Разработка и исследование осушителя и подогревателя воздуха на базе элементов Пельтье

УДК 631.171:621.577

10.33267/2072-9642-2021-5-30-36

Д.А. Тихомиров, д-р техн. наук, чл.-корр. РАН, гл. науч. сотр., Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

С.С. Трунов, канд. техн. наук, доц., вед. спец., Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

А.В. Кузьмичев, науч. сотр., Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

(ФГБНУ ФНАЦ ВИМ)

Аннотация. Разработана функциональная схема энергосберегающего осушителя и подогревателя воздуха, выполненного на базе элементов Пельтье. Представлена методика расчета теплоэнергетических и конструкционных параметров термоэлектрической сборки. Проведено физическое моделирование процесса осушения и подогрева воздуха в термоэлектрической установке. Представлены результаты испытаний действующего образца. Обоснованы рациональные режимы работы установки, показана ее энергетическая эффективность в режиме теплового насоса.

Ключевые слова: энергосбережение, микроклимат, термоэлектрический осушитель воздуха, термоэлектричество, подогрев воздуха, термоэлектрическая сборка, тепловой насос.

Список использованных источников: 1. Energy Consumption Optimization in Agriculture and Development Perspectives / D. Tikhomirov [et al.] // International journal of energy optimization and engineering. 2020. Vol. 9. Issue 4. P. 1-19. 2. Зоогигиена: учебник. по спец. «Зоотехния» и «Ветеринария» / И.И. Кочиш [и др.]. 2-е изд., испр. и доп. Краснодар: Лань, 2013. 463 с. 3. Energy-saving automated system for microclimate in agricultural premises with utilization of ventilation air / D. Tikhomirov [et al.] // Wireless networks. Vol. 26. Issue 7. P. 4921-4928. 4. Вишневский Е.П. Анализ использования основных методов осушения воздуха // Технический бюллетень. 2003. № 1. С. 4-6. 5. Patel V.K., Gluesenkamp K.R., Goodman D. Experimental evaluation and thermodynamic system modeling of thermoelectric heat pump clothes // Applied energy 217. 2018. P. 221-232. 6. Liu D., Zhao F.-Yu., and Tang G.-F. Modeling and performance investigation of a closed-type thermoelectric clothes. Drying technology 26.10. 2008. Р. 1208-1216. 7. Zhao, Dongliang. Are view of thermoelectric cooling: Materials, modeling and applications // Applied Thermal Engineering. 2014. 66 (1–2): 15–24. DOI: 10.1016/j. applthermaleng.2014.01.074. 8. Алексеев B.C. Давыдов Д.А. Система автоматического управления сушилкой конденсационного типа с применением термоэлектрических модулей // Вестник Саратовского гос. техн. ун-та. 2012. № 2. Вып. 2. С. 8-11. 9. Кирсанов В.В., Кравченко В.Н., Филонов Р.Ф. Применение термоэлектрических модулей в пастеризационно-охладительных установках для обработки жидких пищевых продуктов: монография. М.: ФГОУ ВПО МГАУ, 2011. 88 с. 10. Рациональное использование электроэнергии для локального обогрева поросят / Д.А. Тихомиров [и др.] // Наука в центральной России. 2020. № 3. С. 68-78. 11. Термоэлектрическая установка осушения и подогрева воздуха в животноводческих помещениях / Д.А. Тихомиров [и др.] // Электротехнологии и электрооборудование в АПК. 2020. Т. 67. № 3. С. 17-24. 12. Energy-efficient thermoelectric unit for microclimate control on cattlebreeding premises / D.А. Tikhomirov [et al.] // Energy Reports. 2020. 6. P. 293-305. 13. Коленко Е.А. Термоэлектрические охлаждающие приборы. 2-е изд., перераб. и доп. Л.: Наука. 1967. 282 с. 14. Трунов С.С., Тихомиров Д.А., Ламонов Н.Г. Методика расчета термоэлектрической установки для осушения воздуха // Инновации в сельском хозяйстве. 2019. № 3. С. 261-271. 15. Юдаев И.В., Живописцев Е.Н., Глушков А.М. Основы электротермии. Волгоград: Нива, 2010. 158 с. 16. Reddy K., Barry M., Li J. Mathematical modeling and numerical characterization of composite thermoelectric devices // International journal of thermal sciences. 2013. T. 67. P. 53-63. 17. Stary Z. Temperature thermal conditions and the geometry of Peltier elements // Energy conversion and management T. 33. Vol. 4. P. 251-256.

Development and Research of a Dehumidifier and an Air Heater Based on Peltier elements

D.A. Tikhomirov, S.S. Trunov, A.V. Kuzmichev (VIM)

Summary. A functional flow diagram of an energy-saving dehumidifier and an air heater based on Peltier elements has been developed. A method for calculating the heat-power and design parameters of a thermoelectric assembly is presented. Physical modeling of the process of dehumidification and heating of air in a thermoelectric installation has been carried out. The results of tests of a working model of the thermoelectric dehumidifier and air heater are presented. Rational operating modes of the installation have been substantiated, and its energy efficiency in the heat pump mode has been shown.

Keywords: energy saving, microclimate, thermoelectric air dehumidifier, thermoelectricity, air heating, thermoelectric assembly, heat pump.