Спосіб підвищення енергоощадності місцевих автономних кондиціонерів

Спосіб підвищення енергоощадності місцевих автономних кондиціонерів, згідно з яким вибирають ефективні витрати повітря на конденсаторі і випарнику місцевих автономних кондиціонерів за фіксованих стандартних температур випробування для зовнішнього блока кондиціонера tзст = 35 °С, а для внутрішнього блока - tвст = 27 °С, коли вимірюють холодопродуктивність Qхст , Вт, кондиціонера, його споживану потужність Nспст, Вт, та кількість конденсату Wкондст, л/год., яка випадає з повітря у випарнику кондиціонера, за довільно встановлених витрат повітря на конденсаторі Lкст, м3/год., і випарнику Lвипст, м3/год., які приймають за різницею між температурою конденсації холодильного агента і початковою температурою зовнішнього повітря у межах 5...15 °С та різницею між початковою температурою внутрішнього повітря і температурою випаровування холодильного агента - 10...20 °С, який відрізняється тим, що визначають стандартні температури конденсації tкст і випаровування tвипст холодильного агента за такими формулами: Корисна модель відноситься до області кондиціювання повітря - холодильної техніки і встановлює спосіб підвищення енергоощадності місцевих автономних кондиціонерів, згідно якого визначають ефективні витрати повітря на конденсаторі і випарнику кондиціонерів для отримання ними відносно найвищого ексергетичного ККД, що може бути використаний для проектуван 3 ня холодильних машин будь-яких місцевих автономних кондиціонерів. Відомий спосіб визначення витрат повітря на конденсаторі і випарнику холодильних машин місцевих автономних кондиціонерів [каталог: Sanyo, Technical data, W-Eoo Multi. G0900], згідно якого за фіксованих стандартних температур випробування для зовнішнього блоку кондиціонера tзст = 35 °С,а для внутрішнього блоку – tвст = 27 °С, коли вимірюють холодопродуктивність Qхст, Вт, кондиціонера, його споживану потужність Nспст, Вт, та кількість конденсату Wкондст л/год, яка випадає з повітря у випарнику кондиціонера, за довільно встановлених витрат повітря на конденсаторі Lкст, м3/год, і випарнику Lвипст, мз/гoд, які приймають за різницею між температурою конденсації холодильного агента і початковою температурою зовнішнього повітря у межах 5...15 °С та різницею між початковою температурою внутрішнього повітря і температурою випаровування холодильного агента -10... 20 °С. Однак, у такому способі визначення витрат повітря на випарнику і конденсаторі холодильних машин місцевих автономних кондиціонерів не застосовано встановлення ексергетичного коефіцієнта корисної дії (ККД), котрий дає можливість провести термодинамічну оптимізацію роботи холодильних машин, змінюючи витрати повітря на конденсаторі і відповідно на випарнику, отримати якомога більшу термодинамічну ефективність, тобто максимально можливий ексергетичний ККД, який викликає у них одночасне покращення і економічних показників, тобто робить їх роботу енергоощадною. В основу корисної моделі поставлене завдання удосконалення холодильних машин місцевих автономних кондиціонерів, у якому встановлюють ефективні витрати повітря на конденсаторі і випарнику кондиціонерів і відповідні ефективні температури конденсації і випаровування холодильного агента і завдяки цьому вищу їх термодинамічну ефективність, тобто максимальний ексергетичний ККД та енергоощадну роботу. Для встановлення ефективних витрат повітря на конденсаторі і випарнику холодильних машин місцевих автономних кондиціонерів застосований сучасний метод термодинамічного аналізу роботи холодильних машин місцевих автономних кондиціонерів - ексергетичний, у якому вищим значенням ексергетичного ККД відповідають якомога вищі витрати повітря на конденсаторі і відповідні, але якомога нижчі витрати повітря на випарнику холодильних машин місцевих автономних кондиціонерів, знайденими за точним співвідношенням між витратами повітря на їх конденсаторі і випарнику. Поставлене завдання вирішується тим, що у способі підвищення енергоощадності місцевих автономних кондиціонерів, згідно якого вибирають