Регулирование холодопроизводительности систем кондиционирования приточного воздуха

Трушляков, Е. И. Регулирование холодопроизводительности систем кондиционирования приточного воздуха = Cooling capacity control of ambient air conditioning systems / Е. И. Трушляков, Н. И. Радченко, В. С. Ткаченко // Матеріали X міжнар. наук.-техн. конф. "Інновації в суднобудуванні та океанотехніці". В 2 т. – Миколаїв : НУК, 2019. – Т. 1. – С. 483–488.Анотація. Показано, що експлуатація систем кондиціювання приточного повітря (СКПП) відрізняється значними коливаннями теплового навантаження відповідно до поточних кліматичних умови. Це робить вельми проблематичним застосування в них холодильних компресорів з перетворювачами частоти, вельми ефективними при регулюванні холодопродуктивності замкнених систем кондиціювання повітря, в яких діапазон регулювання температури і, відповідно, коливання теплового навантаження порівняно незначний порівняно з охолодженням зовнішнього повітря. З метою аналізу ефективності регулювання холодопродуктивності СКПП зміною швидкості обертання електродвигуна поршневого компресора в конкретних кліматичних умовах весь діапазон зміни поточних теплових навантажень розбито на дві області відповідно до регулювання холодопродуктивності за допомогою перетворювача частоти: на область ефективного регулювання холодопродуктивності без енергетичних втрат (без зменшення холодильного коефіцієнта) від номінального до її порогового значення і область зниженої холодопродуктивності, що не регулюється частотним перетворювачем. Показано, що для самого теплого літнього місяця частка холоду, що витрачається на охолодження зовнішнього повітря до температури 10 °С при 50 % регулюванні холодопродуктивності, становить близько 10 % всієї його кількості, яка могла бути вироблена при номінальному навантаженні. При більш високих температурах охолодженого повітря, як і в більш прохолодні періоди навіть літніх місяців, вона ще менше. Це свідчить про невисоку ефективність регулювання холодопродуктивності СКПП зміною швидкості обертання електродвигуна поршневого компресора і необхідність застосування інших способів регулювання. Запропонований підхід до аналізу ефективності регулювання холодопродуктивності СКПП в конкретних кліматичних умовах дозволяє не тільки оцінити ефективність того чи іншого способу регулювання, а й виявити резерви підвищення ефективності використання встановленої холодопродуктивності.Abstract. It is shown that the operation of ambient air conditioning systems (AACS) has significant fluctuations in the heat load in accordance with current climatic conditions. This makes it very problematic to use refrigeration compressors with frequency converters, which are very effective for controlling the refrigeration capacity in closed air conditioning systems, in which the temperature control range and, accordingly, fluctuations in thermal load are relatively insignificant compared to the cooling of ambient air. For the purpose of analyzing the efficiency of control-ling the refrigeration capacity of the AACS by changing the electric motor speed of the piston compressor in current climatic conditions, the entire range of changing current thermal loads is divided into two parts according to control-ling the refrigeration capacity by using a frequency converter: the part of effective cooling capacity adjustment without energy losses (without reducing the coefficient of performance) from nominal to its threshold value and the part of reduced refrigeration capacity without its controlling by a frequency converter. It is shown that for the warmest summer month, the proportion of refrigeration capacity spent for cooling ambient air to the temperature of 10 °C with 50 % frequency controlling the refrigeration capacity is about 10 % of the total amount of that could be produced at nominal refrigeration capacity. At higher temperatures of cooled air it is even less. This shows the low efficiency of controlling the refrigeration capacity of the AACS by changing the speed of rotation of the piston compressor electric motor and the need to use other methods of controlling the refrigeration capacity. The proposed approach to analyzing the efficiency of controlling the refrigeration capacity of AACS in current climatic conditions allows not only to estimate the efficiency of refrigeration capacity controlling method but also to reveal the reserves for increasing the efficiency of using the available refrigeration capacity.Аннотация. Показано, что эксплуатация систем кондиционирования приточного воздуха (СКПВ) отличается значительными колебаниями тепловой нагрузки в соответствии с текущими климатическими условиями. Это делает весьма проблематичным применение в них холодильных компрессоров с преобразователями частоты, весьма эффективными при регулировании холодопроизводительности в замкнутых системах кондиционирования воздуха, в которых диапазон регулирования температуры и, соответственно, колебания тепловой нагрузки сравнительно незначительны по сравнению с охлаждением наружного воздуха. С целью анализа эффективности регулирования холодопроизводительности СКПВ изменением скорости вращения электродвигателя поршневого компрессора в конкретных климатических условиях весь диапазон изменения текущих тепловых нагрузок был разбит на две области в соответствии с регулированием холодопроизводительности с помощью преобразователя частоты: на область эффективного регулирования холодопроизводительности без энергетических потерь (без уменьшения холодильного коэффициента) от номинального до ее порогового значения и область пониженной холодопроизводительности, не регулируемой частотным преобразователем. Показано, что для самого теплого летнего месяца доля холода, расходуемого на охлаждение наружного воздуха до температуры 10 °С при частотном 50 % регулировании холодопроизводительности, составляет около 10 % всего его количества, которое могло быть произведено при номинальной нагрузке. При более высоких температурах охлажденного воздуха, как и в более прохладные периоды даже летних месяцев, она еще меньше. Это свидетельствует о невысокой эффективности регулирования холодопроизводительности СКПВ изменением скорости вращения электродвигателя поршневого компрессора и необходимости применения других способов регулирования. Предложенный подход к анализу эффективности регулирования холодопроизводительности СКПВ в конкретных климатических условиях позволяет не только оценить эффективность того или иного способа регулирования, но и выявить резервы повышения эффективности использования установленной холодопроизводительности

