The Use of Heat Pipes as Part of Low-temperature Installations and Life Support Systems to Reduce Energy Consumption and for Energy Storage
DOI:
https://doi.org/10.24160/1993-6982-2026-1-81-87Keywords:
heat recovery, resource conservation, phase transition, energy saving, heat pipes, low-temperature machines, refrigerant, heat transfer coefficientsAbstract
In view of constantly aggravating shortage of the available sources of energy, the demand for which grows increasingly in almost all global economy spheres and sectors, and in view of the increasing trend toward environment conservation and protection, more and more efforts are taken for improving the efficiency of various methods and technologies aimed at achieving the most rational use of energy, including the energy required in low-temperature installations and life support (air conditioning) systems. The article considers and describes heat recovery methods as applied to low-temperature installations and air conditioning systems. The aim of the study is to develop heat recovery methods involving the use of heat pipes and to study the effectiveness of such devices. A conclusion can be drawn based on the obtained study results that it is expedient to design, construct, and use heat recovery systems.
References
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
