Материал: Жилищное хозяйство и коммунальная инфраструктура

REFERENCES

1.Druzhinin P. V., Yurchik E. Yu. The mechanism of formation of ice and icicles on the roofs of houses. Technical and technological problems of service. 2012. No. 1(19). Pp. 66-71. (in Russian)

2.Palei A. A. The device roof of the building and structures. Patent RU 2494199C1. Russian Federation, Appl. 09.04.2012. Publ. 27.09.2013. Bull. No.17. (in Russian)

3.Sokolova S. D., Popov I. A. The formation of icicles and the fight against them. Roofing. Internet edition. 29.01.2013. http://www.krovlirussia.ru, free. – Ver. fromthe screen. (in Russian)

4.Gorshkov A. S. The reasons for the formation of ice dams on the roof of buildings. Roofing and insulation materials magazine. 2014. No. 6. Pp. 34-35. (in Russian)

5.Gorshkov A. S., Dadchenko A. Yu., Olshevsky V. Ya., Rymkevich P. P. Assessment of air exchange required to normalize the temperature and humidity conditions of cold attics. Roofing and insulation materials magazine 2016. No. 4. Pp. 33-36. (in Russian)

6.MarkovV. A. A devicefordraining meltwaterfromtheroof,Pat.No. 2688655. Russian Federation. Appl. 16.03.2016. Publ. 05.21.2019. Bull. No. 15. (in Russian)

Received 11 March 2020

ДЛЯ ЦИТИРОВАНИЯ:

Марков, В. А. Повышение эффективности отвода талых вод с крыш домов в осенне-весенний период / В. А. Марков, А. В. Алексеева, С. В. Алексеева // Жилищное хозяйство и коммунальная инфраструктура. – 2020. – № 2(13). – С. 36-45.

FOR CITATION:

Markov V. A., Alekseeva A. V., Alekseeva S. V. Improving the efficiency of drainage of melt water from the roofs of houses in the autumn and spring. Housing and utilities infrastructure. 2020. No. 2(13). Pp. 3645. (in Russian)

- 45 -

УДК 628.84:697.911

ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕННИКА СИСТЕМЫ РЕКУПЕРАЦИИ ХОЛОДОНОСИТЕЛЯ С ПЕРЕМЕННЫМ РАСХОДОМ ВОЗДУХА

В. В. Шичкин, М. Н. Жерлыкина, К. В. Гармонов, С. А. Соловьев

Шичкин Виталий Владимирович, аспирант, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический уни-

верситет», Воронеж, Российская Федерация, тел.: +7-980-544-13-89; e-mail: adiadi23@mail.ru

Жерлыкина Мария Николаевна, канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры жилищно-коммунального хозяйства, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет», Воронеж, Российская Федера-

ция, тел.: +7(473)271-28-92; e-mail: zherlykina@yandex.ru

Гармонов Кирилл Валерьевич, канд. техн. наук, доцент кафедры гидравлики, водоснабжения и водоотведения, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет», Воронеж, Российская Федера-

ция, тел.: +7(473)271-53-21; e-mail: garmonkir@mail.ru

Соловьев Сергей Анатольевич, старший преподаватель кафедры жилищно-коммунальногохозяйства, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет», Воронеж, Российская Федерация, тел.: +7- 960-123-57-61; e-mail: swiftsnake@rambler.ru

Обоснована актуальность применения энергосберегающих технологий в системе кондиционирования воздуха. Выполнен сравнительный анализ характеристик теплоутилизаторов. Предложено решение по повышению энергоэффективности путем внедрения системы утилизации теплоты с применением гликолевого рекуператора, когда в качестве промежуточного тепло-хладоносителя используют этиленгликолевый раствор. Применение данного типа оборудования позволит обеспечивать пожаровзрывобезопасность при работе систем обеспечения микроклимата в помещении общественного здания многофункционального назначения. Предложена принципиальная схема системы рекуперации холодоносителя в теплый период года и представлено подробноеописание принципа ееработы. С помощью Id-диаграммы состояния влажного воздуха выполнено построение процессов его обработки в центральном кондиционере в теплый период года. Приведена методика расчета коэффициента теплопередачи теплообменника и определения эффективности его работы в зависимости от теплосодержания воздуха. Проведен численный эксперименти определенозначениекоэффициента теплопередачи теплообменника при переменном расходе воздуха. Выполнено построение графика зависимости коэффициента теплопередачи от температуры наружного воздуха при переменном его расходе. Определены исходные данные для совершенствования конструктивного решения теплообменного оборудования и разработки алгоритма его функционирования в рациональном диапазоне теплотехнических характеристик.

Ключевые слова: теплообменник; теплоутилизатор; этиленгликоль; промежуточный теплоноситель; переменный расход воздуха; температура; теплопоступление.

