<?xml version="1.0"?>
<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Scientific Papers Collection of the Angarsk State Technical University</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Scientific Papers Collection of the Angarsk State Technical University</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Сборник научных трудов Ангарского государственного технического университета</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="print">2686-7788</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">99977</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.36629/2686-7788-2025-1-154-158</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>СТРОИТЕЛЬСТВО И ТРАНСПОРТ</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>CONSTRUCTION AND TRANSPORT</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>СТРОИТЕЛЬСТВО И ТРАНСПОРТ</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">MODEL OF TECHNICAL AND ECONOMIC CHARACTERISTICS OF PLATE HEAT EXCHANGERS</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>МОДЕЛЬ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПЛАСТИНЧАТЫХ РЕКУПЕРАТОРОВ</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Кузьмин</surname>
       <given-names>Сергей Иванович</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Kuz'min</surname>
       <given-names>Sergey Ivanovich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <pub-date publication-format="print" date-type="pub" iso-8601-date="2025-06-24T10:20:26+03:00">
    <day>24</day>
    <month>06</month>
    <year>2025</year>
   </pub-date>
   <pub-date publication-format="electronic" date-type="pub" iso-8601-date="2025-06-24T10:20:26+03:00">
    <day>24</day>
    <month>06</month>
    <year>2025</year>
   </pub-date>
   <volume>2025</volume>
   <issue>1</issue>
   <fpage>154</fpage>
   <lpage>158</lpage>
   <history>
    <date date-type="received" iso-8601-date="2025-06-18T00:00:00+03:00">
     <day>18</day>
     <month>06</month>
     <year>2025</year>
    </date>
   </history>
   <self-uri xlink:href="https://angtu.editorum.ru/en/nauka/article/99977/view">https://angtu.editorum.ru/en/nauka/article/99977/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>В работе представлены математические модели технических, энергетических и экономических характеристик пластинчатых рекуператоров для систем вентиляции</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>The paper presents mathematical models of technical, energy and economic characteristics of plate heat exchangers for ventilation systems</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>система вентиляции</kwd>
    <kwd>воздухообмен</kwd>
    <kwd>рекуператор</kwd>
    <kwd>моделирование технической системы</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>ventilation system</kwd>
    <kwd>air exchange</kwd>
    <kwd>recuperator</kwd>
    <kwd>modeling of the technical system</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p>Одной из наиболее затратных статей в балансе потребления тепловой энергии общественных и промышленных зданий являются системы общеобменной вентиляции. Необходимость нагрева приточного воздуха в холодный период года приводит к тому, что доля теплопотребления таких систем в общем тепловом балансе здания составляет от 40% до 70%. При этом на теплопотребление вентиляции не оказывает влияние утепление оболочки здания или иные традиционные энергосберегающие мероприятия, так как производительность системы зависит только от интенсивности и токсичности производственных выбросов [1]. Для снижения потребления дорогого первичного тепла от внешних источников предлагается использовать «внутренние резервы энергии» [2].  В здании, оборудованном механическими вытяжными системами, таким очевидным источником тепла представляется удаляемый воздух. В силу естественных процессов температура воздуха в верхней зоне помещения всегда выше температуры остального объёма даже при отсутствии теплоизбытков. Это тепло просто удаляется наружу, имея потенциал на (25-40) °С выше по сравнению с воздухом, поступающим в приточные установки для последующего нагрева. С целью повышения энергетической характеристики системы вентиляции предлагается использовать тепло удаляемого из помещения воздуха. Это может достигаться различными способами.Наиболее очевидный и экономичный приём заключается в рециркуляции удаляемого воздуха: часть тёплого воздуха смешивается с наружным (холодным), повышая температуру нагреваемой смеси в калорифере [1]. Не смотря на техническую простоту такого решения оно не всегда реализуемо по причине нежелательного, но неизбежного поступления в приточный воздух веществ, содержащихся в удаляемом воздухе. Другой способ предполагает извлечение тепла за счёт нагрева приточного воздуха в поверхностном теплообменнике типа «воздух-воздух» (рекуператоре) (рис. 1 а). При этом исключается попадание вещества из удаляемого воздуха в приточный, но применение теплообменника предполагает обязательную механическую систему вытяжной системы, так как эффективный теплообмен между газообразными средами во многом зависит от скорости потоков, что сопряжено с значительными потерями давления.                               а)                                                               б)                                                                                         Рисунок 1 – Схема утилизации тепла удаляемого воздуха в системах вентиляции: а) технологическая схема рекуператора; б) термодинамический процесстеплообмена в рекуператоре: t – температура;  I – теплосодержание; φ  –  относительная влажность.            