Academic literature on the topic 'Змінне теплове навантаження'

Запропоновано підхід до визначення складових теплового навантаження системи кондиціонування припливного повітря (СКПП) з урахуванням поточних кліматичних умов експлуатації, який базується на гіпотезі розкладання поточних змінних теплових навантажень на відносно стабільну складову як базову для вибору встановленої (проектної) холодопродуктивності холодильної машини, що працює на номінальних або близьких йому режимах, і нестабільне теплове навантаження, що припадає на попереднє охолодження зовнішнього повітря при змінних поточних зовнішніх температурах. Для обґрунтування підходу до вибору складових теплового навантаження СКПП виконаний аналіз поточних значень питомих теплових навантажень на холодильну машину СКПП при охолодженні зовнішнього повітря від його змінної поточної температури до температур 10, 15 і 20 ºС. Показано, що виходячи з різного темпу приросту річного виробітку холоду, обумовленого зміною теплового навантаження у відповідності з поточними кліматичними умовами протягом року, необхідно вибирати таке проектне теплове навантаження на холодильну машину СКПП охолодження повітря (її встановлену потужність охолодження), яке забезпечує досягнення максимального або близького йому річного виробітку холоду при відносно високих темпах його збільшення. При цьому значення теплового навантаження, що припадає на попереднє охолодження зовнішнього повітря, розраховують за залишковим принципом як різницю раціонального загального теплового навантаження і її базової відносно стабільної складової. Запропонований метод доцільно використовувати при розрахунку проектної базової холодопродуктивності холодильної машини СКПП, що працює на номінальному або близьких йому режимах, і бустерной складової теплового навантаження на попереднє охолодження зовнішнього повітря при змінних поточних зовнішніх температурах з використанням енергозберігаючих методів: акумуляції надлишкового (невикористаного) холоду при знижених поточних теплових навантаженнях на СКПП і його витрачання на попереднє охолодження зовнішнього повітря, річкупераціі охолоджуючого потенціалу повітря, яке відводиться для попереднього охолодження зовнішнього повітря.

Запропоновано підхід до аналізу ефективності використання встановленої (проектної) холодопродуктивності холодильних машин систем кондиціювання припливного повітря (СКПП) з урахуванням змін теплових навантажень у відповідності з поточними кліматичними умовами. При цьому порівнюють потенційно можливе вироблення холоду (виходячи з наявної встановленої холодопродуктивності) за певний період, як приклад – за найбільш теплий липень місяць, з її використанням на попереднє охолодження зовнішнього повітря до певної проміжної (порогової) температури, і подальше глибоке охолодження повітря при відносно стабільному тепловому навантаженні. Висунуто гіпотезу попередньої оцінки доцільності застосування регулювання холодопродуктивності за співвідношенням сумарних за деякий проміжок часу використання холоду на охолодження зовнішнього повітря і потенційно можливого вироблення холоду при повній реалізації наявної встановленої холодопродуктивності СКПП. Запропонований підхід до вибору раціональної встановленої холодопродуктивності СКПП та її розподілу відповідно до характеру зміни теплового навантаження у відповідності з поточними кліматичними умовами доцільно використовувати для визначення областей ефективного застосування енергозберігаючих способів реалізації холодопродуктивності, зокрема, акумуляцією та використанням надлишку холодопродуктивності при змінних теплових навантаженнях, частотного або іншого способу регулювання холодопродуктивності компресорів при відхиленнях теплового навантаження від номінального.

