Вплив повітряних потоків у випарнику і конденсаторі на втрати ексергії у дроселі split-кондиціонерів Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Висновки

1. Експлуатацшт характеристики вентиляцiйних систем з джерельними (фшьтрацшними) ПР засвiдчують добру ефективтсть ïx застосування. Яюсть внутршнього повiтря ЗО (чи РЗ), яку забезпечують так системи, не спроможт забезпечити нi ежекцiйнi, нi струминт перемiшувальнi системи. Окрiм цього, за ïx допомогою можна реалiзувати вшьне (без холодильного устаткування) охолодження примiщень, завдяки нагрома-дженню xолодильноï енергiï будiвельними конструкцiями вiд прохолод-ного нiчного повiтря.

2. Радiус (зона) дiï джерельних (фiльтрацiйниx) цитндричних i панельних ПР до 12-15 м. Зона дп цокольних ПР до 6 м, а тдлогових ПР до 4-5 м.

3. Новш конструкцп панельного повiтророзподiльника [10], котру запропо-нували автори стати, властивий малий аеродинамiчний опiр, а отже, вщ-повiдно, i зменшет експлуатацiйнi енерговитрати. Повiтророзподiльник може бути використано при випиральному вентилюваннi виробничих i громадських примiщень iз тепло- i газовидшеннями.

Лiтература

1. Бригатни А. Системы воздухораспределения. Новейшие принципы. Журнал АБОК 1999/№ 3.

2. Ливчак А.В. Вытесняющая вентиляция в школах// Журнал АВОК. - 2004, № 8.

3. Chen Q., Glicksman L. System Performance Evaluation and Design Guidelines for Displacement Ventilation/ RP-949 ASHRAE, 2003.

4. Живов А.М., Nielsen P.V., Riskowski G., Шилькрот Е.О. Системы вытесняющей вентиляции для промышленных зданий. Типы, область применения, принципы проектирования. Журнал АВОК. 2001, № 5.

5. Вытесняющая вентиляция у производственных зданиях. - М.: АВОК-ПРЕСС, 2003.

6. Livchak A., Nall D. Displacement Ventilation - Application for Hot and Humid Climate/ Proceedings of Clima 2000. Napoli, Italy. 2001.

7. Внутренние санитарно- технические устройства. У 2-х ч. Под ред.И.Г. Староверова, Изд-е 3-е. ч.2 Вентиляция и кондиционирование воздуха. - М.: Стройиздат, 1978. - 509 с.

8. Жуковський С.С., Люльчак З.С. Вентилящя i кондищювання/ термшолопя. Види систем вентиляцп. Ринок шсталяцп. - 2004, № 2, - С. 52, № 3. - С. 60.

9. Жуковський С.С., Люльчак З.С. Вентиляция i кондищювання/ термшолопя. Види систем вентиляцп i кондищювання. Ринок шсталяцп. - 2004,№ 4. - С. 86, № 5. - С. 62, № 7-8. -С. 94, № 9. - С. 78.

10. Патент на корисну модель № 19497 Украша, МПК F24F 13/06. Пов^орозподшь-ник./ Жуковський С.С., Довбуш О.М., Клименко Г.М. (Украша), № U200607267; Заявлено 30.06.2006; Опубл. 15.12.2006, Бюл. № 12. - 2 с._

УДК 697.94(075) Доц. В.Й. Лабай, канд. техн. наук -

НУ "Львiвська полiтехнiка"

ВПЛИВ ПОВ1ТРЯНИХ ПОТОК1В У ВИПАРНИКУ I КОНДЕНСАТОР1 НА ВТРАТИ ЕКСЕРГП У ДРОСЕЛ1 SPLIT-КОНДИЦЮНЕРГО

Встановлено залежшсть втрат ексергп у дроселi split-кондицюнера фiрми "Sanyo" холодопродуктившстю 2020 Вт вщ продуктивносп за повоям на випарнику i конденсаторi за стандартних умов функцюнування. Запропоновано оптимальш вит-рати пов^ря на випарнику та конденсаторi цього кондицюнера.

Ключов1 слова: ексерпя, баланс, кондицюнер, ефектившсть.

Assoc.prof. V. Yo. Labay-NU "L'vivs'kaPolitekhnika"

The influence of air flows for the evaporator and the condenser on losses of exergy in the condenser of "split" air conditioners

In this article it was defined the dependence of losses of exergy in the drosseller of "split" air conditioner of firm "Sanyo" with the cooling capacity 2020 W from conditioner air flows for the evaporator and the condenser under standard conditions. It was allocated the optimal conditioner air flow for the evaporator and the condenser.