ефективні витрати повітря на конденсаторі і випарнику місцевих автономних кондиціонерів за фіксованих стандартних температур випробування для зовнішнього блоку кондиціонера tзст = 35 °С, а для внутрішнього блоку – tвст = 27°С, коли вимірюють холодопродуктивність Qхст, Вт, 43911 4 кондиціонера, його споживану потужність Nспст, Вт, та кількість конденсату Wкондст, л/год, яка випадає з повітря у випарнику кондиціонера, за довільно встановлених витрат повітря на конденсаторі Lкст, м3/год, і випарнику Lвипст, м3/год, які приймають за різницею між температурою конденсації холодильного агента і початковою температурою зовнішнього повітря у межах 5...15 °С та різницею між початковою температурою внутрішнього повітря і температурою випаровування холодильного агента - 10...20 °С, згідно корисної моделі, спочатку визначають стандартні температури конденсації tкст і випаровування tвипст холодильного агента за такими формулами: ст tк = t ст + з (0,01× Qст + 0,009 × Nст ) × ( 273 + t ст ) х сп з Lст к tст = tст + вип в ст ст (0,01× Qст + 7,1× Wконд ) × (273 + tв ) х де Qст х Lст вип + Dt к , oС, - Dtк , oС, - стандартна холодопродуктивність місцевого автономного кондиціонера, Вт; N ст сп стандартна споживана потужність кондиціонера, ст Вт; Wконд - кількість конденсату, яка випадає з повітря у випарнику кондиціонера, л/год; Lcт і к Lcт - стандартні витрати повітря на конденсаторі вип і випарнику кондиціонера, м3/год; Dt к і Dt вип кінцеві різниці температур у конденсаторі 3...5 °С (холодильного агента, який конденсується, і зовнішнього повітря на виході з конденсатора) і випарнику 2...4 °С (внутрішнього рециркуляційного повітря на виході з випарника і киплячого холодильного агента) кондиціонера. Далі встановлюють максимально можливу витрату повітря на конденсаторі місцевого автономного кондиціонера, яку часто на практиці досягти нереально, за такою формулою: ст Lмакс = 30,8 × Q к + 27,72 × Nст , м 3 / год. к сп Після цього вибирають ефективну витрату повітря на конденсаторі місцевого автономного кондиціонера за таким виразом: Lмакс > Lеф > Lст , к к к але таку, яка була б можливою для технічного впровадження. Тоді підраховують ефективну температуру конденсації холодильного агента для місцевого автономного кондиціонера за такою формулою: t еф = t ст + к з (0,01× Qст + 0,009 × Nст ) × ( 273 + t ст ) х сп з Lеф к + Dt к , oС, за нею - ефективну температуру випаровування холодильного агента за такою формулою: еф t ст - t к з , oС 175 , і остаточно - ефективну витрату повітря на випарнику місцевого автономного кондиціонера за такою формулою: еф t к = t ст з 5 Lеф = вип 43911 ст (0,01 × Qст + 7,1× Wконд ) × ( 273 + t ст ) х в cт tв еф - t вип - Dt вип - Dtк , м3 / год. Використання запропонованого способу підвищення енергоощадності місцевих автономних кондиціонерів, згідно якого визначають ефективні витрати повітря на конденсаторі і випарнику кондиціонерів, дасть можливість отримати якомога найвищий ексергетичний ККД холодильних машин місцевих автономних кондиціонерів, провести їх термодинамічну оптимізацію роботи зміною витрати повітря на їх конденсаторі і відповідно на випарнику кондиціонерів, а що саме головне, запропонований спосіб дасть можливість здійснювати економічнішу експлуатацію холодильних машин місцевих автономних кондиціонерів. На фіг. зображена принципова схема холодильної машини місцевого автономного кондиціонера, де І - компресор; ІІ - конденсатор; III - капілярна трубка (дросель); IV- випарник; 1,2,3,4характерні точки холодильного циклу. Для холодильних машин місцевих автономних кондиціонерів спосіб підвищення їх енергоощадності здійснюється так. За фіксованих стандартних температур випробування для зовнішнього блоку кондиціонера tзст = 35 °С, а для внутрішнього блоку - tвст = 27°С, визначають холодопродуктивність Qхст, Вт, кондиціонера, його споживану потужність Nспст, Вт, та кількість конденсату Wкондст л/год, яка випадає з повітря у випарнику кондиціонера та довільно встановлені витрати повітря на конденсаторі Lкст, м3/год, і випарнику Lвипст, м3/год. Визначають