Использование тепловых труб в составе низкотемпературных установок и систем жизнеобеспечения для снижения энергопотребления и аккумуляции
DOI:
https://doi.org/10.24160/1993-6982-2026-1-81-87Ключевые слова:
теплоутилизация, ресурсосбережение, фазовый переход, энергосбережение, тепловые трубы, низкотемпературные машины, холодильный агент, коэффициенты теплоотдачиАннотация
В связи с нарастающим дефицитом источников энергии, всё более необходимой мировой экономике практически во всех её сферах и отраслях, а также усилением тренда бережного отношения к окружающей среде, всё большую эффективность приобретают различные методы и технологии, целью которых является наиболее рациональное использование энергии, в том числе энергии требуемой в низкотемпературных установках и системах жизнеобеспечения (кондиционирования).
Рассмотрены и описаны способы утилизация теплоты применительно к низкотемпературным установкам и системам кондиционирования воздуха. Настоящее исследование направлено на развитие способов теплоутилизации с помощью тепловых труб и изучение эффективности таких устройств. Полученные результаты исследования позволяют сделать вывод о целесообразности систем утилизации, их расчета и конструирования.
Библиографические ссылки
1. Смирнов Е.М., Зайцев Д.К., Колесник Е.В. Опыт трехмерного численного моделирования рабочего процесса в осцилляционных тепловых трубах // Современные проблемы теплофизики и энергетики: Материалы IV Междунар. конф. М.: Изд-во НИУ «МЭИ», 2024. С. 212—213.
2. Анатычук Л.И. и др. Крупноформатный термоэлектрический модуль охлаждения с тепловыми трубами // Термоэлектричество. 2011. № 1. С. 53—59.
3. Пат. № 2820081 РФ. Устройство для охлаждения силового трансформатора / Алешин В.И., Шамаров М.В., Калмыков И.А., Шамаров А.М. // Бюл. изобрет. 2024. № 16.
4. Кулагин В.А., Соколов Н.Ю. Совершенствование систем тепловых труб для охлаждения электронной аппаратуры // Актуальные вопросы теплофизики, энергетики и гидрогазодинамики в условиях Арктики: Тезисы Всеросс. науч.-практ. конф. с междунар. участием, посвященной 85-летию со дня рождения заслуженного деятеля науки РФ и ЯАССР, д.т.н., профессора Э.А. Бондарева. Киров, 2021. С. 235—237.
5. Кривоносов Г.А. Кавитация и схлопывание пузырька в жидкости в тепловой трубе // Инженерно-физический журнал. 2023. Т. 96. № 2. С. 408—414.
6. Залуцкий А.В. Перспективы использования тепловых труб на железнодорожном транспорте // Транспортная инфраструктура Сибирского региона. 2014. Т. 2. С. 507—509.
7. Шамаров М.В. Сазоненко В.М. Альтернативные источники энергии для работы тепловых насосов // Механика, оборудование, материалы и технологии: Сб. научных статей по материалам Междунар. науч.-практ. конф. Краснодар: КубГТУ, 2019. С. 445—449.
8. Гордеев Б.А., Охулков С.Н., Осмехин А.Н., Плехов А.С. Возможности стабилизации работы магнитореологиских трансформаторов с применением гладкостенных тепловых труб // Вестник научно-технического развития. 2019. № 8(144). С. 28—39.
9. Майданик Ю.Ф., Вершинин С.В., Чернышева М.А. Исследование рабочих характеристик медь-водяной контурной тепловой трубы // Тепловые процессы в технике. 2010. Т. 2. № 12. С. 536—545.
10. Чи С. Тепловые трубы. Теория и практика. М.: Машиностроение, 1981.
11. Бажанов А.Г., Ремезов Д.А. Интенсификация теплопередачи макетного образца двухпоточной тепловой трубы // Научный взгляд в будущее. 2019. Т. 1. № 15. С. 21—27.
12. Барабанов В.Г. и др. Озонобезопасные альтернативы и заменители. Пропелленты, хладагенты, вспениватели, растворители, огнегасящие средства. СПб.: Химиздат, 2003.
13. Бабакин Б.С. Хладагенты, масла, сервис холодильных систем. Рязань: Узорочье, 2003.
14. Цветков О.Б. Холодильные агенты. СПб.: СПбГУНиПТ, 2004.
