Испарительное охлаждение становится всё более привлекательной энергоэффективной альтернативой традиционным системам кондиционирования воздуха. Международная группа исследователей опубликовала в журнале Applied Thermal Engineering работу, в которой предложена унифицированная классификация испарительных охладителей и представлены эталонные наборы данных для улучшения валидации моделей производительности.
Растущий интерес к испарительному охлаждению
На фоне роста мирового спроса на охлаждение помещений исследователи активно ищут альтернативы традиционным системам, работающим на паровых компрессионных циклах. Такие системы потребляют значительное количество энергии и используют хладагенты, вносящие вклад в парниковые выбросы.
Технологии испарительного охлаждения предлагают перспективную альтернативу. Используя естественный процесс поглощения тепла при испарении воды, эти системы снижают температуру воздуха при значительно меньшем энергопотреблении и без применения синтетических хладагентов. Они также не требуют наружных блоков, выделяющих тепло в окружающую среду, что помогает смягчать эффект городского теплового острова.
Однако, несмотря на рост числа разработанных технологий и подходов к моделированию, в научной литературе отсутствует единая терминология и стандартизированные наборы данных. Это затрудняет сравнение различных конфигураций и валидацию моделей, используемых для прогнозирования производительности систем.
Основные типы испарительных охладителей
В новом исследовании, выполненном коллективом ученых из Льежского университета (Бельгия), Университета Реймс Шампань-Арденны (Франция) и Вроцлавского университета науки и технологий (Польша) при участии Анны Пацак из IIR, предложена следующая классификация испарительных охладителей в зависимости от способа использования процесса испарения:
Прямые испарительные охладители (DEC) — воздух охлаждается при непосредственном контакте с водой во влажных каналах; температура снижается, а влажность увеличивается.
Непрямые испарительные охладители (IEC) — охлаждение без добавления влаги; тепло передается через теплообменник между первичным и вторичным потоками воздуха, где происходит испарение.
Непрямые испарительные охладители с точкой росы (D-IEC) — разновидность IEC, в которой часть охлажденного первичного воздуха рециркулируется в качестве вторичного, что позволяет достичь температуры, приближающейся к точке росы поступающего воздуха.
Непрямые испарительные охладители Майсоценко (M-IEC) — устройства с дополнительным сухим каналом на вторичной стороне для дальнейшего снижения температуры охлаждения и повышения эффективности.
Перфорированные конфигурации (Perforated D-IEC и Perforated M-IEC) — варианты IEC с перфорированными стенками между каналами для улучшения смешивания воздуха и интенсификации испарения.
Двухступенчатые испарительные охладители — комбинация различных ступеней испарения (например, IEC и DEC) в одной системе для повышения общей эффективности.
Новая основа для валидации моделей
Помимо классификации, в статье предложена структурированная основа для валидации численных моделей, используемых при моделировании систем испарительного охлаждения. Валидация моделей необходима для того, чтобы моделирование точно предсказывало поведение системы в различных рабочих условиях.
Для поддержки этого процесса исследователи собрали 18 стандартизированных наборов данных, полученных из экспериментальных и численных исследований, доступных в литературе. Эти наборы охватывают семь конфигураций испарительных охладителей и включают более 1300 точек данных, представляющих широкий диапазон температур, влажности и режимов работы.
Все наборы данных организованы с использованием единой терминологии и доступны через открытую онлайн-базу данных. По мнению авторов, этот совместный ресурс поможет повысить согласованность будущих исследований и ускорить разработку более эффективных технологий испарительного охлаждения.
Ознакомиться с полным текстом научной статьи можно в журнале Applied Thermal Engineering, а также в открытом доступе на платформе FRIDOC.
Войдите
или зарегистрируйтесь,
чтобы поставить зачет
Факт дня
Комментарии 0
Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы оставить комментарий