Том 56 № 3-4

Постійне посилання зібрання

https://card-file.ontu.edu.ua/handle/123456789/16815

Переглянути

Перегляд Том 56 № 3-4 за Дата публікації

Перейти на індекс:
Зараз показуємо 1 - 9 з 9
  • Документ
    Пошук енергоефективних режимів роботи систем отримання води з атмосферного повітря на базі абсорбційних водоаміачних термотрансформаторів тепла і сонячних колекторів
    (2021) Є.О. Осадчук, О.С. Тітлов
    В роботі показано, що система отримання води з атмосферного повітря з джерелом тепла від сонячних колекторів і з абсорбційним водоаміачним термотрансформатором тепла (АВТТ), з підтискаючим бустер-компресором перед конденсатором, може бути працездатною з джерелами тепла від 85 °С. Порівняльний аналіз енергетичних витрат на стиснення пари робочого тіла в АВТТ з підтискаючим бустер-компресором і в парокомпресорному термотрансформаторі тепла (ПКТТ) показав перевагу АВТТ, як при експлуатації в помірному, так і тропічному кліматі. Проведено розрахунки максимальної енергоефективності АВТТ, яка в розглянутому діапазоні параметрів досягається при тиску генерації 1,0 МПа, і в умовах помірного клімату залежить від масової частки «міцного» водоаміачного розчину (ВАР) та температури випаровування. Найбільш енергоефективним є режим роботи АВТТ з температурою в випарнику 5 °С. У цьому випадку має місце і мінімальна кратність циркуляції ВАР, що знижує витрату робочого тіла і, відповідно, теплове навантаження генератора та спрощує рішення задачі охолодження абсорбера. Практично у всіх розглянутих кліматичних зонах з дефіцитом водних ресурсів процес отримання води з атмосферного повітря найбільш енерговитратний в зимовий період року, а найбільш енергоефективний – в літній. У літній період року питомі енерговитрати чисельно однакові при зміні кінцевої температури в процесі охолодження від 5 до 15 °С. Це дозволить організувати енергозберігаючий процес роботи термотрансформаторів тепла різного типу за рахунок підвищення температури кипіння у випарнику. Розроблено варіант системи отримання води в транспортному виконанні, яка призначена для роботи в польових умовах в автономному режимі
  • Документ
    EN Energy system efficient performance and energy policy
    (2021) O. Yakovleva, O. Ostapenko, V. Trandafilov
    The 2020 crisis caused by COVID makes the global economy move forward to a new start. In order to achieve strategic goals, the energy sector and the HVAC&R sector forced by faced problems to energy efficiency projects and technologies development and deployment to get fast return on investment and to manage risks for the secure step forward. To meet strategic packet goals global community should redirect investment into the renewables technologies development to integrate them with the energy efficiency projects in the project design phase. On the study of the solar thermal system due to increasing the outlet temperature of ground source heat exchanger it is possible to observe floating increasing COP (opera­ting mode dependence) for the HP system by 4-6%. For getting the greater angles of the collector, the more of the inbound energy can be accumulated and used per annual year. For that reason, collectors intended for the maintenance of HP system, when installing at a large angle. It can reduce the amount of excess heat in the summer season, while the efficiency of the collectors in winter season falling under a smaller angle optimized. The increasing of the COP is caused by reducing of the electrical input to the heat pump cause higher temperature level gain by solar collector. The use of solar thermal collectors bring possibility to reduce borehole depletion. In own turn it can be used for ground heat exchanger regeneration during heat pump stand by. Ukraine can look for the best practices of the sustainable deve­lopment goals worldwide and adopt them by modifying for actual complex tasks due to actual regulations and development new ones to motivate industrial players on the national and global levels for driving sectors development along with the sustainable development scenario
  • Документ
    Аналіз енергозберігаючих рішень систем вентиляції і кондиціювання супермаркету
    (2021) Ю.І. Дем'яненко, О.В. Дорошенко, М.І. Гоголь
    Представлено матеріали обстеження системи припливно-витяжної вентиляції супермаркету. Згідно з проектом свіже повітря подається в приміщення через пластинчастий перехресноточний рекуператор. В холодний період таке рішення є безальтернативним, позаяк дозволяє суттєво зменшити експлуатаційні витрати на опалення. Знаючи про неефективність застосування рекуператорів влітку, проектанти зазвичай передбачають в установці обвідний канал для роботи в теплу пору року. Але спокуса економії енергії і влітку, коли працюють кондиціонери, спонукає до пошуку енергоефективних рішень. На даному об’єкті для виправдання застосування пластинчастого перехресноточного рекуператору проектанти застосували перед ним випарне охолодження витяжного повітря дозованим розбризкуванням водопровідної води, назвавши цей процес «попереднім адіабатним охолодженням повітря». Знизивши, таким чином, температуру витяжного повітря, можна потім в перехресноточному пластинчастому теплообміннику додатково охолодити припливне повітря і в результаті зменшити потрібну холодопродуктивність