Термодинамічний аналіз теплонасосної системи вентиляції для підтримання комфортних умов в виробничих приміщеннях з вологовиділенням

Abstract

В статті розглянута схема теплонасосної системи (ТНС) вентиляції в приміщенні з частковою і змінною рециркуляцєюї відпрацьованого повітря для підтримання заданих комфортних умов перебування в приміщенні (температури і вологовмісту повітря). Проведено термодинамічний аналіз роботи теплонасосної схеми для визначення необхідних режимів роботи системи в залежності від параметрів зовнішнього атмосферного повітря. Показано, що для підтримання заданого вологовмісту повітря в приміщенні за різних погодних умов коефіцієнт рециркуляції має змінюватись в залежності від температури і відносної вологості атмосферного повітря. Отримані розрахункові залежності для необхідних коефіцієнтів рециркуляції при роботі системи вентиляції в холодний період року. Показана гранична межа застосування ТНС з підігрівом припливного повітря, після якої для підтримання комфортних умов в приміщенні необхідна робота ТНС в режимі кондиціювання (охолодження) припливного повітря. Отримані також розрахункові дані щодо коефіцієнта використання зовнішньої енергії на ТНС вентиляції, які характеризують енергетичну ефективність роботи системи в залежності від параметрів зовнішнього повітря.

In the article the scheme of the heat pump system (HPS) ventilation in the room with partial and variable recirculation of exhaust air was considered for maintenance of the given comfortable conditions of stay in the room (temperature and moisture content of air). The thermo-dynamic analysis of the heat pump system work was carried out to determine the necessary operating modes of the system, depending on the parameters of the external atmospheric air. It has been shown that in order to maintain a given moisture content of air in the room in different weather conditions, the coefficient of recirculation should vary depending on temperature and relative humidity of atmospheric air. Calculation dependencies for the required recirculation coefficients were obtained during the operation of the ventilation system during the cold period of the year. The use limit of HPS with heating of the tidal air was shown, after which the work of the HPS in the mode of air conditioning (cooling) of the inflow air is required to maintain comfortable indoor conditions. Calculation data on the coefficient of external energy use on HPS ventilation, was also obtained which characterize the energy efficiency of the system work depending on the parameters of the external air, were also obtained.