btpsБезопасность техногенных и природных системSafety of Technogenic and Natural Systems2541-9129Don State Technical University10.23947/2541-9129-2021-3-2-12btps-29Research ArticleОХРАНА ТРУДАLABOR PROTECTIONАнализ энергетической эффективности способов осушения воздуха, определяющих безопасные микроклиматичекие условия трудаEnergy efficiency analysis of air dehumidification methods that determine safe microclimatic working conditionshttps://orcid.org/0000-0003-1812-2834ДерюшевВ. В.DeryushevV. V.

Дерюшев Виктор Владимирович, главный научный сотрудник, профессор кафедры «Эксплуатация транспортных систем и логистики», доктор технических наук, профессор

344003, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1

Deryushev, Viktor V., Chief researcher, Professor, Department of Operation of Transport Systems and Logistics, Dr.Sci., Professor

1, Gagarin sq., Rostov-on-Don, 344003) 

deryushevv@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0515-9849КосенкоЕ. Е.KosenkoE. E.

Косенко Евгений Евгеньевич, доцент кафедры «Эксплуатация транспортных систем и логистики», кандидат технических наук, доцент

344003, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1

Kosenko, Evgeniy E., Associate professor, Department of Operation of Transport Systems and Logistics, Cand.Sci., Associate professor

1, Gagarin sq., Rostov-on-Don, 344003

A123lok@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3312-2771КосенкоВ. В.KosenkoV. V.

Косенко Вера Викторовна, доцент кафедры «Эксплуатация транспортных систем и логистики», кандидат технических наук

344003, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1

Kosenko, Vera V., Associate professor, Department of Operation of Transport Systems and Logistics, Cand.Sci. 

1, Gagarin sq., Rostov-on-Don, 344003

kosenko_verav@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5612-2777КривчукМ. А.KrivchukM. A.

Кривчук Михаил Андреевич, студент кафедры «Эксплуатация транспортных систем и логистики»

344003, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1

Krivchuk, Mikhail A., Student, Department of Operation of Transport Systems and Logistics

1, Gagarin sq., Rostov-on-Don, 344003 

krivchuk.mikhail@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-3614-0668ДерюшевИ. В.DeryushevI. V.

Дерюшев Илья Викторович, курсовой офицер – преподаватель Военной академии РВСН имени Петра Великого (Филиал г. Серпухов)

142210, Московская обл., г. Серпухов, ул. Бригадная, 17

Deryushev, Ilya V., Course officer – teacher, Military Academy of the Peter the Great Strategic Missile Forces (Serpukhov Branch)

17, Brigadnaya str., Serpukhov, Moscow region, 142210 

derushev.i.v@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6367-4027ТимофеевА. С.TimofeevA. S.

Тимофеев Алексей Серафимович, доцент кафедры «Технология машиностроения» Технологического института (филиал) ДГТУ в г. Азове, кандидат технических наук

346780, Ростовская обл. г. Азов, ул. Промышленная, 1

Timofeev, Aleksey S., Associate professor, Department of Mechanical Engineering Technology, Technological Institute (branch) of DSTU in Azov, Cand.Sci.  

1, Promyshlennaya str., Azov, Rostov region, 346780

Timalser65@mail.ruДонской государственный технический университетРоссияDon State Technical UniversityRussian Federation20213009202103212Copyright © Дерюшев В.В., Косенко Е.Е., Косенко В.В., Кривчук М.А., Дерюшев И.В., Тимофеев А.С., 20212021Дерюшев В.В., Косенко Е.Е., Косенко В.В., Кривчук М.А., Дерюшев И.В., Тимофеев А.С.Deryushev V.V., Kosenko E.E., Kosenko V.V., Krivchuk M.A., Deryushev I.V., Timofeev A.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.bps-journal.ru/jour/article/view/29

Введение. Статья посвящена вопросам обеспечения необходимых для безопасной эксплуатации различных технических объектов параметров влажности воздуха.Постановка задачи. Рассмотрены аналитические методы оценки энергетической эффективности адсорбционного и конденсационного способов осушения воздуха, обеспечивающих безопасные микроклиматические условия труда, и влияние режимов работы осушительных установок на параметры микроклимата.Теоретическая часть. В качестве показателей энергетической эффективности каждого из способов предложено использовать энергетические затраты, минимально необходимые для осуществления идеальных физических процессов осушения и приходящиеся на единицу массы удаляемых из воздуха водяных паров. Это обеспечивает безопасные и комфортные микроклиматические условия труда с минимальными энергетическими затратами. Отношение удельных энергетических затрат конденсационного и адсорбционного способов показывает их сравнительную эффективность. Для определения параметров воздуха в реализуемых процессах осушения (охлаждения, конденсации и адсорбции водяных паров) использовалась электронная Id-диаграмма.Выводы. Получены аналитические зависимости для анализируемых показателей энергетической эффективности, обеспечивающие безопасные и комфортные микроклиматические условия труда с минимальными энергетическими затратами. Числовые оценки проводились по наиболее вероятным режимам процессов осушения и параметрам воздуха. Обоснованы параметрические ограничения на реализацию адсорбционного способа осушения, при которых он становится энергетически более выгодным. Определены условия, при которых возможна реализация комбинированного способа осушения для обеспечения безопасных микроклиматических условий труда.

