Ексергетичне обґрунтування та підвищення енергоефективності роботи холодильних машин для охолодження повітря
Використання методу ексергетичного дослідження процесу роботи холодильних машин. Температура навколишнього середовища, витрати повітря на випарнику і конденсаторі, адіабатичний коефіцієнт. Узагальнюючі залежності ексергетичного коефіцієнта корисної дії.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 30.07.2015 |
| Размер файла | 482,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Варто зауважити, що відносні втрати ексергії у випарнику не залежать від кінцевої різниці температур у конденсаторі холодильної машини вибраного кондиціонера .
Отже, з точки зору ексергетичного аналізу застосовувати split-кондиціонер для забезпечення мікроклімату в приміщенні ощадніше з вищим ексергетичним ККД за стандартних зовнішніх температурних умов і запропонованих кінцевих різниць температур у випарнику = 2С та у конденсаторі - = 3С. Завдяки цьому ексергетичний ККД вибраного кондиціонера зросте від 0,249 до 0,270, що є достатньо значним.
Встановлено вплив різниці температур перегрівання у випарнику і переохолодження у конденсаторі на втрати ексергії в елементах холодильної машини split-кондиціонера. Досліджено (табл. 1), що зростання різниці температур перегрівання у випарнику холодильної машини вибраного кондиціонера від 5 до 15С спричиняє незначне зростання відносної втрати ексергії у компресорі , у конденсаторі зростання , у дроселі незначне зменшення і у випарнику значне зменшення за незначного зростання ексергетичного ККД від 0,248 до 0,251, а зростання різниці температур переохолодження у конденсаторі холодильної машини вибраного кондиціонера від 3 до 5С - стале значення відносної втрати ексергії у компресорі , у конденсаторі незначне зростання , у дроселі незначне зменшення і у випарнику незначне зменшення за незначного зростання ексергетичного ККД від 0,245 до 0,249.
Варто зауважити, що відносні втрати ексергії у компресорі не залежать від різниці температур переохолодження у конденсаторі холодильної машини вибраного кондиціонера .
Отже, з точки зору ексергетичного аналізу застосовувати split-кондиціонер для забезпечення мікроклімату в приміщенні ощадніше з вищим ексергетичним ККД за стандартних зовнішніх температурних умов і запропонованих кінцевих різниць температур перегрівання у випарнику = 15С та переохолодження у конденсаторі - = 5С. Завдяки цьому ексергетичний ККД вибраного кондиціонера зросте від 0,249 до 0,251, що є незначним.
Визначено залежність втрат ексергії в елементах холодильної машини split-кондиціонера від адіабатичного та електромеханічного ККД компресора. З аналізу дослідних даних (табл. 1) встановлено, що зростання адіабатичного ККД компресора холодильної машини вибраного кондиціонера від 0,7 до 0,9 спричиняє значне зменшення відносної втрати ексергії у компресорі, у конденсаторі незначне зростання , значне зростання у дроселі і випарнику за зростання ексергетичного ККД від 0,218 до 0,280, а зростання електромеханічного ККД компресора холодильної машини вибраного кондиціонера від 0,75 до 0,95 - значне зменшення відносної втрати ексергії у компресорі , значне зростання у конденсаторі , дроселі і випарнику за зростання ексергетичного ККД від 0,208 до 0,263.
Варто зауважити, що вихідний потік питомої ексергії у випарнику кондиціонера не залежить від адіабатичного та електромеханічного ККД компресора.
Отже, з точки зору ексергетичного аналізу застосовувати split-кондиціонер для забезпечення мікроклімату в приміщенні ощадніше з вищим ексергетичним ККД за стандартних зовнішніх температурних умов і запропонованих значень адіабатичного ККД компресора = 0,90 та електромеханічного ККД компресора = 0,95. Завдяки цьому ексергетичний ККД зросте від 0,249 до 0,296, що є достатньо значним.
Підтверджено, що метод В. Бродянського пристосований автором для ексергетичного аналізу холодильної машини split-кондиціонера дає не тільки можливість визначити її ексергетичний ККД, втрати ексергії в її елементах, але й обґрунтувати та підвищити енергоефективність роботи холодильної машини кондиціонера.
П'ятий розділ, присвячений ексергетичному пошуку підвищення енергоефективності роботи холодильних машин на прикладі split-кондиціонерів.
Отримані універсальні залежності для визначення ексергетичного ККД у холодильної машини досліджуваного split-кондиціонера від різних факторів, які впливають на його роботу, а саме: температури навколишнього середовища 22 ?? 40С, витрат повітря на випарнику 300 ?? 1000 м3/год і конденсаторі 500 ?? 7000 м3/год, кінцевих різниць температур у випарнику 2 ?? 4°С і конденсаторі 3 ?? 5°С, різниці температур перегрівання у випарнику 5 ?? 15°С і переохолодження у конденсаторі 3 ?? 5°С, адіабатичного 0,7 ?? 0,9 та електромеханічного 0,75 ?? 0,95 ККД компресора. Ці залежності мають вигляд
за 500 ?? 2000 м3/год
(26)
- за 2000 ?? 7000 м3/год
(27)
Результати розрахунку ексергетичного ККД за універсальними формулами (26) і (27) і фактичного наведені в табл. 2 (курсивом зазначені технічні характеристики кондиціонера за стандартного процесу, жирно - для запропонованого).
Встановлено (універсальні залежності (26) і (27), табл. 2), що найбільший вплив на ексергетичний ККД холодильної машини вибраного кондиціонера має витрата повітря у її конденсаторі , а найменший - різниця температур перегрівання у її випарнику . Універсальні залежності для визначення ексергетичного ККД вибраного кондиціонера дають можливість встановити його швидко і коректно з максимальною похибкою для формули (26) до 2,9%, а для формули (27) до 2,7%. Запропонований процес використання холодильної машини вибраного кондиціонера є достатньо енергоощадним тому, що призводить до зростання її ексергетичного ККД від 0,249 до 0,368, тобто в 1,48 рази.
У дисертації також наведено отримані універсальні залежності для визначення відносних втрат ексергії у компресорі, конденсаторі, дроселі і випарнику досліджуваного кондиціонера від різних факторів, які впливають на його роботу.
