ПЕРСПЕКТИВИ ЗАСТОСУВАННЯ ЕНЕРГОЕФЕКТИВНИХ ТЕХНОЛОГІЙ КОНДИЦІЮВАННЯ ПОВІТРЯ В УКРАЇНІ
DOI:
https://doi.org/10.20998/2078-5364.2025.4.01Ключові слова:
системи кондиціювання повітря, зрошувані насадки, випарне охолодження, термодинамічна ефективність, термогідродинамічні характеристики, інтенсифікація процесів тепло- та масообмінуАнотація
Системи кондиціювання сьогодні активно впроваджуються не лише у житлових та офісних приміщеннях, а й у сферах агропромислового виробництва, зберігання сільськогосподарської продукції, фармацевтичної, харчової та мікроелектронної промисловості. Як відомо, на частку охолодження припадає до 10 % світового споживання електроенергії, а у промислових регіонах цей показник може сягати 30 %. Пошук технологій, здатних забезпечити отримання охолодженого повітря з мінімальними енергетичними та екологічними витратами є актуальною задачею, рішення якої набуває особливого значення в умовах повномасштабного вторгнення і теперішнього стану електрогенеруючої системи. Серед енергоефективних технологій кондиціювання значне місце посідають системи, що використовують випарне охолодження та відновлювальні джерела енергії.
Порівняно з традиційними компресійними і абсорбційними холодильними машинами, альтернативні системи, що базуються на процесах випарного охолодження, відрізняються низьким енергоспоживанням, екологічною безпечністю, простотою конструкції та можливістю інтеграції з відновлювальними джерелами енергії. Розглянуто класифікацію систем випарного охолодження – прямі, непрямі та комбіновані – та особливості їхнього застосування в агропромисловому секторі, тепличних комплексах і виробничих приміщеннях. Окреслено перспективи використання зрошуваних насадок та матеріалів із високими термогідродинамічними характеристиками для інтенсифікації процесів тепло- та масообміну.
Подальші дослідження у цій сфері мають бути спрямовані на оптимізацію конструкцій елементів теплообміну, пошук якісних вітчизняних матеріалів, удосконалення систем керування мікрокліматом і розробку енергоефективних рішень для умов України. Використання випарного охолодження розглядається як один із найперспективніших напрямів розвитку систем кондиціювання повітря, що поєднує енергозбереження, екологічну сталість та технологічну ефективність.
Посилання
Keeping cool in a hotter world is using more energy, making efficiency more important than ever. IEA. 2023 URL: https://www.iea.org/commentaries/keeping-cool-in-a- hotter-world-is-using-more-energy-making-efficiency-more-important-than-ever.
Laknizi A., Abdellaha A., Faqirb M., Essadiqib E., Dhimdic S. Performance characterization of a direct evaporative cooling pad based on pottery material. International journal of sustainable engineering. 2021. Vol. 14. No. 1. Р. 46–56. DOI: https://doi.org/10.1080/19397038.2019.1677800.
Elattar H. F., Fouda A., Nada S. A. Performance Investigation of a Novel Solar Hybrid Air Conditioning and Humidification–Dehumidification Water Desalination System. Desalination. 2016. No. 382. Р. 28–42. DOI: https://doi.org/ 10.1016/ j.desal.2015.12.023.
Davies P. A., Hossain A. K., Vasudevan P. Stand-alone Groundwater Desalination System Using Reverse Osmosis Combined with a Cooled Greenhouse for Use in Arid and Semi-arid Zones of India. Desalination and Water Treatment. 2009. No. 5(1–3). Р. 223–234. DOI: https://doi.org/10.5004/dwt.2009.520.
Aljubury I. M. A., Ridha H. D. Enhancement of Evaporative Cooling System in a Greenhouse Using Geothermal Energy. Renewable Energy. 2017. No. 111. Р. 321–331. DOI: https://doi.org/10.1016/j.renene.2017.03.080.
Bishoyi D., Sudhakar K. Experimental Performance of a Direct Evaporative Cooler in Composite Climate of India. Energy and Buildings. 2017. No. 153. Р. 190–200. DOI: https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2017.08.014.
Xu J., Li Y., Wang R. Z., Liu W., and Zhou P. Experimental Performance of Evaporative Cooling Pad Systems in Greenhouses in Humid Subtropical Climates. Applied Energy. 2015. No. 138. Р. 291–301. DOI: https://doi.org/ 10.1016/j.apenergy. 2014.10.061.
Jiaoliao C., Yanwen C., Fang X., Haigen H., Qinglin A. Analysis and Optimization of the Fan-Pad Evaporative Cooling System for Greenhouses Based on CFD. Advances in Mechanical Engineering. Vol. 2014, Article 712740. Р. 1–8. DOI: http://dx.doi.org/10.1155/2014/712740.
Kovačević I., Sourbron M. The Numerical Model for Direct Evaporative Cooler. Applied Thermal Engineering. 2017. No. 113. Р. 8–19. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2016.11.025.