парокомпресорної холодильної машини. В статті показано, що задекларований авторами ідеї ефект фактич­но знаходиться в межах похибки вимірювань і реально не може бути прийнятий до уваги. Навіть за умов застосування дійсно адіабатного процесу температура повітря після припливно-ви­тяжної установки практично не зменшується, що є результатом надто малої різниці температур між припливним і витяжним повітрям. Проведений аналіз показав, що докорінно поліпшити ситуацію могло б застосування в схемі припливно-витяжної вентиляції замість рекуператора непрямого випарного охолоджувача (НВО) припливного повітря. При цьому може бути досягнутий бажаний результат – зменшення температури припливного повітря без застосування штуч­ного холоду. В холодний період рециркуляція води в апараті НВО вимикається, і він працює як теплообмінник-рекуператор. Всі викладки проілюстровано конкретними прикладами
  • Документ
    Аналіз ефективності тепличного ґрунтового регенератора з гранульованою насадкою
    (2021) І.Л. Бошкова, Н.В. Волгушева, Е.І. Альтман, І.І. Мукмінов, А.П. Гречановський
    Акутальним в наш час є пошук ефективних акумуляторів сонячної енергії для обігріву приміщень в умовах значного добового перепаду температур. В якості акумулюючого тіла доцільно застосовувати щільний шар гранульованих матеріалів. Вивчено можливість застосування теплообмінного апарату регенеративного типу з гранульованою насадкою у вигляді щільного шару. Нагрівання гранульованої насадки здійснюється потоком повітря з внутрішнього простору. Проектований регенератор призначений для підтримки необхідного температурного рівня. Ідея створення ґрунтового регенератора ґрунтується на відомостях про інтенсивність нагріву повітря в теплиці від сонячного випромінювання в денний час і ефективності контактного теплообміну між повітрям і шаром частинок. Пропоноване схемне рішення передбачає забір повітря з верхньої частини теплиці, що забезпечує подачу потоку повітря в канал при максимальній температурі. Розглядається застосування щільного шару щебню в якості теплообмінної насадки. Представлені результати теплового розрахунку регенератора, проведені для теплиці з площею основи 18 м2. Кліматичні умови відповідають регіонам з помірним кліматом, наприклад, Одеській області. Для середнього рівня інсоляції, характерного для квітня, і заданої тривалості нагріву шару, визначені основні геометричні характеристики теплообмінних каналів. Наведено результати попереднього розрахунку теплових втрат від теплиці в нічний час і час, протягом якого теплота, акумульована регенератором, буде йти на обігрів внутрішнього обсягу теплиці. Отримано, що акумульована теплота дозволяє підтримувати допустиму температуру в теплиці протягом 2,5 години без застосування інших засобів обігріву. При підвищенні температури навколишнього середовища час роботи регенератора буде збільшуватися, що сприяє більшому зниженню енергетичних витрат на підтримку клімату в теплиці
  • Документ
    Визначення енергоефективності термодинамічних циклів когенераційних машин комерційного призначення
    (2021) Л.І. Морозюк, В.В. Соколовська-Єфименко, Б.Г. Грудка, А.М. Басов, Л.В. Іванова
    У багатьох комерційних підприємствах на реалізацію процесів охолодження припадає значна час­тина загального енергоспоживання підприємства. Для моніторингу справжнього споживання електроенергії під час безперервної роботи холодильних систем сформовано і методично обґрунтовано способи розрахунку енергоефективності. Основною вимогою до методики енергетичного аналізу таких систем є її базування на принципах і законах термодинаміки. Системним кордоном для порівняння ефективності холодильних та теплонасосних установок є теплова або холодильна потужність та температурний режим роботи. Машину, яка досліджується, призначено для під­приємства торгівлі з широким асортиментом продуктів з двома постійними температурними рівнями короткострокового зберігання. Відповідні холодопродуктивності різні за кількісними показниками, але постійні за часом. Визначення показників ефективності здійснено в системних кор­донах термодинамічного циклу та конструкційних особливостей елементів машини. Вид аналізу – порівняння енергетичної ефективності та габаритів циклів двох або більшої кількості машин з різними робочими речовинами. З використанням еталонних циклів здійснено числове моделювання процесів в теплофікаційній холодильній машині з робочими речовинами R404А та СО2 у єдиному робочому режимі. Розрахунки проведені для шести схемно-циклових рішень. Результатами розв’язання «енергетичної» задачі є дійсний коефіцієнт перетворення СОР. Аналіз показав низьку енергетичну ефективність одноступеневих циклів в режимі теплофікаційної машини з двома тем­пературами кипіння, одна з яких є низькотемпературною. Найвища ефективність у машин, які працюють за циклом двоступеневого стиснення з двома випарниками та детандером перед високотемпературним випарником. Результатами розвязання «транспортної» задачі є визначення теоретичної об’ємної холодопродуктивності компресорів (габариту циклу). Порівняльний аналіз результатів констатує, що габарит циклу з СО2 втричі менший за R404A. Рекомендація на перспективу – двоступенева машина з двома випарниками та проміжною посудиною з СО2. За розв’язанням усіх задач вказаний цикл має найкращі характеристики.
