Повышение эффективности систем создания микроклимата

Работа посвящена исследованию эффективности работы конденсаторной установки холодильной машины с использованием частотных преобразователей для регулирования скорости вращения вентиляторов. Исследование направлено на повышение энергетической эффективности системы за счет оптимизации режимов работы вентиляторов и поддержания стабильной температуры хладагента на выходе из конденсатора. Проведенное моделирование демонстрирует, что функционирование одного вентилятора на предельной частоте может быть сопоставимо по эффективности охлаждения с работой нескольких вентиляторов на меньших скоростях. Такой результат свидетельствует о возможности снижения энергопотребления при использовании частотных преобразователей для регулирования работы вентиляторов. В статье рассмотрен принцип работы автономного инвертора напряжения, применяемого для генерации синусоидального выходного сигнала, а также особенности реализации векторной широтноимпульсной модуляции. Описаны ключевые этапы моделирования – формирование управляющих сигналов, расчет временных интервалов коммутации обмоток двигателя и преобразование координат из трехфазной системы в двухфазную систему координат α и β. Приведена структура блоков формирователей секторов и пространственный вектор напряжений, полученный в результате моделирования. Результаты моделирования показали эффективность предложенных методов для повышения качества выходного напряжения и улучшения характеристик работы вентиляционных систем. Исследование имеет практическое значение для проектирования и модернизации систем управления вентиляторами конденсаторов холодильных установок, способствуя снижению энергопотребления и повышению надежности оборудования. Статья написана на базе Центра Высоких Технологий Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова.

1. Дюпон Ж.-Л., Домански П., Лебрен Ф., Циглер Ф. Роль холода в мировой экономике. 38-я Информационная записка МИХ по холодильным технологиям (июнь 2019 г.) // Холодильная техника. 2020. № 5. С. 6–13. EDN: UAYIIY.

2. Саввин Н.Ю., Гарбузов Д.Д. Математическое моделирование преобразователя частоты с пространственно-векторной широтно-импульсной модуляцией // Вестник кибернетики. 2023. Т. 22. № 2. С. 46– 58. https://doi.org/10.35266/1999-7604-2023-2-46-58. EDN: SGDZER.

3. Кущев Л.А., Саввин Н.Ю. Тепловизионные исследования оригинальной пластины теплообменника // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В. Г. Шухова. 2021. № 1. С. 38–45. https://doi.org/10.34031/2071-7318-2021-6-1-38-45. EDN: JCGTZO.

4. Азизов. Д., Сайдиев Ф. Основы холодильной техники и технического обслуживания холодильных систем. Ташкент: Baktria press, 2017. 176 с.

5. Саввин Н.Ю., Гарбузов Д.Д. Исследование эффективности охлаждения пластинчатого теплообменника конденсатора промышленной холодильной машины при различных скоростях вращения вентиляторов // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2023. № 10. С. 42–56. https://doi.org/10.34031/2071-7318-2023-8-10-42-56. EDN: FLWLIB.

6. Ильина Т.Н., Саввин Н.Ю., Аверкова О.А., Логачев К.И. Возобновляемые и вторичные источники энергии инженерных систем при эксплуатации и реконструкции зданий и сооружений // Вестник Евразийской науки. 2023. Т. 15. № 4. С. 1–12. EDN: ENJZMH.

7. Виноградов А.Б., Коротков А.А. Алгоритмы управления высоковольтным многоуровневым преобразователем частоты. Иваново: Ивановский государственный энергетический университет им. В.И. Ленина, 2018. 184 с. EDN: UTVMTV.

8. Лунева С.К. Моделирование процессов тепломассопереноса в программной среде SolidWorks/FlowSimulation // Технико-технологические проблемы сервиса. 2018. № 2. С. 27–31. EDN: XQCQRV.

9. Ильина Т.Н., Саввин Н.Ю., Аверкова О.А., Логачев К.И. Цифровой двойник инженерных систем общественного здания // Вестник Евразийской науки. 2024. Т. 16. № 6. С. 1–11. EDN: WIIZJG.

10. Попов А.Ю. Моделирование распределения воздушного потока в программном комплексе SolidWorks Flow Simulation // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2017. № 3-3. С. 74–77. EDN: YFMCBP.

11. Соловьёв А.Н., Глазунова Л.В. Моделирование процесса охлаждения элементов радиоэлектронной аппаратуры в SolidWorks // Вестник Донского государственного технического университета. 2010. Т. 10. № 4. С. 466–473. EDN: NBRXPZ.

12. Саввин Н.Ю. Математическое моделирование жизненного цикла инженерных систем здания // Инженерные системы и сооружения. 2024. № 4. С. 15–23. https://doi.org/10.36622/2074-188X.2024.34.62.002. EDN: CVDXBN.

13. Коркодинов Я.А. Обзор семейства k–ε моделей для моделирования турбулентности // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. 2013. Т. 15. № 2. С. 5–16. EDN: QYXPQP.