Системи та обладнання для зберігання теплової енергії є ключовими елементами при розгортанні відновлюваної теплової енергетики, актуальність якої на даному етапі розвитку набуває масштабного значення. Представлена стаття охоплює короткий аналіз сучасного стану основних технологій інтенсифікації процесів збереження теплоти, аналіз основних технологічних, технічних аспектів, що виникають при розробці теплових акумуляторів та за реальних умов їх експлуатації. Зокрема, обґрунтовано доцільність застосування теплового акумулювання, проаналізовано шляхи підвищення ефективності економії енергії, визначено основні аспекти процесів акумуляції теплоти. При обґрунтуванні доцільності застосування теплового акумулювання проаналізовано співвідношення поверхні та об’єму теплового акумулятора, що тісно пов'язані з розмірами складових елементів та продуктивністю системи зберігання теплоти. Це співвідношення теоретично вказує, як можливо підвищити коефіцієнт корисної дії та продуктивність систем зберігання теплової енергії. Доведено підвищення ефективності та економії енергії при врахуванні сезонних факторів та пікових навантажень. Розглянуто основні аспекти технологічної інтенсифікації процесів акумуляції теплоти, які полягають у подоланні теплової стратифікації рідинних теплових акумуляторів, обґрунтуванні модульного дизайну конструкції, посиленні передачі теплоти та маси, а також в зміні властивостей матеріалу при фазовому переході. Розглянуті аспекти при їх реалізації дозволяють оптимізувати роботу генеруючого обладнання з максимально можливим ККД системи теплопостачання, шляхом вирівнювання графіку навантаження у співвідношенні «генерація - споживання», а також розвантажити технологічне обладнання, знизити споживання паливно-енергетичних ресурсів. Як наслідок, знижується собівартість отриманої енергії та зменшуються шкідливі викиди в оточуюче середовище.

У статті представлено аналіз моделі управління термоелектричним пристроєм забезпечення теплових режимів радіоелектронної апаратури, показники надійності якої суттєво визначаються температурою елементів. Модельні дослідження проведено для умов неоднорідного температурного поля в діапазонах типових перепадів температур, струмових режимів роботи та потужності розсіяння. Аналіз проведено для різних відношень висоти до площі перетину гілок термоелектричних елементів. Розкрито перевагу розподіленого активного термоелектричного охолодження радіоелектронних систем із просторово рознесеними теплонавантаженими елементами порівняно із загальним охолодженням. Розглянуто можливість оптимального управління тепловим режимом комплексу термоелектричних охолоджувачів із послідовним електричним з’єднанням за різного рівня охолодження й теплового навантаження. Визначено основні параметри, показники надійності та динамічні характеристики охолоджувачів. Проаналізовано струмові режими у процесі побудови комплексу з урахуванням енергетичних, масогабаритних характеристик і характеристик надійності. Проведено порівняльний аналіз основних параметрів, показників надійності та динамічних характеристик комплексу термоелектричних охолоджувачів за різного рівня охолодження, заданої уніфікації геометрії гілок термоелементів і струмових режимів роботи. Результати досліджень показали можливість управління тепловим режимом комплексу термоелектричних охолоджувачів за рахунок вибору теплового режиму роботи з урахуванням значущості кожного з обмежувальних факторів за масогабаритними, енергетичними й динамічними характеристиками. У процесі вибору струмових режимів ураховано взаємний вплив кожного з обмежувальних факторів, за допомогою зміни яких під час проєктування системи забезпечення теплових режимів можна вибрати компромісні режими роботи.

Визначено енергозберігаючі заходи підвищення енергоефективності в області кондиціювання за допомогою методів математичного моделювання схемно-технічних рішень і режимів роботи обладнання систем кондиціювання громадських об'єктів при використанні сучасних VRF систем. Розроблена комплексна модель оптимізації систем кондиціювання громадських об'єктів. Ця модель враховує не тільки нестаціонарне зовнішнє і внутрішнє теплове навантаження в приміщенні, але також і фактори по мінімізації змінної частини наведених витрат, пов'язаних з витратами енергії. Протестована цільова функція оптимізації спільної сумарної величини капітальних і експлуатаційних витрат на тепловий захист приміщень і кліматичне енергозберігаюче обладнання протягом терміну їх експлуатації із забезпеченням найменших приведених витрат. Можливості енергозбереження проведені при розрахунку універсальної цільової функції та програм математичного моделювання щодо визначення термінів окупності та величин цільової функції для порівнюваних варіантів. Проведений порівняльний аналіз на базі розробленої математичної моделі Daikin, Mitsubishi Electric, Fujitsu, Mitsubishi Heavy для об'єктів, які працюють протягом добового циклу в екстремально-нестаціонарному режимі. До таких об'єктів громадського призначення можна віднести театри, ресторани, заводські їдальні, конференц-зали тощо. При розрахунках за цією моделлю можна отримати термін окупності обладнання із застосуванням економічно-доцільної товщини ізоляції.