Introduction. The article deals with the issues related to provision of air humidity parameters required for nonhazardous operation of various technical facilities.Problem Statement. The paper considers analytical methods for energy efficiency assessment of adsorption and condensation methods of air dehumidification, which provide safe microclimatic working conditions, and the influence of the operating modes of dehumidifying plants on the parameters of the microclimate.Theoretical Part. As indicators of the energy efficiency of each of the methods, it is proposed to use the energy costs that are minimally necessary for the implementation of ideal physical dehumidification processes and per unit mass of water units emitted from air. This ensures safe and comfortable microclimatic working conditions with minimal energy costs. The ratio of the specific energy costs of the condensation and adsorption methods shows their comparative efficiency. An electronic Id-diagram was used to determine the air parameters in the implemented dehumidification processes (cooling, condensation and adsorption of water vapor).Conclusion. Analytical dependences are obtained for the analyzed energy efficiency indicators that provide safe and comfortable microclimatic working conditions with minimal energy costs. Numerical estimates were carried out according to the most probable modes of dehumidification processes and air parameters. The parametric restrictions on the implementation of the adsorption dehumidification method are justified, in which it becomes energetically more profitable. The conditions under which it is possible to implement a combined dehumidification method to ensure safe microclimatic working conditions are determined.

безопасные микроклиматические условия трудаосушение воздухавлагосодержаниеэнтальпияэнергетическая эффективностьsafe microclimatic working conditionsair dehumidificationmoisture contententhalpyenergy efficiencyReferencesПанфилов, А. В. Рекомендательные системы безопасности для риск-ориентированного подхода / А. В. Панфилов, В. В. Дерюшев, А. А. Короткий // Безопасность труда в промышленности. — 2020. — № 5. — С. 48–55.Panfilov, A. V., Deryushev V. V., Korotkiy A. A. Recommended Safety Systems for Risk-Oriented Approach. Occupational Safety in Industry. 2020;5:48–55. (In Russ.)The quality analysis of the anti-corrosion coatings metal structures operating in difficult conditions / V. V. Deryushev, M. M. Zaitseva, E. E. Kosenko, V. V. Kosenko // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. — 2020. — Vol. 913 (4). — Art. 042059. http://dx.doi.org/10.1088/1757-899X/913/4/042059Deryushev, V. V., Zaitseva M. M., Kosenko E. E., Kosenko V. V. The quality analysis of the anti-corrosion coatings metal structures operating in difficult conditions. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020;913(4):042059. http://dx.doi.org/10.1088/1757-899X/913/4/042059Synthesis of methods and principles of ensuring the reliability of one-off and serial production machines / V. E. Kasyanov, V. V. Deryushev, E. E. Kosenko [et al.] // MATEC Web of Conferences : International Conference on Modern Trends in Manufacturing Technologies and Equipment (ICMTMTE 2018). — 2018. — Vol. 224. — Art. 02106. https://doi.org/10.1051/matecconf/201822402106Kasyanov, V. E., Deryushev V. V., Kosenko E. E. et al. Synthesis of methods and principles of ensuring the reliability of one-off and serial production machines. MATEC Web of Conferences: International Conference on Modern Trends in Manufacturing Technologies and Equipment (ICMTMTE 2018). 2018;224:02106. https://doi.org/10.1051/matecconf/201822402106Мирончук, Ю. А. Влияние эксплуатационных влагопритоков на тепловлажностные процессы в камерах хранения мороженых продуктов / Ю. А. Мирончук // Вестник Международной академии холода. — 2014. — № 2. — С. 30–33.Mironchuk, Yu. A. Vliyanie ekspluatatsionnykh vlagopritokov na teplovlazhnostnye protsessy v kamerakh khraneniya morozhenyh produktov. Vestnik of International Academy of Refrigeration. 