Таблиця 2 Результати досліджень ексергетичного ККД split-кондиціонера “Sanyo” стандартної холодопродуктивності 2020 Вт залежно від різних факторів, які впливають на його роботу
|
, С |
, м3/год |
, м3/год |
, С |
, С |
, С |
, С |
|||||
|
35 |
450 |
1360 |
2,8 |
4,2 |
10 |
5 |
0,8 |
0,9 |
0,249 |
0,249 |
|
|
22 |
450 |
1360 |
2,8 |
4,2 |
10 |
5 |
0,8 |
0,9 |
0,171 |
0,171 |
|
|
40 |
450 |
1360 |
2,8 |
4,2 |
10 |
5 |
0,8 |
0,9 |
0,279 |
0,274 |
|
|
35 |
300 |
1360 |
2,8 |
4,2 |
10 |
5 |
0,8 |
0,9 |
0,250 |
0,250 |
|
|
35 |
1000 |
1360 |
2,8 |
4,2 |
10 |
5 |
0,8 |
0,9 |
0,248 |
0,246 |
|
|
35 |
450 |
500 |
2,8 |
4,2 |
10 |
5 |
0,8 |
0,9 |
0,169 |
0,174 |
|
|
35 |
450 |
7000 |
2,8 |
4,2 |
10 |
5 |
0,8 |
0,9 |
0,312 |
0,303 |
|
|
35 |
450 |
1360 |
2,0 |
4,2 |
10 |
5 |
0,8 |
0,9 |
0,257 |
0,258 |
|
|
35 |
450 |
1360 |
4,0 |
4,2 |
10 |
5 |
0,8 |
0,9 |
0.237 |
0,238 |
|
|
35 |
450 |
1360 |
2,8 |
3,0 |
10 |
5 |
0,8 |
0,9 |
0,261 |
0,262 |
|
|
35 |
450 |
1360 |
2,8 |
5,0 |
10 |
5 |
0,8 |
0,9 |
0,241 |
0,242 |
|
|
35 |
450 |
1360 |
2,8 |
4,2 |
5 |
5 |
0,8 |
0,9 |
0,248 |
0,248 |
|
|
35 |
450 |
1360 |
2,8 |
4,2 |
15 |
5 |
0,8 |
0,9 |
0,251 |
0,251 |
|
|
35 |
450 |
1360 |
2,8 |
4,2 |
10 |
3 |
0,8 |
0,9 |
0,245 |
0.245 |
|
|
35 |
450 |
1360 |
2,8 |
4,2 |
10 |
5 |
0,7 |
0,9 |
0,218 |
0,218 |
|
|
35 |
450 |
1360 |
2,8 |
4,2 |
10 |
5 |
0,9 |
0,9 |
0,280 |
0,280 |
|
|
35 |
450 |
1360 |
2,8 |
4,2 |
10 |
5 |
0,8 |
0,75 |
0,208 |
0,208 |
|
|
35 |
450 |
1360 |
2,8 |
4,2 |
10 |
5 |
0,8 |
0,95 |
0,263 |
0,263 |
|
|
35 |
375 |
3100 |
2,0 |
3,0 |
15 |
5 |
0,9 |
0,95 |
0.358 |
0,368 |
Отже, отримано коректні універсальні залежності для визначення ексергетичного ККД вибраного кондиціонера та відносних втрат ексергії в його елементах залежно від різних факторів, які впливають на його роботу. Запропонований енергоощадний процес експлуатації холодильної машини вибраного кондиціонера, за якого ексергетичний ККД зростає на 48%, а разом з тим відносні втрати ексергії у її випарнику зменшуються на 43,6%, у конденсаторі - на 10,3%, зростають у дроселі - на 28,2% і залишаються сталими у випарнику, що може бути ефективно використано фірмами-виробниками для проектування сучасних енергоощадних кондиціонерів.
Здійснено вибір енергоощадних умов експлуатації діючих холодильних машин split-кондиціонерів за різних зовнішніх температурних умов. Як правило, фірми-виробники split-кондиціонерів передбачають їх експлуатацію на різних витратах повітря у випарнику. Але, на жаль, ні одна фірма-виробник не дає рекомендацій, яку витрату повітря необхідно застосовувати залежно від зовнішніх температурних умов.
Вперше встановлено, що для енергоощадної експлуатації холодильної машини вибраного кондиціонера з вищим ексергетичним ККД потрібно до температури зовнішнього повітря ? 35С застосовувати на її випарнику найнижчу витрату повітря = 340 м3/год, далі для 35 <? 37С - витрату = 390 м3/год і надалі за температури ? 38С - найвищу витрату = 450 м3/год. А це означає, що для енергоощадної експлуатації будь-якої холодильної машини split-кондиціонера бажано попередньо провести ексергетичний аналіз її роботи.
Це цілком узгоджується із засадами підтримання мікроклімату всередині приміщення, коли вищим температурам внутрішнього повітря повинні відповідати виші рухомості повітря. Ці дослідження впроваджені у діяльність ПП «Системи кондиціювання та вентиляції» і ПП «Домінанта-Еко» (м. Львів), Ладижинській та Добротвірській ТЕС, що дозволило їм зменшити споживання електричної енергії в експлуатованих кондиціонерах залежно від зовнішніх температурних умов на 7-18%.
Запропоновано спосіб визначення енергоощадних співвідношень між витратами повітря на випарнику і конденсаторі холодильних машин split-кондиціонерів, бо було зауважено, що не будь-яке співвідношення між витратами повітря на випарнику і конденсаторі дає максимальний ексергетичний ККД, а це співвідношення повинно встановлюватись за спеціальним методом, який даватиме відносно максимальний ексергетичний ККД.
Тому розроблено новий метод для визначення ефективного енергоощадного співвідношення між витратами повітря на випарнику і конденсаторі холодильної машини split-кондиціонера за стандартного зовнішнього температурного режиму. Метод полягає у тому, що послідовно змінюємо витрату повітря на випарнику кондиціонера і відповідно на конденсаторі так, щоб стандартна і робоча холодопродуктивності кондиціонера співпадали. Для цих випадків встановлюємо співвідношення між витратами повітря на випарнику і конденсаторі кондиціонера, а також його відповідний ексергетичний ККД. Після цього вибираємо ефективне енергоощадне співвідношення між витратами повітря на випарнику і конденсаторі split-кондиціонера, за якого маємо відносно високий ексергетичний ККД. Цей спосіб підвищення енергоощадності місцевих автономних, зокрема split-кондиціонерів, захищений патентом України.
Результати досліджень наведені на рис. 12 і 13.
Загальна залежність ексергетичного ККД вибраного кондиціонера від витрати повітря на випарнику (рис. 12, а) і конденсаторі (рис. 12, б) апроксимована формулою
. (28)
Співвідношення між витратами повітря на конденсаторі і випарнику вибраного кондиціонера (рис. 13) апроксимоване формулою
а) б)
Рис. 12. Залежність ексергетичного ККД split-кондиціонера „Sanyo” стандартної холодопродуктивності 2020 Вт від витрати повітря на випарнику (а) і витрати повітря на конденсаторі (б)
Рис. 13. Запропоновані співвідношення між витратами повітря на конденсаторі і випарнику split-кондиціонера „Sanyo” стандартної холодопродуктивності 2020 Вт
, м3/год. (29)
Встановлено (рис. 12 і 13), що зростання витрати повітря на випарнику кондиціонера призводить до зменшення ексергетичного ККД, а зростання витрати повітря на конденсаторі кондиціонера - до його зростання. Отримані співвідношення між витратами повітря на випарнику і конденсаторі для вибраного кондиціонера. Запропоноване енергоощадне співвідношення між витратами повітря на випарнику і конденсаторі вибраного кондиціонера за стандартного зовнішнього температурного режиму, а саме: = 375 м3/год, = 3100 м3/год, для якого ексергетичний ККД = 0,2830. Цей ексергетичний ККД на 13,5% вищий, ніж за стандартних витрат повітря ( = 0,2493), а саме: = 450 м3/год, = 1360 м3/год, що є суттєвим.
Разом з тим ці дослідження були поширені на split-кондиціонери фірми “Sanyo” зі стандартними холодопродуктивностями 2600, 3450, 5150 і 8790 Вт. Результати цих розрахунків наведені у дисертації, які показують зростання ексергетичного ККД завдяки енергоощадному співвідношенню між витратами повітря на випарнику і конденсаторі на 13,5-19,3%, що є суттєвим.
Приведення роботи холодильних машин split-кондиціонерів до однакового внутрішнього температурного режиму залежно від їх холодопродуктивності показало (див. табл. 3, де курсивом наведено внутрішній температурний режим та ексергетичний ККД, отримані для split-кондиціонерів фірми “Sanyo” зі стандартними холодопродуктивностями 2020, 2600, 3450, 5150 і 8790 Вт), що для split-кондиціонерів фірми “Sanyo” чим вища їх стандартна холодопродуктивність, тим менший їх ексергетичний ККД. Встановлено що це пов'язано з тим, що за однакового зовнішнього температурного режиму у них є різний внутрішній температурний режим, а він звичайно впливає на значення ексергетичного ККД. Тобто, щоб ексергетичний ККД не залежав від холодопродуктивності кондиціонера, потрібно, щоб за різних стандартних холодопродуктивностей кондиціонерів у них були однаковими не тільки зовнішній, але й внутрішній температурні режими.
