CC BY
48
Секция «Моделирование физико-механических и тепловых процессов»
УДК 621.325.5
Е. В. Кулаков Научный руководитель - Н. Г. Измайлова Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
СХЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОМЕЩЕНИЯ ГОРЯЧЕЙ ВОДОЙ И ХОЛОДНЫМ ВОЗДУХОМ
НА ОСНОВЕ ТЕПЛОВОГО НАСОСА
Предложенная схема на базе теплового насоса позволяет понизить затраты электроэнергии в летний период года и уменьшить количество оборудования для обеспечения холодным воздухом жилых помещений.
Теплота конденсации от холодильной машины, работающей в режиме теплового насоса, в течение круглого года используется для снабжения горячей водой и отопления для зимнего и переходных перио-
дов. Для обеспечения холодным воздухом жилых помещений в летний период года используются два типа реверсивных тепловых насосов:
Схема обеспечения помещения горячей водой и холодным воздухом на основе теплового насоса 1 - компрессор; 2 - конденсатор; 3 - ТРВ; 4 - испаритель; 5 - накопительный резервуар; 6 - насосная станция; 7 - коллекторы теплового насоса; 8 - зона потребителя; 9 - доводчики; 10 - насос забора воды из скважины; 11 - коллектор холодной воды; 12 - подача воздуха в помещение; 13 - регулирующее воздействие; 14 - регулирующее оборудование; 15 - датчики температуры; 16 - запорные клапаны горячей воды; 17 -запорные клапаны холодной воды. А - помещение с подачей воздуха непосредственно в помещение; Б - помещение с подачей воздуха в доводчик
Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки
а) тепловой насос типа «подогрев или охлаждение». Способен работать только в одном режиме, что имеет существенный недостаток: при охлаждении помещений не обеспечивает горячей водой;
б) тепловой насос типа «подогрев и охлаждение». Способен работать одновременно в двух режимах, что дает преимущество перед первым типом, но имеет определенные недостатки, так как предусматривает установку дополнительного оборудования, что в свою очередь ведет к повышению цен на приобретение и установку теплового насоса.
Предложена схема кондиционирования помещения и снабжения горячей на основе ХМ, работающей в режиме теплового насоса круглый год (рис. 1). В данной схеме предусмотрен режим теплового насоса только на подогрев воды. Подогреваемая вода в теплообменном аппарате (конденсаторе ХМ) 2, поступает в накопительный бак 5, из которого через насосную станцию 6, обеспечивающую гидравлический режим, горячая вода распределяется в коллекторе 7, далее горячая вода поступает к потребителю 8, для зимнего периода горячая вода также поступает в доводчики 9 для обеспечения отопления помещений. Для охлаждения помещений используется холодная вода, добываемая со скважины (низкопотенциальное тепло для теплового насоса), подаваемая
в доводчики 9. В доводчике происходит поглощение тепла водой, после чего ее рационально подавать в испаритель 4 для уменьшения затрат энергии на подогрев воды.
Регулировка температуры воздуха в помещении осуществляется с помощью регулирующего оборудования 14, которое при изменении температуры датчика 15, изменяет скорость вращения вентилятора доводчика и расход теплоносителя 13.
Подача воздуха 12 в помещение может осуществляться как непосредственно через доводчик, так и отдельно в помещение с использованием вытесненной вентиляции.
Предложенная схема позволяет использовать горячую воду и получать охлажденный воздух, а также сократить потребляемую энергию ХМ на подогрев воды.
Библиографическая ссылка
1. Измайлова Н. Г., Кулаков Е. В., Хайцен М. Ю. Использование эжекционного доводчика для охлаждения помещения в теплый период года // Решетнев-ские чтения. 2012.
© Кулаков Е. В., 2013
УДК 629.78
Ф. В. Танасиенко, Ю. Н. Шевченко Научный руководитель - А. А. Кишкин Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
МЕТОДИКА ТЕПЛОВОГО РАСЧЕТА ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА, РАБОТАЮЩИХ В ОТКРЫТОМ КОСМОСЕ
Представлено описание методики проведения теплового расчёта электронных приборов (ЭП), работающих в открытом космосе.
Основой конструкции современных спутников является их негерметичное исполнение, т. е. все спутниковые приборы способны работать в открытом космосе. В условиях космического пространства передача тепла конвекцией исключается. Следовательно, рассматривается только передача тепла теплопроводностью и тепловое излучение.
Конструктивно приборы состоят из алюминиевых рамок. Состав рамки представлен на рисунке 1. Рамки между собой собираются в модули, скреплённые винтами. Каждая рамка также крепится винтами к кронштейнам. К основаниям рамок приклеены склейки плат из стеклотекстолита, на которых и располагаются ЭРИ.
Для ЭП, работающих в открытом космосе, характерными являются нестационарные режимы функционирования. Температуры в таких приборах непрерывно изменяются по времени под действием переменных внутренних и внешних тепловых потоках. В тепловых анализах ЭП выделяют два крайних случая: «Горячий» и «Холодный».
«Холодный» случай характеризуется следующими основными параметрами:
• минимальные внешние тепловые потоки;
• максимальное внутреннее тепловыделение прибора;
• значения оптических коэффициентов на начало срока активного существования.
«Горячий» случай характеризуется следующими основными параметрами:
• максимальные внешние тепловые потоки;
• минимальное внутреннее тепловыделение прибора;
• значения оптических коэффициентов на конец срока активного существования.
Тепловая математическая модель приборов состоит:
1) из геометрической модели, предназначенной:
- для расчета поглощенных внешних тепловых потоков;
- коэффициентов лучистого теплообмена между расчетными узлами;