Camargo J. R., Ebinuma C. D., Silveira J. L. Experimental Performance of a Direct Evaporative Cooler Operating during Summer in a Brazilian City. International Journal of Refrigeration. 2005. No. 28 (7). Р. 1124–1132. DOI: https://doi.org/ 10.1016/j.ijrefrig.2004.12.011.
Sohani A., Sayyaadi H. Design and Retrofit Optimization of the Cellulose Evaporative Cooling Pad Systems at Diverse Climatic Conditions. Applied Thermal Engineering. 2017. No. 123. Р. 1396–1418. DOI: https://doi.org/10.1016/ j.applthermaleng.2017.05.120.
Camargo J. R., Ebinuma C. D., Cardoso S. A mathematical model for direct evaporative cooling air conditioning system. Revista de Engenharia Térmica. 2003. Vol. 2, No. 2. Р. 30–34. DOI: https://doi.org/10.5380/reterm.v2i2.3473.
Caruana R., De Antonellis S., Marocco L., Guilizzoni M. Modeling of Indirect Evaporative Cooling Systems: A Review. Fluids. 2023. No. 8(11), 303 p. DOI: https://doi.org/10.3390/fluids8110303.
Tsymerman A. Termodynamycheskye osnovy kosvenno-isparytelnoho okhla- zhdenyia vozdukha. Otoplenye. Vodosnabzhenye. Ventyliatsyia. Konditsionery. 2013. No. 4–5. URL: https://www.truba.ua/library/art-termodinamicheskie_osnovy.
Khalatov A. A., Karp I. M., Isakov B. V. Termodynamichnyi tsykl Maisotsenka i perspektyvy yoho zastosuvannia v Ukraini. Visnyk NAN Ukrainy. 2013. No. 2. P. 38–49 DOI: https://doi.org/10.15407/visn2013.02.039.
Tsymerman A. B., Maisotsenko V. S., Pecherskaia Y. M. Kosvenno-isparitelniy vozdukhookhladytel novoho typa. Kholodylnaya tekhnyka. 1976. No. 3. P. 12–17.
World Bank Climate Change Knowledge Portal. URL: https://climateknowledgeportal.worldbank.org
Demianenko Yu. I., Doroshenko O. V., Hohol M. I. Systema kondytsiiuvannia povitria na osnovi vyparnoho okholodzhennia i vidkrytoho absorbtsiinoho tsyklu. Refrigera- tion Engineering and Technology. 2020. No. 1–2. P. 11–18. DOI: http://dx.doi.org/10.15673/ret.v56i1-2.1824.
Laknizi A., Mahdaoui M., Abdellah A. B., Anoune K., Bakhouya M., Ezbakhe H. Performance Analysis and Optimal Parameters of a Direct Evaporative Pad Cooling System under the Climate Conditions of Morocco. Case Studies in Thermal Engineering. 2019. No.13. P. 100362. DOI: https://doi.org/10.1016/j.csite.2018.11.013.
Tilahun S. W. Feasibility and Economic Evaluation of Low-cost Evaporative Cooling System in Fruit and Vegetables Storage. African Journal of Food, Agriculture, Nutri- tion and Development. 2010. No. 10(8). DOI: https://doi.org/ 10.4314/ajfand.v10i8.60885.
Ndukwu M. C., Manuwa S. I. Review of Research and Application of Evaporative Cooling in Preservation of Fresh Agricultural Produce. International Journal of Agricultural and Biological Engineering. 2014. No. 7(5). Р. 85–102. DOI: https://doi.org/10.3965/j.ijabe.20140705.010.
Abohorlu Doğramacı P., Riffat S., Gan G., Aydın D. Experimental Study of the Potential of Eucalyptus Fibres for Evaporative Cooling. Renewable Energy. 2019. No. 131. Р. 250–260. DOI: https://doi.org/10.1016/j. renene.2018.07.005.
Uzair S., Naseem A., Khalid H. A review of recent advances in indirect evaporative cooling technology. International Communications in Heat and Mass Transfer. 2021. No.
Vol. 105140. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0735193321000348.
Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering. Sustainable Cooling Technology Heats Up. 2023. URL: https://wyss.harvard.edu/news/sustainable-cooling-technology- heats-up.
Guanchao Lv, Xu Ji, Bianfeng Yang, Yingxu Chen, Haiyang Xu. Operating modes study of evaporative cooling-dehumidification air conditioning under different climatic condi- tions. Applied Thermal Engineering. 2024. No. 243, Vol. 122597. DOI: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2024.122597.
What is the payback time of adiabatic cooling? URL: https://www.oxycom.com/blog-news/how-quickly-do-you-earn-back-the-costs-of-adiabatic- cooling.
Systema vyparnoho okholodzhennia EVAP. URL: https://www.hogslat.com.ua/systema-vyparnoho-okholodzhennya-evap.
ТОV «VАDА». URL: https://vada.ua/munters-panel-oholodzhennya-celdek-7090- 15-1-2960610.