14. Корниенко Ф.В. Увеличение эффективности испарительного конденсатора компрессионных холодильных машин // Инженерный вестник Дона. 2012. № 3. С. 231–234. EDN: PJZWLR.

15. Саввин Н.Ю., Лесовик Р.В., Ильина Т.Н. Повышение эффективности систем теплоснабжения // Строительство и архитектура. 2025. Т. 13. № 2. С. 1–3. https://doi.org/10.29039/2308-0191-2025-13-2-3-3. EDN: KLWBDJ.

16. Кореньков Е.В. Применение частотного регулирования в системах вентиляции для повышения энергоэффективности // Вестник магистратуры. 2022. № 2-2. С. 32–34. EDN: LKSLVR.

17. Semenyshyna I., Haibura Yu., Mushenyk I., Sklyarenko I., Kononets V. Development of the Method for Structural-Parametric Optimization In Order To Improve the Efficiency of Transition Processes In Periodic Systems // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2018. Vol. 4. Iss. 3. P. 29–35. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.140862. EDN: YGJCLJ.

18. Moskalenko V., Dovbysh A., Naumenko I., Moskalenko A., Korobov A. Improving the Effectiveness of Training the Onboard Object Detection System for a Compact Unmanned Aerial Vehicle // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2018. Vol. 4. Iss. 9. P. 19–26. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.139923. EDN: YGJWKT.

19. Rakhmonov I.U., Saidkhodzhaev A.G., Khakimov T.Kh., Niyozov N.N. Design and Implementation of Programmable Logic Educational Simulators for Enhancing Power Supply System Learning // Проблемы современной науки и образования. 2024. № 3. С. 10–13. EDN: DOPUXD.

20. Саввин Н.Ю., Овсянников Ю.Г., Феоктистов А.Ю., Алифанова А.И. Анализ подходов проектирования с использованием средств информационного моделирования с учётом особенностей этапов жизненного цикла объекта // Строительное производство. 2025. № 2. С. 97–104. https://doi.org/10.54950/26585340_2025_2_97. EDN: AKBSHE.

21. Savvin N.Yu., Ramazanov R.S., Alifanova A.I. Review of Systems Approach and Design Methods, Including CAD Methods and Systems Engineering // Science Prospects. 2025. Iss. 5. P. 237–241. EDN: PNSJXZ.

22. Кущев Л.А., Мелькумов В.Н., Саввин Н.Ю. Компьютерное моделирование движения теплоносителя в гофрированном канале пластинчатого теплообменника // Научный журнал строительства и архитектуры. 2020. № 4. С. 51–58. https://doi.org/10.36622/VSTU.2020.60.4.005. EDN: QEMGOY.

23. Голембиовский Ю.М., Томашевский Ю.Б., Щербаков А.А., Луков Д.Ю., Старков А.В. Автономный однофазный инвертор с высоким качеством выходного напряжения // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: энергетика. 2018. Т. 18. № 1. С. 75–81. https://doi.org/10.14529/power180110. EDN: YVJCMD.

24. Кривоногов С.В., Романова А.А. Модель системы мониторинга для повышения качества энергии в системах электроснабжения потребителей // International Journal of Open Information Technologies. 2022. Т. 10. № 4. С. 89–98. EDN: PWEFNN.

25. Викентьева О.Л., Дерябин А.И., Шестакова Л.В., Кычкин А.В. Синтез информационной системы управления подсистемами технического обеспечения интеллектуальных зданий // Вестник МГСУ. 2017. Т. 12. № 10. С. 1191–1201. https://doi.org/10.22227/1997-0935.2017.10.1191-1201. EDN: ZRZRUP.

26. Васильев Б.Ю., Козярук А.Е., Мардашов Д.В. Увеличение коэффициента использования автономного инвертора при пространственно-векторном управлении // Электротехника. 2020. № 4. С. 14–23. EDN: NQSEPG.

27. Zhilin E.V., Prasol D.A., Savvin N.Y. Optimization of the Structure of Filter-Compensating Devices in Networks with Powerful Non-Linear Power Consumers Based on Fuzzy Logic // International Journal of Electrical and Computer Engineering (IJECE). 2022. Vol. 12. Iss. 6. P. 5730–5737. http://doi.org/10.11591/ijece.v12i6.pp5730-5737.

28. Маклаков А.С. Гибридный алгоритм модуляции на основе пространственно-векторной ШИМ и ШИМ с удалением выделенных гармоник // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика. 2018. Т. 18. № 1. С. 92–100. https://doi.org/10.14529/power180112. EDN: LAVJUD.

29. Костылев А.В. Векторная ШИМ для двухсекционного преобразователя частоты // Вестник ЮжноУральского государственного университета. Серия: Энергетика. 2015. Т. 15. № 2. С. 34–40. https://doi.org/10.14529/power150205. EDN: TNUSLD.