УМЕНЬШЕНИЕ ТЕПЛОПОСТУПЛЕНИЯ В ЗДАНИЯХ ЗА СЧЕТ ИСКУССТВЕННОГО ПОНИЖЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ НАРУЖНОГО ВОЗДУХА ПУТЕМ ИСПАРИТЕЛЬНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

ИНЖЕНЕРНЫЕ СИСТЕМЫ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

НАУЧНАЯ СТАТЬЯ / RESEARCH PAPER УДК 621:628:697

DOI: 10.22227/1997-0935.2023.7.1114-1122

Уменьшение теплопоступления в зданиях за счет искусственного понижения температуры наружного воздуха путем испарительного охлаждения

Сирануш Мельсиковна Эгнатосян1, Наира Мельсиковна Эгнатосян1,2,

Лусине Артуровна Ерицян1

1 Национальный университет архитектуры и строительства Армении (НУАСА); г. Ереван, Республика Армения; 2 Институт геологических наук Национальной академии наук Армении (ИГН НАН РА);

г. Ереван, Республика Армения

АННОТАЦИЯ

Введение. Системами обеспечения микроклимата зданий потребляется значительное количество природных энергоресурсов. По статистическим данным на нужды отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха используется 40 % энергии. Данная проблема непосредственно связана с тепловой и охлаждающей нагрузкой здания, т.е. зависит от теплотехнических характеристик ограждающих конструкций и тепловой защиты здания. Материалы и методы. Для понижения потребления энергоресурсов наиболее распространенный метод — это теплоизоляция ограждающих конструкций, повышение теплового сопротивления ограждающих конструкций, что является сложной теплотехнической задачей. Рассмотрен альтернативный новый метод снижения теплопоступления (3 (3 в здания за счет испарительного охлаждения наружного воздуха, что приводит к понижению охлаждающей нагрузки

здания и впоследствии влияет на сокращение выбросов парниковых газов. С этой целью на южной стене здания устанавливается форсуночная система орошения наружного воздуха, вследствие чего понижается условная температура пограничного слоя, которая формируется в результате воздействия солнечной радиации. О § Результаты. Предложенный метод пассивно понижает температуру пограничного слоя, которая стремится к тем-

j? $ пературе мокрого термометра, в результате уменьшается теплопоступление в здание, что приводит к понижению

3 ~ охлаждающей нагрузки, и увеличивается энергоэффективность системы.

Ю ® Выводы. Зеленая архитектура и проектирование зданий с нулевым потреблением энергоресурсов актуальны

со ф и имеют важное значение в настоящее время. Мировая статистика показывает, что в зданиях используется 14 %

£ всех запасов питьевой воды, с целью экономичного применения питьевой воды в предложенной системе устанав-

Ц J2 ливается резервуар накопления дождевой воды для орошения наружного воздуха. Сравнительный анализ показал,

I- что за счет охладительного испарения и искусственного понижения температуры наружного воздуха уменьшается

охлаждающая нагрузка здания на 20 %, которая приводит к сокращению выбросов парниковых газов.

о о

N N

Ф <ц с

^ -g КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: испарительное охлаждение, адиабатическое увлажнение, температура мокрого термомет-

О ф ра, охлаждающая нагрузка, энергоэффективность здания, парниковые газы, температура пограничного слоя, интен-

о сивность солнечной радиации, форсунки орошаемой воды

со

тз ДЛЯ ЦИТИРОВАНИЯ: Эгнатосян С.М., Эгнатосян Н.М., Ерицян Л.А. Уменьшение теплопоступления в зданиях

0 го за счет искусственного понижения температуры наружного воздуха путем испарительного охлаждения // Вестник гм § МГСУ. 2023. Т. 18. Вып. 7. С. 1114-1122. DOI: 10.22227/1997-0935.2023.7.1114-1122

от

ОТ Е Автор, ответственный за переписку: Сирануш Мельсиковна Эгнатосян, siranushegnatosyan@gmail.com.

^ ю

1 §

Sb"

8 ° Reducing heat gain in buildings by artificially lowering the outside

CD ^

air temperature through evaporative cooling

о

fee

a> ^

от

О 3

Siranush M. Egnatosyan1, Naira M. Egnatosyan1,2, Lusine A. Yeritsyan1

52 ^ 1 National University of Architecture and Construction of Armenia (NUACA); Yerevan, Republic of Armenia;

2

Institute of Geological Sciences of National Academy of Sciences of the Republic of Armenia (IGS NAS RA);

U) Yerevan, Republic of Armenia

(9

| jé ABSTRACT

¡E £ Introduction. Systems for microclimate regulation in buildings consume a large amount of natural energy resources. Sta-

jj jj tistics show that 40 % of energy is used for heating, ventilation and air conditioning. This problem is directly related to

U > the heating and cooling load of the building, i.e. it depends on the thermal engineering characteristics of building envelopes

and the thermal protection of the building.

