Аналитическое подтверждение расчетных зависимостей для теплообмена в пластинчатом рекуператоре при увлажнении вспомогательного потока

Актуальность исследования связана с необходимостью обеспечения максимального снижения энергопотребления при обеспечении расчетных параметров внутреннего климата в помещениях зданий в условиях действия Закона РФ «Об энергосбережении…» и актуализированной редакции СП 131. Цель исследования состоит в получении приближенного аналитического выражения данной зависимости, позволяющего осуществлять дополнительное подтверждение результатов натурных и численных экспериментов, ранее выполненных авторами для данной схемы обработки притока. Задача исследования – построение упрощенной математической модели процессов изменения тепловлажностного состояния воздуха в рекуператоре, выявление основных факторов, влияющих на повышающий множитель к коэффициенту температурной эффективности аппарата и получение необходимых числовых коэффициентов в формулах, связывающих искомые и исходные параметры. Использовано общее уравнение теплового баланса и теплопередачи для теплообменника в целом, включающее интегральные характеристики аппарата в безразмерном виде, а также стандартные приемы алгебраических преобразований. Получено приближенное аналитическое выражение для повышающего множителя к коэффициенту температурной эффективности рекуператора, учитывающего дополнительное охлаждение притока вследствие затрат теплоты на испарение. Показано, что общая структура данного соотношения совпадает с найденным авторами ранее путем обработки результатов численного моделирования двумерного температурного поля в рекуператоре с учетом экспериментальных данных по количеству уносимой влаги, что подтверждает их правильность и достоверность.

О.Д. САМАРИН¹, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
Д.А. КИРУШОК², эксперт

¹ Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (129337, г. Москва, Ярославское ш., 26)
² Федеральный центр нормирования, стандартизации и технической оценки соответствия в строительстве (ФАУ «ФЦС») (101000, Россия, г. Москва, Фуркасовский переулок, 6)

1. Самарин О.Д., Лушин К.И., Кирушок Д.А. Энергосберегающая схема обработки воздуха с косвенным испарительным охлаждением в пластинчатых рекуператорах // Жилищное строительство. 2018. № 1–2. С. 43–45.
2. Самарин О.Д., Кирушок Д.А. Экспериментальное определение количества уносимой влаги из сотового увлажнителя при изменении направления воздушного потока // СОК. 2020. № 4. С. 46–48.
3. Бройда В.А. Расчет параметров работы теплообменника фанкойла с учетом устанавливающегося состояния воздуха в помещении // Известия вузов. Строительство. 2013. № 8. С. 72–77.
4. Емельянов А.Л., Кожевникова Е.В. Методика расчета теплообмена при движении воздуха в поверхностных воздухоохладителях // Вестник МАХ. 2014. № 1. С. 39–42.
5. Ахмадиев Ф.Г., Фарахов М.И., Гильфанов Р.М., Ахмитшин А.А. Физическое моделирование и методика расчета пластинчатых теплообменников при пленочной конденсации // Вестник Технологического университета. 2019. Т. 22. № 10. С. 16–24.
6. Ахмадиев Ф.Г., Гильфанов Р.М., Фарахов М.И., Ахмитшин А.А. Математическое и физическое моделирование пленочной конденсации в пластинчатых теплообменниках // Математические методы в технике и технологиях – ММТТ. 2020. Т. 5. С. 25–30.
7. Stepanov K.I., Mukhin D.G. Efficiency of a lithium bromide absorption thermotransformer with two-stage absorption in the structure of gasified power plants // Thermal Engineering. 2021. Vol. 68. No. 1, pp. 37–44. DOI: 10.1134/S0040601520120095
8. Аверкин А.Г., Еремкин А.И., Аверкин Ю.А. Инновационные технологии осушения воздуха в климатехнике на основе твердых сорбентов // Жилищное хозяйство и коммунальная инфраструктура. 2021. № 1 (16). С. 19–30.
9. Nguyen D.H., Ahn H.S. A comprehensive review on micro/nanoscale surface modification techniques for heat transfer enhancement in heat exchanger // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2021. Vol. 178, pp. 121601. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2021.121601
10. Gundermann M., Botsch T.W., Raab F., Raab D. Investigation of the heat transfer coefficient during the condensation of small quantities of water vapour from a mixture with a high proportion of non-condensable gas in a horizontal smooth tube // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2021. Vol. 170. 121016. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2021.121016
11. Самарин О.Д., Кирушок Д.А. Моделирование теплообмена в пластинчатом рекуперативном теплообменнике при увлажнении вспомогательного потока воздуха // Известия вузов. Строительство. 2019. № 2. С. 72–77.