2014;2:30–33. (In Russ.)Вишневский, Е. П. Осушение воздуха как метод защиты зданий от разрушения / Е. П. Вишневский, М. Ю. Салин // Сантехника. Отопление. Кондиционирование. — 2013. — № 5 (137). — С. 86–93.Vishnevskiy, E. P., Salin M. Yu. Osushenie vozduha kak metod zashchity zdaniy ot razrusheniya. Santekhnika. Otoplenie. Konditsionirovanie. 2013;5(137):86–93. (In Russ.)Вишневский, Е. П. Необходимость осушения воздуха и оценка профицита влаги / Е. П. Вишневский, Г. В. Чепурин // Сантехника. Отопление, Кондиционирование. — 2010. — № 4 (100). — С. 72–77.Vishnevskiy, E. P., Chepurin G. V. Neobhodimost' osusheniya vozduha i otsenka profitsita vlagi. Santekhnika. Otoplenie. Konditsionirovanie. 2010;4:72–77. (In Russ.)Хмельнюк, М. Г. Современные технологии осушения воздуха / М. Г. Хмельнюк, Д. И. Важинский, Н. В. Жихарева // Холодильная техника и технология. — 2014. — Т. 50, № 3. — С. 15–21.Khmelnyuk, M. G., Vazhinskiy D. I., Zhikhareva N. V. Modern dehumidification technologies. Refrigeration Engineering and Technology. 2014;50(3):15–21. (In Russ.)Гусева, Я. Э. Энергоэффективность в системах кондиционирования воздуха с применением испарительного охлаждения / Я. Э. Гусева, Н. А. Королёва // Сантехника. Отопление. Кондиционирование. — 2018. — № 8 (200). — С. 74–77.Guseva, Ya. E., Koroleva N. A. Energoeffektivnost' v sistemah konditsionirovaniya vozduha s primeneniem isparitel'nogo okhlazhdeniya. Santekhnika. Otoplenie. Konditsionirovanie. 2018;8(200):74–77. (In Russ.)Наумов, А. А. Выбор энергоэффективных систем кондиционирования воздуха офисных зданий / А. А. Наумов // АВОК. — 2005. — № 5. — С. 20–24.Naumov, A. A. Vybor energoeffektivnyh sistem konditsionirovaniya vozduha ofisnyh zdaniy. ABOK. 2005;5:20–24. (In Russ.)Николаев, А. В. Энергоэффективное кондиционирование шахтного воздуха в неглубоких рудниках / А. В. Николаев // Горный журнал. — 2017. — № 3. — С. 71–74.Nikolaev, A. V. Energy-efficient air conditioning in shallow mines. Gornyi Zhurnal. 2017;3:71–74. (In Russ.)Меркулов, В. И. Энтропийно-статистический анализ цикла системы кондиционирования воздуха самолета / В. И. Меркулов, И. В. Тищенко, С. А. Абалакин // Известия МГТУ МАМИ. — 2020. — № 3 (45). — С. 29–35.Merkulov, V. I., Tishchenko, I. V., Abalakin, S. A. Entropiyno-statisticheskiy analiz tsikla sistemy konditsionirovaniya vozduha samoleta. Izvestiya MGTU "MAMI". 2020;3(45);29–35. (In Russ.)Ляльков, М. В. Анализ энергоэффективности осушения сжатого воздуха по комбинированной схеме / М. В. Ляльков // Теория и практика современной науки. — 2017. — № 6 (24). — С. 513–521.Lyalkov, M. V. Energy efficiency analysis of drying compressed air by combined scheme. Teoriya i praktika sovremennoy nauki. 2017;6(24):513–521. (In Russ.)Богословский, В. Н. Кондиционирование воздуха и холодоснабжение / В. Н. Богословский, О. Я. Кокорин, Л. В.Петров. — Москва: Стройиздат, 1985. — 367 с.Bogoslovskiy, V. N., Kokorin O. Ya., Petrov L. V. Konditsionirovanie vozduha i kholodosnabzhenie. Moscow: Stroyizdat, 1985. 367 p. (In Russ.)Кельцев, Н. В. Основы адсорбционной техники / Н. В. Кельцев. — 2-е изд., перераб. и доп. — Москва: Химия, 1984. — 592 с.Keltsev, N. V. Osnovy adsorbtsionnoy tehniki. 2-e izd., pererab. i dop. Moscow: Khimiya, 1984. 592 p. (In Russ.)Аверкин, А. Г. I-d-диаграмма влажного воздуха и ее применение при проектировании технических устройств / А. Г. Аверкин. — Санкт-Петербург: Лань, 2016. — 192 с.Averkin, A. G. I-d-diagramma vlazhnogo vozduha i ee primenenie pri proektirovanii tekhnicheskih ustroystv Saint-Petersburg: Lan', 2016. 192 p. (In Russ.)

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