© С.М. Эгнатосян, Н.М. Эгнатосян, Л. А. Ерицян, 2023 Распространяется на основании Creative Commons Attribution Non-Commercial (CC BY-NC)

наружного воздуха путем испарительного охлаждения

Materials and methods. To reduce the consumption of energy resources, the most common method is the thermal insulation of enclosing structures, increasing the thermal resistance of enclosing structures, which is a complicated thermal engineering problem. An alternative new method of reducing heat gain into buildings through evaporative cooling of outside air which leads to reduction of cooling load of building and subsequently influences the reduction of greenhouse gas emissions is considered. For this purpose, a spray irrigation system is installed on the southern wall of the building to lower the conditional boundary layer temperature which is formed as a result of solar radiation.

Results. The suggested method passively reduces the boundary layer temperature, which tends to the temperature of the wet-bulb thermometer, as a result, the heat influx into the building is reduced, which leads to a lower cooling load and increases the energy efficiency of the system.

Conclusions. Green architecture and zero-energy building design are relevant and important at the present time. World statistics show that 14 % of all potable water is used in buildings, in order to use potable water economically the proposed system installs a rainwater accumulation tank for outdoor irrigation. A comparative analysis showed that by cooling evaporation and artificially lowering the outside air temperature, the cooling load of the building is reduced by 20 %, which results in a reduction of greenhouse gas emissions.

KEYWORDS: evaporative cooling, adiabatic humidification, wet-bulb temperature, cooling demand, building energy efficiency, greenhouse gases, boundary layer temperature, solar intensity, spray water nozzles

FOR CITATION: Egnatosyan S.M., Egnatosyan N.M., Yeritsyan L.A. Reducing heat gain in buildings by artificially lowering the outside air temperature through evaporative cooling. Vestnik MGSU [Monthly Journal on Construction and Architecture]. 2023; 18(7):1114-1122. DOI: 10.22227/1997-0935.2023.7.1114-1122 (rus.).

Corresponding author: Siranush M. Egnatosyan, siranushegnatosyan@gmail.com.

ВВЕДЕНИЕ

Поддержание комфортного микроклимата в помещениях и снижение энергозатрат на нужды отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха являются сложными задачами. В зависимости от региона, а также от назначения здания система охлаждения с применением холодильной системы потребляет большое количество электрической энергии. Для охлаждения помещений на протяжении веков применяли различные методы испарительного охлаждения. В Персии (Иран) использовали так называемые системы охлаждения «ловец ветра» [1]. На крыше здания устанавливали ветряной вал, который улавливал ветер, пропускал его через воду и задувал охлажденный воздух во внутренние помещения. Многие из этих зданий имели дворы с большими запасами воды (рис. 1), поэтому, если не было ветра, то в результате естественного процесса испарения воды горячий воздух, поднимаясь вверх, испарял воду из бассейна во дворе, после чего охлажденный воздух проходил через здание [2, 3].

В Индии для охлаждения воздуха в качестве двери использовался каркас, обвитый индийской

кокосовой пальмой, — татти. Сверху двери устанавливалась емкость, которая медленно заполнялась водой за счет капиллярного эффекта в тканях татти. Когда уровень воды достигал определенного значения, емкость опрокидывалась, орошая водой дверь, и возвращалась в исходное состояние. Древние египтяне, греки и римляне использовали мокрый коврик для охлаждения воздуха в помещениях, который вешали над дверями жилища. Воздух, поступающий в помещение, проходил через коврик, охлаждаясь за счет испарения воды.

В наши дни применяют испарительное охлаждение в оросительных камерах систем вентиляции и кондиционирования для тепловлажностной обработки воздуха [4-6]. Различают испарительное охлаждение воздуха прямое, косое и двухступенчатое (прямое и косвенное) [7-9]. Прямое испарительное охлаждение воздуха основано на изоэнтальпном процессе и используется в кондиционерах в холодное время года. В теплое время испарительное охлаждение воздуха целесообразно применять в сухих климатических условиях или при незначительном влаговыделении в помещении [10, 11].

a b

Рис. 1. Применение испарительного охлаждения в Персии (a, b) и в Индии (с) Fig. 1. Application of evaporative cooling in Persia (a, b) and in India (c)

< П

iH * k

G Г

0 (Л § (Л

1 О y 1

J CD

u-

^ I

n °

О 3 o

zs (

О i о §

E M § 2

n 0

О £

r 6 t ( an

О )

ii

00 В

■ T

(Л У

с о

1 к

О О 10 10 U W

(О (О

сч N

о о

N N

к ш

U 3

> (Л

с и

2 ""„

U 00

. г

« (U j

ф ф

О S

---' "t^

о

О У

"о

от « от Е

Е о

^ с

Ю о

о Е

fe °

СП ^

т- ^

от от

2 3

S!