Підхід до аналізу ефективності використання встановленої холодопродуктивності систем кондиціювання припливного повітря

Підхід до аналізу ефективності використання встановленої холодопродуктивності систем кондиціювання припливного повітря = Approach to analyzing the efficiency of using a design refrigeration capacity of ambient air conditioning system / Є. І. Трушляков, М. І. Радченко, С. А. Кантор, В. С. Ткаченко // Холодильна техніка та технологія. – 2018. – Т. 54, вип. 6. – С. 12–17.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.An approach to analyzing the efficiency of using an installed (design) refrigeration capacity of refrigeration machine of ambient air conditioning system (AACS) with taking into account the current climatic conditions of operation. With this a potential refrigeration capacity generation (according to available installed refrigeration capacity) during a definite time, as an example – during the most hot July month, with their spending for ambient air precooling down to a definite intermediate (threshold) temperature and further deep cooling the air at relatively stable heat load. The hypothesis of previous evaluation of the expedient application of refrigeration compressors with controlling the refrigeration capacity by using a frequency converter according to relation between the refrigeration capacity spending for ambient air precooling down to a definite intermediate (threshold) temperature and a potential refrigeration capacity generation with full realization of available installed refrigeration capacity of AACS summarized during a definite time. A proposed method for choosing a rational installed (design) refrigeration capacity of AACS and their shearing according to the behavior of heat load changing due to current climatic conditions of operation is quite expedient for determining the ranges of efficient application of energy saving methods of spending the available refrigeration capacity as an example by accumulation of excessive (unused) refrigeration capacity at lowered current heat loads on AACS and its using for ambient air precooling or by using a frequency converter for electric motor of refrigeration compressor for controlling the refrigeration capacity within small fluctuation of heat loads of deep subcooling the air precooled

Метод распределения тепловой нагрузки в системе кондиционирования приточного воздуха

Метод распределения тепловой нагрузки в системе кондиционирования приточного воздуха = Method of heat load distribution in ambient air conditioning system / Е. И. Трушляков, А. Н. Радченко, А. А. Зубарев, В. С. Ткаченко // Матеріали X міжнар. наук.-техн. конф. "Інновації в суднобудуванні та океанотехніці". В 2 т. – Миколаїв : НУК, 2019. – Т. 1. – С. 539–547.Анотація. Запропоновано метод 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 номінальному або близьких йому режимах, і нестабільну 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 виробництва холоду, обумовленого зміною теплового навантаження у відповідності з поточними кліматичними умовами протягом року, необхідно вибирати таку проектне теплове навантаження на холодильну машину СКПП охолодження повітря (її встановлену потужність охолодження), яка забезпечує досягнення максимальної або близької йому річного виробництвау 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 проектних базових холодопродуктивностей холодильної машини СКПП, що працює на номінальному або близьких йому режимах, і бустерної 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, рекуперації охолоджуючого потенціалу повітря для попереднього охолодження зовнішнього повітря.Abstract. An approach to determine the components of ambient air conditioning system (AACS) heat load (a rational heat load on the air conditioning system) with taking into account the current climatic conditions of operation, that is based on the hypothesis of sharing the current changeable heat loads on the relatively stable share as basic one for choosing installed (design) refrigeration capacity of refrigeration machine, operating in nominal or close it modes, and unstable heat load, corresponding to ambient air precooling at changeable current temperatures, is proposed. To prove the approach to determine the components of heat load on the AACS the current values of heat loads on the refrigeration machine of AACS during cooling the ambient air from its changeable current temperature to the temperature of 10, 15 and 20 ºС are analyzed. It is shown that because of different rates of annular refrigeration capacity production increment to cover the current heat loads with increasing the installed refrigeration capacity of refrigeration machine, caused by the changes in heat load according to current climatic conditions during all the year round, it is necessary to choose a such heat load on the refrigeration machine of AACS (its installed refrigeration capacity), that provides a maximum or close it annular refrigeration capacity production at relatively high rates of its increment. With this a value of heat load for ambient air precooling is calculated according to remained principle as difference between the rational total heat load and its basic relatively stable share. The proposed method is useful for determining a basic installed refrigeration capacity of refrigeration machine of AACS, operating in nominal or close it modes, and booster heat loads for ambient air precooling at changeable current temperatures covered by using some energy saving methods: with accumulation of excessive (unused) refrigeration capacity at lowered current heat loads on AACS and its using for ambient air precooling, by recuperation of exhaust air refrigeration capacity with precooling incoming ambient air and others.Аннотация. Предложен метод пределения составляющих тепловой нагрузки системы кондиционирования приточного воздуха (СКПВ) с учетом текущих климатических условий эксплуатации, который базируется на гипотезе разложения текущих переменных тепловых нагрузок на относительно стабильную составляющую как базовую для выбора установленной (проектной) холодопроизводительности холодильной машины, работающей на номинальном или близких ему режимах, и нестабильную тепловую нагрузку, приходящуюся на предварительное охлаждение наружного воздуха при переменных текущих наружных температурах. Для обоснования подхода к выбору составляющих тепловой нагрузки СКПВ выполнен анализ текущих значений удельных тепловых нагрузок на холодильную машину СКПВ при охлаждении наружного воздуха от его переменной текущей температуры до температур 10, 15 и 20 ºС. Показано, что исходя из разного темпа приращения годовой выработки холода, обусловленного изменением тепловой нагрузки в соответствии с текущими климатическими условиями в течение года, необходимо выбирать такую проектную тепловую нагрузку на холодильную машину СКПВ охлаждения воздуха (ее установленную холодопроизводительность), которая обеспечивает достижение максимальной или близкой ему годовой выработки холода при относительно высоких темпах ее приращения. При этом значение тепловой нагрузки, приходящейся на предварительное охлаждение наружного воздуха, рассчитывают по остаточному принципу как разницу рациональной общей тепловой нагрузки и ее базовой относительно стабильной составляющей. Предложенный метод целесообразно использовать при расчете проектных базовой холодопроизводительности холодильной машины СКПВ, работающей на номинальном или близких ему режимах, и бустерной составляющей тепловой нагрузки на предварительное охлаждение наружного воздуха при переменных текущих наружных температурах с использованием энергосберегающих методов: аккумуляции избыточного (неиспользованного) холода при пониженных текущих тепловых нагрузках на СКПВ и его расходования на предварительное охлаждение наружного воздуха, рекуперации охлаждающего потенциала отводимого воздуха для предварительного охлаждения наружного воздуха