Keywords: exergy, balance, air conditioner, efficiency.

Ексергетичний метод термодинамiчного анашзу, заснований на широкому використанш поняття ексерги (техшчно придатно! енерги), е узагальне-ним способом термодинамiчного дослщження рiзних процешв перетворення енерги [1-3]. Цей метод знаходить широке застосування для анашзу холо-дильних машин мюцевих автономних кондицiонерiв, зокрема split-кондищ-онерiв. Вiн дае змогу з достатньою науковою точшстю i водночас дуже наоч-но визначити стутнь досконалостi i джерела втрат в установках та !х елемен-тах i, зрештою, знаходити шляхи !х вдосконалення.

Розроблений автором ексергетичний метод аналiзу роботи одноступе-невих хладонових холодильних машин (без ефективного охолодження ком-пресора), як використовують в мiсцевих автономних кондищонерах, доклад-но описано у роботах [4, 5]. У цш методищ використано схему холодильно! машини, наведено на рис. 1, а i вщповщна побудова процесiв ii роботи на р, i-дiаграмi - на рис. 1, б та холодильний агент хладон-22 (R22) [6].

Ексергетичний анашз виконаний для split-кондищонера фiрми "Sanyo", холодопродуктившстю 2020 Вт за стандартних умов для зовшшнього по-вiтря tH 1 = 35 °C, яким охолоджуеться конденсатор холодильно! машини

кондищонера, i внутрiшнього повiтря tC 1 = 27 °C, яке охолоджуеться у ви-

Рис 1. Схема холодильное машини (а) та побудова процесшроботи нар, ^дшграм1 (б):

I - компресор; II- конденсатор; III- катлярна трубка (дросель); IV- випарник

Результатом анашзу було складання ексергетичного балансу холо-дильно! машини кондищонера:

евх = евих + ^, кДж/кг; (1)

Евх = Евих + 2Ю, %, (2)

де: евх - питома ексерпя, яка вводиться у холодильну машину у вигляд1 елек-трично! енерги, шдведено! до електродвигуна компресора, кДж/кг; евих - пи-тома ексерпя, яка выводиться вщ випарника кондищонера у вигляд1 ексерге-тично! холодоиродуктивност1, кДж/кг; ХА - загальш втрати питомо! ексерги у вЫх елементах холодильно! машини кондищонера; Евх, Евих, НА - вщио-вщно, ексерпя, яка вводиться у холодильну машину; ексерпя, яка выводиться вщ випарника кондищонера, та загальш втрати ексерги у вщсотках вщ ексерги, яка вводиться у холодильну машину.

Втрати ексерги у холодильнш машиш кондищонера складаються з втрат ексерги у компресор1, конденсатор^ дросел1 (капшярнш трубщ) 1 зрос-тання ексерги у випарнику (у нашому випадку), тобто:

п, кДж/кг; (3)

Евип, %. (4)

Втрати ексерги у компресор1 та окремих апаратах холодильно! машини знаходили за формулами:

Акомпр _ евх + епоч — екш ; А — епоч — екш , кДЖ/кг, (5)

або у вщсотках вщ ексерги, яка вводиться в холодильну машину:

евх + епоч — екш -I ъъ г\ епоч — екш

— Акомпр + dк + Адр ев ХА — Акомпр + Ак + Адр '

А

компр

•100; А

• 100,%,

(6)

де епоч 1 екщ - вщповщно, питома ексерпя на вход1 1 виход1 з окремого апара-та холодильно! машини кондищонера, кДж/кг.

Табл. 1. Результати розрахунку втрат (зростання) ексерги та ексергетичного ККДsplit-кондицiонера "8апув", холодопродуктившстю 2020Вт за

Акомпр Ак Адр евип

¿вип, м3/год. ¿к, м3/год. ^0 — ^вип, °С к, °С Акомпр кДж/кг % А/ кДж/кг % Адр' кДж/кг % Е ' кДж/кг % Пе