стандартні температури конденсації tкст і випаровування tвипст холодильного агента за такими формулами: t ст = t ст + к з t ст вип = t ст в (0,01× Qст + 0,009 × Nст ) × (273 + t ст ) х сп з + Lст к ст (0,01 × Qст + 7,1× Wконд ) × (273 + tст ) х в де Qст х Lст вип + Dtк , oС; o - Dt к , С, - стандартна холодопродуктивність місцевого автономного кондиціонера, Вт; Nст сп стандартна споживана потужність кондиціонера, ст Вт; Wконд - кількість конденсату, яка випадає з повітря у випарнику кондиціонера, л/год; Lcт і к Lcт - стандартні витрати повітря на конденсаторі вип і випарнику кондиціонера, м /год; Dt к і Dt вип кінцеві різниці температур у конденсаторі 3...5 °С і випарнику 2...4 °С кондиціонера. Встановлюють максимально можливу витрату повітря на конденсаторі місцевого автономного кондиціонера за такою формулою: ст Lмакс = 30,8 × Q к + 27,72 × Nст , м 3 / год. к сп Вибирають ефективну витрату повітря на конденсаторі місцевого автономного кондиціонера за таким виразом: Lмакс > Lеф > Lст . к к к 6 Визначають ефективну температуру конденсації холодильного агента для місцевого автономного кондиціонера за такою формулою: еф tк = t ст + з (0,01× Qст + 0,009 × Nст ) × (273 + t ст ) х сп з Lеф к + Dtк , oС, а за нею - ефективну температуру випаровування холодильного агента за такою формулою: t ст - t еф o к к , С. 1,75 Встановлюють ефективну витрату повітря на випарнику місцевого автономного кондиціонера за такою формулою: t еф = t ст вип вип Lеф = вип ст (0,01× Qст + 7,1× Wконд ) × (273 + tст ) х в cт еф tв - tвип - Dtвип - Dt к , м3 / год і судять про енергоощадність кондиціонера. Приклад. 3 [каталог: Sanyo, Technical data, WEoo Multi. G0900] для split-кондиціонера стандартної холодопродуктивності Qхст = 2020 Вт за фіксованих стандартних температур випробування для зовнішнього блоку кондиціонера tзст = 35 °С, а для внутрішнього блоку - tвст = 27°С маємо його споживану потужність Nспст = 610 Вт та кількість конденсату Wкондст л/год= 0,9 л/год, яка випадає з повітря у випарнику кондиціонера та довільно встановлені витрати повітря на конденсаторі Lкст = 1360 м3/год і випарнику Lвипст = 450 м3/год. Спочатку визначають стандартні температури конденсації і випаровування холодильного агента: t ст = t ст + к з = 35 + (0,01 × Qст + 0,009 × N ст ) × ( 273 + t ст ) х сп з Lст к + Dt к = (0,01 × 2020 + 0,009 × 610) × ( 273 + 35) + 4,2 = 45,0 o С; 1360 t ст = t ст + вип в ст (0,01 × Q ст + 7,1 × Wконд ) × ( 273 + t ст ) х в Lст вип - Dt к = (0,01 × 2020 + 7,1 × 0,9) × ( 273 + 27) - 2,8 = 15,0 o С, 450 де Dt к і Dt вип - кінцеві різниці температур, які приймаємо у конденсаторі кондиціонера 4,2 °С, а у випарнику - 2,8 °С. Для цього випадку за спеціальною методикою визначаємо ексергетичний ККД, який становить hе = 0,249. Встановлюють максимально можливу витрату повітря на конденсаторі місцевого автономного кондиціонера: = 27 Lмакс = 30,8 × Qст + 27,72 × Nст = 30,8 × 2020 + 27,72 × 610 = 79125 м3 / год. к к сп Вибирають ефективну витрату повітря на конденсаторі місцевого автономного кондиціонера Lмакс > Lеф > Lст : к к за таким виразом к 3 79125 > 3100м /гoд > 1360. Визначають ефективну температуру конденсації холодильного агента для місцевого автономного кондиціонера: 7 еф tк = t ст + з = 35 + 43911 (0,01 × Q ст + 0,009 × Nст ) × (273 + t ст ) х сп з Lеф к + Dt к = (0,01 × 2020 + 0,009 × 610) × (273 + 35 ) + 4.2 = 41.8 o С, 3100 за нею - ефективну температуру випаровування холодильного агента: еф t ст - t к 45,0 - 41,8 з = 15,0 = 13,2 o С. 175 , 1,75 Встановлюють ефективну витрату повітря на випарнику місцевого автономного кондиціонера: еф t к = t ст з Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 8 Lеф = вип ст (0,01× Q ст + 7,1 × Wконд ) × ( 273 + t ст ) х в еф cт t в - t вип - Dt вип - Dt к = (0,01× 2020 + 7,1 × 0,9) × ( 273 + 27) = 375 м 3 / год 27 - 13,2 - 2,8 і судять про енергоощадність кондиціонера за визначеним за спеціальною методикою ексергетичним ККД, який становитиме hе = 0,283 і зросте на 13,7 %. = Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601