Внастоящее время при решении инженерных задач особое внимание уделяется вопросам повышения энергоэффективности. В любые сферы и системы, затрагивающие процесс жизнедеятельности человека, стремительно внедряются энергосберегающие технологии. Рациональное использование энергии может быть реализовано при утилизации теплоты, что наиболее актуально при кондиционировании воздуха помещений больших объе-

мов [1, 2].

Всистемах утилизации теплоты теплообменники-теплоутилизаторы работают по принципу передачи теплоты, забираемой из удаляемого воздуха, приточному воздуху. Среди утилизаторов теплоты наибольшую популярность приобрели тепловые насосы и рекуперативные теплоутилизаторы. Следует отметить, что при рекуперации теплоты теплообмен осуществляется между воздушными потоками, происходящими через разделяющую

©Шичкин В. В., Жерлыкина М. Н., Гармонов К. В., Соловьев С. А., 2020

-46 -

перегородку.

На сегодняшний день рынок рекуператоров широко представлен и отечественными,

изарубежными торговыми марками – такими как Wesper (Франция), VTS Clima (Польша), Pyrox (Швеция), Clivet (Италия), Lennox (США), IV-produkt (Швеция), Remak (Чехия), Веза

(Россия), Мовен (Россия), Арктос (Россия) и другие. Однако для каждого объекта строительства в зависимости от технологического процесса необходим индивидуальный подход к подбору оборудования. Поэтому оборудование этого класса чаще всего изготавливается

ипоставляется только на заказ. В связи с этим при проектировании систем обеспечения микроклимата многофункциональных помещений больших объемов необходимо не только корректно подобрать теплообменник, но и разработать систему утилизации теплоты, работающей в оптимальном режиме.

Основной вид рекуператоров – пластинчатые рекуперативные теплоутилизаторы, которые по конструкции можно разделить на перекрестные и противоточные;роторные игликолевые [3].

Сравнительный анализ характеристик современных теплоутилизаторов, применяемых в системах климатизации общественных зданий, представлен в табл. 1.

Таблица 1

Сравнительный анализ характеристик теплоутилизаторов

- 47 -

Как следует из рис. 1, наружный воздух с параметрами tн, φн, Lн поступает в теплообменник рекуператора приточной системы 1, в котором происходит процесс теплообмена воздуха с раствором этиленгликоля. После рекуператора 1 воздух поступает в помещение с параметрами tп, φп, Lп. Внутри установки циркуляция раствора этиленгликоля происходит по малому кольцу «теплообменник холодильной машины – рекуператор 1». Рекуператор вытяжной системы 2 в теплый период года (ТПГ) с помощью трехходового крана 3 отключается. Раствор гликоляохлаждается в теплообменнике холодильной машины и использует теплообменник рекуператора в качестве воздухоохладителя для охлаждения наружного воздуха.

Конструктивно гликолевый теплоутилизатор включает два теплообменника, которые соединены друг с другом, и образуют замкнутый контур, по которому движется теплоноситель. Один из змеевиков теплообменника размещают в подающем канале, а другой в вытяжном. В холодный период года вытяжной змеевик работает на охлаждение, а приточный

–на обогрев. В теплый период года их задание меняется. Конденсационные ванны с гидравлическим затвором служат для собирания и удаления конденсата. Контроль мощности рекуператора делают при помощи трехходового регулировочного вентиля. При работе с взрывоопасными средами и во всех случаях, когда удаляемым и поступающим потокам нельзя соприкоснуться, использование гликолевого рекуператора является единственно правильным решением. Отдаленность в просторе змеевиков гликолевого теплоутилизатора

–неоспоримое преимущество при обновлении и усовершенствовании существующих систем вентиляции.

Объектом исследования выбран многоцелевой концертный зал Event-Hall, расположенный в г. Воронеж, площадь которого составляет 2100 м². Конфигурации зрительного зала позволяют проводить мероприятия разного формата [6].

Произведен расчет часового расхода воздуха в зависимости от количества теплоты, поступающей от посетителей в ТПГ [7]. За расчетные параметры в ТПГ приняты: температура и энтальпия наружного воздуха, нормируемые СП 131.13330.2012 «Строительная климатология», tн=29 °C и Jн=57 кДж/кг соответственно; температура внутреннего воздуха помещения (в обслуживаемой зоне), нормируемая ГОСТ 30494-2011 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях», tв=23 °C.

Результаты расчетов расхода воздуха в зависимости от величин потоков вредных выделений представлены в табл. 2.

В ТПГ рекуперация теплоты возможна при высокой наружной температуре, но из-за больших теплопоступлений в помещении, а, следовательно, высокой температуры удаляемого воздуха, она малоэффективна.

- 49 -