agroengineeringАгроинженерияAgricultural Engineering (Moscow)2687-11492687-1130РГАУ-МСХА10.26897/2687-1149-2022-6-15-19agroengineering-383Research ArticleТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ АПКFARM MACHINERY AND TECHNOLOGIESОб особенностях организации реверсивного оттаивания в рекуператорах теплоты вытяжного воздухаOn the peculiarities of organizing reverse defrosting in exhaust air heat recuperatorshttps://orcid.org/0000-0003-4867-1973ИгнаткинИ. Ю.IgnatkinI. Yu.

ИГНАТКИН ИВАН ЮРЬЕВИЧ, д-р техн. наук, доцент

Scopus Author ID: 57222543815

127434, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49

IVAN YU. IGNATKIN, DSc (Eng), Associate Professor

Scopus Author ID: 57222543815

49, Timiryazevskaya Str., Moscow, 127434

ignatkin@rgau-msha.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7451-7828ШевкунН. А.ArkhiptsevN. A.

ШЕВКУН НИКОЛАЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ, канд. с.-х. наук, доцент

Scopus Author ID: 57222576008

127434, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49

NIKOLAY A. SHEVKUN, PhD (Ag), Associate Professor

Scopus Author ID: 57222576008

49, Timiryazevskaya Str., Moscow, 127434

energo-shevkun@rgau-msha.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6339-3943АрхипцевА. В.ArkhiptsevA. V.

АРХИПЦЕВ АЛЕКСАНДР ВАЛЕРЬЕВИЧ, канд. техн. наук, доцент

Scopus Author ID: 57360996100

127434, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49

ALEKSANDR V. ARKHIPTSEV, PhD (Eng), Associate Professor

Scopus Author ID: 57360996100

49, Timiryazevskaya Str., Moscow, 127434

aarchiptsev@rgau-msha.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3664-9456КожевниковаН. Г.KozhevnikovaN. G.

КОЖЕВНИКОВА НАТАЛЬЯ ГЕОРГИЕВНА, канд. техн. наук, доцент

127434, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49

NATALYA G. KOZHEVNIKOVA, PhD (Eng), Associate Professor

49, Timiryazevskaya Str., Moscow, 127434

energo-ngk@rgau-msha.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6315-4184СкороходовД. М.SkorokhodovD. M.

СКОРОХОДОВ ДМИТРИЙ МИХАЙЛОВИЧ, канд. техн. наук, доцент

Scopus Author ID: 57223623999

127434, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49

DMITRIY M. SKOROKHODOV, PhD (Eng), Associate Professor

Scopus Author ID: 57223623999

49, Timiryazevskaya Str., Moscow, 127434

d.skorokhodov@rgau-msha.ruРоссийский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. ТимирязеваРоссияRussian State Agrarian University – Moscow Timiryazev Agricultural AcademyRussian Federation2022161120222461519Copyright © Игнаткин И.Ю., Шевкун Н.А., Архипцев А.В., Кожевникова Н.Г., Скороходов Д.М., 20232023Игнаткин И.Ю., Шевкун Н.А., Архипцев А.В., Кожевникова Н.Г., Скороходов Д.М.Ignatkin I.Y., Arkhiptsev N.A., Arkhiptsev A.V., Kozhevnikova N.G., Skorokhodov D.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://agroengineering.timacad.ru/jour/article/view/383