Результати розрахунків наведені у табл. 3 (жирно зазначені технічні характеристики кондиціонера за стандартного зовнішнього температурних режиму і для запропонованих витрат повітря на випарнику і конденсаторі).
Тому вказані витрати повітря потрібно визначати з формули (12) для випарника кондиціонера
, м3/год (30)
і з формули (13) для конденсатора кондиціонера
, м3/год, (31)
та для цього прийняти, наприклад, температуру випаровування = 15С, а температуру конденсації = 45С, як запропоновано.
Таблиця 3 Результати розрахунків ексергетичного ККД split-кондиціонерів “Sanyo” за стандартного зовнішнього температурного режиму і стандартних витрат повітря на випарнику і конденсаторі та запропонованих
|
, м3/год |
, м3/год |
, Вт |
, Вт |
, л/год |
, С |
, С |
||
|
450 |
1360 |
2020 |
610 |
0,9 |
15,0 |
45,0 |
0,249 |
|
|
450 |
1360 |
--''-- |
--''-- |
--''-- |
15,0 |
45,0 |
0,249 |
|
|
450 |
1420 |
2600 |
950 |
1,1 |
12,1 |
46,7 |
0,235 |
|
|
593 |
1634 |
--''-- |
--''-- |
--''-- |
15,0 |
45,0 |
0,249 |
|
|
470 |
1500 |
3450 |
1250 |
1,5 |
9,0 |
48,6 |
0,222 |
|
|
778 |
2429 |
--''-- |
--''-- |
--''-- |
15,0 |
45,0 |
0,249 |
|
|
800 |
2040 |
5150 |
2060 |
2,7 |
12,1 |
49,8 |
0,212 |
|
|
1054 |
3719 |
--''-- |
--''-- |
--''-- |
15,0 |
45,0 |
0,249 |
|
|
1380 |
3000 |
8790 |
3280 |
5,0 |
12,8 |
51,3 |
0,201 |
|
|
1709 |
6235 |
--''-- |
--''-- |
--''-- |
15,0 |
45,0 |
0,249 |
Отже, запропоновано перерахунок витрат повітря на випарнику і конденсаторі split-кондиціонерів для приведення їх роботи до однакових внутрішнього температурного режиму та ексергетичного ККД. Завдяки цьому маємо загальну тенденцію до підвищення ексергетичного ККД кондиціонерів.
Запропоновано рекомендації з вдосконалення роботи елементів холодильних машин split-кондиціонерів. Це способи вдосконалення роботи основних елементів холодильних машин split-кондиціонерів, тобто компресора, конденсатора, дроселя і випарника, засновані на ексергетичному аналізі їх роботи.
Отже, компресор кондиціонера ощадніше експлуатувати за високих температур навколишнього середовища ? 31С. Варто проектувати компресор з якомога найвищими адіабатичним та електромеханічним ККД компресора.
Конденсатор кондиціонера ощадніше експлуатувати за високих температур навколишнього середовища ? 31С, а також за вищих витрат повітря, за якомога нижчої кінцевої різниці температур, за якомога вищої різниці температур переохолодження у ньому, що потрібно врахувати під час проектування кондиціонера.
Дросель кондиціонера ощадніше експлуатувати за високих температур навколишнього середовища ? 31С.
Випарник кондиціонера ощадніше експлуатувати за температур навколишнього середовища ? 31С, а також за якомога нижчих витрат повітря, за якомога нижчої кінцевої різниці температур, за якомога вищої різниці температур перегрівання у ньому, що потрібно врахувати під час проектування кондиціонера.
Експлуатація холодильних машин split-кондиціонерів за температур навколишнього середовища ? 31С викличе потребу врахування проектувальниками в конструкції елементів холодильної машини наявність високих температур і тисків
Всі вказані рекомендації з вдосконалення роботи холодильних машин split-кондиціонерів призведуть до зростання їх ексергетичного ККД та відповідно до зменшення споживаної електричної енергії.
Варто зауважити, що зміна процесу роботи одного з елементів холодильної машини split-кондиціонера здебільшого впливає на процес роботи інших його елементів, що висвітлено зокрема у дисертації.
Встановлено ексергетичний ККД холодильних машин split-кондиціонерів різних фірм-виробників. Підтверджено, що метод В. Бродянського, який пристосований для ексергетичного аналізу роботи одноступеневих хладонових холодильних машин split-кондиціонерів, працюючих на хладоні-22, може бути застосований не тільки для split-кондиціонерів фірми „Sanyo”, але й для інших фірм-виробників, а значить дасть можливість обгрунтувати та підвищити енергоефективність їх роботи.
Ексергетичний ККД для split-кондиціонерів різних фірм-виробників і відносні втрати ексергії (рис. 2) у відповідних елементах холодильних машин цих кондиціонерів наведені у табл. 4.
Таблиця 4 Результати розрахунку ексергетичного ККД та відносних втрат ексергії у відповідних елементах холодильних машин split-кондиціонерів різних фірм-виробників за стандартного зовнішнього температурного режиму
|
Фірма-виробник |
, Вт |
, °С |
, °С |
, % |
, % |
, % |
, % |
||
|
Sanyo |
2020 |
15,0 |
45,0 |
0,249 |
24,1 |
32,1 |
7,1 |
11,7 |
|
|
Carrier |
2100 |
10,5 |
45,1 |
0,250 |
23,8 |
28,7 |
6,1 |
16,5 |
|
|
Daikin |
2450 |
12,7 |
45,2 |
0,248 |
23,9 |
30,5 |
6,5 |
14,3 |
|
|
Dekker |
2050 |
13,9 |
45,3 |
0,247 |
24,0 |
31,5 |
6,8 |
13,0 |
|
|
De'Longhi |
2100 |
9,5 |
44,8 |
0,252 |
23,8 |
27,7 |
5,9 |
17,4 |
|
|
Fuji Electric |
2050 |
11,5 |
45.2 |
0,249 |
23,8 |
29,5 |
6,3 |
15,5 |
|
|
Funai |
2637 |
11,4 |
45,2 |
0,248 |
23,8 |
29,5 |
6,2 |
15,7 |
|
|
Macro |
2030 |
11,7 |
45,1 |
0,249 |
23,8 |
29,6 |
6,3 |
15,4 |
Також встановлено, що розподіл відносних втрат ексергії пов'язаний не тільки з зовнішнім температурним режимом, але й з внутрішнім температурним режимом роботи холодильної машини кондиціонера, тобто температурою випаровування і температурою конденсації .
Якщо прийняти однаковий внутрішній температурний режим для кондиціонерів різних фірм-виробників, тобто, наприклад, температуру випаровування = 15С, а температуру конденсації = 45С, як раніше рекомендовано, а потрібні витрати повітря на випарнику і конденсаторі підрахувати за залежностями (30) і (31), то встановлено, що ексергетичний ККД і розподіл відносних втрат ексергії у всіх елементах кондиціонерів різних фірм-виробників буде однаковим.
Розглянуто ексергетичну оцінку застосування у холодильних машинах split-кондиціонерів холодильних агентів R407C і R410A. Останнім часом з метою підвищення ефективності холодильних циклів у split-кондиціонерах йде заміна холодоагенту R22 на альтернативні багатокомпонентні холодоагенти R407С і R410А. А для цього треба досконало вивчити всі аспекти роботи холодильної машини split-кондиціонерів на цих холодильних агентах з допомогою ексергетичного аналізу.