О (Я

К сожалению, указанные методы не способны уменьшить охлаждающую нагрузку здания, они только влияют на энергоэффективность систем, обеспечивающих микроклимат. Самый распространенный способ для снижения охлаждающей нагрузки — это теплоизоляция ограждающих конструкций, т.е. повышение теплового сопротивления ограждающих конструкций, что является сложной теплотехнической задачей [12]. Авторами настоящего исследования разработан альтернативный новый метод снижения теплопоступления в здание за счет испарительного охлаждения наружного воздуха, что приводит к понижению охлаждающей нагрузки здания, а впоследствии влияет на сокращение выбросов парниковых газов и т.д.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Существует много методов снижения охлаждающей нагрузки здания, но все они связаны с техническими решениями ограждающих конструкций. Мы предлагаем альтернативный новый метод, который заключается в том, чтобы на южной стене здания установить форсуночную систему орошения наружного воздуха, вследствие чего понижается условная температура ¿УС пограничного слоя, формирующаяся в результате воздействия солнечной радиации. На рис. 2 представлена принципиальная новая схема испарительного охлаждения для снижения температуры пограничного слоя и охлаждающей нагрузки.

окнами. Мельчайшие частицы воды распыляются и поглощаются наружным воздухом, из-за этого происходит испарительное охлаждение или адиабатическое (изоэнтальпное) увлажнение. Во время взаимодействия воздуха и воды температура наружного воздуха стремится достичь температуры мокрого термометра. Учитывая термодинамические изменения воздуха, температура пограничного слоя южной конструкции приобретает параметры намного ниже, чем без форсунок. В данной системе немаловажное значение имеет количество орошаемой воды, а также число и конструктивные параметры форсунок. Для сбережения питьевой воды в баке накапливается дождевая вода, которая фильтруется, проходя через гравий.

На рис. 3 показан процесс формирования пограничного слоя возле ограждающей конструкции с учетом воздействия солнечной радиации [12].

Рис. 2. Новый метод испарительного охлаждения для снижения охлаждающей нагрузки сооружений: 1 — бак для накопления дождевой воды; 2 — насос для подачи воды в форсунки; 3 — форсунки для орошения воды; 4 — подающий трубопровод

Fig. 2. The new method of evaporative cooling for reducing the cooling load of the buildings: 1 — tank for collecting rainwater; 2 — pump for supplying water to nozzles; 3 — nozzles for irrigation water; 4 — water supply pipeline

Вода из бака 1 с помощью насоса 2 под высоким давлением (1,5 до 3 атм) [4] подается в форсунки 3, установленные на южной наружной стене под

Рис. 3. Процессы поглощения и отражения солнечных лучей на поверхности

Fig. 3. Processes of absorption and reflection of solar rays on the surface

Из рис. 3 видно, что температура пограничного слоя tyci, tyc2 за счет воздействия солнечной радиации выше, чем температура наружного воздуха:

IP а„

IP

ан

(1)

где ^ — расчетная температура наружного воздуха, °С;

— радиационная температура, °С; I — интенсивность солнечной радиации, Вт/м2; Р — коэф-

и ' УС2 ^М

наружного воздуха путем испарительного охлаждения

фициент погашения солнечной радиации (зависит от цвета); аН — коэффициент теплоотдачи от стены к воздуху, Вт/м2°С; ^ — температура мокрого термометра, °С.

Температуру мокрого термометра можно вычислить с помощью формулы (2) [13, 14]:

Рт (Рн ~ Рп )Г

' RTM '

aT —— T Мв

(2)

GW = G

(3)

= Gw/g<l

(4)

где — температура воздуха, °С; вт — коэффициент массоотдачи от воды к воздуху, м/с; рН — давление насыщения при температуре мокрого термометра, Па; рп — парциальное давление паров воды при температуре воздуха, Па; г — удельная теплота парообразования воды при температуре мокрого термометра, Дж/кг; ат — коэффициент теплоотдачи от воздуха к поверхности воды, Вт/(м2К); Я — универсальная газовая постоянная, Дж/(кгК); ТМ — абсолютная температура мокрого термометра, К; МВ — молекулярная масса воды, кг/кмоль.

Температуру мокрого термометра удобно и легко определить, используя 1-ё диаграмму влажного воздуха (рис. 4).

Количество орошаемой воды рассчитывается с помощью следующей формулы:

где д — коэффициент орошения, принимают 0,7 для адиабатического увлажнения воздуха [15]; Ов — количество обрабатываемого воздуха.