Порівняння характеристик глибокого охолодження повітря на вході ГТУ для різного типу клімату

Порівняння характеристик глибокого охолодження повітря на вході ГТУ для різного типу клімату = Comparison of characteristics of deep air cooling at the GTU inlet in different climat type / М. І. Радченко, Є. І. Трушляков, Б. С. Портной, С. А. Кантор, Я. Зонмін // Матеріали XI міжнар. наук.-техн. конф. "Інновації в суднобудуванні та океанотехніці". В 2 т. – Миколаїв : НУК, 2020. – Т. 1. – С. 452–455.Анотація. Досліджено ефективність глибокого охолодження повітря на вході ГТУ. Порівнюються потреби в питомій холодильній потужності тепловикористовуючих холодильних машин та градирень для їх охолодження. Показано, що охолодження повітря до 10 ºС порівняно з його традиційним охолодженням до 15 ºС потребує збільшення необхідної кількості холоду у 1,7…2,0 рази та потужності градирень у 2,6…3,0 рази для клімату України, тоді як для КНР – 1,25…1,3 і 1,5…1,6 рази, відповідно.The efficiency of deep air cooling at the gas turbine inlet has been investigated. The requirements for specific refrigerating capacity of exhaust heat conversion refrigerating machines and cooling towers for their cooling are compared. It has been shown that air cooling to 10 °C, in comparison with its traditional cooling to 15 °C, requires an increase in the required amount of cold by 1.7...2.0 times and the capacity of cooling towers by 2.6...3.0 times for the climate of Ukraine, while for the PRC – 1 25...1.3 and 1.5...1 , 6 times, respectively

Методи визначення теплового навантаження систем кондиціювання повітря з урахуванням поточних кліматичних умов