Для проведення ексергетичної оцінки холодильних циклів з холодоагентами R407С і R410А нами пристосований метод, який використовувався для холодоагенту R22.
Розраховані значення ексергетичного ККД холодильної машини вибраного split-кондиціонера і втрат ексергії в її елементах для холодоагентів R22, R407С і R410А наведені у табл. 5, де - ексергетична холодопродуктивність кондиціонера, %.
Таблиця 5 Значення ексергетичного ККД холодильної машини split-кондиціонера «Sanyo» стандартної холодопродуктивності 2020 Вт і втрат ексергії в її елементах для холодоагентів R22, R407С і R410А
|
/, -/% |
, кДж/кг |
/, кДж/кг/% |
/, кДж/кг/% |
/, кДж/кг/% |
/, кДж/кг/% |
, кДж/кг |
|
|
R22 |
|||||||
|
0,249/24,9 |
28,8 |
6,94/24,1 |
9,24/32,1 |
2,05/7,1 |
3,37/11,7 |
7,17 |
|
|
R407C |
|||||||
|
0,262/26,2 |
28,4 |
7,50/26,4 |
10,02/35,3 |
2,31/8,1 |
1,14/4,0 |
7,44 |
|
|
R410A |
|||||||
|
0,252/25,2 |
29,2 |
7,84/26,8 |
6,86/23,5 |
2,60/8,9 |
4,56/15,6 |
7,37 |
Отже, розроблений метод ексергетичного аналізу роботи одноступеневих хладонових холодильних машин для split-кондиціонерів пристосований до кондиціонерів, які працюють на альтернативних холодоагентах R407С і R410А. Встановлено (табл. 5), що ексергетичний ККД у R407С вищий, ніж у R22 на 5,2%, а у R410А - на 1,2%. Значить, з ексергетичного погляду найкращим холодильним агентом є R407С. Але варто вказати, що обслуговування холодильної машини як з R407С, так і меншою мірою з R410А ускладнюється.
Розроблено термодинамічні основи знаходження ексергетичного ККД холодильних машин split-кондиціонерів для підтвердження достовірності отриманих в роботі результатів.
Ексергетичні методи доцільно використовувати для аналізу та оптимізації технічних систем, робота яких відбувається в умовах взаємодії з незалежним від системи навколишнім середовищем.
Ексергетичний метод аналізу можна використати для розрахунку лише таких систем, в яких суттєве місце займають енергетичні перетворення, для яких справедливі Перший і Другий закони термодинаміки. Вказаній вимозі, потрібній для застосування ексергетичного методу, відповідають холодильні машини split-кондиціонерів, принципова схема яких зображена на рис. 1, а.
Нами попередньо детально досліджено роботу холодильних машин split-кондиціонерів з допомогою ексергетичного методу аналізу, який розроблений В. Бродянським та описаний в літературі і пристосований для ексергетичного аналізу split-кондиціонерів в другому розділі.
Отже, ексергетичний ККД одноступеневої парокомпресорної хладонової холодильної машини split-кондиціонерів для 1 кг/с витрати циркулюючого робочого холодильного агента визначали за формулою (2).
Для визначення вхідного питомого потоку ексергії у компресор split-кондиціонера, тобто його питомої роботи, застосуємо Перший закон термодинаміки і рівняння Бернуллі для потоку газу. У цьому випадку приріст роботи за стискування пари холодильного агента (розглядатимемо як ідеальний газ) в компресорі для нескінченно малого процесу визначається рівнянням
, (32)
де - приріст роботи, пов'язаний зі зміною тиску; - приріст роботи, пов'язаний зі зміною об'єму; - питомий об'єм пари холодильного агента, м3/кг; - тиск пари холодильного агента, Па.
Нами встановлено, що процес стискування пари холодильного агента в компресорі split-кондиціонера близький до ізотермічного процесу, для якого маємо, що
, (33)
де 1 і 2 - відповідно, вхід і вихід компресора.
Для цього випадку можна прийняти таке співвідношення:
. (34)
Питомий потік ексергії на вході у компресор split-кондиціонера дорівнює сумарній роботі, витраченій на стискування 1 кг пари холодильного агента в одноступеневому компресорі під час ізотермічного процесу (за умови, що швидкість на вході і виході однакова), з врахуванням втрат роботи на тертя визначається так:
. кДж/кг, (35)
де - ізотермічний ККД компресора.
Використовуючи характеристичне рівняння стану ідеальних газів для ізотермічного процесу отримаємо
, кДж/кг, (36)
де R = 8,314/М - газова стала пари холодильного агента, кДж/(кг·К); М - молекулярна маса пари холодильного агента, кг/кмоль; - абсолютна температура в ізотермічному процесі, К;
робота, витрачена на всмоктування пари холодильного агента, кДж/кг;
робота стискування пари холодильного агента, кДж/кг;
робота, витрачена на виштовхування пари холодильного агента, кДж/кг (для R22: М = = 86,47 кг/кмоль, а кДж/кг).
Отже, для одноступеневого компресора split-кондиціонера вхідний питомий потік ексергії можна визначати за формулою
, кДж/кг, (37)
де - абсолютна температура випаровування у холодильному процесі split-кондиціонера, К; і - відповідно, тиск конденсації і випаровування у холодильному процесі split-кондиціонера, Па.
Встановлено на основі розрахунково-кількісних експериментів ізотермічний ККД компресора за використання холодильного агента R22 залежно від температури навколишнього середовища
. (38)
Вихідний питомий потік ексергії у випарнику split-кондиціонера визначаємо як питоме теплове навантаження випарника на основі теплового балансу з врахуванням втрат теплоти і ексергетичного коефіцієнта роботоздатності теплоти за формулою
, кДж/кг, (39)
де - питоме теплове навантаження випарника кондиціонера, кДж/кг; - коефіцієнт втрат теплоти (на основі розрахунково-кількісних експериментів для R22: = 1,05); - ексергетичний коефіцієнт роботоздатності теплоти.
Для отримання значення вихідного питомого потоку ексергії у випарнику split-кондиціонера та проведення розрахунково-кількісних експериментів можна користуватись формулами для розрахунку:
- питомого теплового навантаження випарника split-кондиціонера
, кДж/кг, (40)
де - питома теплота випаровування рідкого холодильного агента, кДж/кг; - паровміст холодильного агента після капілярної трубки (дроселя), кг/кг;
- питомої теплоти випаровування за використання холодильного агента R22
, кДж/кг; (41)
- паровмісту після капілярної трубки за використання холодильного агента R22
, кг/кг; (42)
- ексергетичного коефіцієнта роботоздатності теплоти
, (43)
де - абсолютна температура навколишнього середовища (зовнішнього повітря) на вході у конденсатор кондиціонера, К; - абсолютна середня температура повітря у випарнику split-кондиціонера, К; - абсолютна температура повітря на вході у випарник split-кондиціонера, К; - абсолютна температура повітря на виході з випарника split-кондиціонера, К.
Для підтвердження достовірності отриманих в роботі результатів за методом В. Бродянського з результатами, отриманими за розробленим нами методом знаходження ексергетичного ККД холодильних машин split-кондиціонерів, наводимо у табл. 6 деякі результати розрахунків для вибраного split-кондиціонера ( = 2020 Вт, = 610 Вт, = 0,9 л/год, = = 450 м3/год, = 1360 м3/год) за використання холодильного агента R22.
Таблиця 6 Результати розрахунку ексергетичного ККД за методом В. Бродянського та за нашим методом для split-кондиціонера «Sanyo» стандартної холодопродуктивності 2020 Вт
|
, °С |
, °С |
, °С |
, °С |
, Па |
, Па |
||||
|
22 |
20 |
9,0 |
31,9 |
0,66 |
1,26 |
0,74 |
0,166 |
0,167 |
|
|
40 |
29 |
17,0 |
49,9 |
0,84 |
1,94 |
0,77 |
0,274 |
0,279 |
Відносна похибка розрахунків становить = 0,8…1,6%.
