Эксергетический анализ элементов систем термостатирования

DOI: 10.34759/trd-2021-121-11

Авторы

Загорный С. В.^*, Наумчик И. В.^*, Дзитоев М. С.^*, Михайленко А. В.^*

Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского, Санкт-Петербург, Россия

*e-mail: vka@mil.ru

Аннотация

В работе обоснована возможность применения теплонасосной установки для термостатирования объектов ракетно-космических комплексов. Проведен анализ существующих и перспективных систем термостатирования и подходов к определению термодинамической эффективности тепловых машин. Показана целесообразность использования эксергетического КПД, который характеризует полноту преобразования равноценной энергии. Разработана методика и представлены результаты сравнительного анализа теплового насоса и химического источника тепла. Сформулировано условие для рационального выбора источника тепла в системах термостатирования ракетно-космических комплексов. Предложена схема системы термостатирования на базе теплонасосной установки и паракомпрессионной холодильной машины.

Ключевые слова:

космические системы, теплонасосная установка, система термостатирования, эксергетический КПД, источник тепла, тепловая мощность, термодинамическая эффективность, эксергия, анергия, нагрев, охлаждение, энергетическая эффективность, цикл

Библиографический список

1. Сазонова Е.В. Космос и стратегическая стабильность // Современная наука и инновации. 2016. № 1(13). С. 192-199.
2. UNIDIR Space Security Conference Report, 2013. URL: https://unidir.org/publication/space-security-2013-conference-report
3. Фролов О.П. Угрозы военной безопасности Российской Федерации в космическом пространстве и направления деятельности по их предупреждению и парированию // XXIII Всероссийская научно-практическая конференция «Актуальные проблемы защиты и безопасности»: сборник трудов (Санкт-Петербург, 01 апреля 2020). — Санкт-Петербург: Российская академия ракетных и артиллерийских наук, 2020. С. 55-61.
4. Буяков С.Н. Аспекты энергосбережения в системах обеспечения температурно-влажностного режима объектов ракетно-космических комплексов // Труды Военно-космической академии имени А.Ф.Можайского. 2010. № 629. С. 24-28.
5. Бармин И.В., Климов В.Н. и др. Устройство для воздушного термостатирования отсеков ракеты-носителя и космической головной части на стартовом комплексе. Патент № 61847 U1 РФ, опубл. 10.03.2007.
6. Матвеева О.П., Романяк А.Ю., Удовик И.С. Структурно-функциональное моделирование систем обеспечения тепловых режимов космических аппаратов на стартовом комплексе // XLIV Академические чтения по космонавтике, посвященные памяти академика С.П. Королёва: сборник тезисов (Москва, 28-31 января 2020). — М.: МГТУ имени Н.Э. Баумана, 2020. С. 627-629.
7. Бармин И.В., Михальченко С.М. и др. Способ термостатирования ракет-носителей газом высокого давления и система для его осуществления. Патент № 2335439 РФ, опубл. 10.10.2008.
8. Бармин И.В., Михальченко С.М. и др. Способ и устройство для термостатирования космических объектов и отсеков ракетоносителей. Патент № 2335706 C1 РФ, опубл. 10.10.2008.
9. Калинин С.Ю., Рождественский А.В., Шленов Ю.В. Оценка экономической эффективности эксплуатации ракетно-космического комплекса // Труды МАИ. 2012. № 56. http://trudymai.ru/published.php?ID=30147
10. Недайвода А.К., Рождественский А.B. Оценка эффективности и качества ракетно-космической техники // Труды МАИ. 2012. № 56. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=30150
11. Дзитоев М.С., Пеньков М.М., Наумчик И.В., Басотин Е.В. Системы термостатирования ракет-носителей и космических аппаратов. — СПб: ВКА им. А.Ф. Можайского, 2014. — 160 с.
12. Кирюшатов А.И., Катков Д.С. Оценка термодинамической эффективности теплонасосных установок // Аграрный научный журнал. 2015. № 10. С. 39–41.
13. Архаров А.М. и др. Теплотехника. — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2018. — 876 с.
14. Чепурной М.Н., Куцак О.В., Дымнич И.Н. Сравнение энергоэффективности систем теплоснабжения от отопительных котельных и теплонасостных установок // Энергетика и электротехника. 2011. № 4. URL: https://www.rosteplo.ru/Tech_stat/stat_shablon.php?id=3191
15. Бродянский В.М., Верхивкер ГП., Карчев Я.Я. и др. Эксергетические расчеты технических систем. — Киев: Наукова думка, 1991. — 360 с.
16. Sventitskiy I. The logical-mathematical analysis for substantiation of efficiency of heat pumps and refrigerators // Research in Agricultural Electric Engineering, 2015, no. 4, pp. 138-142.
17. Ибрагимов У.Х., Аванесов Т.Р. Повышение экономичности парокомпрессионных холодильных установок // Материалы XX Международной научной конференции «Исследования молодых ученых» (Казань, 20-23 мая 2021) — Казань: Изд-во «Молодой ученый», 2021. С. 11-13.
18. Шевченко В.И., Шевченко А.В., Шевченко М.В. Эксергетический метод оценивания технического состояния средств обеспечения температурно-влажностного режима // Фундаментальные исследования. 2015. № 11-5. С. 936-941.
19. Пеньков М.М., Куценко В.Ф. Эксергетический метод оценивания качества систем терморегулирования // Альтернативная энергетика и экология. 2001. № 4. С. 54-56.
20. Гетман В.В., Лежнева Н.В., Чернов В.В. Метод эксергетического анализа для оценки термодинамического совершенства газовой теплонасосной установки // Вестник Казанского технологического университета. 2012. Т. 15. № 16. С. 52-55.
21. Ерофеев В.Л., Жуков В.А., Пряхин А.С. Энергетический и эксергетический подходы к оценке повышения эффективности тепловых двигателей // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С.О.Макарова. 2017. Т. 9. № 5. С. 1017-1026. DOI: 10.21821/2309-5180-2017-9-5-1017-1026
22. Кадыров И.Н. и др. Использование теплонасостных установок в промышленности // Молодой ученый. 2017. № 24 (158). С. 152-155.
23. Васильев Г.П. и др. Технико-экономические аспекты применения теплонасосного оборудования на объектах метрополитена // Энергобезопасность и энергосбережение. 2015. № 6. С. 16-20.
24. Рудой В.И. Применение понятия анергии для расчёта удельного расхода топлива на ТЭЦ // Молодой ученый. 2021. № 34(376). С. 14-17.

Скачать статью