Пожелания читателей

 

Номера журнала

 

Об издании

 

На главную

 
 
 
   

 
 
АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ХОЛОДА. Цой А.П., Грановский А.С., Цой Д.А., Бараненко А.В.

Влияние климата на работу холодильной системы, использующей эффективное излучение в космическое пространство

Статья доступна в формате pdf. СКАЧАТЬ >>>

По двум различным методикам проведен расчет теоретической холодопроизводительности идеальной холодильной системы, использующей эффективное излучение в космическое пространство. Расчеты проведены для городов, расположенных от 43° до 59° северной широты: Алматы, Владивостока, Усть­Каменогорска, Петропавловска, Омска, Казани, Москвы и Санкт­Петербурга. Представлены графики суммарного количества холода, получаемого за год и за отдельные месяцы, в зависимости от температуры излучающей поверхности. Установлено, что наибольшее количество холода за год может быть произведено в климатических условиях Омска, а наименьшее – Алматы. Предложен способ оценки количества теплоты, отводимого от радиатора за счет конвективного теплообмена (на основе градусо­часов охлаждения). Представлены результаты расчета градусо­часов охлаждения за год для всех перечисленных городов. Приводятся графики, показывающие, какое количество часов в году температура воздуха в каждом из городов держится ниже заданной для охлаждения. При помощи этих графиков предполагается производить оценку рабочего времени холодильной системы в течение года. В летний период за счет эффективного излучения может быть получена температура хладоносителя не ниже 15...20 °C. В зимнее время ни в одном из рассмотренных городов невозможно использовать эффективное излучение для стабильного охлаждения до температуры ниже –10 °C.
Полученные данные могут быть использованы при проектировании систем охлаждения рассматриваемого типа, а также при проектировании традиционных холодильных машин, использующих естественное охлаждение (Free cooling).
Ключевые слова: эффективное излучение, ночное радиационное охлаждение, холодильная техника, альтернативные способы охлаждения, климат

Climate influence on the operation of refrigeration system using the effective radiation into space
Ph. D. A.P.Tsoy, teniz@bk.ru, A.S. Granovsky, D.A. Tsoy
Almaty Technological Universuty;
Doctor of Science A.V. Baranenko,
baranenko@mail.ifmo.ru
ITMO University
Theoretically possible cooling capacity of an ideal refrigeration system using the effective radiation into space was calculated by two methods. The calculations were performed for the cities located from 43° to 59° north latitude: Almaty, Vladivostok, Ust­Kamenogorsk, Petropavlovsk, Omsk, Kazan, Moscow and St. Petersburg.
The graphs of the total amount of cold for the year and for some months depending on the temperature of the radiating surface are shown. It is found that the greatest amount of cold for the year can be produced in the climatic conditions of the city of Omsk, and the smallest in Almaty.
A method for estimating the amount of heat withdrawn from the radiator due to convective heat transfer through the cooling degree­hours is developed. The results of the calculation of the cooling degree­hours for the year for all of the above cities are presented. Also graphs in the article are showing how many hours per year the temperature in each of the cities is below given temperature. With the help of these graphs it is expected to make an assessment of the working time of the refrigeration system during the year. In the summer period due to effective radiation the coolant temperature can become not lower than 15...20 °C. In the winter, it is impossible to use the effective radiation for stable cooling to a temperature below –10 °C in all reviewed cities.
The data obtained can be used in the design of cooling systems of the considered type, as well as in the standard refrigeration systems that use natural cooling (Free cooling).
Keywords: effective radiation, nocturnal radiative cooling, refrigeration, alternative methods of cooling, climate