Аналогічний метод використаний та отримані результати для холодильних агентів R407C і R410А.
Отже, виконання нами детального ексергетичного аналізу роботи холодильних машин split-кондиціонерів дало можливість створити новий спрощений метод знаходження їх ексергетичного ККД для проведення експрес-аналізу їх ексергетичної ефективності, який підтвердив достовірність отриманих в роботі результатів.
висновки
Вирішено важливу науково-технічну проблему з ексергетичного обґрунтування та підвищення енергоефективності експлуатації холодильних машин для охолодження повітря на прикладі split-кондиціонерів та зроблені висновки.
1. Аналізом джерел літератури встановлено, що ексергетичний метод термодинамічного аналізу не використовувався для дослідження та інтенсифікації роботи холодильних машин, зокрема для split-кондиціонерів, і впровадження енергоощадних термодинамічних циклів їх роботи.
2. Запропоновано новий підхід до встановлення енергоощадної експлуатації холодильних машин на прикладі split-кондиціонерів, що ґрунтується на використанні сучасного методу термодинамічного аналізу - ексергетичного.
3. Отримав подальший розвиток метод В. Бродянського, який пристосовано для енергетичного та ексергетичного аналізу одноступеневих парокомпресорних хладонових холодильних машин на прикладі split-кондиціонерів. На цій основі створено алгоритм та математичну термодинамічну модель холодильного циклу для проведення енергетичного та ексергетичного аналізу та, відповідно, розроблено комп'ютерну програму для здійснення досліджень, що дозволила виконати розрахунково-кількісні експерименти на математичній моделі досліджуваної холодильної машини та розв'язати проблему удосконалення роботи діючих холодильних машин і розробки ефективних енергоощадних холодильних машин на прикладі split-кондиціонерів, знайти не тільки їх ексергетичний ККД, але й обґрунтувати та підвищити енергоефективність роботи досліджуваних холодильних машин.
4. Досліджено залежність ексергетичного ККД , технічних характеристик та втрат ексергії в основних елементах холодильних машин split-кондиціонерів від визначаючих процес роботи кондиціонерів факторів, а саме: температури навколишнього середовища , витрат повітря на випарнику і конденсаторі , кінцевих різниць температур у випарнику і конденсаторі , різниці температур перегрівання у випарнику і переохолодження у конденсаторі , адіабатичного та електромеханічного ККД компресора.
5. Запропоновано метод отримання для холодильних машин split-кондиціонерів універсальних залежностей для визначення їх ексергетичного ККД , технічних характеристик та відносних втрат ексергії в їх елементах залежно від різних факторів, які впливають на роботу цих холодильних машин.
6. Встановлено, що максимальні значення ексергетичного ККД у холодильних машин split-кондиціонерів є за високих температур зовнішнього повітря (? 31°С), якомога низької витрати повітря на випарнику та відповідної до неї витрати повітря на конденсаторі, але якомога вищої (встановлюють залежно від холодопродуктивності кондиціонера), найнижчих кінцевих різниць температур у випарнику (2°С) і конденсаторі (3°С), найвищих температур перегрівання у випарнику (15°С) і переохолодження у конденсаторі (5°С), найвищих адіабатичного (0,9) і електромеханічного (0,95) ККД та оптимальної різниці температур між температурами випаровування і конденсації (27,6°С). Використання цих рекомендацій для split-кондиціонера фірми «Sanyo» стандартної холодопродуктивності 2020 Вт і встановлення запропонованих ефективних витрат повітря на його випарнику 375 м3/год і на конденсаторі 3100 м3/год та експлуатація його за стандартної зовнішньої температури повітря 35°С призведе до зростання ексергетичного ККД кондиціонера на 48%, тобто зробить його експлуатацію енергоощадною.
7. Доведено, що між витратами повітря на випарнику і конденсаторі холодильних машин split-кондиціонерів повинен бути взаємозв'язок , а тому їх вибір не може бути довільним. У зв'язку з чим обґрунтовано спосіб підвищення енергоощадності цих кондиціонерів за допомогою визначення ефективного енергоощадного співвідношення між витратами повітря на випарнику і конденсаторі холодильної машини, яке дає вищий ексергетичний ККД.
8. Встановлено, що для енергоощадної експлуатації діючих split-кондиціонерів з вищим ексергетичним ККД за різних робочих зовнішніх температурних умов експлуатації та витрат повітря на випарнику потрібно, щоб за вищих температур зовнішнього повітря застосовувались вищі витрати повітря на випарнику кондиціонера. Це цілком узгоджується із засадами підтримання мікроклімату всередині приміщення, коли вищим температурам внутрішнього повітря повинні відповідати виші рухомості повітря. А значить фірма-виробник повинна проводити ексергетичний аналіз роботи її кондиціонерів і відповідно рекомендувати їх енергоощадну експлуатацію.
9. Запропоновано перерахунок витрат повітря на випарнику і конденсаторі на прикладі split-кондиціонерів для приведення їх роботи до однакового внутрішнього температурного режиму, а саме: = 15єC, = 45єC, незалежно від їх холодопродуктивності, що дає можливість підвищити їх ексергетичний ККД та встановити однакові порівняльні температурні умови як зовнішні, так і внутрішні. Застосування цього методу до split-кондиціонерів фірми «Sanyo» зі стандартною холодопродуктивністю від 2020 до 8790 Вт показало, що їх ексергетичний ККД зросте відповідно від 13,5 до 19,3%. У зв'язку з цим для кондиціювання повітря у приміщеннях нинішніми кондиціонерами рекомендовано застосовувати декілька кондиціонерів з малою холодопродуктивністю, а не один з великою, у якого менший ексергетичний ККД.
10. Розроблені рекомендації з вдосконалення роботи елементів холодильних машин split-кондиціонерів з метою зменшення втрат ексергії в них та загального підвищення ексергетичного ККД кондиціонерів.
11. Встановлено, що розроблений метод ексергетичного аналізу роботи одноступеневих хладонових холодильних машин для split-кондиціонерів може бути застосований не тільки для split-кондиціонерів фірми «Sanyo» і холодильного агента R22, але й інших фірм-виробників, та пристосований до кондиціонерів, які працюють на альтернативних холодоагентах R407С і R410А.
12. Cтворено новий спрощений метод знаходження ексергетичного ККД холодильних машин split-кондиціонерів, що дозволяє безпосередньо визначити вхідний і вихідний потоки ексергії та відповідний ексергетичний ККД для проведення експрес-аналізу ексергетичної ефективності split-кондиціонерів і підтвердження достовірності отриманих в роботі результатів.
Результати дисертаційної роботи впроваджені у підготовку фахівців за спеціальністю “Теплогазопостачання і вентиляція” під час викладання таких дисциплін: «Кондиціювання повітря та холодопостачання», «Проектування систем кондиціювання повітря та холодопостачання», виконання 9 магістерських кваліфікаційних робіт, а також у функціонування ПП «Системи кондиціювання та вентиляції» і ПП «Домінанта-Еко» (м. Львів), Ладижинської та Добротвірської ТЕС, що дозволило їм зменшити споживання електричної енергії в експлуатованих холодильних машинах split-кондиціонерів залежно від зовнішніх температурних умов на 7-18%.
