Использование тепловой трубы в качестве теплообменника отработанного воздуха в центральном кондиционере
- Авторы: Жаров А.А.1, Тимашпольский Я.М.1, Борисенко А.В.1, Валякина А.В.1, Тимашпольский С.М.1
-
Учреждения:
- Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана
- Выпуск: Том 111, № 4 (2022)
- Страницы: 221-232
- Раздел: Научные обзоры
- URL: https://journal-vniispk.ru/0023-124X/article/view/132746
- DOI: https://doi.org/10.17816/RF117508
- ID: 132746
Цитировать
Аннотация
Целью настоящей работы является обзор литературы, посвящённой тепловым трубам, для анализа целесообразности использования данного типа теплообменника в системах кондиционирования воздуха. В статье описан принцип работы и конструкция тепловой трубы, приводятся различные способы возврата конденсата, подробно описывается её термодинамический цикл. Значительное внимание уделяется фитильным конструкциям и рабочим жидкостям. Далее перечисляются ограничения на перенос теплоты тепловых труб, которые влияют на работоспособность теплообменника. Описаны рекомендации по проектированию, найденные в научной литературе и на сайтах компаний-производителей. Приводятся схемы конструкций тепловых труб, применяющиеся в центральных кондиционерах и в системах кондиционирования воздуха (СКВ). Продемонстрирован пример установки с использованием тепловых труб в качестве теплообменника отработанного воздуха в центральном кондиционере. Проведено сравнение эффективности и тепловой мощности различных способов теплоутилизации при одинаковых начальных параметрах расхода и температур наружного, вытяжного воздуха. В заключении сделан вывод о преимуществах использования тепловых труб в СКВ для утилизации теплоты. Указана причина редкого применения указанного теплообменника. Приводится результат сравнения различных способов теплоутилизации и ответ на вопрос о перспективности использования тепловой трубы в СКВ. Даются рекомендации о направлении дальнейших исследований по представленной в обзоре тематике.
Ключевые слова
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Антон Андреевич Жаров
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана
Email: zharov_a@bmstu.ru
ORCID iD: 0000-0001-9945-0850
SPIN-код: 8581-1809
к.т.н.
Россия, МоскваЯн Михайлович Тимашпольский
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана
Email: ian.timash@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-3774-1825
Россия, Москва
Артём Витальевич Борисенко
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана
Email: borart@bmstu.ru
ORCID iD: 0000-0002-4818-3702
SPIN-код: 2859-5006
к.т.н.
Россия, МоскваАнна Викторовна Валякина
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана
Email: valiakina@bmstu.ru
ORCID iD: 0000-0002-7709-1209
SPIN-код: 7679-2022
к.т.н.
Россия, МоскваСевастьян Михайлович Тимашпольский
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана
Автор, ответственный за переписку.
Email: timsevmih@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-5908-8105
Россия, Москва
Список литературы
- Чи С. Тепловые трубы: теория и практика. М.: Машиностроение, 1981.
- Дан П.Д., Рей Д.А. Тепловые трубы. М.: Энергия, 1979.
- Abd El-Baky M.A., Mohamed M.M. Heat pipe heat exchanger for heat recovery in air conditioning // Appl. Therm. Eng. 2007. Vol. 27, N 4. P. 795–801. doi: 10.1016/j.applthermaleng.2006.10.020
- Mahajan G., Cho H., Smith A., et al. Experimental analysis of atypically long finned oscillating heat pipe for ventilation waste heat recovery application // J. Therm. Sci. 2020. Vol. 29, N 3. P. 667–675. doi: 10.1007/s11630-019-1178-5
- Faghri A. Heat pipes: review, opportunities and challenges // Frontiers in Heat Pipes (FHP). 2014. Vol. 5, N 1. P. 1–48. doi: 10.5098/fhp.5.1
- Vasiliev L.L. Heat pipes in modern heat exchangers // Appl. Therm. Eng. 2005. Vol. 25, N 1. P. 1–19. doi: 10.1016/j.applthermaleng.2003.12.004
- Barrak A.S., Saleh A.A.M., Naji Z.H. An experimental study of using water, methanol, and binary fluids in oscillating heat pipe heat exchanger // Engineering Science and Technology, an International Journal. 2020. Vol. 23, N 2. P. 357–364. doi: 10.1016/j.jestch.2019.05.010
- Eidan A.A., Alshukri M.J., Al-fahham M., et al. Optimizing the performance of the air conditioning system using an innovative heat pipe heat exchanger // Case Studies in Thermal Engineering. 2021. Vol. 26. P. 101075. doi: 10.1016/j.csite.2021.101075
- Wang C., Tang S., Liu X., et al. Experimental study on heat pipe thermoelectric generator for industrial high temperature waste heat recovery // Appl. Therm. Eng. 2020. Vol. 175, N 5. P. 115299. doi: 10.1016/j.applthermaleng.2020.115299
- Han Z.X., Wang D.X., Wang F. Visual experimental study on operation characteristics of condensation segment of gravity-assisted heat pipe // CIESC Journal. 2014. Vol. 65, N 8. P. 2934-2939. doi: 10.3969/j.issn.0438-1157.2014.08.012
- Li Q., Ma L., Xuan Y.M. Experimental investigation of cryogenic loop heat pipe // J. Eng. Thermophys. 2010. Vol. 31, N 1. P. 120–123.
