Экспериментальное исследование характеристик активного теплоутилизатора при изменяющихся условиях эксплуатации

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Цель работы — исследование активного теплоутилизатора СНАБ.065171.001-01 в качестве основного нагревателя системы вентиляции реального объекта. Подтверждение достоверности расчётной методики с помощью полученных экспериментальных данных.

Методы. Экспериментальные и расчетные методы, методика технико-экономической оценки активных теплоутилизаторов для определения характеристик устройства при изменении расходов воздуха и температурного режима эксплуатации. Испытания проведены на базе лаборатории систем жизнеобеспечения факультета низкотемпературной энергетики Университета ИТМО. Исследуемое оборудование было смонтировано в существующую систему вентиляции лаборатории. Система вентиляции лаборатории оборудована системой ступенчатого регулирования расхода воздуха. Система автоматизации позволяет установить пять фиксированных режимов работы приточного и вытяжного вентилятора без возможности плавного регулирования внутри диапазона расходов. Для измерения эксплуатационных параметров использовались поверенные средства измерения.

Результаты. Описаны результаты определения уточненных номинальных характеристик производительности, энергопотребления и коэффициента преобразования активного теплоутилизатора. Приведены результаты расчета эмпирических коэффициентов, необходимых для расчетного определения данных характеристик в произвольных условиях эксплуатации. Произведена верификация расчетной методики с проведением дополнительных экспериментов, относительное отклонение расчетного коэффициента преобразования от полученного экспериментально во всех экспериментах не превысило 3%.

Заключение. Определены номинальные характеристики встраиваемого воздушного теплоутилизатора СНАБ.065171.001-01 в реальных условиях эксплуатации. Результаты расчета эксплуатационных характеристик сопоставлены с результатами экспериментов.

Об авторах

Сергей Сергеевич Муравейников

Национальный исследовательский университет ИТМО

Автор, ответственный за переписку.
Email: ssmuraveinikov@itmo.ru
ORCID iD: 0000-0001-7295-5904
SPIN-код: 5034-9521

канд. техн. наук

Россия, Санкт-Петербург

Александр Борисович Сулин

Национальный исследовательский университет ИТМО

Email: miconta@rambler.ru
SPIN-код: 5540-5765

д-р. техн. наук

Россия, Санкт-Петербург

Андрей Алексеевич Никитин

Национальный исследовательский университет ИТМО

Email: aanikitin@itmo.ru
SPIN-код: 8352-1164

канд. техн. наук

Россия, Санкт-Петербург

Кирилл Валентинович Макатов

Национальный исследовательский университет ИТМО

Email: kmakatov@itmo.ru
SPIN-код: 2945-4742
Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Goetzler W., Shandross R., Young J., et al. Energy savings potential and RD&D opportunities for commercial building HVAC systems. MA (United States). Burlington: Navigant Consulting, 2017. №. DOE/EE-1703. doi: 10.2172/1419622
  2. Nasruddin, Sholahudin, Satrio P., et al. Optimization of HVAC system energy consumption in a building using artificial neural network and multi-objective genetic algorithm // Sustainable Energy Technologies and Assessments. 2019. Vol. 35. P. 48–57. doi: 10.1016/j.seta.2019.06.002
  3. Sulin A.B., Muraveinikov S.S., Sankina Yu.N., et al. Algorithm for preventive regulation of the ventilation system // AIP Conference Proceedings. 2021. Vol. 2412. №. 1. P. 030028. doi: 10.1063/5.0075787
  4. Cao J., Li M., Wang M., et al. Effects of climate change on outdoor meteorological parameters for building energy-saving design in the different climate zones of China // Energy and buildings. 2017. Vol. 146. P. 65–72. doi: 10.1016/j.enbuild.2017.04.045
  5. de Rubeis T., Falasca S., Curci G., et al. Sensitivity of heating performance of an energy self-sufficient building to climate zone, climate change and HVAC system solutions // Sustainable Cities and Society. 2020. Vol. 61. P. 102300. doi: 10.1016/j.scs.2020.102300
  6. Devecioğlu A.G. Seasonal performance assessment of refrigerants with low GWP as substitutes for R410A in heat pump air conditioning devices // Applied Thermal Engineering. 2017. Vol. 125. P. 401–411. doi: 10.1016/j.applthermaleng.2017.07.034
  7. Littlewood J.R., Smallwood I. One year temperature and heat pump performance for a micro-community of low carbon dwellings, in Wales, UK // Energy Procedia. 2017. Vol. 111. P. 387–396. doi: 10.1016/j.egypro.2017.03.200
  8. D O’Sullivan P., et al. Evaluation of the theoretical and in-use performance of Exhaust Air Heat Pumps // E3S Web of Conferences. EDP Sciences. 2021. Vol. 246. P. 06003. doi: 10.1051/e3sconf/202124606003
  9. Mikola A., Kõiv T.-A. The efficiency analysis of the exhaust air heat pump system // Engineering. 2014. Vol. 6, №. 13. P. 1037. doi: 10.4236/eng.2014.613093
  10. Муравейников С.С., Сулин А.Б., Баранов И.В., Рябова Т.В. Методика оценки эффективности применения систем утилизации теплоты вытяжного воздуха // Вестник международной академии холода. 2020. №. 3. С. 21–26. EDN: RUUDRH doi: 10.17586/1606-4313-2020-19-3-21-26
  11. Муравейников С. С. и др. Экспериментально-расчетная оценка среднегодовой эффективности теплоутилизаторов климатических систем // Холодильная техника. 2019. №. 12. С. 34–38. EDN: SNLHMA
  12. ГОСТ 30494-2011 Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях. М.: СтандартИнформ, 2011.
  13. Yang Z., Ghahramani A., Becerik-Gerber B. Building occupancy diversity and HVAC (heating, ventilation, and air conditioning) system energy efficiency // Energy. 2016. Vol. 109. P. 641–649. doi: 10.1016/j.energy.2016.04.099.
  14. Smith P. BIM & the 5D Project Cost Manager // Procedia — Social and Behavioral Sciences. 2014. Vol. 119. P. 475–484. doi: 10.1016/j.sbspro.2014.03.053

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Фото и схема включения объекта испытаний.

Скачать (801KB)
3. Рис. 2. Исходные данные и результаты определительных экспериментов.

Скачать (516KB)
4. Рис. 3. Исходные данные проверочных экспериментов.

Скачать (232KB)
5. Рис. 4. Сравнение расчетных и экспериментальных значений СOP.

Скачать (317KB)

© Эко-Вектор, 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).