ПУБЛІКАЦІЇ ЗА МАТЕРІАЛАМИ ДИСЕРТАЦІЙНОЇ РОБОТИ
1. Лабай В. Ексергетична ефективність місцевих автономних кондиціонерів / В. Лабай, Д. Дубіжанський // Вісник Держ. унів. «Львівська політехніка». - 2000. - № 404: Теплоенергетика. Інженерія довкілля. Автоматизація. - С. 74-77.
2. Лабай В. Визначення оптимальних температурних умов роботи місцевого автономного кондиціонера / Володимир Лабай, Дмитро Дубіжанський // Вісник Нац. унів. «Львівська політехніка». - 2001. - № 432: Теплоенергетика. Інженерія довкілля. Автоматизація. - С. 61-64.
3. Лабай В. Ексергетична оцінка місцевих автономних -кондиціонерів / Володимир Лабай, Оксана Омельчук // Вісник Нац. унів. «Львівська політехніка». - 2002. - № 460: Теплоенергетика. Інженерія довкілля. Автоматизація. - С. 154-157.
4. Лабай В.Й. Оцінка ексергетичної ефективності місцевих автономних кондиціонерів / В.Й. Лабай, О.В. Омельчук // Вісник Нац. унів. «Львівська політехніка»: «Теорія і практика будівництва». - 2002. - № 462. - С. 92-95.
5. Лабай В. Аналіз температурних умов функціонування місцевих автономних -кондиціонерів / В. Лабай, О. Омельчук // Вісник Нац. унів. «Львівська політехніка». - 2005. - № 537: Теплоенергетика. Інженерія довкілля. Автоматизація. - С. 81-83.
6. Лабай В.Й. Ексергетична оцінка роботи місцевих автономних кондиціонерів «Sanyo» / В.Й. Лабай, О.В. Омельчук, В.Ю. Ярослав // Вісник Нац. унів. «Львівська політехніка». - 2005. - № 545: Теорія і практика будівництва. - С. 108-113.
7. Лабай В.Й. Залежність ексергетичного ККД split-кондиціонерів від їх продуктивності за повітрям на випарнику і конденсаторі / В.Й. Лабай // Вентиляція, освітлення та теплогазопостачання: наук.-техн. зб. - К.: КНУБА, 2006. - Вип. 10. - С. 80-88.
8. Лабай В.Й. Залежність температурного режиму split-кондиціонерів від їх продуктивності за повітрям на випарнику і конденсаторі / В.Й. Лабай, О.В. Омельчук // Вісник Нац. унів. «Львівська політехніка». - 2006. - № 561: Теплоенергетика. Інженерія довкілля. Автоматизація. - С. 20-25.
9. Лабай В.Й. Ексергетичний аналіз місцевих автономних кондиціонерів / В.Й. Лабай, О.В. Омельчук // Всеукр. наук.-техн. журнал «Промислова гідравліка і пневматика» - Вінниця: Вінницький держ. аграрний університет. - 2006. - № 3 (13). - С. 3-5; VI Міжнар. наук.-техн. конф. АС ПГП «Промислова гідравліка і пневматика», Львів, 17-18 листопада 2005 р.
10. Лабай В.Й. Вплив повітряних потоків у випарнику і конденсаторі на потоки ексергії у split-кондиціонерах / В.Й. Лабай // Вісник Нац. унів. «Львівська політехніка». - 2007. - № 581: Теплоенергетика. Інженерія довкілля. Автоматизація. - С. 15-21.
11. Лабай В.Й. Вплив повітряних потоків у випарнику і конденсаторі на втрати ексергії у компресорі split-кондиціонерів / В.Й. Лабай // Науковий вісник: зб. наук.-техн. праць. - Львів: НЛТУ України, 2007. - Вип. 17.4. - С. 249-254.
12. Лабай В.Й. Вплив повітряних потоків у випарнику і конденсаторі на втрати ексергії у конденсаторі split-кондиціонерів / В.Й. Лабай // Науковий вісник: зб. наук.-техн. праць. - Львів: НЛТУ України, 2007. - Вип. 17.5. - С. 102-107.
13. Лабай В.Й. Вплив повітряних потоків у випарнику і конденсаторі на втрати ексергії у дроселі split-кондиціонерів / В.Й. Лабай // Науковий вісник: зб. наук.-техн. праць. - Львів: НЛТУ України, 2007. - Вип. 17.6. - С. 106-112.
14. Лабай В.Й. Вплив повітряних потоків у випарнику і конденсаторі на зростання ексергії у випарнику split-кондиціонерів / В.Й. Лабай // Науковий вісник: зб. наук.-техн. праць. - Львів: НЛТУ України, 2007. - Вип. 17.7. - С. 147-153.
15. Лабай В.Й. Вплив температури зовнішнього повітря на технічні характеристики та ексергетичний ККД split-кондиціонерів / В.Й. Лабай // Вісник Нац. унів. «Львівська політехніка». - 2007. - № 600: Теорія і практика будівництва. - С. 208-212; ХІ Міжнар. наук. конф. «Актуальні проблеми будівництва та інженерії довкілля», «Львів-Кошице-Жешув», Львів, 12-14 грудня 2007 р.
16. Лабай В.Й. Залежність температурного режиму split-кондиціонерів від температури зовнішнього повітря / В.Й. Лабай // Вісник Нац. унів. «Львівська політехніка». - 2007. - № 602: Теорія і практика будівництва. - С. 119-122.
17. Лабай В.Й. Ексергетичний аналіз місцевих автономних кондиціонерів «Fuji Electric» / В.Й. Лабай, О.В. Омельчук // Вісник Нац. унів. «Львівська політехніка». - 2007. - № 602: Теорія і практика будівництва. - С. 122-125.
18. Лабай В.Й. Залежність тисків випаровування і конденсації split-кондиціонерів від повітряних потоків на випарнику і конденсаторі / В.Й. Лабай // Вентиляція, освітлення та теплогазопостачання: наук.-техн. зб. - К.: КНУБА, 2007. - Вип. 11. - С. 21-26.
19. Лабай В.Й. Залежність втрат ексергії у компресорі split-кондиціонерів від температури навколишнього середовища / В.Й. Лабай, Я.М. Ханик // Науковий вісник: зб. наук.-техн. праць. - Львів: НЛТУ України, 2008. - Вип. 18.2. - С. 96-100.
20. Лабай В.Й. Залежність втрат ексергії у конденсаторі split-кондиціонерів від температури навколишнього середовища / В.Й. Лабай // Науковий вісник: зб. наук.-техн. праць. - Львів: НЛТУ України, 2008. - Вип. 18.3. - С. 126-130.
21. Лабай В.Й. Залежність втрат ексергії у дроселі split-кондиціонерів від температури навколишнього середовища / В.Й. Лабай // Науковий вісник: зб. наук.-техн. праць. - Львів: НЛТУ України, 2008. - Вип. 18.4. - С. 91-95.
22. Лабай В.Й. Залежність втрат ексергії у випарнику split-кондиціонерів від температури навколишнього середовища / В.Й. Лабай // Науковий вісник: зб. наук.-техн. праць. - Львів: НЛТУ України, 2008. - Вип. 18.5. - С. 66-70.
23. Лабай В.Й. Залежність ексергетичного ККД split-кондиціонерів від кінцевих різниць температур у випарнику і конденсаторі / В.Й. Лабай // Вісник Нац. унів. «Львівська політехніка». - 2008. - № 617: Теплоенергетика. Інженерія довкілля. Автоматизація. - С. 17-20.
24. Лабай В.Й. Вплив різниць температур перегрівання у випарнику і переохолодження у конденсаторі на ексергетичний ККД split-кондиціонерів / В.Й. Лабай // Вентиляція, освітлення та теплогазопостачання: наук.-техн. зб. - К.: КНУБА, 2008. - Вип. 12. - С. 33-38.
