Моделирование работы установки с радиационным охлаждением для кондиционирования воздуха

УДК 621.565.83, 697.97

Моделирование работы установки с радиационным охлаждением для кондиционирования воздуха

Цой А. П., Грановский А. С., Цой Д. А., Бараненко А. В.


Аннотация
Рассмотрена возможность охлаждения воздуха до комфортного значения температуры при помощи установки радиационного охлаждения, сбрасывающей тепло в виде инфракрасного излучения через атмосферу планеты в ночное время. На основе данных о погоде за лето 2018 г. в городе Алматы (Казахстан) проведено компьютерное моделирование работы установки радиационного охлаждения, в которой циркуляция теплоносителя (воды) осуществляется при помощи насосов, имеется заполненный водой аккумулятор холода, радиаторы занимают всю площадь крыши охлаждаемого здания, а для охлаждения воздуха используется ребристо-трубный воздухоохладитель. Использованная компьютерная модель проверена на основе полученных ранее экспериментальных данных и учитывает процессы теплообмена, происходящие во всех элементах.  В результате моделирования установлено, что после принятия мер по сокращению энергопотребления (снижения расхода теплоносителя по гидравлическим контурам до минимально-возможных значений, сокращения мощности вентиляторов воздухоохладителей), установка  может поддерживать в охлаждаемом помещении температуру воздуха до 25 °С около 86,8% времени от общей продолжительности сезона. При суммарной мощности электродвигателей 52 Вт, установка потребляет за сезон 69,5 кВт·ч электроэнергии, что на 56% меньше количества энергии, потребленного обычным кондиционером за рассматриваемый период времени. Средняя  холодопроизводительность установки за сезон составляет 204 Вт, а пиковое значение достигает 1200 Вт.

Ключевые слова: радиационное охлаждение, естественное охлаждение, компьютерное моделирование, кондиционирование воздуха, энергосбережение.