Методи визначення теплового навантаження систем кондиціювання повітря з урахуванням поточних кліматичних умов = Methods to determine the heat load of air conditioning systems with account of current climatic conditions / Є. І. Трушляков, А. М. Радченко, Б. С. Портной, С. Г. Фордуй // Матеріали X міжнар. наук.-техн. конф. "Інновації в суднобудуванні та океанотехніці". В 2 т. – Миколаїв : НУК, 2019. – Т. 1. – С. 493–497.Анотація. Одним з найбільш привабливих резервів підвищення енергетичної ефективності систем кондиціювання повітря є забезпечення роботи холодильних компресорів в номінальному або близькому до номінального режимах шляхом вибору раціонального проектного теплового навантаження та його розподілу в межах його проектної величини відповідно до характеру поточного теплового навантаження за змінних поточних кліматичних умов з метою максимального або близького до нього річного виробництва холоду відповідно до його витрат на кондиціювання повітря. В загальному випадку весь діапазон поточних теплових навантажень будь-якої системи кондиціювання повітря включає діапазон нестабільних навантажень, пов’язаних з попереднім охолодженням зовнішнього повітря зі значними коливаннями витрат холодопродуктивності відповідно до поточних кліматичних умов, і порівняно стабільну частку холодильної потужності, що витрачається на подальше зниження температури повітря від певної порогової температури до кінцевої температури на виході. Цілком очевидно, що стабільний діапазон теплового навантаження може бути забезпечений при роботі звичайного компресора в режимі, близькому до номінального режимі, тоді як попереднє охолодження зовнішнього повітря зі значними коливаннями теплового навантаження потребує регулювання холодопродуктивності шляхом застосування компресора з регульованою швидкістю. Таким чином, за характером зміни поточних теплових навантажень будь-яка система кондиціювання повітря, чи то центральна система кондиціювання повітря з його тепловологісною обробкою в центральному кондиціонері, чи то її комбінація з місцевою рециркуляційною системою кондиціювання повітря в приміщеннях, по суті, складається з двох підсистем: попереднього охолодження зовнішнього повітря і його подальшого охолодження до встановленої кінцевої температури. Запропонований метод розподілу проектного теплового навантаження в залежності від характеру поточних теплових навантажень є корисним для раціонального проектування систем центрального кондиціювання повітря та їх комбінованих версій з місцевою системою кондиціювання повітря.Abstract. One of the most attractive reserves for improving the energy efficiency of air conditioning systems is to ensure the operation of refrigeration compressors in nominal or close to nominal modes by selecting a rational design heat load and distributing it within its design value according to the behavior of the current heat load under variable current climatic conditions to provide the maximum or close to maximum annual cooling capacity generation accord-ing to cooling duties of air conditioning. In the general case, the overall range of current thermal loads of any air conditioning system includes a range of unstable loads associated with the precooling of ambient air with significant fluctuations in cooling capacity according with current climatic conditions, and a relatively stable range of cooling capacity consumed to further reduce air temperature from a certain threshold temperature to the final outlet tem-perature. It is quite obvious that a stable range of heat load can be ensured within operating a conventional com-pressor in a mode close to the nominal mode, while precooling the ambient air with significant fluctuations in heat load requires regulation of the cooling capacity through the use of a variable speed compressor. Thus, in response of the behavior of the change in current heat loads, any air conditioning system, whether the central air-conditioning system with its heat procession in a central air conditioner, or a combination thereof with a local recirculation sys-tem of indoor air, essentially consists of two subsystems: pre-cooling the ambient air and then cooling it to the set point temperature. The proposed method of distribution of design heat load depending on the behaviour of current heat load is useful for the rational design of central air conditioning systems and their combined versions with the local air conditioning system.Аннотация. Одним из самых привлекательных резервов повышения энергетической эффективности систем кондиционирования воздуха является обеспечение работы холодильных компрессоров в номинальном или близком к номинальному режимах путем выбора рационального проектной тепловой нагрузки и ее распределения в пределах ее проектной величины в соответствии с характером текущей тепловой нагрузки в соответствии с меняющимися текущими климатическими условиями с целью максимального или близкого к нему годового производства холода в соответствии с его расходованием на кондиционирование воздуха. В общем случае весь диапазон текущих тепловых нагрузок любой системы кондиционирования воздуха включает диапазон нестабильных нагрузок, связанных с предварительным охлаждением наружного воздуха со значительными колебаниями затрат холодопроизводительности в соответствии с текущими климатическими условиями, и сравнительно стабильную долю холодопроизводительности, расходуемой на снижение температуры воздуха от определенной пороговой температуры до конечной температуры на выходе. Совершенно очевидно, что стабильный диапазон тепловой нагрузки может быть обеспечен при работе обычного компрессора в режиме, близком к номинальному, тогда как предварительное охлаждение наружного воздуха со значительными колебаниями тепловой нагрузки требует регулирования холодопроизводительности путем применения компрессора с регулируемой скоростью. Таким образом, по характеру изменения текущих тепловых нагрузок любая система кондиционирования воздуха, то ли центральная система кондиционирования воздуха с его тепловлажностной обработкой в центральном кондиционере, то ли ее комбинация с местной рециркуляционной системой кондиционирования воздуха в помещениях, по сути, состоит из двух подсистем: предварительного охлаждения наружного воздуха и его дальнейшего охлаждения до установленной конечной температуры. Предложенный метод распределения проектного тепловой нагрузки в зависимости от характера текущих тепловых нагрузок весьма полезный для рационального проектирования систем центрального кондиционирования воздуха и их комбинированных версий с местной системой кондиционирования воздуха