  • Документ
    Рішення завдань теплопровідності в тілі при дії двох джерел теплоти
    (2021) І.Л. Бошкова, Н.В. Волгушева, М.Д. Потапов, Н.О. Колесниченко, О.С. Бондаренко
    У роботі аналізуються математичні моделі, що представляють нагрівання тіл у мікрохвильовому електромагнітному полі з урахуванням масовіддачі, наприклад, при випаровуванні вологи. Дослідження ґрунтуються на підходах, запропонованих О.В. Ликовим, в основі яких лежить рівняння теплопровідності з урахуванням внутрішніх джерел теплоти, які можуть бути як позитивними, так і негативними. Об’ємний характер нагрівання матеріалу в мікрохвильовому полі дозволяє розглядати матеріал як середовище, у якому діють внутрішні позитивні джерела теплоти. Негативне джерело теплоти пов'язане з потоком вологи, що випарувалася. Розглядаються моделі, що описують теплопровідність у напівобмеженому масиві при граничних умовах I і III роду. Рішення моделей у неявному (диференціальному) вигляді привело до одержання залежностей для розрахунку локальних температур у тілі. Проведено аналіз розрахункових даних по розподілу вологовмісту й температури матеріалу в процесі сушіння при мікрохвильовому підведенні енергії. Представлено результати розрахунків при різних значеннях коефіцієнтів тепловіддачі, питомої потужності магнетронів, коефіцієнта температуропровідності матеріалу. Отримано відповідність розрахун­кових значень реальним фізичним процесам. У той же час виявлені області, для яких розрахунки не відповідають реальній фізичній картині. Визначені обмеження по застосовності по питомій щільності теплового потоку й коефіцієнту тепловіддачі. Аналітично досліджена середня температура тіла з безперервно діючими джерелами теплоти при граничних умовах III роду. Установлено, що для одержання достовірних даних по температурах матеріалу по аналітичним залежностям, отриманим для середньої безрозмірної надлишкової температури, потрібне виконання умови tc > t0 (температура навколишнього середовища вище температури матеріалу)
  • Документ
    Підвищення термодинамічної ефективності виробництва і використання діоксиду вуглецю
    (2021) Г.К. Лавренченко, Б.Г. Грудка
    У цій статті досліджується комплекс проблем, починаючи від отримання газоподібного діоксиду вуглецю з різних джерел постачання та завершуючи аналізом характеристик вуглекислотних установок. Удосконалення вуглекислотних установок безпосередньо пов'язано з підвищенням ефек­тивності застосовуваних в них процесів, способів і схем. Приділено увагу економічному отриманню СО2 з продуктів згорання природного газу. Пропонується заміна в абсорбційно-десорбційній установці абсорбенту МЕА на абсорбент МДЕА (метилдіетаноламін), що дозволить заощадити гріючий пар і зменшити кратність циркуляції розчину. Розглянуто два типи вуглекислотних стан­цій, що працюють на природному газі: традиційної технологічної побудови; і з новими схемами, в яких застосовуються процеси когенерації та тригенерації. В даний час вважається, що доцільніше виробляти один універсальний продукт – низькотемпературний рідкий діоксид вуглецю, який легко можна трансформувати в будь-який інший його вид і необхідний стан. Обґрунтовано зниження енергетичних витрат в установках традиційного типу. На їх основі можна проводити модернізацію і реконструкцію існуючих вуглекислотних станцій. Показано, що при використанні продуктів згорання від стороннього джерела, наприклад, котельні установки, вуглекислотна станція для виробництва тієї ж кількості низькотемпературного рідкого діоксиду вуглецю буде витрачати, як мінімум, на 30% менше природного газу. Включення когенераційної установки до складу вуглекислотної станції дозволить одночасно виробляти крім рідкого діоксиду вуглецю, також електроенергію і теплоту. Утилізація теплових потоків в такій вуглекислотній станції може здійснюватися в паротурбінній установці, яка генерує додатково до 40% електроенергії. Видалення кисню з димових газів і повне осушення і очищення викидного потоку з абсорбера дозволяє отримати чистий газоподібний азот як додатковий продукт. Ексергетичний ККД запропонованого енерготехнологічного комплексу досягає 40%, тобто в 10 разів перевищує його значення для традиційних вуглекислотних станцій