1 2 3 4 5 6 7 8 9

300 1360 10,4 45,0 17,00/50,2 0,98/2,9 4,85/14,3 -2,55/-7,5 0,250

400 1360 13,8 45,0 15,45/51,5 1,37/4,6 8,09/27,0 2,39/8,0 0,250

600 1360 17,3 45,0 13,91/52,9 1,78/6,8 11,33/43,1 7,27/27,7 0,248

800 1360 19,0 45,0 13,14/53,8 2,00/8,2 12,95/53,0 9,68/39,6 0,247

1000 1360 20,1 45,0 12,69/54,3 2,13/9,1 13,92/59,6 11,12/47,6 0,246

450 500 15,0 55,0 18,81/49,7 6,14/16,2 -3,57/-9,4 -9,88/-26,1 0,174

450 1000 15,0 47,1 15,76/51,4 2,46/8,0 6,50/21,2 1,13/3,7 0,230

450 3000 15,0 41,8 13,67/52,8 0,05/0,2 13,22/51,1 8,39/32,4 0,284

450 5000 15,0 40,8 13,24/53,1 -0,44/-1,8 14,56/58,4 9,83/39,4 0,297

450 7000 15,0 40,3 13,06/53,2 -0,65/-2,6 15,14/61,7 10,45/42,6 0,303

450 1360 15,0 45,0 14,94/51,9 1,51/5,2 9,17/31,9 4,03/14,0 0,249

300 3000 10,4 41,8 15,75/50,9 -0,51/-1,7 8,90/28,7 1,85/6,0 0,280

Результати розрахунку зводимо в табл. 1, а на рис. 2, наводимо ексер-гетичну д1аграму потоюв холодильно! машини Грассмана для стандартних

е

е

вх

вх

витpат повiтpя на випаpнику та кондeнcатоpi кондицiонepа ( Евх = Е+

?7 _ рн^т . и вип вип вих

Qвип X

Знак "-" близько до втpат eкcepгiï ( d / D ) означае, що маемо зpоcтання eкcepгiï, i, вщповщно, знак "-" близько до зpоcтання eкcepгiï ( е / Е ) - втpати eкcepгiï•

Рис. 2. Ексергетична дiаграма потошв xолодильноï машини Грассмана на прикладi кондиционера

фiрми "Sanyo", xолодопродуктивнiстю Qx ст =2020 Вт за стандартниx умов (T,c = 308 К; Te 1 = 300 К) та

стандартниx витрат повШря на випарнику (450 м3/год.) i

кондeнсаторi (1360 м3/год.)

Залежшеть втpат eкcepгiï у дpоceлi split-кондицiонepа "Sanyo", холо-допpодуктивнicтю 2020 Вт за cтандаpтниx умов залежно вiд витpати повiтpя на випаpнику та кондeнcатоpi кондицiонepа, наведено на pиc. 3 i 4.

У табл. 1 куpcивом наведено дат, отpиманi для cтандаpтниx вшрат повiтpя на випаpнику та кондeнcатоpi кондицiонepа, а жиpним - для за^опо-нованих оптимальних витpат повгфя на випаpнику та кондeнcатоpi кондищ-онepа• Вочевидь, що завдяки цьому eкcepгeтичний ККД зpоcтаe на (0,280 -- 0,249)^100/0,249 = 12,5 %, а втpати eкcepгiï у дpоceлi (капiляpнiй тpубцi) змeншуютьcя на (31,9 - 28,7)^100/31,9 = 10,0 %, що е icтотно•

Результати pозpаxункiв питомо1' втpати eкcepгiï у дpоceлi dдp (кДж/кг)

та втpат eкcepгiï у дpоceлi Dдp (%) split-кондицiонepа "Sanyo", холодо^о^^ тивнicтю 2020 Вт за cтандаpтниx умов залежно вщ витpати повiтpя вщповщ-но на випаpнику Ьвип = 300... 1000 м3/год. та кондeнcатоpi L = 500...7000 м3/год. кондицiонepа апpокcимованi такими фоpмулами:

dдp = 25,22 - 3890 • L-^ -10075 • L-1, кДж/кг; (7)

DRp = 141,8 - 30300 • Lm - 64400 • L— +10500000 • Lm • L-1, %• (8)

Аналiзуючи отpиманi данi в табл. 1 та на pиc. 3 i 4, можна пpийти до таких виcновкiв. Зpоcтання витpати повiтpя на випаpнику холодильно1' машини кондицiонepа LвИп вiд 300 до 1000 м3/год. пpактично не впливае на змшу значення eкcepгeтичного ККД r¡e, але збiльшуe втpати e^eprii' у дpоceлi Dдp, що е негативним. Тому на випаpнику кондицiонepа бажано викоpиcтовувати

3

вифату повiтpя 1^вип за змогою найменшою (напpиклад, 1^вип = 300 м /год.). Ваpто зауважити, що зpоcтання втpат eкcepгiï у дpоceлi DÄp пiд чаc цього е

значним (59,6 - 14,3) 100/14,3 = 316,8 %. 30

гк

о S о ci кк

ф

É S

(5 "О о. —

0Û ф

'i 8 о.