Удосконалення системи кондиціювання зовнішнього повітря комбінованого типу

Трушляков, Є. І. Удосконалення системи кондиціювання зовнішнього повітря комбінованого типу = Increasing the efficiency of ambient air conditioning in the combined type system / Є. І. Трушляков, А. М. Радченко, В. С. Ткаченко, С. А. Контор // Матеріали X міжнар. наук.-техн. конф. "Інновації в суднобудуванні та океанотехніці". В 2 т. – Миколаїв : НУК, 2019. – Т. 1. – С. 488–493.Анотація. Обґрунтовано напрям підвищення ефективності кондиціювання зовнішнього повітря в системах комбінованого центрально-місцевого типу шляхом раціонального розподілу теплового навантаження – витрат холодопродуктивності – центрального кондиціонера на зони змінного теплового навантаження відповідно до поточних кліматичних умов і відносно стабільної його величини, тобто витрат холодопродуктивності на подальше охолодження повітря на вході до системи місцевого кондиціювання рециркуляційного повітря в окремих приміщеннях. За результатами зіставлення значень надлишку виробництва холоду та його дефіциту за кожні 3 доби для раціонального проектного теплового навантаження системи кондиціювання (холодопродуктивності встановленої холодильної машини), яке забезпечує близьке до максимального річне виробництво холоду, та за відповідними величинами надлишку і дефіциту холодопродуктивності відповідно до поточних кліматичних умов по накопиченню за упродовж липня обґрунтована доцільність акумуляції надлишку холодопродуктивності центрального кондиціонера при знижених поточних теплових навантаженнях та її використання для покриття дефіциту холоду при підвищених теплових навантаженнях шляхом попереднього охолодження зовнішнього повітря. Розроблено схему комбінованої центрально-місцевої системи кондиціювання повітря, до складу якої входять підсистеми кондиціювання зовнішнього повітря в центральному кондиціонері та місцевого кондиціювання рециркуляційного повітря в окремих приміщеннях.Abstract. The direction of increasing the efficiency of outdoor air conditioning in combined central-local type systems by rationally distributing the heat load - cooling capacity of the central air conditioner into zones of variable heat load in accordance with current climatic conditions and its relatively stable value, i.e. cooling capacity required for further air cooling at the entrance to the indoor recirculation air conditioning system is justified. By comparing the values of the excessive production of cold and its deficit within every 3 days for a rational design heat load of the air conditioning system (cooling capacity of the installed refrigeration machine), which provides close to maximum annual production of cold, and the corresponding values of the excess and deficit of cooling capacity in accordance with current climatic conditions during July substantiated the feasibility of accumulating the excess of cooling capacity of a central air conditioner at low current loads and its use for covering cooling deficit at elevated heat loads through pre-cooling the outdoor air. A scheme of a combined central-local air conditioning system, which includes the subsystems for the outdoor air conditioning in a central air conditioner and for the local indoor recirculated air conditioning has been developed.Аннотация. Обосновано направление повышения эффективности кондиционирования наружного воздуха в системах комбинированного центрально-местного типа путем рационального распределения тепловой нагрузки–расходов холодопроизводительности–центрального кондиционера на зоны переменной тепловой нагрузки в соответствии с текущими климатическими условиями и относительно стабильной ее величины, то есть затрат холодопроизводительности на дальнейшее охлаждение воздуха на входе в систему местного кондиционирования рециркуляционного воздуха в отдельных помещениях. По результатам сопоставления значений избытка производства холода и его дефицита за каждые 3 суток для рациональной проектной тепловой нагрузки системы кондиционирования (холодопроизводительности установленной холодильной машины), которая обеспечивает близкое к максимальному годовое производство холода, и по соответствующим величинам избытка и дефицита холодопроизводительности в соответствии с текущими климатическими условиями по накоплению в течение июля обоснована целесообразность аккумуляции избытка холодопроизводительности центрального кондиционера при пониженных текущих тепловых нагрузках и ее использования для покрытия дефицита холода при повышенных тепловых нагрузках путем предварительного охлаждения наружного воздуха. Разработана схема комбинированной центрально-местной системы кондиционирования воздуха, в состав которой входят подсистемы кондиционирования наружного воздуха в центральном кондиционере и местного кондиционирования рециркуляционного воздуха в отдельных помещениях

Методы определения проектной холодопроизводительности систем кондиционирования наружного воздуха в климатических условиях Украины и Казахстана

Методы определения проектной холодопроизводительности систем кондиционирования наружного воздуха в климатических условиях Украины и Казахстана = Methods to determine a design cooling capacity of ambient air conditioning systems in climatic conditions of Ukraine and Kazakhstan / Н. И. Радченко, Е. И. Трушляков, А. Н. Радченко, А. П. Цой, А. В. Щесюк // Матеріали XI міжнар. наук.-техн. конф. "Інновації в суднобудуванні та океанотехніці". В 2 т. – Миколаїв : НУК, 2020. – Т. 1. – С. 462–468.In general, the entire range of current heat loads of any air conditioning system (ACS) includes a range of unstable heat loads and a relatively stable range when the air is cooled from a certain threshold temperature to the required one. It is proposed to provide a stable part of the ACS operation with a conventional compressor in a close nominal mode, while pre-cooling – by regulating the cooling capacity.Аннотация. В общем случае весь диапазон текущих тепловых нагрузок любой системы кондиционирования воздуха (СКВ) включает диапазон нестабильных тепловых нагрузок и сравнительно стабильный диапазон при охлаждении воздуха от определенной пороговой температуры до требуемой. Предложено обеспечивать стабильную часть работы СКВ обычным компрессором в близком номинальному режиме, тогда как предварительное охлаждение – регулированием холодопроизводительности

Метод визначення теплового навантаження системи кондиціювання повітря за максимальним темпом прирощення холодопродуктивності (на прикладі кондиціювання повітря енергетичного призначення)