  • Документ
    Термодинамічні властивості конденсованих середовищ при додаванні наночасток графена
    (2021) Б.Б. Черниш, С.В. Артеменко
    Альтернативний підхід до інтенсифікації теплообміну на основі концепції нанофлюїдів відкриває новий напрям в пошуку шляхів вдосконалення процесів переносу теплоти. Термодинамічні властивості конденсованих середовищ, що інкорпоровані в наноструктурні матеріали, є основою нових нанотехнологічних застосувань. Генеалогічні дерева графена: графіт, фулерен (C60), вуглецеві нанотрубки (CNT), що додаються до холодоагентів, змінюють їх термодинамічні властивості та фазову рівновагу. Запропоновано алгоритм розрахунку термодинамічних властивостей середовищ на основі рівняння стану NIST при різних концентраціях наночасток графена. Двоокис вуглецю був обраний основною речовиною як один із перспективних природних холодоагентів з мінімальним потенціалом глобального потепління. Одержано інформацію про термодинамічну поведінку однорідних та неоднорідних конденсованих середовищ з добавками вуглецевих наночасток генеалогічного дерева графена під впливом варіації термодинамічних параметрів. Наведено термодинамічні властивості вуглекислого газу в присутності фулеренів та карбонових нанотрубок. Розроблено моделі термодинамічної поведінки нанофлюїдів для прогнозування критичної точки чистих компонентів у присутності наноструктурованих матеріалів. Теоретично передбачено зміщення критичної точки для нанорідин. Оцінка зсуву фазової рівноваги та критичної точки показала, що ефект фулеренів та вуглецевих нанотрубок майже не змінює термодинамічну поведінку холодоагенту при низьких об'ємних концентраціях наночастинок. Побудовано рівняння стану термодинамічних властивостей технічно важливих газів з домішками наночасток генеалогічного дерева графена. Розроблено програми розрахунку та база даних  термодинамічних властивостей робочих тіл. Описано результати розрахунків фазових рівноваг деяких нанофлюїдів
  • Документ
    Конденсаційна генерація тиску в літієвих контурних теплових трубах
    (2021) О.В. Роганков
    Звичайні і контурні теплові труби відносяться до найбільш ефективних способів передачі тепла від таких джерел, як активна зона ядерного реактора. Конвективні потоки маси і теплоти, утворені у випарнику, передаються конденсатору потоком пари робочої речовини, яка розширюється (v), і потім сконденсована рідина (l) повертається у випарник через вузькі пористі канали ґніту. Зміна капілярного тиску в ґноті вважається єдиним (крім опціонного впливу гравітації) рушійним фактором для повернення рідини і забезпечення стійкої роботи теплової труби. У даній статті обґрунтовується наявність додаткового рушійного фактора, так званого конденсаційного теплового насосу, у будь-яких реальних випарно-конденсаційних циклах при відносно невеликих перепадах температури і тиску. Це підтверджується детальним розглядом контурної теп­лової труби з літієвим теплоносієм та її термодинамічного циклу, який функціонує головним чином в області вологої та перегрітої пари. В роботі проведено аналіз способів передачі тепла від активної зони реактору, визначено обмежуючі фактори та наведено можливі шляхи їх усунення у реалізації малогабаритних потужних автономних джерел енергії. У згаданому контексті розглянуто особливості та переваги роботи контурних теплових труб у порівнянні з протиточними тепловими трубами і надана нова інтерпретація їх термодинамічного циклу. Вона заснована на результатах нещодавніх робіт [10-12], в яких обґрунтовується існування області гетерогенних станів перегрітої парової фази, так званої v-інтерфази. Показана асиметрія (незворотність) теплоти фазового переходу дозволяє ввести таке поняття, як конденсаційний тепловий насос в доповнення до капілярного насосу ґніту теплових труб. Запропоновано модифіковані способи оцінки оптимальних температур робочих циклів з урахуванням зазначених термодинамічних ефектів