Количество форсунок определяют в зависимости от количества орошаемой воды по выражению:

где £Ф — производительность одной форсунки, кг/с, зависит от диаметра форсунки ёф и давления воды Р. Зависимость характеристических данных ЯФ = РЦ) дается производителями в виде формул или графиков.

Охлаждающая нагрузка здания представляет собой сумму теплопритоков через все внешние конструкции ограждающих конструкций плюс внутренние теплопритоки, рассчитывается с помощью следующей суммы:

бон = Е0ТЛ + Ебвт . е , (5)

где £Qтп — суммарная величина теплопритоков через все наружные конструкции, Вт, определяется суммой:

20 = 20 + 20 + 20 . (6)

^-•т.п т.п.ст ^т.п.ок ^т.п.пот

Расчет притока тепла через окна 2Q подобно стенам, солнечная радиация освещает окна разной ориентации в разное время суток. По этой же причине влияние солнечной радиации на теплопри-ток следует учитывать только для окон, ориентированных на юг. Следовательно, суммарная величина

теплопритоков через все окна дома, включая южное окно, рассчитывается по следующей формуле:

Ъ О = 0ЮГ + 0ддр (7)

«--т.п.ок «--т.п.ок «--т.п.ок'

где 0ЮГ.ок — теплоприток через южные окна здания, Вт; ОтЛхж — общий приток тепла через окна дома всех других ориентаций, Вт.

Приток тепла через южные окна 0тЮГ.ок происходит за счет теплопередачи ОК, Вт, и при прямом проникновении солнечной радиации через стеклянные прозрачные поверхности , Вт.

Тепло, поступающее через южные окна за счет теплопередачи О^К, Вт, происходит из-за разницы температур наружного и внутреннего воздуха /Н - /В. Для этого используется уравнение теплопередачи для окна:

ОК = Кок ( - 'в). (8)

Для расчета притока тепла через южные окна прямым солнечным излучением через стекла О^К, используется следующее уравнение [12]:

ОоК = ^ок «1«2 «зP, (9)

где I — интенсивность солнечной радиации на южной поверхности, Вт/м2; — площадь оконного проема, м2; п = 0,8 — коэффициент отражения солнечных лучей от поверхности стекла; п2 = 0,8 — коэффициент, учитывающий уменьшение проникновения лучей из-за загрязнения и пыли поверхности стекла; п3 = 0,8 — коэффициент, учитывающий уменьшение поверхности окна из-за рам; в = 0,6-0,8 — коэффициент воздействия штор.

Суммарное значение теплопритока ОтДЛ.™, Вт, через все окна дома другой ориентации можно снова определить с помощью уравнения теплопередачи [12]:

0тДРп.ок = Кок (н - 'в), (10)

где 2РоД;Р — общая площадь всех оконных проемов другой ориентации, м2.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Из вышеизложенного метода видно, что охлаждающая нагрузка увеличивается из-за воздействия солнечной радиации. Кроме того, для расчетов охлаждающей нагрузки принимают во внимание только конструкции с южной ориентацией, поскольку воздействие солнечной радиации длится дольше, чем для других сторон здания. Интенсивность солнечной радиации зависит от многих факторов, в табл. 1 приведены данные солнечной радиации на горизонтальные поверхности для разных городов Армении. Из таблицы следует, что максимальное значение солнечной радиации приходится на июль месяц и она влияет на охлаждающую нагрузку здания1.

1 Construction Norms RACN II-7.01—2011. Construction

Climatology. 2011. 60 p.

< П

i H *k

G Г

S 3

o n

l О y 1

J CD

u I3 I

n

о 3 o

=s (

О i1 n

E СЛ

a^ § 2

n 0

о £

r £ t (

О )

ii

® со

00 В ■

л у с о

1 к J, J, 22 о о 10 10 U W

На рис. 4 показаны графики изменения прямой и рассеянной солнечной радиации в течение дня для 38, 40, 42° географических широт в июле для горизонтальных конструкций и ограждений с южной ориентацией. Из графиков видно, что солнечная радиация имеет максимальные значения в 10 ч утра и 15 ч дня для вертикальных ограждений с южной ориентацией, а для горизонтальных — с 12 до 13 ч.

Принимая во внимание значения интенсивности солнечной радиации и условную температуру пограничного слоя на 1-ё диаграмме влажного воздуха (рис. 5), показаны процессы изменения состояния наружного воздуха при адиабатическом увлажнении [16-19]. Температуру наружного воздуха принимаем постоянной 35 °С, а относительную влажность 20, 30, 50 %, температура пограничного слоя достигает 49 °С. По предложенному методу температура пограничного слоя достигает соответственно 33, 36, 41 °С. Данные разные значения за-

висят от климата, и из рис. 5 видно, что при сухих климатических условиях значения разности температур пограничного слоя больше, чем при влажных параметрах наружного воздуха.

