Особенности эксергетического анализа в системах кондиционирования воздуха

Исследуются два метода выбора начальной точки отсчета эксергии потока влажного воздуха. Первый характеризуется нулевым значением эксергии при текущей температуре и влажности наружного воздуха, которые изменяются как в суточные, так и в годовые периоды, другой – постоянными значениями параметров влажного внутреннего воздуха (его температуры и влажности в помещении). Сравнительное исследование показало преимущества второго метода: большую стабильность значений в процессах обработки воздуха и удобное их представление на эксергетической диаграмме. Однако следует отметить, что данный метод дает нестандартное техническое представление, в котором весь поток энергии сводится к нулю. Для численно-аналитического эксперимента использовали климатические данные (температуру и влажность наружного воздуха) из официальных открытых источников. Город, где предположительно была установлена система кондиционирования воздуха, – Ставрополь. Проведение исследований осуществлялось в летний и холодный периоды года. Принимали, что в помещении нет крупных источников теплоты, а основные из них появлялись в зависимости от периода года. Дополнительно система кондиционирования воздуха оборудовалась рециркуляционной линией из обслуживаемого помещения с механическим побуждением. Рециркуляционный воздух попадал в камеру смешения в приточной установке, тем самым обеспечивая сокращение расхода тепловой энергии в холодный период года. Приведены процессы обработки воздуха на h–d-диаграмме Рамзина для теплого и холодного режимов работы приточной установки, рассматриваемой системы кондиционирования воздуха.  

1. Brodyansky V. M. (1973) Exergy Method of Thermodynamical Analyses. Moscow, Energiya Publ. 296 (in Russian).

2. Shukuya M. (2013) Exergy: Theory and Applications in the Built Environment. Springer. 374. https://doi.org/10.1007/978-1-4471-4573-8.

3. Dincer I., Rosen M. A. (2013) Exergy. Energy, Environment and Sustainable Development. 2nd ed. Elsevier. 552. https://doi.org/10.1016/C2010-0-68369-6.

4. Dincer I., Rosen M. A. (2011) Thermal Energy Storage: Systems and Applications. John Wiley & Sons, Ltd. 621. https://doi.org/10.1002/9780470970751.

5. Baldi M. G., Leoncini L. (2014) Thermal Exergy Analysis of a Building. Energy Procedia, 62, 723–732. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2014.12.436.

6. Gendelis S., Jakovičs A., Bandeniece L. (2015) Experimental Research of Thermal Comfort Conditions in Small Test Buildings with Different Types of Heating. Energy Procedia, 78, 2929–2934. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2015.11.669.

7. Ahmad M. W., Moursheda M., Mundowb D., Sisinni M., Rezgui Y. (2016) Building Energy Metering and Environmental Monitoring – a State-of-the-Art Review and Directions for Future Research. Energy and Buildings, 120, 85–102. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2016.03.059.

8. Nasutiona H., Sumerub K., Aziza A. A., Senawib M. Y. (2014) Experimental Study of Air Conditioning Control System for Building Energy Saving. Energy Procedia, 61, 63–66. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2014.11.907.

9. Luoa Q., Yanga L., Liu N. X., Xia J. (2015) Comparative Study on Thermal Environment and Energy Consumption of Urban Residential Houses in Beijing. Procedia Engineering, 121, 2141–2148. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.09.085.

10. Baldi M. G., Leoncini L. (2015) Effect of Reference State Characteristics on the Thermal Exergy Analysis of a Building. Energy Procedia, 83, 177–186. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2015.12.208.

11. Zhou X., Li N., Zou J. (2015) Research on Energy-Saving of New Type Low-Temperature Air Flow Dehumidification System Based on Exergy Analysis Method. Procedia Engineering, 121, 268–276. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.08.1068.

12. Vilarinho A. N., Campos J. B. L. M., Pinho C. (2016) Energy and Exergy Analysis of an Aromatics Plant. Case Studies in Thermal Engineering, 8, 115–127. https://doi.org/10.1016/j.csite.2016.06.003.

13. Meteo Info. (2017) Available at: http://www.meteoinfo.ru (in Russian).

14. Weather Atlas. (2017) Available at: http://www.atlas-yaku tia.ru/weather/hum/climate_russia-III_hum.html (in Russian).

15. Xu W. H., Li Q. X., Yang S., Xu Y. (2014) Overview of Global Monthly Surface Temperature Data in the Past Century and Preliminary Integration. Advances in Climate Change Research, 5, 111–117. https://doi.org/10.1016/j.accre.2014.11.003.

16. Prokhorov V. I., Shilkloper S. M. (1981) Method of Calculation of Exergy Flow of Moist Air. Kholodilnaya Tekhnika = Refrigeration Technology, (9), 37–40 (in Russian).

17. Minkin M. S., Kuimov D. N., Lukyanov A. D. (2016) Development of the Energy-Saving Air Regeneration System in Production Rooms. Procedia Engineering, 150, 1353–1358. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.07.327.

18. Sukhodub I. O., Deshko V. I. (2014) Exergy Analysis of Ventilation Systems with Energy Recovery. Magazine of Civil Engineering, 2 (46), 36–46.

19. Titova E. M., Averyanova O. V. (2011) Efficiency Evaluating of Air Conditioning System with Air Dehumidification Section. Magazine of Civil Engineering, 1 (19), 46–52.

20. Nesterenko A. V. (1971) Fundamentals in Thermodynamic Calculations of Ventilation and Air Conditioning. Moscow, Vishaya Shkola Publ. 460 (in Russian).