В роботі представлено аналіз конструктивних особливостей, недоліків та переваг фундаментних паль з теплообмінниками та без них їх. Встановлено, що більшість паль має складну форму теплообмінника або самої палі. Теплообмінники можуть бути одинарні, подвійні та потрійні U-подібної, W-подібної та спіральної форми. Найбільш перспективними є палі з U-подібними теплообмінниками. Їх застосування виключає механічне навантаження на стіни будівлі. Немає додаткових втрат на буріння свердловини. Вони мають збільшену теплову ефективність і низькі гідродинамічні втрати на перекачку теплоносія. Особливо це справедливо при використанні теплообмінників з паралельними подвійними U-подібними трубами. В таких конструкціях проблема порушення герметичності зведена до мінімуму і, відповідно, досягається належний рівень екологічної безпеки. Водночас, використання рідини як теплоносія, за рахунок зміни температури, тиску та її об’єму може призвести до руйнування, спочатку труб теплообмінників, а потім і конструкції палі. Наявність розчиненого кисню в рідинному теплоносії сприяє появі наскрізної корозії труб теплообмінників і, як наслідок, руйнуванню залізобетонної конструкції палі в цілому. Використання труб теплообмінників у якості арматури також може приводити до їх ушкодження і, відповідно, до приведених вище проблем. Проведений аналіз відомої інформації стосовно фундаментних паль дозволяє сформувати вимоги до перспективних конструкцій енергетичних паль і в перспективі дасть можливість розробити нову конструкцію забивної палі з U-подібним теплообмінником в якій враховані всі приведені в роботі недоліки. Перш за все потрібно провести оптимізацію конструкції теплообмінника, а саме, геометрію поперечного перетину труб, форму укладки труб в тілі палі, методи фіксації труб тепло-обмінника в тілі палі та кількість таких фіксаторів.

Актуальність теми дослідження. Вирішення ряду таких актуальних проблем імпульсних напівпровідникових перетворювачів енергії (ІНПП) для бортових систем, що входять до складу рухомих платформ і безпілотних літальних апаратів (БПЛА), як підвищення точності стабілізації цільового параметру (кута, швидкості, напруги, струму), а також покращення динаміки систем автоматичного керування, масо-габаритних та теплових характеристик можливо шляхом розробки нових структур ІНПП та алгоритмів керування ними. Постановка проблеми. Зміна періоду та форми резонансної кривої (РК) напруги/струму в квазірезонансних імпульсних перетворювачах (КРІП) в залежності від імпедансу навантаження призводить до неузгодженості сигналу закриття силового транзисторного ключа (СТК) з моментом переходу РК через нульове значення, а отже, – до різкого зниження ККД системи. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Типові реалізації частотно-імпульсних модуляторів (ЧІМ) містять у своєму складі керований напругою генератор та одновібратор, а повністю керовані рішення виконують на основі реверсивних лічильників та керуючого автомату. В якості новітніх ланок ЧІМ для задач керування ІНПП вводяться спостерігачі імпедансу навантаження та модулятори, побудовані на кільцевих зсувних регістрах та лініях затримки. Швидкодія ЧІМ підвищується за рахунок каскадування та використання табличного синтезу сигналу. Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Існуючі рішення не корегують тривалість імпульсу керування СТК для забезпечення його комутації при нульових значеннях напруги/струму, що нівелює можливість практичного втілення КРІП з широким діапазоном навантажень. Постановка завдання. Стаття присвячена розробці структури цифрового частотно-імпульсного модулятора з адаптивною корекцією тривалості імпульсу (ЦЧІМ-АКТІ) та метода автоматичного слідкування за РК з метою прогнозування її переходу через нуль. Викладення основного матеріалу. Запропонована схемотехнічна структура та алгоритм функціонування модулятора у складі блоків ЦЧІМ та АКТІ на основі декількох цифрових автоматів, набору лічильників та арифметико-логічних пристроїв. Пара зовнішніх гістерезисних компараторів детектує перехід резонансної кривої через порогові рівні, розміщені симетрично відносно нульового рівня. Висновки відповідно до статті. Створено новий завершений цифровий блок, який реалізований на основі програмованої логічної інтегрованої схеми (ПЛІС) з використанням мови VHDL. Введення цього блоку до складу стабілізатора напруги ланки постійного струму (ЛПС) на основі КРІП в електроприводі точного позиціювання рухомої платформи з безколекторним двигуном постійного струму (БДПС) дозволяє стабілізувати напругу ЛПС з точністю до 1%. Роздільна здатність за часом ширини імпульсу та паузи не перевищує 5нс.