С учетом цен на энергоресурсы одним из путей решения проблемы энергосбережения является сокращение затрат на отопление животноводческих помещений путём внедрения рекуперативных теплоутилизационных установок, позволяющих снизить потери тепла и оптимизировать работу систем микроклимата. С целью разработки метода управления и конструкции рекуперативной установки, обеспечивающей оттаивание намерзшего конденсата без применения системы рециркуляционных клапанов, предложена рекуперативная теплоутилизационная установка с реверсивным оттаиванием рекуператоров, обеспечивающая организацию реверсирования приточного вентилятора. Рассмотрены конструктивные параметры рециркуляционного проёма в выпускном воздуховоде. Функционирование предлагаемой системы должно создавать определенное аэродинамическое сопротивление, которое в режиме «Оттаивание» не должно превышать 20…30 Па. Теоретические расчёты рециркуляционного проёма, если исходить из заданных величин аэродинамического сопротивления и размеров выпускного воздуховода 800х800 мм, показывают, что площадь проёма должна составлять 0,32…0,512 м2. При ширине канала 800 мм его высота варьируется в диапазоне соответственно 400…640 мм. Результатами теоретических исследований подтверждена эффективность функционирования установки в режимах рекуперации и оттаивания с рециркуляцией при размерах рециркуляционного проёма в диапазоне 80…50% от площади вытяжного воздуховода. Сопротивление движению воздуха (подпор) при этом составляет 10…25,7 Па. При выбранных геометрических размерах рециркуляционного проёма и минимальном расходе воздуха в системе 20% создается положительный подпор в пределах 1,0…0,4 Па.

Taking into account the prices of energy resources, one of the ways to solve the problem of energy saving is to reduce heating costs by introducing regenerative heat recovery units. These units reduce heat loss and optimize the operation of climate control systems. To develop a control method and design of a recuperative unit providing defrosting of frozen condensate without using a recirculation damper system, the authors propose a design of a recuperative heat recovery unit with reversible defrosting recuperators and the reverse operation of a supply fan. They also consider design parameters of a recirculation opening in an exhaust air duct. The functioning of the proposed system will create a certain aerodynamic drag, which in the “defrosting” mode should not exceed 20…30 Pa. Theoretical calculations of the recirculation opening parametres based on the specified values of aerodynamic drag and the exhaust duct size of 800 × 800 mm show that the opening area should be range between 0.32 and 0.512 sq.m. This corresponds to a height of 400 to 640 mm with a channel width of 800 mm. The results of theoretical research confirmed the efficiency of the unit operation in the regeneration and defrosting modes with recirculation when the recirculation opening sized ranges between 80 and 50% of the area of an exhaust duct, and the resistance to air movement (back pressure) amounts to 10…25.7 Pa. With the selected geometric dimensions of the recirculation opening and the system’s minimum airflow of 20%, a positive air back pressure of 1.0…0.4 Pa is generated.