2O

1O

-10

--Ряд 1

-■—Ряд 2 -А—Ряд 3

-X—Ряд 4 -Ж—Ряд б

а)

200 400 600 B00 1000 1200

Продуктивнють потоку повпря на випарнику L вип, м3/год

о.

V

о

к

ф

а .

Й

.

ч Q

ф о

о .

д

12б 100 75 50 25 0 -25

--Ряд 1

-■—Ряд 2 -А—Ряд 3 -X— Ряд 4 -Ж—Ряд 5

200

400

600

B00

1000

1200

Продуктивнють потоку повггря на випарнику L вип, м3/год

б)

Рис. 3. Залeжнiсть питомо'1 втрати eксeргiïу дросeлi (кДж/кг) (а) та втрати eксeргiïу дросeлi (%) (б) split-кондицiонeра "Sanyo", xолодопродуктивнiстю 2020 Вт за стандартниxумов вiд витрати повтря на випарнику i кондeнсаторi: 1 ряд - LK =500 м3/год.; 2 ряд - LK =1000 м3/год.; 3 ряд -LK =3000 м3/год.; 4ряд - LK =5000 м3/год.; 5ряд - LK =7000 м3/год.

Водночаc зpоcтання вшрати повг^эя на кондeнcатоpi холодильно!" ма-шини кондицiонepа L вгд 500 до 3000 м /год. ^изводить до значного зpоc-тання значення eкcepгeтичного ККД п (0,284 - 0,174)-100/0,174 = 63 % за значного зpоcтання втpат e^eprii' у дpоceлi Dдp (-9,4 - 51,1)^100/(-9,4) = 643,6 %. За подальшого зpоcтання витpати повiтpя на кондeнcатоpi L вгд 3000 до 7000 м3/год. значення eкcepгeтичного ККД r¡e зpоcтаe незначно (0,303 - 0,284)^100/0,284 = 6,7 % за незначного зpоcтання втpат eкcepгiï у дpо-ceлi Dдp (61,7 - 51,1)^100/51,1 = 20,7 %. Тому на кондeнcатоpi кондицiонepа

бажано викоpиcтовувати витpату повiтpя L макcимально 3000 м /год.

За peзультатами аналiзу отpиманиx даних запpопоновано оптимальш вифати повiтpя на випаpнику та кондeнcатоpi xолодильноï машини split-кон-

0

дищонера "Sanyo" холодопродуктивнiстю 2020 Вт за стандартних умов, а са-

3 • 3

ме: на випарнику - Lвип = 300 м /год., на конденсаторi - L = 3000 м /год. 30

CP ф

о

т V

о.

s о

а)

ч

£ Ч "О

ф о о

.

ч

о.

ф

о

т Ф

те

.

¿5

20

10

-10

а Ч

Q

ф о о

.

ч

125 100 75 50 25 0 -25

--Ряд 1

-■—Ряд 2 -А—Ряд 3 —Ряд 4 -Ж— Ряд 5

0 2000 4000 6000 8000

Продуктивнють потоку повггря на конденсатор! L к, м3/год

--Ряд 1

-■—Ряд 2 -А— Ряд 3 -X— Ряд 4 -Ж—Ряд 5

2000

4000

6000

8000

б) Продуктивнють потоку повпря на конденсаторi L к, м3/год

Рис. 4. Залежшсть питомо'1 втрати ексерги у dpoceni (кДж/кг) (а) та втрати ексерги у dpoceni (%) (б) split-кондицюнера "Sanyo", холодопродуктившстю 2020 Вт за стандартних умов eid витрати повтря на конденсаторi i випарнику: 1 ряд - Lвип =300 м3/год.; 2 ряд - Lвип =400 м3/год.;

3 ряд - Lmn = 600 м3/год.; 4 ряд - Lmn =800 м3/год.; 5 ряд - Lmn =1000 м3/год.

Отже, розроблена автором методика термодинамiчного ексергетично-го аналiзу дае можливють визначення ексергетичного ККД холодильно! ма-шини мюцевого автономного кондищонера, а також втрат ексерги у вЫх еле-ментах холодильно! машини кондищонера з метою подальшого вдосконален-ня окремих 11 елемеилв.