Следовательно, температура мокрого термометра зависит от многих факторов, таких как барометрическое давление, температура наружного воздуха и относительная влажность. В табл. 2 приведены вышеизложенные параметры для разных городов Армении. Анализ таблицы обосновывает, что новый метод увлажнения наружного воздуха помогает сократить теплопоступления в здания, так как разность температур пограничного слоя с увлажнением и без увлажнения составляет от 5 до 12 °С.

На рис. 6 приведена графическая зависимость температуры мокрого термометра от относительной влажности при разных значениях температур наружного воздуха. Из графика видно, что чем выше значения относительной влажности, тем выше тем-

Табл. 1. Интенсивность прямой и рассеянной солнечной радиации на горизонтальных поверхностях, МДж/м2 Table 1. Intensity of direct and diffuse solar radiation on horizontal surfaces, MJ/m2

Город City name Январь January Февраль February Март March Апрель April £ 2 2 Июнь June Июль July Август August Сентябрь September Октябрь October Ноябрь November Декабрь December За год In a year

Гюмри Gyumri 334 414 655 774 976 954 1008 889 673 551 352 304 7884

Ереван Yerevan 325 391 637 799 963 955 965 858 673 532 349 293 7740

Мартуни Martuni 374 454 713 832 1030 968 1008 925 702 583 385 342 8316

Севан Sevan 356 453 700 818 987 978 955 917 695 547 375 311 8092

Ташир Tashir 347 418 670 785 986 968 990 882 691 547 359 313 7956

W (0

N N

О О

N N

К ш U 3

> (Л

с и

U 00 . г

e (U

il ф ф

о ё

---' "t^

о

О у

ОТ Ц

от Е —

^ w

I §

^ с

ю о

8Ц

о Е

СП ^ т- ^

от от

£ w ■8

Е!

О (Я

1200

1000

800

600

400

200

/, Вт/m2 / i l1 2 T J

* Часы Hours

5 6 7 8 9 ¡0 II 12 13 14 15 16 17 18 19 20

b

Рис. 4. График изменения прямой и рассеянной солнечной радиации в течение дня для разных географических широт в июле: 1 — 38° северной широты; 2 — 40° северной широты; 3 — 42° северной широты; а — горизонтальные конструкции; b — ограждение конструкции с южной ориентацией

Fig. 4. Graph of changes in direct and diffuse solar radiation during the day for different geographic latitudes in July: 1 — 38° north latitude; 2 — 40° north latitude; 3 — 42° north latitude; a — horizontal constructions; b — enclosing construction with south orientation

а

наружного воздуха путем испарительного охлаждения

Рис. 5. Значения условной температуры с увлажнением и без увлажнения при разных параметрах наружного воздуха: H — параметры наружного воздуха; H' — параметры воздуха после адиабатического увлажнения; УС(1)/УС(2) — параметры воздуха, учитывая солнечную радиацию (с увлажнением/без увлажнения)

Fig. 5. The values of conditional temperature with humidification and without humidification for different parameters of outdoor air: IN — outdoor air parameters; IN' — air parameters after adiabatic humidification; CON(1)/CON(2) — air parameters considering solar radiation (with humidification/without humidification)

Табл. 2. Значения температуры мокрого термометра при разных барометрических давлениях1 Table 2. Temperature values of a wet bulb thermometer at different barometric pressures1

Город City name Барометрическое давление, Па Barometric pressure, Pa Расчетная температура наружного воздуха, °C Design outside air temperature, °C Относительная влажность, % Relative humidity, % Температура мокрого термометра, °C Wet bulb temperature, °C Температура пограничного слоя Boundary layer temperature

с увлажнением with humidification без увлажнения without humidification

Ереван Yerevan 91 000 34,8 34 21,9 37,9 48,8

Гюмри Gyumri 84 600 30 39 19,3 35,3 44

Иджеван Ijevan 93 600 29,8 52 22,0 38 43,8

Севан / Sevan 80 500 26 50 18,2 34,2 40

Арташат Artashat 92 100 34,9 35 22,3 38,3 48,9

Ехегнадзор Yeghegnadzor 87 500 34,8 28 20,2 36,2 48,8

Одзун / Odzun 89 300 35,5 55 27,3 43,3 49,5

< П

8 8

iH *к

G Г

S 2

0 СО n СО

1 О y 1

J CD

u-

^ I

n °

О 3 o

=s (

О i о n

СО

со

0)