Метод визначення теплового навантаження системи кондиціювання повітря за максимальним темпом прирощення холодопродуктивності (на прикладі кондиціювання повітря енергетичного призначення) = Method of determination of thermal load air conditioning systems by maximum cold performance rate (on the example of air conditioning for energy purposes) / М. І. Радченко, Є. І. Трушляков, С. А. Кантор, Б. С. Портной, А. А. Зубарєв // Авиационно-космическая техника и технология. – 2018. – № 4 (148). – С. 44–48.Обґрунтовано необхідність врахування змінних теплових навантажень на систему кондиціювання повітря (тепловологісної обробки повітря шляхом його охолодження зі зниженням температури й вологовмісту) відповідно до поточних кліматичних умов експлуатації. Оскільки ефект від охолодження повітря залежить від тривалості його застосування та обсягів споживання холоду, то запропоновано визначати його за обсягами холоду, витраченого за рік на кондиціювання повітря на вході ГТУ, тобто за річною холодопродуктивністю. На прикладі тепловикористовуючого кондиціювання повітря на вході газотурбінної установки (системи кондиціювання повітря енергетичного призначення) проаналізовано значення річних витрат холоду на охолодження зовнішнього повітря до температури 15 ºС абсорбційною бромистолітієвою холодильною машиною та двоступеневого охолодження повітря: до температури 15ºС – в абсорбційній бромистолітієвій холодильній машині та до температури 10 ºС – в ежекторній холодильній машині як ступенях двоступінчастої абсорбційно-ежекторної холодильної машини, в залежності від встановленої (проектної) холодильної потужності тепловикористовуючих холодильних машин. Показано, що виходячи з різного темпу нарощування річного виробництва холоду (річної холодопродуктивності), обумовленого зміною теплового навантаження відповідно до поточних кліматичних умов, необхідно вибирати таке проектне теплове навантаження на систему кондиціювання повітря (встановлену холодильну потужність холодильних машин), яке забезпечує досягнення максимального або близького до нього річного виробництва холоду при відносно високих темпах його нарощування. З метою визначення встановленої холодильної потужності, яка забезпечує максимальний темп нарощування річної холодопродуктивності (річного виробництва холоду), проаналізовано залежність прирощення річної холодопродуктивності, віднесеної до встановленої холодильної потужності, від встановленої холодильної потужності. За результатами досліджень запропоновано метод визначення раціонального теплового навантаження системи кондиціювання повітря (встановленої – проектної холодопродуктивності холодильної машини) відповідно до змінних кліматичних умов експлуатації упродовж року, яке забезпечує близьке до максимального річне виробництво холоду при відносно високих темпах його нарощування.It is justified the necessity of taking into consideration changes in thermal loads on the air conditioning system (heat and moisture treatment of air by cooling it with decreasing temperature and moisture content) in accordance with the current climatic conditions of operation. Since the effect of air cooling depends on the duration of its use and the amount of cold consumption, it is suggested that it be determined by the amount of cold spent per year for air conditioning at the GTU inlet, that is, for annual refrigerating capacity. The example of heat-using air conditioning at the inlet of a gas turbine unite (energy–efficient air conditioning systems) analyzes the annual costs of cooling for cooling ambient air to the temperature of 15 °C by an absorption lithium-bromide chiller and twostage air cooling: to a temperature of 15 °C in an absorption lithium-bromide chiller and down to temperature 10 °С – in a refrigerant ejector chiller as the stages of a two-stage absorption-ejector chiller, depending on the installed (project) refrigerating capacity of waste heat recovery chiller. It is shown that, based on the varying rate of increment in the annual production of cold (annual refrigeration capacity) due to the change in the thermal load in accordance with current climatic conditions, it is necessary to select such a design thermal load for the air conditioning system (installed refrigeration capacity of chillers), which ensures the achievement of maximum or close to it annual production of cold at a relatively high rate of its increment. It is analyzed the dependence of the increment on the annual refrigerated capacity, relative to the installed refrigeration capacity, on the installed refrigeration capacity, in order to determine the installed refrigeration capacity, which provides the maximum rate of increase in the annual refrigerating capacity (annual production of cold). Based on the results of the research, it is proposed the method for determining the rational thermal load of the air conditioning system (installed – the design refrigeration capacity of the chiller) in accordance with the changing climatic conditions of operation during the year, which provides nearby the maximum annual production of cold at relatively high rates of its growth.Обосновано необходимость учёта изменения тепловых нагрузок на систему кондиционирования воздуха (тепловлажностной обработки воздуха путём его охлаждения со снижением температуры и влагосодержания) в соответствии с текущими климатическими условиями эксплуатации. Поскольку эффект от охлаждения воздуха зависит от длительности его использования и объёмов потребления холода, то предложено определять его по объёму холода, потраченного за год на кондиционирование воздуха на входе ГТУ, то есть, по годовой холодопроизводительности. На примере теплоиспользующего кондиционирования воздуха на входе газотурбинной установки (систем кондиционирования воздуха энергетического назначения) проанализировано значения годовых затрат холода на охлаждение внешнего воздуха до температуры 15 °С абсорбционной бромистолитиевой холодильной машиной и двухступенчатого охлаждения воздуха: до температуры 15 ºС – в абсорбционной бромистолитиевой холодильной машине и до температуры 10 ° С – в эжекторной холодильной машине как степенях двухступенчатой абсорбционноэжекторной холодильной машины, в зависимости от установленной (проектной) холодильной мощности теплоиспользующих холодильных машин. Показано, что исходя из различного темпа приращения годового производства холода (годовой холодопроизводительности), обусловленного изменением тепловой нагрузки в соответствии с текущими климатическими условиями, необходимо выбирать такую проектную тепловую нагрузку на систему кондиционирования воздуха (установленную холодильную мощность холодильных машин), которая обеспечивает достижение максимального или близкого к нему годового производства холода при относительно высоких темпах его приращения. С целью определения установленной холодильной мощности, которая обеспечивает максимальный темп приращения годовой холодопроизводительности (годового производства холода), проанализирована зависимость приращения годовой холодопроизводительности, относительно установленной холодильной мощности, от установленной холодильной мощности. По результатам исследований предложено метод определение рациональной тепловой нагрузки системы кондиционирования воздуха (установленной – проектной холодопроизводительности холодильной машины) в соответствии с меняющимися климатическими условиями эксплуатации в течение года, которое обеспечивает близкое максимальному годовому производство холода при относительно высоких темпах его приращения