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

Застосування інформаційно-вимірювальних систем у нафтогазовій галузі допомагає покращити комерційний облік витрати газу, що подається споживачам з метою забезпечення взаєморозрахунків із споживачами. Газорозподільні станції (ГРС) є одними з основних об’єктів магістральних газопроводів. Газорозподільні станції призначені для виконання таких операцій: приймання газу з магістрального газопроводу; очищення газу від механічних домішок; зниження тиску до заданої величини; автоматична підтримка тиску на заданому рівні; розподіл газу по споживачах; вимірювання кількості газу. Крім того, на газорозподільній станції здійснюється вторинна одоризація газу. Незалежно від пропускної здатності, кількості споживачів, тиску на вході і виході, характеру зміни навантаження (витрати газу) технологічна схема газорозподільної станції складається з таких основних вузлів: схема підключення ГРС до газопроводів, очищення газу, регулювання тиску, вимірювання витрати газу і контрольно-вимірювальних приладів (КВП), одоризації газу. Вузол вимірювання витрати та кількості природного газу (далі вузол обліку газу) призначений для вимірювання, реєстрації результатів вимірювань і розрахунків обсягу газу, зведеного до стандартних умов, а також за необхідності визначення його показників якості, враховуючи компонентний склад, щільність, вологість, питому теплоту згоряння. Виконано аналіз різних типів витратомірів та обрано ультразвуковий витратомір.

Метою статті є аналіз застосування системи центрального теплопостачання за використання сезонного геотермального акумулювання в комбінації з системою виробництва та споживання водню в загальному комплексі забезпечення енергетичних потреб будівель та супутньої інфраструктури переважно завдяки відновлюваним джерелам енергії (ВДЕ). Щодо частки в теплозабезпеченні, то система з використанням сезонного геотермального акумулювання слугує основним джерелом теплопостачання, а система з застосуванням водню є допоміжним джерелом енергії, призначеним для забезпечення теплоспоживання в період «пікового» навантаження. В даній роботі увагу до використання водню привернуто через необхідність відмови від традиційних джерел енергії, зокрема природного газу, як пікового та резервного джерела енергії в системі комбінованого центрального теплопостачання. Хоча основна частина статті присвячена проблематиці систем центрального теплопостачання, робота також розглядає інші елементи енергозабезпечення житлових будівель та супутньої інфраструктури. Зокрема, увагу приділено ВДЕ, які характеризуються змінним характером генерації електроенергії та теплоти у часі, та їх зв’язку з загальною енергомережею. Також показано, як надлишок електроенергії від ВДЕ слугує джерелом для генерації водню. Отриманий водень й використовуватиметься як для системи водневого теплопостачання, так і для потенційного забезпечення паливом водневого транспорту. Оскільки в процесі генерації теплоти від утилізації водню застосовуються паливні елементи, то окрім теплоти, такі системи здатні виробляти й електроенергію. В роботі надана класифікація систем сезонного геотермального акумулювання, проаналізовано схеми та принцип їх роботи, а також наведено їх порівняння. Було проведено попередній аналіз економічної доцільності систем центрального теплопостачання за використання сезонного геотермального акумулювання в Україні. Для цього було виконано порівняння дійсної вартості центрального теплопостачання в Україні (яке здійснюється переважно за рахунок природного газу) з номінальною вартістю центрального теплопостачання за використання сезонного геотермального акумулювання. Економічний аналіз показав, що у випадку України нормована вартість системи центрального теплопостачання до складу якої входить сезонний геотермальний акумулятор, в якому застосовано технологію свердловин, є вищою на 80…200 % за вартість центрального теплопостачання від традиційних джерел енергії. Водночас, системи з застосуванням штучних озер можуть бути дешевшими на 20 %, але їх встановлення потребуватиме значних початкових інвестицій. Бібл. 50, табл. 3, рис. 4.