M со о

о 66

r §6 c я

h о

c n

О )

iï

® 0

00 В ■ £

s У с о

1 к

J, J, M 2

о о 10 10 u w

Рис. 6. График зависимости температуры мокрого термометра от относительной влажности и сухого термометра для г. Еревана (91 000 Па)

Fig. 6. The graph of the dependence of the temperature of the wet bulb thermometer on the relative humidity and the dry thermometer, for the city of Yerevan (91,000 Pa)

W (O

N N

О О

N N

К ш

U 3

> (Л

с и

m оо

. г

« (U

<D <D

О ё —■

о

о и

ОТ 13 от Е

Е о

^ с ю °

Sg

о Е

fe ° СП ^ т- ^

от от

Ü W ■8

iE S

О И

пература мокрого термометра, так как воздух насыщен водяными парами. Кроме того, чем ниже температура мокрого термометра, тем эффективность предложенного метода увеличивается, так как теплообмен между воздухом и водой происходит интенсивно. Температурная разница между минимальным и максимальным значением мокрого термометра при наружной температуре воздуха 20 °С составляет 12 °С, а при 40 °С — 21 °С.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБСУЖДЕНИЕ

Для обоснования данной методики были проведены расчеты с увлажнением и без увлажнения для двухэтажного дома. Теплотехнические характеристики конструкций: стена — 0,9 Вт/(м2-°С), пол — 0,46 Вт/(м2-°С), потолок — 0,92 Вт/(м2-°С), дверь — 4,7 Вт/(м2-°С), окно — 2,9 Вт/(м2-°С); расчетная температура наружного воздуха — 35 °С (г. Ереван). Суммарная площадь стен — 197 м2,

окон — 55 м2, дверей — 8 м2, пола и потолка — 83,7 м2, общий объем здания — 502 м3. Сравнительный анализ показал, что предложенный метод испарительного охлаждения снижает охлаждающую нагрузку зданий на 20 %.

Представленный метод увлажнения наружного воздуха помогает сократить теплопоступления в здания, так как разность температур пограничного слоя с увлажнением и без увлажнения составляет от 5 до 12 °С в зависимости от атмосферного давления и параметров наружного воздуха.

Данный метод испарительного охлаждения целесообразно применять в регионах с сухими климатическими условиями, поскольку температура мокрого термометра ниже, чем при влажных условиях.

Увлажнительное охлаждение снижает охлаждающую нагрузку зданий на 20 %, что способствует не только снижению потребляемых энергоресурсов, но и выбросам в атмосферу.

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ

1. Гусева Я.Э., Королёва Н.А. Энергоэффективность в системах кондиционирования воздуха с применением испарительного охлаждения // Сантехника, Отопление, Кондиционирование. 2018. № 8 (200). С. 74-77. EDN WAJYBL.

2. Hughes B.R., Calautit J.K., Ghani S.A. The development of commercial wind towers for natural ven-

tilation : a review // Applied Energy. 2012. Vol. 92. Pp. 606-627. DOI: m.mi6/j.apenergy.201L1L066

3. Amer O., Boukhanouf R., Ibrahim H.G. A review of evaporative cooling technologies // International Journal of Environmental Science and Development. 2015. Vol. 6. Issue 2. Pp. 111-117. DOI: 10.7763/ IJESD.2015.V6.571

4. Egnatosyan S., Egnatosyan N. Design methodology for irrigation chambers of air conditioning systems. evaporative cooling in the system of air conditioning. LAP LAMBERT Academic Publishing, Germany, 2021. 52 p.

наружного воздуха путем испарительного охлаждения

5. Ананьев В.А., Балуева Л.Н., Мурашко В.П. Системы вентиляции и кондиционирования: теория и практика. М. : Евроклимат, 2008. 503 с.

6. Вишневский Е.П. Кондиционирование воздуха — увлажнение. Аргументация необходимости увлажнения воздуха и оценка дефицита влаги // Сантехника, Отопление, Кондиционирование. 2003. № 10. С. 48-51.

7. Хомутский Ю.Н. Расчет косвенно-испарительной системы охлаждения // Мир климата. 2012. № 71. С. 174-182.

8. Тарабанов М.Г. Косвенное испарительное охлаждение приточного наружного воздуха в СКВ с доводчиками // АВОК. 2009. № 3. С. 20-32.

9. Дорошенко А.В. Испарительные охладители комбинированного типа для систем кондиционирования воздуха // АВОК. 2005. № 6. С. 58-63.

10. Вишневский Е.П. Компания CAREL — поставщик оборудования для систем увлажнения воздуха // АВОК. 1998. № 4. С. 40-41.

11. Стефанов Е.В. Вентиляция и кондиционирование воздуха. СПб. : Авок Северо-Запад, 2005. 399 с. EDN QNMFFX.