Метод визначення холодопродуктивності установок кондиціювання повітря комфортного й енергетичного призначення

Метод визначення холодопродуктивності установок кондиціювання повітря комфортного й енергетичного призначення = A method of defining the refrigeration capacity of air conditioning plants for comfort and energetics / Є. І. Трушляков, А. М. Радченко, Я. Зонмін, А. А. Зубарєв, В. С. Ткаченко // Авиационно-космическая техника и технология. – 2019. – № 1 (153). – С. 53–58.Ефективність застосування установок кондиціювання повітря комфортного й енергетичного призначення упродовж певного періоду, як і будь-якої енергоустановки, визначається отримуваним при цьому ефектом, передусім у вигляді зменшення споживання палива за рік або збільшення виробництва електричної (механічної) енергії у разі кондиціювання повітря на вході теплового двигуна та річного виробництва холоду як показника ефективності використання холодильної потужності установок комфортного кондиціювання повітря. Оскільки в обох випадках ефект залежить від тривалості та глибини охолодження, то цілком правомірною є його оцінка у першому наближенні термочасовим потенціалом, який представляє собою добуток зниження температури повітря та тривалості експлуатації при зниженій температурі і, таким чином, враховує поточні кліматичні умови. Вочевидь, що реалізація потенціалу охолодження (кондиціювання) зовнішнього повітря залежить від встановленої (проектної) холодопродуктивності установок кондиціювання, яка, в свою чергу, повинна враховувати коливання теплових навантажень відповідно до поточних змінних тепловологісних параметрів зовнішнього повітря. Виходячи з різного темпу прирощення річного термочасового потенціалу охолодження зі збільшенням встановленої холодопродуктивності установки кондиціювання повітря, обумовленого зміною теплового навантаження відповідно до поточних кліматичних умов упродовж року, необхідно вибирати таке проектне теплове навантаження на установку кондиціювання повітря (його встановлену холодопродуктивність), яке забезпечує досягнення максимального або близького до нього річного термочасового потенціалу охолодження при відносно високих темпах його прирощення, відповідно й ефекту від охолодження у вигляді зменшення витрати палива за рік у разі кондиціювання повітря на вході теплового двигуна та річного виробництва холоду установками комфортного кондиціювання повітря. Показано, що при однакових кліматичних умовах упродовж року та глибині охолодження зовнішнього повітря раціональні значення проектної холодопродуктивності установок кондиціювання комфортного й енергетичного призначення співпадають.The efficiency of applying air conditioning units for comfort and energetics for a certain period, as well as any power plant, is determined by the effect obtained, primarily in the form of reducing fuel consumption over the year or increasing the production of electrical (mechanical) energy in the case of air conditioning at the heat engine inlet and by annual cold production as an indicator of the efficiency of using the cooling capacity of comfort airconditioning plants. Since in both cases the effect depends on the duration and depth of cooling, it is quite justified to estimate it in the first approximation by the thermal hourly potential, which is the result of summation hour by hour of air temperature drops multiplied by duration of operation at a lowered temperature and, thus, takes into account current climatic conditions. Obviously, the realization of the cooling potential (air conditioning) of the ambient air depends on the installed (design) cooling capacity of the air conditioning units, which, in turn, must take into account the fluctuations in thermal loads in accordance with the current variable thermal and humidity parameters of the ambient air. Based on the different rates of the increment of the annual thermal hourly cooling potential with an increase in the installed cooling capacity of the air conditioning unit due to a change in the heat load in accordance with current climatic conditions during the year, it is necessary to choose such a design thermal load on the air conditioning unit (its installed cooling capacity) that ensures maximum or close to it the annual thermo-hour cooling potential at a relatively high rate of its increment, respectively, and the effect of cooling in the form of a decrease in fuel consumption per year in the case of air conditioning at the inlet of heat engine and annual cold production of comfort air conditioning units. It is shown that under the same climatic conditions during the year and the depth of ambient air cooling, the rational values of the design cooling capacity of air conditioning units for comfort and energy purposes are the same.Эффективность применения установок кондиционирования воздуха комфортного и энергетического назначения в течение определенного периода, как и любой энергоустановки, определяется получаемым при этом эффектом, прежде всего в виде уменьшения потребления топлива за год или увеличения производства электрической (механической) энергии в случае кондиционирования воздуха на входе теплового двигателя и годового производства холода как показателя эффективности использования холодильной мощности установок комфортного кондиционирования воздуха. Поскольку в обоих случаях эффект зависит от продолжительности и глубины охлаждения, то вполне правомерной является его оценка в первом приближении термочасовым потенциалом, который представляет собой произведение снижение температуры воздуха и продолжительности эксплуатации при пониженной температуре и, таким образом, учитывает текущие климатические условия. Очевидно, что реализация потенциала охлаждения (кондиционирования) наружного воздуха зависит от установленной (проектной) холодопроизводительности установок кондиционирования, которая, в свою очередь, должна учитывать колебания тепловых нагрузок в соответствии с текущими переменными тепловлажностными параметрами наружного воздуха. Исходя из разного темпа приращение годового термочасового потенциала охлаждения с увеличением установленной холодопроизводительности установки кондиционирования воздуха, обусловленного изменением тепловой нагрузки в соответствии с текущими климатическими условиями в течение года, необходимо выбирать такую проектную тепловую нагрузку на установку кондиционирования воздуха (его установленную холодопроизводительность), которая обеспечивает достижение максимального или близкого к нему годового термочасового потенциала охлаждения при относительно высоких темпах его приращение, соответственно и эффекта от охлаждения в виде уменьшения расхода топлива за год в случае кондиционирования воздуха на входе теплового двигателя и годового производства холода установками комфортного кондиционирования воздуха. Показано, что при одинаковых климатических условиях в течение года и глубине охлаждения наружного воздуха рациональные значения проектной холодопроизводительности установок кондиционирования комфортного и энергетического назначения совпадают