Розглянуті методи і засоби покращення експлуатаційних параметрів стрічково-колодкових гальм бурових лебідок. На модельному гальмі в лабораторних умовах досліджені фрикційні вузли з нерухомими і рухомими накладками, встановленими зі сталим і змінним кроком на гальмівній стрічці, а також по периметру робочої поверхні гальмівного шківа. Проаналізовані і випробувані різні конструкції бандажів, набраних з фрикційних накладок, з’єднаних пружинами різної жорсткості, та відмічені особливості їхньої роботи. Оцінена динамічна і теплова навантаженість різних типів фрикційних вузлів гальм при циклічних режимах навантаження, а також довговічність їхніх накладок. Запропоновано методики розрахунку основних експлуатаційних параметрів різних типів фрикційних вузлів гальм. За результатами проведених досліджень на прикладі розроблених нових та удосконалених існуючих конструкцій фрикційних вузлів гальм проілюстровано низку методів та засобів покращення їхніх експлуатаційних параметрів і відмічені найефективніші з них.
Проиллюстрированы конструктивные решения по управлению динамической и тепловой нагруженностями фрикционных узлов тормозов, которые защищены патентами на изобретения. Разработана методика расчета основных эксплуатационных параметров ленточно-колодочных тормозов буровых лебедок, а также определены величины переменного шага между накладками на набегающей и сбегающей ветвях тормозной ленты из условия равномерного распределения удельных нагрузок по поверхности трения. Рассмотрены некоторые тенденции теории, расчета и конструирования фрикционных узлов ленточно-колодочных тормозов буровой лебедки и сформулированы задачи дальнейших исследований.
The work is dedicated to improvement of working parameters for frictional units with immovable and sliding shoes set up on the contact arc of the brake band with a constant and variable step respectively. The design of the given types of frictional units and noted particularities of their work are analyzed for laboratory condition on the basis of the model brake. Dynamic and heat loading of the brake frictional units of different types are evaluated at cyclical modes of the brake loading. The calculation methods of the main working parameters for different types of the band-shoe brake frictional units are offered. The results of estimation of durability of the brake friction shoes are presented. Series of the working parameter improvements is illustrated for the designed and advanced existing design of the brake frictional units.

Approach to enhance the energetic efficiency of air conditioning systems by cooling load distribution in ambient air procession = Підхід до підвищення енергетичної ефективності систем кондиціювання повітря шляхом розподілу холодопродуктивності при обробці зовнішнього повітря / M. Radchenko, E. Trushliakov, A. Radchenko, S. Kantor, V. Tkachenko // Матеріали XI міжнар. наук.-техн. конф. "Інновації в суднобудуванні та океанотехніці". В 2 т. – Миколаїв : НУК, 2020. – Т. 1. – С. 490–500.
У загальному випадку весь діапазон холодопродуктивності будь-якої системи кондиціювання повітря включає нестабільний діапазон і порівняно стабільну частину холодопродуктивності для подальшого охолодження повітря. Таким чином, стабільний діапазон холодопродуктивності може бути забезпечений роботою звичайного компресора, в той час як режим із значними коливаннями холодопродуктивності вимагає її модуляції. Пропонований підхід може бути використаний для проектування систем зі змінним потоком хладагента (VRF), забезпечених системою обробки зовнішнього повітря (OAP).
Abstract. In general case, an overall cooling load band of any air conditioning system comprises the unstable cooling load range and a comparatively stable cooling load part for further air cooling. Thus, the stable cooling load range can be covered by operation of conventional compressor, meantime mode with considerable cooling load fluctuation needs load modulation. A proposed method can be adopted for designing Variable Refrigerant Flow (VRF) systems provided with Outdoor Air Processing (OAP) system.