12. Melikyan Z.A. Heating-cooling of buildings. Efficiency of conventional and renewable technologies. LAP Lambert Academic Publishing, Germany, 2012. 344 p.

13. Короткова Т.Г., Ждамарова И.А. К вопросу расчета температуры мокрого термометра при сушке барды // Научные труды КубГТУ. 2015. № 9. С. 112-122. EDN UNDVVL.

14. Abada D., Maalouf C., Moussa T., Bou-djabi A.F., Polidori G., Rouag-Saffidine D. et al. Design of a dew point evaporative cooler for buildings in Mediterranean climate // E3S Web of Conferences. 2019. Vol. 111. P. 02021. DOI: 10.1051/e3s-conf/201911102021

15. Egnatosyan S., Egnatosyan N. Developing a new method of calculating heat and humidity air treatment by water in irrigation chamber // E3S Web of Conferences. 2021. Vol. 281. P. 06003. DOI: 10.1051/ e3sconf/202128106003

16. Taler J., Jagieia B., Jaremkiewicz M. Improving efficiency and lowering operating costs of evaporative cooling // MATEC Web of Conferences. 2021. Vol. 338. P. 01027. DOI: 10.1051/matecco-nf/202133801027

17. Хомутский Ю.Н. Применение адиабатного увлажнения для охлаждения воздуха // Мир климата. 2012. № 73. С. 104-112.

18. Hviid C.A., Zukowska-Tejsen D., Nielsen V. Cooling of schools — results from a demonstration project using adiabatic evaporative cooling with harvested rainwater // E3S Web of Conferences. 2020. Vol. 172. P. 02003. DOI: 10.1051/e3sconf/202017202003

19. Krajcik M., Masaryk M., Simko M., Mlynar P. Possibilities of combining radiant wall cooling with ejector cooling cycle powered by Fresnel solar collectors // E3S Web of Conferences. 2020. Vol. 172. P. 03003. DOI: 10.1051/e3sconf/202017203003

< П

i H * k

G Г

S 2

Поступила в редакцию 1 августа 2022 г. Принята в доработанном виде 15 мая 2023 г. Одобрена для публикации 6 июня 2023 г.

Об авторах: Сирануш Мельсиковна Эгнатосян — кандидат технических наук, доцент кафедры теплога-зоснабжения и вентиляции; Национальный университет архитектуры и строительства Армении (НУАСА); Республика Армения, 0009, г. Ереван, ул. Теряна, д. 105; siranushegnatosyan@gmail.com;

Наира Мельсиковна Эгнатосян — кандидат технических наук, доцент кафедры теплогазоснабжения и вентиляции; Национальный университет архитектуры и строительства Армении (НУАСА); Республика Армения, 0009, г. Ереван, ул. Теряна, д. 105; Институт геологических наук Национальной академии наук Армении (ИГН НАН РА); Республика Армения, 0019, г. Ереван, ул. Баграмяна, д. 24; egnatosyan@yahoo.com;

Лусине Артуровна Ерицян — магистрант кафедры теплогазоснабжения и вентиляции; Национальный университет архитектуры и строительства Армении (НУАСА); Республика Армения, 0009, г. Ереван, ул. Теряна, д. 105; lusi.yeritsyan@mail.ru.

Вклад авторов:

Эгнатосян СМ. — идея, написание статьи, научное редактирование текста, доработка текста, итоговые выводы. Эгнатосян Н.М. — идея, написание статьи, обработка материала, построение и оформление графиков. Ерицян Л.А. — идея, сбор материала, оформление рисунков, написание статьи. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

REFERENCES

1. Guseva Ya.E., Koroleva N.A. Energy efficiency in air conditioning systems with evaporative cooling.

Plumbing, Heating, Air-Conditioning. 2018; 8(200): 74-77. EDN WAJYBL. (rus.).

0 (Л § (Л

1 z y 1

J to

u -

^ I

n ° o »

=s (

о?

о §

§ 2

0) 0 066 r 6

о )

iï

® 0

00 В

■ Т

s У с о

1 к

M 2 О О 10 10 U W

2. Hughes B.R., Calautit J.K., Ghani S.A. The development of commercial wind towers for natural ventilation : a review. Applied Energy. 2012; 92:606-627. DOI: 10.1016/j.apenergy.2011.11.066

3. Amer O., Boukhanouf R., Ibrahim H.G. A review of evaporative cooling technologies. International Journal of Environmental Science and Development. 2015; 6(2):m-117. DOI: 10.7763/IJESD.2015.V6.571

4. Egnatosyan S., Egnatosyan N. Design Methodology for Irrigation Chambers of Air Conditioning Systems. Evaporative Cooling in the System of Air Conditioning. LAP LAMBERT Academic Publishing, Germany, 2021; 52.