Оцінка ефективності реалізації встановленої холодопродуктивності систем кондиціювання повітря

Оцінка ефективності реалізації встановленої холодопродуктивності систем кондиціювання повітря = Estimation of the efficiency of realization of the installed refrigeration capacity of air conditioning system / Є. І. Трушляков, А. М. Радченко, В. С. Ткаченко, Є. C. Смоляной, С. А. Кантор // Матеріали X міжнар. наук.-техн. конф. "Інновації в суднобудуванні та океанотехніці". В 2 т. – Миколаїв : НУК, 2019. – Т. 1. – С. 547–555.Анотація. 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.Abstract. An approach to analyzing the efficiency of using an installed (design) refrigeration capacity of refrigeration machine of ambient air conditioning system (AACS) with taking into account the current climatic conditions of operation. With this a potential refrigeration capacity generation (according to available installed refrigeration capacity) during a definite time, as an example – during the most hot July month, with their spending for ambient air precooling down to a definite intermediate (threshold) temperature and further deep cooling the air at relatively stable heat load. The hypothesis of previous evaluation of the expedient application of refrigeration compressors with controlling the refrigeration capacity by using a frequency converter according to relation between the refrigeration capacity spending for ambient air precooling down to a definite intermediate (threshold) temperature and a potential refrigeration capacity generation with full realization of available installed refrigeration capacity of AACS summarized during a definite time. A proposed method for choosing a rational installed (design) refrigeration capacity of AACS and their shearing according to the behavior of heat load changing due to current climatic conditions of operation is quite expedient for determining the ranges of efficient application of energy saving methods of spending the available refrigeration capacity as an example by accumulation of excessive (unused) refrigeration capacity at lowered current heat loads on AACS and its using for ambient air precooling or by using a frequency converter for electric motor of refrigeration compressor for controlling the refrigeration capacity within small fluctuation of heat loads of deep subcooling the air precooled.Аннотация. Предложен подход к анализу эффективности использования установленной (проектной) холодопроизводительности холодильных машин систем кондиционирования приточного воздуха (СКПВ) с учетом изменений тепловых нагрузок в соответствии с текущими климатическими условиями. При этом сравнивают потенциально возможная выработка холода (исходя из имеющейся установленной холодопроизводительности) за определенный период, как пример – по наиболее теплый июль месяц, с ее использованием на предварительное охлаждение наружного воздуха до промежуточной (пороговой) температуры, и дальнейшее глубокое охлаждение воздуха при относительно стабильной тепловой нагрузке. Выдвинута гипотеза предварительной оценки целесообразности применения регулирования холодопроизводительности по соотношению суммарных, за некоторый промежуток времени, использования холода на охлаждение наружного воздуха и потенциально возможной выработки холода при полной реализации имеющейся установленной холодопроизводительности СКПВ. Предложенный подход к выбору рациональной установленной холодопроизводительности СКПВ и ее распределения в соответствии с характером изменения тепловой нагрузки в соответствии с текущими климатическими условиями целесообразно использовать для определения областей эффективного применения энергосберегающих способов реализации холодопроизводительности, в частности, аккумуляцией и использованием избытка холодопроизводительности при переменных тепловых нагрузках, частотного или иного способа регулирования холодопроизводительности компрессоров при отклонениях тепловой нагрузки от номинальной