Simulation of radiation cooling system for air conditioning

Abstract

Канд. техн. наук А. П. ЦОЙ1, А. С. ГРАНОВСКИЙ2 1teniz@bk.ru., 2granovskiy.a@rambler.ru Алматинский технологический университет Д. А. ЦОЙ, д-р техн. наук А. В. БАРАНЕНКО3 3aleks.baranenko@gmail.com Университет ИТМО 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.