5. Anan'ev V.A., Balueva L.N., Murashko V.P. Systems of ventilation and conditioning: theory and practice. Moscow, Evroklimat Publ., 2008; 503. (rus.).

6. Vishnevsky E.P. Air conditioning — humidification. Argumentation of the need for humidification of air and assessment of moisture deficiency. Plumbing, Heating, Air-Conditioning. 2003; 10:48-51. (rus.).

7. Khomutskiy Yu.N. Calculation of indirect-evaporative cooling system. World Climate. 2012; 71:174-182. (rus.).

8. Tarabanov M.G. Indirect evaporative cooling (3 of incoming outdoor air in ACS with air conditioners.

0 o AVOK. 2009; 3:20-32. (rus.).

n7|>j- 9. Doroshenko A.V. Evaporative coolers of x <u the combined type for air conditioning systems.AVOK. | !n 2005; 6:58-63. (rus.).

2 " 10. Vishnevsky E.P. Company CAREL — suppli-

^ ? er of equipment for air humidification systems. AVOK. ? o 1998; 4:40-41. (rus.).

1 3 11. Stefanov E.V. Entilation and air conditioning. H Engineering systems of buildings. St. Petersburg, Avok — • North-West, 2005; 399. EDN QNMFFX. (rus.).

£Z <= tj

O 0 Received August 1, 2022.

g "o Adopted in revised form on May 15, 2023.

to Approved for publication on June 6, 2023.

B ionotes : Siranush M. Egnatosyan — Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Department of Heat and Gas Supply and Ventilation; National University of Architecture and Construction of Armenia (NUACA); 105 Teryana st., Yerevan, 0009, Republic of Armenia; siranushegnatosyan@gmail;

Naira M. Egnatosyan — Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Department of Heat and Gas Supply and Ventilation; National University of Architecture and Construction of Armenia (NUACA); 105 Teryana st., Yerevan, 0009, Republic of Armenia; Institute of Geological Sciences of National Academy of Sciences of the Republic of Armenia (IGS NAS RA); 24 Bagramyana st., Yerevan, 0019, Republic of Armenia; egnatosyan@ yahoo.com;

Lusine A. Yeritsyan — master's student, Department of Heat and Gas Supply and Ventilation; National University of Architecture and Construction of Armenia (NUACA); 105 Teryana st., Yerevan, 0009, Republic of Armenia; lusi.yeritsyan@mail.ru.

Contribution of the authors:

Siranush M. Egnatosyan — idea, article writing, scientific text editing, text refinement, final conclusions. Naira M. Egnatosyan — idea, article writing, material processing, construction of graphics. Lusine A. Yeritsyan — idea, collection of material, design of drawings, writing of articles. The authors declare that there is no conflict of interest.

12. Melikyan Z.A. Heating-Cooling of Buildings. Efficiency of Conventional and Renewable Technologies. LAP Lambert Academic Publishing, Germany, 2012; 344.

13. Korotkova T.G., Zhdamarova I.A. The question of calculation of wet bulb temperatures on drying grains. Scientific Works of the Kuban State Technological University. 2015; 9:112-122. EDN UNDVVL. (rus.).

14. Abada D., Maalouf C., Moussa T., Bou-djabi A.F., Polidori G., Rouag-Saffidine D. et al. Design of a dew point evaporative cooler for buildings in Mediterranean climate. E3S Web of Conferences. 2019; 111:02021. DOI: 10.1051/e3sconf/201911102021

15. Egnatosyan S., Egnatosyan N. Developing a new method of calculating heat and humidity air treatment by water in irrigation chamber. E3S Web of Conferences. 2021; 281:06003. DOI: 10.1051/e3s-conf/202128106003

16. Taler J., Jagiela B., Jaremkiewicz M. Improving efficiency and lowering operating costs of evaporative cooling. MATEC Web of Conferences. 2021; 338:01027. DOI: 10.1051/matecconf/202133801027

17. Khomutskiy Yu.N. Application of adiabatic humidification for air cooling. World Climate. 2012; 73:104-112. (rus.).

18. Hviid C.A., Zukowska-Tejsen D., Nielsen V. Cooling of schools — results from a demonstration project using adiabatic evaporative cooling with harvested rainwater. E3S Web of Conferences. 2020; 172:02003. DOI: 10.1051/e3sconf/202017202003

19. Krajcik M., Masaryk M., Simko M., Mlynar P. Possibilities of combining radiant wall cooling with ejector cooling cycle powered by Fresnel solar collectors. E3S Web of Conferences. 2020; 172:03003. DOI: 10.1051/e3sconf/202017203003

z ■ i w « ot E

E o

CL° c

LT> O

s 1

o E

fee

CD ^

M

w

■s

r

El

O tfl