25. Лабай В.Й. Залежність ексергетичного ККД split-кондиціонерів від адіабатичного та електромеханічного ККД компресора / В.Й. Лабай // Вісник Нац. унів. «Львівська політехніка». - 2008. - № 627: Теорія і практика будівництва. - С. 134-138.
26. Лабай В.Й. Універсальна залежність для визначення ексергетичного ККД split-кондиціонерів / В.Й. Лабай // Коммунальное хозяйство городов: наук.-техн. зб. - К: Техніка, 2008. - Вип. 84, серія: технические науки и архитектура. - С. 204-208.
27. Лабай В.Й. Застосування у split-кондиціонерах холодильних агентів R407C і R410А / В.Й. Лабай, Я.М. Ханик // Науково-технічний журнал «Холодильна техніка і технологія». - Одеса: ОДАХ, 2008. - № 3 (113). - С. 13-17.
28. Лабай В.Й. Ексергетичний ККД холодильних машин split-кондиціонерів різних виробників / В.Й. Лабай // Журнал Асоціації інженерів енергоефективних технологій: наук.-техн. журнал «Нова тема». - К.: КНУБА, 2009. - № 1 (20). - С. 28-30.
29. Лабай В.Й. Співвідношення між витратами повітря на випарнику і конденсаторі split-кондиціонерів / В.Й. Лабай // Міжнародний науково-прикладний журнал «Промышленная теплотехника». - К.: ІТТФ НАН України, 2009. - Том 31, № 1. - С. 47-51.
30. Лабай В.Й. Енергоощадні співвідношення між витратами повітря на випарнику і конденсаторі split-кондиціонерів / В.Й. Лабай, Я.М. Ханик // Науково-технічний журнал «Холодильна техніка і технологія». - Одеса: ОДАХ, 2008. - № 6 (116). - С. 28-31.
31. Лабай В.Й. Приведення роботи холодильних машин split-кондиціонерів до однакового внутрішнього температурного режиму / В.Й. Лабай, Й.С. Мисак // Науково-технічний журнал «Холодильна техніка і технологія». - Одеса: ОДАХ, 2010. - № 4 (126). - С. 19-22.
32. Лабай В.Й. Термодинамічні основи знаходження ексергетичного ККД холодильних машин split-кондиціонерів / В.Й. Лабай, Й.С. Мисак // Науково-технічний журнал «Холодильна техніка і технологія». - Одеса: ОДАХ, 2010. - № 5 (127). - С. 15-19.
33. Пат. на кор. мод. № 43911, МПК F24F 5/00, F25B 1/00. Спосіб підвищення енергоощадності місцевих автономних кондиціонерів / Лабай В.Й., заявник і патентоволодар Нац. ун-т «Львівська політехніка». - № u 200902717; заявл. 24.03.09; опубл. 10.09.2009, Бюл. № 17/2009.
34. Лабай В.Й. Залежність ексергетичного ККД кондиціонера від зміни температур тепло- та холодоносіїв / В.Й. Лабай // Журнал Асоціації інженерів енергоефективних технологій: наук.-техн. журнал «Нова тема». - К.: КНУБА, 2008. - № 2. - С. 27-28.
35. Лабай Володимир. Ексергетична ефективність автономних місцевих кондиціонерів «Sanyo» / Володимир Лабай, Дмитро Дубіжанський, Олександр Лабай // V Konferencja naukowa Rzeszowsko-Lwowsko-Koszycka „Aktualne problemy budownictwa i inїynierii њrodowiska”. Zeszyty naukowe Politechniki Rzeszowskiej «Budownictwo i inїynieria њrodowiska». - Z. 32, czкњж 2: Inїynieria њrodowiska. - Rzeszуw: Politechnika Rzeszowska, 25-26 wrzeњnia 2000 r. - S. 221-227.
36. Јabaj Wіodzimierz. Ocena egzergetyczna autonomicznych klimatyzatorуw miejscowych «Sanyo» / Wіodzimierz Јabaj, Dmytro Dubiїaсski, Aleksander Јabaj // XII Konferencja ciepіownikуw „Systemy grzewcze w budownictwie”. Materiaіy konferencyjne. - Solina: Politechnika Rzeszowska, 28-30 wrzeњnia 2000 r. - S. 175-182.
37. Јabaj Wіodzimierz. Analiza temperaturowych warunkуw funkcjonowania autonomicznych klimatyzatorуw miejscowych / Wіodzimierz Јabaj, Dmytro Dubiїaсski, Aleksander Јabaj // XIII Konferencja ciepіownikуw „Efektywnoњж dystrybucji i wykorzystania ciepіa”. Materiaіy konferencyjne. - Solina: Politechnika Rzeszowska, 27-29 wrzeњnia 2001 r. - S. 207-212.
38. Јabaj Wіodzimierz. Efektywnoњж egzergetyczna autonomicznych klimatyzatorуw miejscowych / Wіodzimierz Јabaj, Oksana Omelczuk // XIV Konferencja ciepіownikуw „Perspektywy rozwoju ciepіownictwa”. Materiaіy konferencyjne. - Solina: Politechnika Rzeszowska, 26-28 wrzeњnia 2002 r. - S. 137-144.
39. Лабай В. Енергоощадні співвідношення між витратами повітря на випарнику і конденсаторі для split-кондиціонерів фірми «Sanyo» / В. Лабай, Я. Ханик // Збірник праць 5-ї Міжнар. наук.-практ. конф. «Проблеми економії енергії», Львів, 23-24 жовтня 2008 р. - С. 173-177.
40. Лабай В.Й. Універсальна залежність для визначення ексергетичного ККД split-кондиціонерів / В.Й. Лабай // Матеріали Міжнар. наук.-техн. конф. «Внедрение инновационных технологий и перспективы развития систем теплогазоснабжения и вентиляции», Харків, 19-21 листопада 2008 р. - Харків: ХНАМГ, 2008. - С. 64-65.
41. Лабай В.Й. Енергоощадні співвідношення між витратами повітря на випарнику і конденсаторі split-кондиціонерів / В.Й. Лабай // XII International Scientific Conference „Current Issues of Civil and Enviromental Engineering” Rzeszуw-Lviv-Koљice, Rzeszуw, Poland, 2009 (17-19 September). Zeszyty naukowe Politechniki Rzeszowskiej NR 267, Budownictwo i inїynieria њrodowiska, z. 55. - Rzeszуw: Politechnika Rzeszowska, 2009. - S. 21-26.
42. Лабай В.Й. Спосіб підвищення енергоощадності місцевих автономних кондиціонерів / В.Й. Лабай, Я.М. Ханик // 6-а Міжнародна науково-технічна конференція „Сучасні проблеми холодильної техніки і технології”, Одеса, 2009 (22-24 вересня). Збірник тез доповідей - Одеса: ОДАХ, 2009. - С. 62-64.
У спільних 20-ти роботах [1-6, 8, 9, 17, 19, 27, 30-32, 35-39, 42] автору належить ідея ексергетичного обґрунтування ефективності роботи холодильних машин split-кондиціонерів, розроблення ексергетичного методу дослідження їх роботи, виконання досліджень на математичній моделі, опрацювання результатів досліджень, аналіз отриманих результатів, висновки.
АНОТАЦІЯ
Лабай В. Й. Ексергетичне обґрунтування та підвищення енергоефективності роботи холодильних машин для охолодження повітря. ? Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.14.06 ? технічна теплофізика та промислова теплоенергетика. ? Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2011.
Здійснено ексергетичне обґрунтування та підвищення енергоефективності роботи холодильних машин split-кондиціонерів та запропоновано новий метод їх ексергетичного аналізу, який пристосований для всебічного термодинамічного дослідження процесу роботи цих холодильних машин.