15. Пат. № 2190813 РФ. Холодильная установка с аккумулятором холода из тепловых труб / Шляховецкий В.М., Хамие Х.Н. // Бюл. изобрет. 2002. № 28.
16. Пат. № 2117222 РФ. Способ испарительного охлаждения компрессора холодильной установки / Шляховецкий В.М., Черных А.И., Шляховецкий Д.В., Шамаров М.В. // Бюл. изобрет. 1998. № 31.
17. Андреев И.А., Беззаботов Ю.С., Шамаров М.В. Синергетика использования абсорбционных холодильных машин // Механика, оборудование, материалы и технологии: Сб. научных статей по материалам Междунар. науч.-практ. конф. Краснодар: КубГТУ, 2022. С. 573—578.
18. Пат. № 2139447 РФ. Крышка блока цилиндров многорядного компрессора / Шляховецкий В.М., Шамаров М.В. // Бюл. изобрет. 1999. № 7.
19. Дрюков В.А., Васильев П.С. Инженерный расчет теплообменных аппаратов на базе тепловых труб // Взаимодействие предприятий и вузов — наука, кадры, новые технологии: Сб. материалов конф. Волгоград: Изд-во ВГТУ, 2018. С. 131—135.
20. ГОСТ Р 8.948—2018. Стандартные справочные данные. Изобутан жидкий и газообразный термодинамические свойства, коэффициенты динамической вязкости и теплопроводности при температурах от 114 К до 600 К и давлениях до 35 мПа.
---
Для цитирования: Жлобо Р.А., Шамаров М.В., Колинько А.В. Использование тепловых труб в составе низкотемпературных установок и систем жизнеобеспечения для снижения энергопотребления и аккумуляции // Вестник МЭИ. 2026. № 1. С. 81—87. DOI: 10.24160/1993-6982-2026-1-81-87
---
Работа выполнена при поддержке Кубанского научного фонда в рамках научного проекта № Н-24.1/15
---
Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов
#
1. Smirnov E.M., Zaytsev D.K., Kolesnik E.V. Opyt Trekhmernogo Chislennogo Modelirovaniya Rabochego Protsessa v Ostsillyatsionnykh Teplovykh Trubakh. Sovremennye Problemy Teplofiziki i Energetiki: Materialy IV Mezhdunar. Konf. M.: Izd-vo NIU «MEI», 2024:212—213. (in Russian).
2. Anatychuk L.I. i dr. Krupnoformatnyy Termoelektricheskiy Modul' Okhlazhdeniya s Teplovymi Trubami. Termoelektrichestvo. 2011;1:53—59. (in Russian).
3. Pat. № 2820081 RF. Ustroystvo dlya Okhlazhdeniya Silovogo Transformatora. Aleshin V.I., Shamarov M.V., Kalmykov I.A., Shamarov A.M.. Byul. Izobret. 2024;16. (in Russian).
4. Kulagin V.A., Sokolov N.Yu. Sovershenstvovanie Sistem Teplovykh Trub dlya Okhlazhdeniya Elektronnoy Apparatury. Aktual'nye Voprosy Teplofiziki, Energetiki i Gidrogazodinamiki v Usloviyakh Arktiki: Tezisy Vseross. Nauch.-prakt. Konf. s Mezhdunar. Uchastiem, Posvyashchennoy 85-letiyu so Dnya Rozhdeniya Zasluzhennogo Deyatelya Nauki RF i YaASSR, D.T.N., Professora E.A. Bondareva. Kirov, 2021:235—237. (in Russian).
5. Krivonosov G.A. Kavitatsiya i Skhlopyvanie Puzyr'ka v Zhidkosti v Teplovoy Trube. Inzhenerno-fizicheskiy Zhurnal. 2023;96;2:408—414. (in Russian).
6. Zalutskiy A.V. Perspektivy Ispol'zovaniya Teplovykh Trub na Zheleznodorozhnom Transporte. Transportnaya Infrastruktura Sibirskogo Regiona. 2014;2:507—509. (in Russian).
7. Shamarov M.V. Sazonenko V.M. Al'ternativnye Istochniki Energii dlya Raboty Teplovykh Nasosov. Mekhanika, Oborudovanie, Materialy i Tekhnologii: Sb. Nauchnykh Statey po Materialam Mezhdunar. Nauch.-prakt. Konf. Krasnodar: KubGTU, 2019:445—449. (in Russian).
