhennyye gazy / N.I. Preobrazhenskiy. – L.: Nedra. 1975. – 227 s. 
11. Rulev, A. V. Opredeleniye granits rezhimov techeniya parozhidkostnoy propan-butanovoy smesi v protochnykh trubnykh isparitelyakh [Tekst] / A.V. Rulev. A.P.Usachev // Elektronnyy nauchnyy zhurnal Neftegazovoye delo. –2013. – №1. – S. 547-554. 
12. Rulev, A. V. Opredeleniye intensivnosti teploobmena v protochnykh isparitelyakh propan-butanovykh smesey s kipeniyem zhidkoy fazy vnutri trub [Tekst] / A.P. Usachev. A.V. Rulev // Elektronnyy nauchnyy zhurnal Neftegazovoye delo. – 2012. – № 6. – S. 376-385. URL: http://www.ogbus.ru/authors/Usachev/Usachev_6.pdf. 
13. Rulev, A. V. Razrabotka metodicheskikh polozheniy po teplovomu raschetu kondensatorov teplovykh nasosov. ispolzuyushchikh v kachestve rabochikh agentov zeotropnyye smesi / A.V. Rulev. E.Yu. Usacheva. Regionalnaya arkhitektura i stroitelstvo. 2018. № 2 (35). S. 146-151. 
14. Sukhikh, A. A. Ispytaniya teplovogo nasosa dlya teplosnabzheniya individualnogo doma / A.A. Sukhikh. K.S. Generalov. I.A. Akimov // Trudy MGUIE: Tekhnika nizkikh temperatur na sluzhbe ekologii – M: MGUIE. 2000. – S.49-53. 
15. Sukhikh, A. A. Termodinamicheskaya e`ffektivnost` teplonasosny`x ustanovok na neazeotropny`x smesevy`x xladagentax/ A.A. Suxix, I.S.Antanenkova // Materialy` VII Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii «Povy`shenie e`ffektivnosti e`nergeticheskogo oborudovaniya – 2012». – Sankt-Peterburg. 2012. - S. 507-518. 
16. Teploperedacha v dvukhfaznom potoke [Tekst]: per. s angl. / pod red. D. Battervorsa i G. Khyuitta.– M.: Energiya. 1980. – 328 s. 
17. Tilicheyev, M. D. Fiziko-khimicheskiye svoystva individualnykh uglevodorodov. Vyp. 2. / M.D. Tilicheyev – M-L.: Gostoptekhizdat. 1947. – 458 c. 
18. Usacheva, E. Yu. Vybor smesey rabochikh agentov i ikh sostava v kompressionnykh teplovykh nasosakh sistem teplogazosnabzheniya i ventilyatsii dlya nagreva i okhlazhdeniya sred s ogranichennoy teployemkostyu/ A.L. Shurayts. A.V. Rulev. E.Yu. Usacheva // NZh stroitelstva i arkhitektury. – 2017. – №4(48). – S. 47-57. 
19. Usacheva, E. Yu. Issledovaniye temperaturnykh usloviy v isparitele i kondensatore teplonasosnykh sushilok. rabotayushchikh na neazeotropnykh uglevodorodnykh smesyakh/ E.Yu. Usacheva. A.L. Shurayts. A.V. Rulev // Vestnik SGTU . №4. 2015. – S.224-230. 
20. Yusida, Kh. Teploobmen pri dvukhfaznom techenii freona 12 v gorizontalnykh trubakh / Kh. Yusida. S. Yamaguchi // Dostizheniya v oblasti teploobmena: sb. statey. – M.: Mir. 1970. – S. 252-272. 
21. Jianyong, C. of new refrigeretion cycle using mixture R32/R134a for resintial air conditijner applications / C. Jianyong, Yu. Janlin. // Enerdy and Buildings. 40. – 2008. – P. 171- 179. 
22. Ho-Saeng lu Thermodunamic performance of R32/R152a mixturu fjr water source heat pumps / Ho-Saeng lu, Hyeon-Ju Kim, Dong-gyu Kang, Djngsoo Jung // Enege 40. – 2012. – P. 251- 257. 
23. Kim, M. Experimental study on the performance of heat pump system nith refrigerant mixtures composition change / M. Kim, M.S. Kim, Y. Kim // Energy. – 2004. – Vol.24 – P. 1053- 1068. 
24. Kim, T. S. Cycle analysis and heat transfer characteristics of heat pump using R22/ R142b refrigeration / T.S. Kim, T.Y. Shin, M. Kim // Sand Ro S.T. – 1994. – Vol. 17, №6. – P. 391 - 399. 
25. Rulev, А. V. Development of operation principles, calculation methods for compression heat pumps using zeotropic mixtures as working fluids / А. V. Rulev, A. P. Usachev, A. L. Shurayts, E. Yu. Usacheva // Journal of Physics: Conference Series. – IOP Publishing, 2018. Volume 1111. С. 012018. 
26. Usacheva E. Yu. Сhoice of mixtures of agents in heat pumps for heating and cooling media with limited capacity issue/ E. Yu.Usacheva, A. L. Shuraits, A. V. Rulev // Russian Journal of Building Construction and Architecture. № 1 (37), 2018. – P. 53-66. 



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