Авторы

Особенности проектирования энергоэффективных систем регенерации воздуха для герметично изолированных объектов

DOI: 10.17586/1606-4313-2024-23-3-11-17
УДК 628.87

Особенности проектирования энергоэффективных систем регенерации воздуха для герметично изолированных объектов

Пронин В. А., Миникаева Е. А., Долговская О.В.

Ссылка для цитирования: Пронин В.А., Миникаева Е.А., Долговская О.В. Особенности проектирования энергоэффективных систем регенерации воздуха для герметично изолированных объектов. // Вестник Международной академии холода. 2024. № 3. С. 11-17. DOI: 10.17586/1606-4313-2024-23-3-11-17. [Pronin V.A., Minikaeva E.A., Dolgovskaia O.V. Designing energy-efficient air regeneration systems for hermetically sealed objects. Journal of International Academy of Refrigeration. 2024. No 3. p. 11-17. DOI: 10.17586/1606-4313-2024-23-3-11-17]

Аннотация
В данной статье рассматривается проблема создания энергоэффективной системы регенерации воздуха. Для достижения поставленной цели необходимо решить две основные задачи: получение кислорода с минимальными энергозатратами и поглощение углекислого газа при наименьшем сопротивлении и энергопотреблении технологического модуля, поглощающего углекислый газ. Анализ известных способов получения кислорода показывает, что для решения данной задачи наиболее приемлемым является способ, основанный на химических реакциях. При оценке методов поглощения углекислого газа был выбран абсорбционный метод, т.к. абсорбционные колонны обладают незначительным сопротивлением, следовательно этот метод позволяет минимизировать энергозатраты. Для проверки правильности выбранных концепций и проведения серии натурных испытаний спроектирована принципиальная схема стенда и изготовлен экспериментальный образец. При проектировании стенда было рассчитано и подобрано необходимое оборудование, а также рассмотрены технологические процессы, обеспечивающие заданные параметры. Энергопотребление модуля определяется интегрированием всех компонентов системы регенерации воздуха.

Ключевые слова: регенерация воздуха, генератор кислорода, поглощение диоксида углерода, энергоэффективность, герметичный отсек.

Список литературы

1. Гладышев Н.Ф., Гладышева Т.В., Дворецкий С.И.Системы и средства регенерации и очистки воздуха обитаемых герметичных объектов. М.: Спектр, 2016. 204 с.

2. Crockett A.J., Schermer T.R., Eston R.G. Kinanthrometry and exercise physiology. Routledge, 2018. pp. 225-250.

3. Sabatino F., etc.Evaluation of a Direct Air Capture Process Combining Wet Scrubbing and Bipolar Membrane Electrodialysis. Industrial & Engineering Chemistry Research, 2020.

4. Jelle R., Siegfried D.Development of a novel type activated carbon fiber filter for indoor air purification. // Chemical Engineering Journal, 2021. pp. 1-8.

5. Fahrion J., etc.Use of Photobioreactors in Regenerative Life Support Systems for Human Space Exploration // Front Microbiol, 2021.

6. Depetro A., Gamble G., Moinuddin K. Fire Safety Risk Analysis of Conventional Submarines // Applied sciences, 2021.

7. Anderson M.S., Ewert M.K., Keener J.F. Life Support Baseline Values and Assumptions Document. Report Number NASA/TP-2015-218570/REV1, 2018. p. 219.

8. Клюшенкова М.И., Назаров В.И., Попов А.П.Техника и технология поддержания жизни в замкнутом пространстве // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова, 2018. №6(52). C. 1255-1263.

9. Fu Y. et al. How to establish a bioregenerative life support system for long-term crewed missions to the moon or mars. // Astrobiology. 2016. Vol. 16. pp. 925-936.

10. Niederwieser T., Kociolek P., Klaus D. A review of algal research in space // Acta Astrounatica, 2018. pp. 359-367.

11. Пронин В.А., Калашникова Е.А., Цветков В.А., Кованов А.В., Долговская О.В.Анализ способов получения кислорода для обеспечения жизнедеятельности герметично изолированных объектов // Вестник Международной академии холода. 2022. №3. С. 13-20.DOI: 10.17586/1606-4313-2022-21-3-13-20

12. Hefei W., Yongsheng Z., Tianyi L., Zhen C., Yinan W., Chuanyu Q.Properties of calcium peroxide for release of hydrogen peroxide and oxygen: A kinetics study // Chemical Engineering Journal, 2016.

13. Гладышев Н.Ф., Гладышева Т.В., Лемешева Д.Г.Пероксидные соединения кальция. Синтез. Свойства. Применение. М.: Спектр, 2013. 216 с.

14. Пероксид кальция [Электронный ресурс] URL: https://supl.biz/peroksid-kaltsiya-p148819/(дата обращения 20.12.2023)

15. Пронин В.А., Прилуцкий А.А., Долговская О.В., Подболотова Т.Е.Исследование эффективности работы скруббера при поглощении углекислого газа // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств». 2015. № 4. С. 132-140

16. Ахметова В.Р., Смирнов О.В.Улавливание и хранение диоксида углерода – проблемы и перспективы // Башкирский химический журнал. 2020. Том 27. №3. С. 103-115

17. Пронин В.А., Цыганков А.В., Долговская О.В.Математическое моделирование работы абсорбера при поглощении СО₂ в системах регенерации воздуха // Холодильная техника. 2020. № 3. С. 44-48.

18. ГОСТ 24389-89. Системы кондиционирования воздуха, вентиляции и отопления судов. Расчетные параметры воздуха и расчетная температура забортной воды.

19. Мирошниченко Ю.В., Еникеева Р.А., Кассу Е.М.Характеристика способов получения кислорода медицинского и перспективы их применения в военном здравоохранении // Вестник Российской военно-медицинской академии. 2016. №2 (54), С. 157-163.

20. Дворецкий С.И., Гладышев Н.Ф., Гладышева Т.В., Суворова Ю.А., Плотников М.Ю.Новый подход к регенерации воздуха в герметичных обитаемых объектах // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского. 2012. Специальный выпуск (39). С. 159-165.

21. Пронин В.А., Долговская О.В.К вопросу проектирования макетного образца системы регенерации воздуха для герметично изолированных объектов // Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке (Университет ИТМО, 13–15 ноября 2019 г.). СПб., 2019. Т.1. С. 254-257.

Калашникова Е.А., Пронин В.А.Экспериментальное исследование процесса получения кислорода из пероксида кальция в системах регенерации воздуха // Качество внутреннего воздуха и окружающей среды (Волгоградский государственный медицинский университет, 27-30 сентября 2023). Волгоград, 2023. С. 244-248.