CC BY
60
Секция «Моделирование физико-механических и тепловых процессов»
главного вала или его остановке, часть энергии поднятого груза тратится на поддержание оборотов выходного вала. Это позволяет достичь постоянных оборотов выходного вала, и устройство будет выполнять функции рекуперационного устройства. Возможно применение данного устройства в малой ветроэнергетики и других областях, где требуется поддержание постоянных оборотов выходного вала при неустойчивых входных.
© Сорокин В. А., 2012
Принципиальная схема устройства
УДК 621.325.5
М. Ю. Хайцен, Е. В. Кулаков Научный руководитель - Н. Г. Измайлова Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск, Россия
СХЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЖИЛЫХ ПОМЕЩЕНИЙ ТЕПЛОМ И ХОЛОДОМ НА ОСНОВЕ ХОЛОДИЛЬНЫХ МАШИН
Предложена схема энергосберегающей тепловой установки на базе холодильной машины (ХМ), которая круглогодично способна эффективно решать задачи отопления и вентиляции жилых помещений.
Для решения поставленной задачи тепловая установка утилизирует и аккумулирует тепло вытяжных потоков воздуха и канализационных стоков. Круглый год теплота конденсации от ХМ в режиме теплового
насоса поступает для горячего водоснабжения, вентиляции и отопления, а летом в испарителе ХМ дополнительно вырабатывается холод для системы кондиционирования воздуха помещения.
Принципиальная схема ХМ: П - приточный агрегат; Вт - вытяжной агрегат; ХМ - холодильная машина; ГВ - горячее водоснабжение; СК - сбросная канализация; ДЭ - эжекционный доводчик; К1 - автоматический двухпозиционный клапан (открыт летом); К2 - автоматический двухпозиционный клапан (открыт зимой)
Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки
Холодопроизводительность и параметры ХМ (см. рисунок) выбираются по расчетным условиям работы системы кондиционирования воздуха в теплый период года.
В центральном кондиционере здания приточный наружный воздух охлаждается и осушается при условии реализации схемы вытесняющей вентиляции до влагосодержания, вычисляемого в предположении, что в зоне обитания поглощается только 50 % влаго-выделений.
Тепло, вырабатываемое в конденсаторе ХМ, предлагается использовать на цели отопления, вентиляции и горячего водоснабжения, для чего в схеме установки (рисунок) предусмотрены аккумуляция низкопотенциального тепла канализационной воды в блоке СК и высокопотенциального тепла в блоке ГВ. В качестве источника низкопотенциального тепла работы ХМ предлагается использовать воду в баке-аккумуляторе 21 сбросной канализационной воды. Для сбора этой подогретой воды в каждой квартире устраивается отдельная система канализации с отводами от ванной, моек и раковин в стояк 19. Так как эта подогретая вода является смесью горячей и холодной водопроводной, то её температура будет около 30 °С. После поступления в бак-аккумулятор 21 сбросной горячей воды и заполнения водой фильтра-осадителя 24 включаются электродвигатели компрессора 12, насосов Н3, Н6, которые при открытых клапанах К2 будут прокачивать отепленную воду через разборный пластинчатый теплообменник 23 и испаритель 14. Проходя через конденсатор 13, нагретая вода будет подаваться в змеевиковые теплообменники в баках 15 и 16, нагревая поступающую водопровод-
ную воду. В случае, когда температура воды в баке-аккумуляторе снизится до 10 °С, автоматически останавливаются компрессор ХМ, насосы Н9, Н6 и открывается клапан К3. Остывшая вода по трубопроводу 22 будет сброшена в сеть общей канализации.
В ночные часы жильцы не потребляют горячую воду, следовательно, вся теплота конденсации ХМ может расходоваться на цели отопления и вентиляции. После проведения расчетов выяснилось, что потребность в тепле на отопление и вентиляцию несколько больше количества низкопотенциального тепла, аккумулируемого от канализационной воды в блоке СК. Дополнительное тепло система кондиционирования воздуха может получить от утилизации тепла вытяжного потока воздуха и от сетевых источников энергии: электроснабжения, ГВ и др.
Предварительные расчеты эффективности и производительности показали, что стоимость оплаты жильцами отопления и горячего водоснабжения при использовании ХМ по схеме, приведенной выше, уменьшается примерно в 2 раза по сравнению с действующими тарифами.
Библиографические ссылки
1. Шульгин Ю. В., Кожин И. В. Круглогодичное обеспечение жилых и общественных зданий теплом и холодом с помощью холодильных машин // Холодильная техника. 2010. № 7. С. 34-37.
2. Кокорин О. Я. Энергосберегающие системы кондиционирования воздуха. М. : ЛЭС, 2007.
© Хайцен М. Ю., Кулаков Е. В., 2012
УДК 621.325.5
В. А. Шелепов Научный руководитель - М. Г. Мелкозеров Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
ПОЛУЧЕНИЕ ВОДЫ ИЗ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА ПРИ ПОМОЩИ РАЗЛИЧНЫХ ХОЛОДИЛЬНЫХ МАШИН
Проведен обзор существующих и разрабатываемых методов получения воды из атмосферного воздуха. Проведено их сравнение с методом выбранным автором. Приведены достоинства и недостатки системы разрабатываемой автором.
Проблема недостатка воды стоит перед человечеством относительно давно. Промышленная революция сделала многие источники пресной воды на планете, непригодными, а происходящие в природе климатические изменения не только изменили привычные возможности доступа к воде, но и за частую ставят многие регионы мира на грань вымирания. Вопросы очистки загрязненных источников воды, особенно в свете последних достижений науки и техники, уже получили ряд качественных решений, позволяющих вести экономически оправданную очистку воды [4].
Атмосферный воздух является рабочим телом или входит в состав рабочего тела в тепловых двигателях, кондиционирующих установках и калориферах, в
процессах сушки и горения. Атмосферный воздух всегда является влажным, т. е. представляет собой смесь сухого воздуха и водяного пара, и относится к типичным парогазовым смесям. Такую смесь сухого воздуха с водяным паром называют влажным воздухом. В большинстве случаев расчеты, связанные с влажным воздухом, выполняют при давлениях, близких к атмосферному. Парциальное давление пара в воздухе невелико и, как правило, для расчета влажного воздуха используют соотношения, полученные для идеальных газов [3].
«Холодильник Зысина В. А». В схеме используются две условно независимые части, т. е. охлаждение идет в два этапа. Верхняя часть схемы утилизирует тепло-
