Цивилизация
Ученые из Института теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения РАН представили физико-математическую модель, иллюстрирующую изменения направления воздушного потока. Их исследование проходило в рамках проекта, поддержанного Российским научным фондом (РНФ), а его результаты были представлены в журнале Applied Thermal Engineering.
Во время предыдущих исследований ученые составили физико-математическую модель теплообмена в устройстве, которое вентилирует помещения. Оно представляет собой воздухо-воздушный теплообменник с периодическим изменением направления воздушного потока.
«В данной работе представлена физико-математическая модель расчета воздухо-воздушного теплообменника с периодическим изменением направления воздушного потока. Модель учитывает процессы испарения и конденсации влаги на стенках каналов теплообменной матрицы регулярной структуры (основы теплообменника), а также возможность образования водяного тумана непосредственно в воздушных потоках», – объясняет главный автор статьи, заведующий лабораторией проблем энергосбережения Института теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, доктор технических наук Михаил Низовцев.
Экспериментально и теоретически было определено, что эффективность работы теплообменника линейно увеличивается с уменьшением расхода воздушного потока. Ученые показали, что изменением соотношения расходов воздуха противоположного направления через теплообменник можно регулировать температуру воздуха, поступающего в помещение. Продемонстрирована возможность применения модели для оптимизации режимных и конструктивных параметров теплообменника.
Ученые также исследовали регенеративный теплообменник. Это техническое устройство, в котором горячий и холодный теплоносители контактируют с одной и той же поверхностью поочередно. Так, после контакта с горячим теплоносителем в стенке накапливается теплота, которая отдается при контакте с холодным.
Исследователи определили влияние уровня влажности на тепло- и влагообменные процессы в регенеративном теплообменнике, а также зависимость его температурной и влажностной эффективности от относительной влажности внутреннего воздуха. Так же ученые графически определили связь между температурой наружного воздуха и относительной влажностью внутреннего воздуха, при которых начинается формирование льда в каналах теплообменной матрицы.
Созданная модель может быть использована для анализа влияния режимных параметров, геометрических размеров каналов и свойств используемых материалов на эффективность работы теплообменника.
«Результаты данных исследований будут применяться для совершенствования конструкции и режима работы воздухо-воздушных теплообменников для энергосберегающей вентиляции жилых и офисных помещений», — комментирует Михаил Низовцев.