8. Gordeev B.A., Okhulkov S.N., Osmekhin A.N., Plekhov A.S. Vozmozhnosti Stabilizatsii Raboty Magnitoreologiskikh Transformatorov s Primeneniem Gladkostennykh Teplovykh Trub. Vestnik Nauchno-tekhnicheskogo Razvitiya. 2019;8(144):28—39. (in Russian).
9. Maydanik Yu.F., Vershinin S.V., Chernysheva M.A. Issledovanie Rabochikh Kharakteristik Med'-vodyanoy Konturnoy Teplovoy Truby. Teplovye Protsessy v Tekhnike. 2010;2;12:536—545. (in Russian).
10. Chi S. Teplovye Truby. Teoriya i Praktika. M.: Mashinostroenie, 1981. (in Russian).
11. Bazhanov A.G., Remezov D.A. Intensifikatsiya Teploperedachi Maketnogo Obraztsa Dvukhpotochnoy Teplovoy Truby. Nauchnyy Vzglyad v Budushchee. 2019;1;15:21—27. (in Russian).
12. Barabanov V.G. i dr. Ozonobezopasnye Al'ternativy i Zameniteli. Propellenty, Khladagenty, Vspenivateli, Rastvoriteli, Ognegasyashchie Sredstva. SPb.: Khimizdat, 2003. (in Russian).
13. Babakin B.S. Khladagenty, Masla, Servis Kholodil'nykh Sistem. Ryazan': Uzoroch'e, 2003. (in Russian).
14. Tsvetkov O.B. Kholodil'nye Agenty. SPb.: SPbGUNiPT, 2004. (in Russian).
15. Pat. № 2190813 RF. Kholodil'naya Ustanovka s Akkumulyatorom Kholoda iz Teplovykh Trub. Shlyakhovetskiy V.M., Khamie Kh.N. Byul. Izobret. 2002;28. (in Russian).
16. Pat № 2117222 RF. Sposob Isparitel'nogo Okhlazhdeniya Kompressora Kholodil'noy Ustanovki. Shlyakhovetskiy V.M., Chernykh A.I., Shlyakhovetskiy D.V., Shamarov M.V. Byul. Izobret. 1998;31. (in Russian).
17. Andreev I.A., Bezzabotov Yu.S., Shamarov M.V. Sinergetika Ispol'zovaniya Absorbtsionnykh Kholodil'nykh Mashin. Mekhanika, Oborudovanie, Materialy i Tekhnologii: Sb. Nauchnykh Statey po Materialam Mezhdunar. Nauch.-prakt. Konf. Krasnodar: KubGTU, 2022:573—578. (in Russian).
18. Pat. № 2139447 RF. Kryshka Bloka Tsilindrov Mnogoryadnogo Kompressora. Shlyakhovetskiy V.M., Shamarov M.V.. Byul. Izobret. 1999;7. (in Russian).
19. Dryukov V.A., Vasil'ev P.S. Inzhenernyy Raschet Teploobmennykh Apparatov na Baze Teplovykh Trub. Vzaimodeystvie Predpriyatiy i Vuzov — Nauka, Kadry, Novye Tekhnologii: Sb. Materialov Konf. Volgograd: Izd-vo VGTU, 2018:131—135. (in Russian).
20. GOST R 8.948—2018. Standartnye Spravochnye Dannye. Izobutan Zhidkiy i Gazoobraznyy Termodinamicheskie Svoystva, Koeffitsienty Dinamicheskoy Vyazkosti i Teploprovodnosti pri Temperaturakh ot 114 K do 600 K i Davleniyakh do 35 mPa. (in Russian)
---
For citation: Zhlobo R.A., Shamarov M.V., Kolinko A.V. The Use of Heat Pipes as Part of Low-temperature Installations and Life Support Systems to Reduce Energy Consumption and for Energy Storage. Bulletin of MPEI. 2026;1:81—87. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2026-1-81-87
---
The Work was Supported of the Kuban Science Foundation in the Framework of the Scientific Project No. Н-24.1/15
---
Conflict of interests: the authors declare no conflict of interest