- Jadhav T.S., Lele M.M. Theoretical energy saving analysis of air conditioning system using heat pipe heat exchanger for Indian climatic zones // Int. J. Eng. Sci. Technol. 2015. Vol. 18, N 4. P. 669–673. doi: 10.1016/j.jestch.2015.04.009
- Ahmadzadehtalatapeh M., Yau Y.H. The application of heat pipe heat exchangers to improve the air quality and reduce the energy consumption of the air conditioning system in a hospital ward—A full year model simulation // Energy and Buildings. 2011. Vol. 43, N 9. P. 2344–2355.
- Ahmadzadehtalatapeh M. An air-conditioning system performance enhancement by using heat pipe based heat recovery technology // Scientia Iranica. 2013. Vol. B20, N 2. P. 329–336. doi: 10.1016/j.enbuild.2011.05.021
- HHP, VHP Heat Recovery Heat Exchangers Catalogue [internet] Режим доступа: https://karyergroup.com/ru/продукты/рекуперация-tепла-теплообменники/item/hhp-vhp-5?category_id=355 дата доступа: 13.12.2022
- Clima Gold [internet] Режим доступа: https://ru.climagold.com/ дата доступа: 13.12.2022
- Advanced Cooling Technologies, Inc. [internet] Режим доступа: https://www.1-act.com/ дата доступа: 13.12.2022
- HVAC energy recovery [internet] Режим доступа: https://www.1-act.com/hvac/ дата доступа: 13.12.2022
- Air-to-air heat pipe heat exchanger (HP-AAHX) selection tool [internet] Режим доступа: https://www.1-act.com/hvac/aahx/ дата доступа: 13.12.2022
- Advanced heat exchangers [internet] Режим доступа: https://www.1-act.com/innovations/heat-exchanger/ дата доступа: 13.12.2022
- Sukarno R., Putra N., Hakim I.I., et al. Multi-stage heat-pipe heat exchanger for improving energy efficiency of the HVAC system in a hospital operating room1 [Heat pipe heat exchanger for heat recovery in air conditioning] // Int. J. Low-Carbon Technol. 2021. Vol. 16, N 2. P. 259–267.
- Sukarno R., Nandy P., Hakim I.I., et al. Utilizing heat pipe heat exchanger to reduce the energy consumption of airborne infection isolation hospital room HVAC system // Journal of Building Engineering. 2021. Vol. 35. P. 102116. doi: 10.1016/j.jobe.2020.102116
- Abdelaziz G.B., Abdelbaky M.A., Halim M.A., et al. Energy saving via Heat Pipe Heat Exchanger in air conditioning applications “experimental study and economic analysis” // Journal of Building Engineering. 2021. Vol. 35. P. 102053. doi: 10.1016/j.jobe.2020.102053
- Enteria N., Cuartero-Enteria O., Sawachi T. Review of the advances and applications of variable refrigerant flow heating, ventilating, and air-conditioning systems for improving indoor thermal comfort and air quality // International Journal of Energy and Environmental Engineering. 2020. Vol. 11. P. 459–483. doi: 10.1007/s40095-020-00346-0
- Eidan A.A., Najim S.E., Jalil J.M. An experimental and a numerical investigation of HVAC system using thermosyphon heat exchangers for subtropical climates // Appl. Therm. Eng. 2017. Vol. 114. P. 693–703. doi: 10.1016/J.APPLTHERMALENG.2016.12.027
- Al-fahham M., Eidan A.A., Ahmed A.Q., AlSahlani A. Improving the performance of air conditioning system experimentally by a new type of heat pipe heat exchanger // IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. 2020. Vol. 928. P. 022124. doi: 10.1088/1757-899X/928/2/022124
Дополнительные файлы