вентиляциямикроклиматоттаиваниерекуперация тепларециркуляцияутилизация теплотыventilationindoor climatedefrostingheat recuperationrecirculationheat recoveryСтатья опубликована в ходе выполнения внутриуниверситетского гранта РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева на проведение научно-исследовательских проектов в сфере импортозамещения «Продовольственный суверенитет» рамках реализации программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030».The article publication is funded by an intra-university grant of Russian State Agrarian University – Moscow Timiryazev Agricultural Academy for research projects in the field of import substitution "Food Sovereignty" within the framework of the "Priority 2030" strategic academic leadership program.ReferencesМишуров Н.П., Кузьмина Т.Н. Энергосберегающее оборудование для обеспечения микроклимата в животноводческих помещениях. М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2004. 93 с. EDN: OUETUZ.Mishurov N.P., Kuz’mina T.N. Energy-saving equipment for providing a microclimate in livestock buildings. Moscow, Rosinformagrotekh, 2004. 96 p. (In Rus.)Тихомиров Д.А. Методика теплоэнергетического расчета энергосберегающей вентиляционно-отопительной установки для животноводческих ферм // Альтернативная энергетика и экология: Международный научный журнал. 2013. № 2 (119). С. 125-131. EDN: PXCYUF.Tikhomirov D.A. Method of heat and power analysis of a energy-saving ventilation and heating installation for livestock farms. Al’ternativnaya energetika i ekologiya. 2013; 2 (119): 125-131. (In Rus.)Шацкий В.П., Гулевский В.А., Спирина Н.Г. Применение теплообменников (рекуператоров) для нормализации микролимата животноводческих помещений // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2013. № 9 (657). С. 64-68. EDN: QCHMIH.Shackiy V.P., Gulevskiy V.A., Spirina N.G. Use of heat exchangers (recuperators) to normalize the microclimate of livestock buildings. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Stroitel’stvo. 2013; 9: 64-68. (In Rus.)Игнаткин И.Ю., Бондарев А.М.,. Курячий М.Г., Путан А.А., Архипцев А.В. Опыт внедрения системы рекуперации тепла вентиляционного воздуха в систему поддержания микроклимата в свинарнике ООО «Фирма Мортадель» // Инновации в сельском хозяйстве. 2014. № 4 (9). С. 256-261. EDN: TAOTIT.Ignatkin I.Yu., Bondarev A.M., Kuryachiy M.G, Putan A.A., Arhiptsev A.V. Experience of implementing a ventilation air heat recovery system in a climate control system used in a pigsty of LLC “Firma “Mortadel”. Innovatsii v sel’skom khozyaystve. 2014; 4: 256-261. (In Rus.)Расстригин В.Н., Тихомиров А.В., Тихомиров Д.А., Першин А.Ф. Система микроклимата с теплоутилизатором и озонатором воздуха // Техника в сельском хозяйстве. 2005. № 4. С. 7-10. EDN: ZMRZJB.Rasstrigin V.N., Tikhomirov A.V., Tikhomirov D.A., Pershin A.F. Cimate control system with a heat exchanger and an air ozonator. Tekhnika v sel’skom khozyaystve. 2005; 4: 7-10. (In Rus.)Тихомиров Д.А. Вентиляционно-отопительная установка модульного типа // Сельский механизатор. 2012. № 9. С. 32-33. EDN: PDEEGH.Tikhomirov D.A. Ventilation and heating unit of a modular type. Selskiy mekhanizator. 2012; 9: 32-33 (In Rus.)Шацкий В.П., Гулевский В.А. О некоторых аспектах моделирования работы пластинчатых теплообменников // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2011. № 12 (636). С. 84-90.Shatskiy V.P., Gulevskiy V.A. On some aspects of modeling the operation of plate-type heat exchangers. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Stroitel’stvo. 2011; 12: 84-90. (In Rus.)Игнаткин И.Ю. Оценка эффективности рекуперации теплоты в свинарнике-откормочнике ООО «Фирма Мортадель» // Вестник ФГОУ ВПО МГАУ имени В.П. Горячкина. 2016. № 1 (71). С. 14-20. EDN: VNXNMH.Ignatkin I.Yu. Evaluation of the efficiency of heat recovery in the fattening pigsty of “Firma Mortadel” LLC. Vestnik of Moscow Goryachkin Agroengineering University. 2016; 1 (71): 14-20. (In Rus.)Шацкий В.П., Гулевский В.А. Моделирование теплообмена в пластинчатых теплообменниках // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. 2012. № 2 (33). С. 140-143. EDN: RWLXIX.Shatskiy V.P., Gulevskiy V.A. Modeling heat transfer in plate-type heat exchangers. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2012; 2(33): 140-143. (In Rus.)Электротеплоутилизационная установка: RU 2296463 C1 № 2005134261/12 / В.Н. Расстригин, Д.А. Тихомиров, А.В. Сычков; заявл. 08.11.2005; опубл. 10.04.2007, Бюл. № 10. EDN: FECBAU.Rasstrigin V.N., Tikhomirov D.A., Sychkov A.V. Electric heat recovery unit: patent RU2296463 C1 No. 2005134261/12, 2007.Игнаткин И.Ю. Теплоутилизационная установка с адаптивной рециркуляцией // Вестник НГИЭИ. 2016. № 10 (65). С. 102-110. EDN: WXBXRN.Ignatkin I.Yu. Heat recovery unit with adaptive recirculation. Vestnik NGIEI. 2016; 10 (65): 102-110. (In Rus.)Кирсанов В.В., Игнаткин И.Ю. Энергосбережение при обеспечении микроклимата в свиноводстве. М., 2020. 178 с.Kirsanov V.V., Ignatkin I.Yu. Energy saving while providing the required climate conditions in pig breeding. Moscow, 2020. 178 p. (In Rus.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.