Эффективность рециркуляционного теплонасосной системы кондиционирования воздуха в закрытом плавательном бассейне в жаркий период года

У статті проведено аналіз термодинамічної ефективності теплонасосної схеми кондиціювання повітря з рециркуляцією для критого басейну в спекотний період року, в залежності від параметрів роботи системи і зовнішнього повітря. Побудована математична модель роботи рециркуляційної теплонасосної системи кондиціювання повітря, реалізація якої була здійснена чисельним методом послідовних наближень. Отримані залежності для визначення параметрів повітря у характерних точках системи та холодильного коефіцієнта теплонасосної системи кондиціювання. Показано, що з підвищенням температури і відносної вологості зовнішнього повітря відбувається розширення температурних рамок циклу роботи теплового насосу, що призводить до погіршення умов його роботи та суттєвого зниження холодильного коефіцієнта теплового насосу і холодильного коефіцієнта теплонасосної схеми. Визначено, що застосування розглянутої схеми кондиціювання повітря басейну з рециркуляцією відпрацьованого повітря забезпечує підвищення холодильного коефіцієнта схеми з підвищенням температури навколишнього середовища, але не дозволяє досягти високої термодинамічної ефективності та значного підвищення граничної температури зовнішнього повітря.The thermodynamic efficiency of recirculating heat pump air conditioning system in the indoor pool during the hot season are analyzed in the article, depending on the parameters of the system and the outside air. A mathematical model of the recirculation heat pump air conditioning system are developed, the implementation of which was a quantitative method of successive approximations. The dependences for the parameters of air in characteristic points system and coefficient of heat pump air conditioning system are received. There are shown that with increasing temperature and relative humidity of the outside air expanding the temperature scope of the heat pump cycle that distort his work and a significant reduction in coefficient of heat pump of performance and heat pump coefficient of performance of the scheme. Use of heat pump air conditioning system in the indoor swimming pool with recirculation of exhaust air increase the cooling coefficient of scheme with increasing of ambient temperature, but do not allow to achieve of high thermodynamic efficiency and a significant increase of boundary ambient temperature.В статье проведен анализ термодинамической эффективности теплонасосной схемы кондиционирования воздуха с рециркуляцией для крытого бассейна в жаркий период года в зависимости от параметров работы системы и наружного воздуха. Построена математическая модель работы рециркуляционной теплонасосной системы кондиционирования воздуха, реализация которой была проведена численным методом последовательных приближений. Получены зависимости для определения параметров воздуха в характерных точках системы и холодильного коэффициента теплонасосной системы кондиционирования. Показано, что с повышением температуры и относительной влажности наружного воздуха происходит расширение температурных рамок цикла работы теплового насоса, что приводит к ухудшению условий его работы и существенному снижению холодильного коэффициента теплового насоса и холодильного коэффициента теплонасосной схемы. Определено, что применение рассматриваемой схемы кондиционирования воздуха бассейна с рециркуляцией отработанного воздуха обеспечивает повышение холодильного коэффициента схемы с повышением температуры окружающей среды, но не позволяет достичь высокой термодинамической эффективности и повышения предельной температуры наружного воздуха

Термодинамическая эффективность теплонасосных систем кондиционирования воздуха с использованием камеры смешивания в закрытом бассейне в жаркий период года