Список литературы
1. Атмосфера: справочник / под ред. Седунова Ю.С. Ленинград: Гидрометеоиздат, 1991. 23.
2. Бараненко А.В., Ховалыг Д.М., Цой А.П., Синицина К.М. Энергоэффективность и экологическая безопасность техники низких температур // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Холодильная техника и кондиционирование». 2014. № 1.
3. Бараненко А.В. и др. Холодильные машины. – СПб.: Политехника, 2006.
4. Зайцев А.В. Энергосберегающие технологии современной техники бытового и жилищно­коммунального назначения // Технико­технологические проблемы сервиса. 2010. № 3 (13).
5. Кондратьев К.Я. Актинометрия. Ленинград: Гидрометеорологическое изд­во, 1965.
6. СНиП 23­01­99. Строительная климатология. – Введ. 2000­01­01. – М. : Изд­во стандартов, 2001.
7. Цой А.П., Бараненко А.В., Эглит А.Я. Использование эффективного излучения в холодильной системе открытого ледяного катка // Вестник МАХ. 2012. № 4.
8. Цой А.П., Грановский А.С., Цой Д.А. Применение холодильных систем, использующих эффективное излучение в космическое пространство в кондиционировании // Известия научно­технического общества “Кахак”. 2013. № 3 (42).
9. Цой А.П., Грановский А.С., Бараненко А.В. Моделирование и математическая программа для расчета величины эффективного излучения // Вестник МАХ. 2014. № 1.
10. Цой А.П., Грановский А.С., Бараненко А.В., Эглит А.Я. Расчет величины эффективной холодопроизводительности холодильной системы, использующей охлаждающий эффект небосвода // Вестник МАХ. 2014. № 3.
11. Ali A.H.H. Passive cooling of water at night in uninsulated open tank in hot arid areas // Energy Convers. Manag. 2007. Vol. 48, № 1.
12. Degnes­Ødemark H. A study of night sky radiation, and heating and cooling of buildings with thermal solar collectors [Text] : Master thesis – Oslo: University of Oslo, Department of Physics, 2009. – https://www.duo.uio.no.
13. Dobson R.T. Thermal modelling of a night sky radiation cooling system // J. Energy South. Africa. 2005. Vol. 16, № 2.
14. Etzion Y., Erell E. Thermal storage mass in radiative cooling systems // Build. Environ. 1991. Vol. 26, № 4.
15. Golaka A.R.T., Exell R.H.B. Night radiative cooling and underground water storage in a hot humid climate: a preliminary investigation // Proc. 2nd Reg. Conf. Energy Technol. Towar. a Clean Environ. Phuket, 2003. Vol. 012.
16. Hollick J. Nocturnal Radiation Cooling Tests // Energy Procedia. Elsevier B.V. 2012. Vol. 30.
17. Potentials of night sky radiation to save water and energy in the state of New Mexico [Text] : report / Governor Richardson’s water innovation fund; Mark Chalom, Bristol Stickney, Kate Snider. New Mexico, 2006. 100 p. PSC #05­341­1000­0035.
18. Samuel D.G.L., Nagendra S.M.S., Maiya M.P. Passive alternatives to mechanical air conditioning of building: A review // Build. Environ. Elsevier Ltd, 2013. Vol. 66.
19. Sima J. et al. Theoretical Evaluation of Night Sky Cooling in the Czech Republic // Energy Procedia. Elsevier B.V. 2014. Vol. 48.
20. Zhang S., Niu J. Cooling performance of nocturnal radiative cooling combined with microencapsulated phase change material (MPCM) slurry storage // Energy Build. Elsevier B.V. 2012. Vol. 54.
21. Vangtook P., Chirarattananon S. Application of radiant cooling as a passive cooling option in hot humid climate // Build. Environ. 2007. Vol. 42, № 2.
22. Погода и климат [Электронный ресурс] – Архив данных о погоде по городам мира – Электрон. дан. – Режим доступа: http://www.pogodaiklimat.ru/.
23. Расписание погоды rp5 [Электронный ресурс] – Архив погоды по городам мира – Электрон. дан. – Режим доступа: http://rp5.kz.
24. Восход Солнца [Электронный ресурс] – Онлайн калькулятор продолжительности суток – Электрон. дан. – Режим доступа: http://voshod­solnca.ru/.
25. Часовые пояса России TimeZone [Электронный ресурс] – Онлайн калькулятор времени восхода и заката Солнца – Электрон. дан. – Режим доступа:
http://www.timezone.ru/suncalc.php.

Назад