Мощность теплового потока Np (Вт), извлекаемого рекуператором, определяется выражением:Np=0,28∙Qсв∙(Iп-Iн)∙fp ,                                               (1)где Qсв  – величина воздушного потока через рекуператор, кг/час; Iп  и  Iн– теплосодержание воздуха, соответственно нагретого после рекуператора и наружного, кДж/кг; fp – коэффициент полезного действия (эффективность) рекуператора:fp=Iп-IнIу.в-Iн ,                                                                          (2)где Iу.в. – теплосодержание удаляемого из помещения воздуха на входе в рекуператор, кДж/кг. Эффективность рекуператоров зависит от конструкции и производительности аппаратов и является технической характеристикой, определяемой экспериментально. На рисунке 2 приведены паспортные характеристики эффективности воздухо-воздушных рекуператоров различной номинальной производительности Qн . QpРисунок 2 – Зависимость эффективности рекуператора от относительной и номинальной производительности. Распределение эффективности рекуператора можно охарактеризовать обобщённой зависимостью:fp=С-D∙ln⁡(qp) ,                                                (3)где С и D – расчётные коэффициенты, зависящие от номинальной производительности рекуператора Qн (м3/час):С=0,01∙(57,49-1,33∙10-4∙0,01∙Qн-94+0,0116∙0,01∙Qн-93--0,325∙0,01∙Qн-92+3,292∙0,01∙Qн-9 ,                                     (4)D=2∙10-5∙0,01∙Qн-92-0,0008∙0,01∙Qн-9+0,081 ,                        (5)где qp – относительная производительность рекуператора, представляющая отношение фактической производительности Qф к номинальной Qн .Одной из важных технических характеристик рекуператора, влияющей на потребление электрической энергии системой вентиляции, является аэродинамическое сопротивление Рр (Па). На рисунке 3 приведены результаты экспериментальных значений сопротивления рекуператоров различной номинальной производительности Qн от их относительной производительности qp. Из приведённых данных следует, что распределение значений Рр укладывается в полосу неопределённости ±5% относительно средних значений. Поэтому эти распределения могут быть представлены одной зависимостью:Рр=210∙qp-28 .                                                         (6)                   Рисунок 3 – Зависимость аэродинамического сопротивления рекуператора от относительной производительности.            Кроме технических характеристик теплоутилизатора, важную роль в оценке эффективности и целесообразности применения этих устройств в системах вентиляции играет экономический показатель – стоимость.              Рисунок 4 – Стоимость пластинчатых рекуператоров.            Рассмотрим возможность составления математической модели стоимости пластинчатых рекуператоров. За основу примем аппараты моделей Shuft RHPr и HRV [3], используемые в системах вентиляции общественных и промышленных зданий. Как показал анализ прайс-листов наиболее известных изготовителей этого оборудования, стоимость рекуператоров статистически соотносится с основным техническим параметром – производительностью по воздуху Qрек (тыс. м3/ч). На рисунке 4 представлена диаграмма усреднённой стоимости Shuft RHPr Cрек. Для обеспечения универсальности экономического показателя стоимость оборудования выражена в условных единицах (у.е.), принятых в размере 1у.е.=100 руб. Среднеквадратичная ошибка оценки стоимости камеры относительно среднего значения составляет 6%. Дисперсия статистического разброса стоимости составляет   Sпк2= 479,6.Дискретное распределение стоимости рекуператоров заменим непрерывным в пределах существующего диапазона производительности. Функция приближенной регрессии имеет вид:Срек=226+373,2∙Qрек+22,25∙Qрек2 ,                                 (7)где Qпк – номинальная производительность приточной камеры, тыс. м3/ч.             Дисперсия адекватности модели (7) оценки стоимости равна: Sад.2=945,3. Расчётное значение критерия адекватности полученной модели (критерий Фишера): Fадрасч.=1,97. Табличное значение составляет Fадтабл.=3,84 (при доверительной вероятности 95%) [4].Следовательно, полученные модели (3-7) адекватно аппроксимируют технико-экономические характеристики пластинчатых рекуператоров, представленных на отечественном рынке, и могут быть использованы для анализа и обоснования использования в системах вентиляции.</p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Справочник проектировщика. Внутренние санитарно- технические системы // Под ред. И.Г. Староверова. Ч .2. Вентиляция. – М.: Стройиздат, 1993. – 896 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Spravochnik proektirovschika. Vnutrennie sanitarno- tehnicheskie sistemy // Pod red. I.G. Staroverova. Ch .2. Ventilyaciya. – M.: Stroyizdat, 1993. – 896 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Российская Федерация. Законы. ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности» № 261-ФЗ от 23.11.2009.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Rossiyskaya Federaciya. Zakony. FZ «Ob energosberezhenii i o povyshenii energeticheskoy effektivnosti» № 261-FZ ot 23.11.2009.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Каталог ООО «Сантехника-ОНЛАЙН»//htths:santehnika-onlane/catalog/.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Katalog OOO «Santehnika-ONLAYN»//htths:santehnika-onlane/catalog/.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Вознесенский, В.А. Математическое моделирование в технико-экономических задачах / В.А. Вознесенский. – М.: Финансы и статистика, 1986. – 315 с. – Текст : непосредственный.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Voznesenskiy, V.A. Matematicheskoe modelirovanie v tehniko-ekonomicheskih zadachah / V.A. Voznesenskiy. – M.: Finansy i statistika, 1986. – 315 s. – Tekst : neposredstvennyy.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