Проблематика. Видалення великої кількості вологи, що надходить у приміщення басейна внаслідок її випаровування, а також підтримка температури та вологості повітря в приміщенні басейна є основною задачею, яку повинна ефективно розв’язувати теплонасосна система обробки повітря. Мета дослідження. Мета роботи – аналіз термодинамічної ефективності теплонасосної схеми кондиціювання повітря для критого басейна в спекотний період року залежно від параметрів роботи системи і зовнішнього повітря. Схема передбачає встановлення камери змішування спочатку до, а потім після теплового насоса (ТН). Методика реалізації. Побудовано математичну модель роботи теплонасосної системи кондиціювання повітря, реалізацію якої було проведено числовим методом послідовних наближень. Результати дослідження. Схема з камерою змішування до ТН характеризується досить низькими значеннями холодильного коефіцієнта схеми, що пов’язано з досить високим тепловим навантаженням випарника ТН. Збільшення коефіцієнта рециркуляції та істотне зниження частки свіжого припливного повітря сприяє збереженню холоду в системі кондиціювання і підвищенню холодильного коефіцієнта всієї теплонасосної схеми кондиціювання. Висновки. Теплонасосна система кондиціювання басейна з рециркуляцією відпрацьованого повітря та камерою змішування після ТН у теплий або спекотний період року має найбільш високу термодинамічну ефективність як за значеннями холодильного коефіцієнта всієї схеми, так і за робочим діапазоном зміни температури та відносної вологості зовнішнього атмосферного повітря.Background. Removal of a large amount of moisture entering the premises as a result of the evaporation, and temperature and humidity maintenance in the room of the pool is the main problem, which should effectively address heat pump air handling system. Objective. Objective is the thermodynamic analysis of heat pump air conditioning scheme for the indoor pool on a hot period of the year depending on the parameters of the system and the outside air. The scheme provides for the mixing chamber mounting before, and then after the heat pump. Methods. The mathematical model of heat pump air conditioning system was built, implementation of which was conducted by numerical method of successive approximations. Results. The scheme from mixing chamber to the heat pump is characterized by relatively low values of the scheme performance coefficient, due to the relatively high heat load of the heat pump evaporator; the increase of the recycling rate and a significant decrease in the proportion of fresh supply air contributes to the preservation of cold air in the system and increases the coefficient of the entire heat pump air scheme. Conclusions. Pool heat pump air conditioning system with the recirculation of exhaust air and the mixing chamber after the heat pump in warm or hot season has the highest thermodynamic efficiency by the values of the coefficient of the whole circuit, and the working range of changes in temperature and relative humidity of the outside air.Проблематика. Удаление большого количества влаги, поступающей в помещение бассейна вследствие ее испарения, а также поддержание температуры и влажности воздуха в помещении бассейна является основной задачей, которую должна эффективно решать теплонасосная система обработки воздуха. Цель исследования. Цель работы – анализ термодинамической эффективности теплонасосной схемы кондиционирования воздуха для крытого бассейна в жаркий период года в зависимости от параметров работы системы и наружного воздуха. Схема предусматривает установление камеры смешивания сначала до, а затем после ТН. Методика реализации. Построена математическая модель работы теплонасосной системы кондиционирования воздуха, реализация которой была проведена численным методом последовательных приближений. Результаты исследования. Схема с камерой смешивания до ТН характеризуется достаточно низкими значениями холодильного коэффициента схемы, что связано с достаточно высокой тепловой нагрузкой испарителя ТН. Увеличение коэффициента рециркуляции и существенное снижение доли свежего приточного воздуха способствует сохранению холода в системе кондиционирования и повышению холодильного коэффициента всей теплонасосной схемы кондиционирования. Выводы. Теплонасосная система кондиционирования бассейна с рециркуляцией отработанного воздуха и камерой смешивания после ТН в теплый или жаркий период года имеет наиболее высокую термодинамическую эффективность как по значениям холодильного коэффициента всей схемы, так и по рабочим диапазонам изменения температуры и относительной влажности наружного атмосферного воздуха

Universal autofocus for quantitative volumetric microscopy of whole mouse brains

Unbiased quantitative analysis of macroscopic biological samples demands fast imaging systems capable of maintaining high resolution across large volumes. Here we introduce RAPID (rapid autofocusing via pupil-split image phase detection), a real-time autofocus method applicable in every widefield-based microscope. RAPID-enabled light-sheet microscopy reliably reconstructs intact, cleared mouse brains with subcellular resolution, and allowed us to characterize the three-dimensional (3D) spatial clustering of somatostatin-positive neurons in the whole encephalon, including densely labeled areas. Furthermore, it enabled 3D morphological analysis of microglia across the entire brain. Beyond light-sheet microscopy, we demonstrate that RAPID maintains high image quality in various settings, from in vivo fluorescence imaging to 3D tracking of fast-moving organisms. RAPID thus provides a flexible autofocus solution that is suitable for traditional automated microscopy tasks as well as for quantitative analysis of large biological specimens