Створено дослідницьку комп'ютерну програму ексергетичного аналізу процесу роботи холодильних машин split-кондиціонерів для з'ясування впливу різних факторів, які визначають процес роботи цих холодильних машин, на ексергетичний ККД та технічні характеристики split-кондиціонерів і втрати ексергії в їх елементах.
Отримані універсальні залежності для визначення ексергетичного ККД і втрат ексергії в окремих елементах холодильних машин split-кондиціонерів та запропоновано ефективні енергоощадні умови їх експлуатації.
Запропонований спосіб підвищення енергоощадності місцевих автономних кондиціонерів за допомогою визначення ефективного енергоощадного співвідношення між витратами повітря на випарнику і конденсаторі холодильної машини split-кондиціонера, яке дає відносно високий ексергетичний ККД, захищений патентом України на корисну модель № 43911.
Розроблені пропозиції з вдосконалення роботи елементів холодильних машин split-кондиціонерів, які впливають на зменшення втрат ексергії в них та загальне підвищення ексергетичного ККД кондиціонера.
Ключові слова: ексергетичний аналіз, холодильна машина, split-кондиціонер, ексергетичний баланс, енергоощадність.
АННОТАЦИЯ
Лабай В. И. Эксергетическое обоснование и повышение энергоэффективности работы холодильных машин для охлаждения воздуха. ? Рукопись.
Диссертация на соискание учёной степени доктора технических наук по специальности 05.14.06 ...
Подобные документы
Компресори холодильних машин. Принципи переходу холодильних машин на двоступінчасте стиснення. Зіставлення характеристик холодильних машин, що працюють на різних холодильних агентах. Характеристики двоступінчастих поршневих холодильних компресорів.
дипломная работа [940,3 K], добавлен 27.11.2014Огляд сучасних когенераційних установок. Особливості використання ДВЗ в КУ. Низькокалорійні гази і проблеми використання їх у КУ. Розрахунок енергоустановки та опис робочого процесу. Техніко-економічне обґрунтування. Охорона навколишнього середовища.
дипломная работа [937,3 K], добавлен 05.10.2008Опис пристроїв, призначених для виконання корисної механічної роботи за рахунок теплової енергії. Дослідження коефіцієнту корисної дії деяких теплових машин. Вивчення історії винаходу парової машини, двигуна внутрішнього згорання, саморухомого автомобілю.
презентация [4,8 M], добавлен 14.02.2013Рекуперативні нагрівальні колодязі. Розрахунок нагрівання металу. Тепловий баланс робочої камери. Розрахунок керамічного трубчастого рекуператора для нагрівання повітря. Підвищення енергетичної ефективності роботи рекуперативного нагрівального колодязя.
курсовая работа [603,8 K], добавлен 15.06.2014Дослідження особливостей роботи паросилових установок теплоелектростанцій по циклу Ренкіна. Опис циклу Карно холодильної установки. Теплопровідність плоскої та циліндричної стінок. Інженерний метод розв’язання задачі нестаціонарної теплопровідності.
реферат [851,8 K], добавлен 12.08.2013Теплова потужність вторинних енергетичних ресурсів, використаних в рекуператорі на підігрів повітря і в котлі-утилізаторі для отримання енергії. Використання ВЕР у паровій турбіні і бойлері-конденсаторі. Електрична потужність тягодуттєвих засобів.
контрольная работа [31,9 K], добавлен 21.10.2013Конструкція реактора ВВЕР-1000, характеристика його систем та компонентів. Модернізована схема водоживлення і продування парогенератора ПГВ-1000, методи підвищення його надійності та розрахунок теплової схеми. Економічна оцінка науково-дослідної роботи.
дипломная работа [935,6 K], добавлен 15.10.2013Характеристика котла ТП-230. Розрахунок ентальпій повітря і продуктів згоряння палива. Коефіцієнт надлишку повітря. Тепловий баланс котельного агрегату. Геометричні характеристики топки. Розрахунок теплоти, яка сприймається фестоном, теплопередачею.
курсовая работа [256,5 K], добавлен 18.04.2013Підвищення ефективності систем відведення теплоти конденсації промислових аміачних холодильних установок, які підпадають під вплив великої кількості неконденсованих газів. Математична модель процесу конденсації пари аміаку усередині горизонтальної труби.
автореферат [61,6 K], добавлен 09.04.2009Визначення використання теплоти у трубчастій печі, ексергії потоку відбензиненої нафти та палива. Розрахунок рекуперативного утилізатора при втратах тепла 2%. Ексергетичний баланс турбіни та теплонасосної компресорної установки, що працює на фреоні.
курсовая работа [161,1 K], добавлен 22.10.2014Застосування терморезисторів для визначення температури і швидкості газового потоку. Вимоги до електропроводок щитів (пультів) управляння. Планування праці заробітної плати при автоматизації процесу вентиляції. Регулювання температури приточного повітря.
дипломная работа [2,1 M], добавлен 28.08.2014Принцип роботи, конструкція та галузі використання просвітлюючих електронних мікроскопів. Дослідження мікроструктурних характеристик плівкових матеріалів в світлопольному режимі роботи ПЕМ та фазового складу металевих зразків в дифракційному режимі.
курсовая работа [3,1 M], добавлен 25.01.2013Розгляд задачі підвищення енергоефективності з позицій енергетичного бенчмаркетингу. Особливості використання методів ранжування за допомогою правил Борда, Кондорсе і Копеланда з метою виявлення кращих зразків енергоефективності котелень підприємства.
магистерская работа [882,1 K], добавлен 24.08.2014Проектування систем теплопостачаня житлових кварталів. Визначення витрат теплоти в залежності від температури зовнішнього повітря. Модуль приготування гарячої води та нагріву системи опалення. Система технологічної безпеки модульних котельних установок.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 18.01.2014Круговий термодинамічний процес роботи теплових машин. Прямий, зворотний та еквівалентний цикли Карно. Цикли двигунів внутрішнього згорання та газотурбінних установок з поступовим згоранням палива (підведенням теплоти) при постійних об’ємі та тиску.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 22.11.2014Вимоги до роботи нагрівальних печей. Основні сучасні способи економії енергії в камерних нагрівальних і термічних печах: зменшення теплового дефіциту металу, зниження втрат теплоти в навколишнє середовище і підвищення коефіцієнта її використання.
курсовая работа [45,5 K], добавлен 22.09.2012Принцип роботи теплової електростанції (ТЕЦ). Розрахунок та порівняльна характеристика загальної витрати палива на ТЕЦ і витрати палива при роздільному постачанні споживачів теплотою і електроенергією. Аналіз теплового навантаження теплоелектроцентралі.
реферат [535,3 K], добавлен 08.12.2012Спостереження броунівського руху. Визначення відносної вологості повітря, руйнівної напруги металу. Вивчення властивостей рідин. Розширення меж вимірювання вольтметра і амперметра. Зняття вольт амперної характеристики напівпровідникового діода.
практическая работа [95,3 K], добавлен 14.05.2009Короткий історичний опис теорії теплопередачі. Закон охолодження Ньютона, закон Фур’є. Аналіз часу охолодження води в одній посудині, часу охолодження води в пластиковій склянці, що знаходиться в іншій пластиковій склянці. Порівняння часу охолодження.
контрольная работа [427,2 K], добавлен 20.04.2019Режим роботи електричного кола з паралельним з’єднанням котушки індуктивності і ємності при різних частотах. Вплив С і L на явище резонансу струмів та його використання для регулювання коефіцієнта потужності. Закон Ома для кола з паралельним з’єднанням.
лабораторная работа [123,3 K], добавлен 13.09.2009
