Научные и технологические основы системы воздушного охлаждения на основе возобновляемых источников энергии в условиях дефицита воды и энергии в Узбекистане

Аннотация

Актуальность: дефицит водных и энергетических ресурсов в Узбекистане с каждым годом становится всё более ощутимым. В условиях изменения климата и засухи возрастает потребность в эффективных и энергосберегающих технологиях охлаждения воздуха, особенно в сельском хозяйстве и бытовом секторе. Традиционные испарительные установки в основном зависят от пресной воды и насосных/компрессорных агрегатов, что ограничивает их широкое применение в засушливых регионах Узбекистана. В этой связи разработка и внедрение инновационного испарительного охладителя, работающего без насоса и с использованием солёной воды, приобретает научную и практическую значимость.

Цель: целью данной работы является научное обоснование и проектирование системы испарительного охлаждения, работающей на солёной воде, без насосов, с использованием капиллярных гигроскопических материалов. Также проведён сравнительный анализ её энергетической и экологической эффективности в условиях децентрализованного энергоснабжения.

Методы: в исследовании применены методы сравнительного анализа с существующими установками, экспериментальное моделирование капиллярного переноса воды и его влияние на эффективность охлаждения, а также оценка энергопотребления, водозатрат и эксплуатационных расходов. Параметры протестированы в условиях, приближенных к реальным климатическим характеристикам южных и западных регионов Узбекистана.

Результаты: экспериментальные и аналитические данные показывают, что предлагаемая установка не требует насосов и компрессоров, работает автономно на солнечной энергии и способна использовать солёную воду с минерализацией до 10–12 г/л. Энергопотребление ограничено работой вентилятора (100–150 Вт·ч), а конструкция проста, устойчива и не требует частого обслуживания. Устройство рекомендовано к применению в агропромышленных зонах, теплицах и сельских районах с дефицитом водных и энергетических ресурсов, особенно в Каракалпакстане и Приаралье.