Radchenko, M. Enhancing heat efficiency of air coolers of air conditioning systems by injector refrigerant circulation = Підвищення теплової ефективності повітроохолоджувачів систем кондиціонування інжектором / M. Radchenko, E. Trushliakov, A. Radchenko // Матеріали XI міжнар. наук.-техн. конф. "Інновації в суднобудуванні та океанотехніці". В 2 т. – Миколаїв : НУК, 2020. – Т. 1. – С. 581–491.
Анотація: Один з найпривабливіших резервів підвищення ефективності систем кондиціонування та їх застосування в різних областях полягає в ефективній роботі повітряних охолоджувачів (випарників холодоагенту). Концепція доопрацювання ефективної роботи випарників холодоагенту з неповним випаровуванням холодоагенту за рахунок рециркуляції рідкого холодоагенту інжектором (реактивним насосом) знайшла новий імпульс для подальших застосувань у зовнішніх повітряних переробних установках, щоб відповідати різним нагріванням зовнішнього тепла відповідно до фактичних кліматичних умов Умови в приміщенні відповідали різним тепловим навантаженням у приміщеннях в системах кондиціювання без змінного холодильного потоку. Запропонована концепція підвищення теплової ефективності теплообмінників з киплячими холодоагентами всередині каналів розроблена для вирішення проблеми нерівномірного розподілу холодоагенту у впускних колекторах (головках) для мікроканальних теплообмінників або між котушками холодоагенту та нерівними зовнішнім боковим нагріванням повітря на змійовиках холодоагенту шляхом переповнення їх за допомогою рециркуляції рідкого холодоагенту, що забезпечує виключення кінцевої стадії висихання випаровування холодоагенту з низькою інтенсивністю передачі тепла. Таким чином, за рахунок виключення внутрішньої проблеми нерівномірного розподілу холодоагенту та низької інтенсивності передачі тепла випаровуванням холодоагенту в каналах загальна проблема підвищення ефективності теплообмінників киплячим холодоагентом всередині каналів перетворюється на зовнішню проблему передачі тепла на повітряній стороні.
Abstract: One of the most attractive reserves of enhancing the efficiency of air conditioning (AC) systems and their application in various fields consists in efficient operation of air coolers (refrigerant evaporators). A retrofit concept of efficient operation of refrigerant evaporators with incomplete refrigerant evaporation due to liquid refrigerant recirculation by injector (jet pump) has found a new impulse for further applications in outdoor air processing units (OAPU) to match varying outdoor heat loads according to actual climatic conditions and for indoor air coils to match varying indoor heat loads in ductless Variable Refrigerant Flow (VRF) AC systems. A proposed concept of enhancing heat efficiency of heat exchangers with boiling refrigerants inside channels is intended to solve the problem of uneven refrigerant distribution in inlet manifolds (headers) for microchannel heat exchangers or between refrigerant coils and of uneven outside air heat loads on refrigerant coils by over filling them through liquid refrigerant injector recirculation that provides excluding the final dry-out stage of refrigerant evaporation with low intensity of heat transfer. Thus, due to excluding the internal problem of refrigerant uneven distribution and low intensity of heat transfer of refrigerant evaporation in channels the general problem of enhancing the efficiency of heat exchangers with boiling refrigerants inside channels is transformed into the external problem of heat transfer on air side.