Л^ература

1. Соколов Е.Я., Бродянский В.М. Энергетические основы трансформации тепла и процессов охлаждения: Учеб. пособие для вузов. - 2-е изд., перераб. - М.: Энергоиздат, 1981. - 320 с.

2. Шаргут Я., Петела Р. Эксергия. Перевод с польского под ред. В.М. Бродянского. -М.: Энергия, 1968. - 280 с.

3. Бродянский В.М. Эксергетический метод термодинамического анализа. - М.: Энергия, 1973. - 296 с.

0

0

4. Лабай В.Й. Залежнють ексергетичного ККД split-кондицiонерiв вiд 1'х продуктивностi за повоям на випарнику i конденсаторi// Наук.-техн. зб. КНУБА: Вентиляцiя, освiтлення та теплогазопостачання. - К.: КНУБА. - 2006, вип. 10. - С. 80... 88.

5. Лабай В.Й., Омельчук О.В. Залежнiсть температурного режиму split-кондицiонерiв вiд ix продуктивност за повiтрям на випарнику i конденсаторi// Вiсник НУ мЛьвiвська поль теxнiкам: Теплоенергетика. Iнженерiя довкшля. Автоматизащя. Львiв: НУ мЛьвiвська полпех-шка". - 2006, № 561. - С. 20.25.

6. Богданов С.Н., Иванов О.П., Куприянова А.В. Холодильная техника. Свойства веществ: Справочник, изд. 3-е. - М.: Агропромиздат, 1985. - 208 с.

7. Sanyo, Technical data, W-Eoo Multi. G0900._

УДК 674.09 Acnip. C.I. Коширець1; доц. Ю.1. Грицюк, канд. техн. наук -

НЛТУ Украти, м. Rbsis

ВРАХУВАННЯ ЗМ1ЩЕННЯ ВЕРХНЬОГО ТОРЦЯ КОЛОДИ В1ДНОСНО СХЕМИ РОЗКРОЮ П1ДЧАС ВИЗНАЧЕННЯ ВИДУ ВИПИЛЯНИХ ПИЛОМАТЕР1АЛ1В

Запропоновано методику обчислення значень купв радiальностi пиломатерь алiв у будь-якiй точцi впродовж ширин ix торщв внаслiдок розкрою колод хвойних порщ розвально-сегментним способом. Ця методика вiдрiзняeться вiд наявних тим, що у нш враховано елштичнють поперечного перерiзу колоди упродовж уае'1 ii довжини, а також змщення верхнього торця колоди вiдносно осей координат схеми розкрою.

Post-graduate S.I. Koshyrets; assoc. prof. Yu.I. Gryciuk - NUFWT of Ukraine, L'viv

In process will cut out calculation balance of wood logs on radial saw-timbers for the cleave-segment method

The method of calculation of value of corners of radialness of saw-timbers is offered in any point during widths of their butt ends as a result of will cut out logs of coniferous breeds by a open-segment method. It differs from present that in it is taken into account elliptic cross-section of log during all of its length, and also in relation to the axes of coordinates of chart will cut out displacement of overhead butt end of log.

1. Актуальшсть роботи

У робот [1] запропоновано методику обчислення значень кут1в радь альност пиломатер1ал1в у будь-якш точщ впродовж ширини ix торщв внасль док розкрою колод хвойних порщ розвально-сегментним способом, яка вщ-р1зняеться вщ наявних тим, що у нш враховано елштичшсть поперечного пе-рер1зу верхнього торця колоди. Однак на кожнш дшьнищ розкрою, незалеж-но вщ якост використовуваного обладнання та точност його роботи часто трапляються ситуацп, коли торщ колод подають у площину р1зального шструменту з деяким змщенням (горизонтальним i вертикальним) вщносно вщповщних осей схеми розкрою. Для менших д1аметр1в колод (до 32 см) таке змщення е незначним (за нашими даними 5^15 мм), а для бшьших д1аметр1в (>32 см) - школи в1дчутними (20^40 мм). Особливо це стосуеться колод, як випиляно з вщземкових частин стовбур1в деревини, у яких часто трапляються до двох хвиль кривизни поздовжньоi ос - школи у р1зних напрямках. Окр1м того, складна форма твiрноi поверхш колоди, бшьша вщ звичайноi елштич-

1 До зам1жжя - С.1. Яцишин