Ученые СПбГАСУ рассчитали модель системы кондиционирования, которая позволит существенно снизить затраты энергии на охлаждение воздуха в установках, а значит, удешевить этот процесс. В модели использованы оригинальные теплообменники с регенеративным косвенно-испарительным охлаждением.

В статье, опубликованной учеными СПбГАСУ совместно с польскими коллегами, представлены результаты численного моделирования новой многоступенчатой системы кондиционирования воздуха, предназначенной для использования в условиях умеренного климата.

— Эта система основана на использовании регенеративных теплообменников косвенно-испарительного типа и вращающегося осушителя воздуха. Производительность системы была проанализирована на оригинальных математических моделях типа ε — NTU. Установлено, что многоступенчатая система обеспечивает более низкую температуру и влагосодержание приточного воздуха по сравнению с традиционной системой кондиционирования воздуха. Кроме того, следует отметить, что предложенное решение позволяет существенно снизить температурный уровень регенерационного потока воздуха во вращающемся осушителе воздуха (до 40 °C), что позволяет использовать данную установку в условиях умеренного климата, — рассказывает Сергей Анисимов, профессор Вроцлавского технического университета (Польша).

Широкое применение существующих типов холодильных машин в установках кондиционирования воздуха, использующих традиционные виды энергии, связано со значительными энергетическими затратами и представляет определенную экологическую опасность, как дополнительный источник теплового и химического загрязнений окружающей среды. В этой связи актуальной является задача частичной замены холодильных машин и снижения их энергоемкости за счет использования в качестве возобновляемого энергоресурса термодинамической неравновесности атмосферного воздуха.

К системам, использующим эту энергию для производства холода, относятся установки прямого и косвенно-испарительного охлаждения воздуха. Низкая стоимость и малое энергопотребление, простота в обслуживании и надежность являются основными достоинствами установок испарительного охлаждения воздуха. Поэтому в последнее время большое внимание уделяют разработкам низкоэнергопотребляющих устройств испарительного охлаждения систем кондиционирования воздуха и установлению для них условий эффективной реализации процессов тепломассопереноса.

— В настоящее время мы пытаемся наладить экспериментальное производство таких устройств. Я связался с учеными из Санкт-Петербургского лесотехнического университета, которые изобрели бумагоподобный нанокомпозиционный материал, характеризующийся высокой термо-, хемо-, биостойкостью и влагоемкостью. Такой материал необходим нам для производства теплообменной насадки аппаратов косвенно-испарительного типа. Подобные устройства уже производятся в Соединенных Штатах Америки, планируется их производство в Польше, — отмечает Сергей Анисимов.

Статья «Multi-stage desiccant cooling system for moderate climate» опубликована в журнале «Energy Converstion and Management». Над ней работал международный коллектив авторов: профессор кафедры математики СПбГАСУ Б.Г. Вагер, доцент кафедры теплогазоснабжения и вентиляции СПбГАСУ В.Ф. Васильев, профессор кафедры теплогазоснабжения и вентиляции СПбГАСУ, профессор Вроцлавского технического университета (Польша) С.М. Анисимов и ученые Вроцлавского технического университета Д. Панделидис, А. Пацак и П. Драг.