Розрахунково-експериментальне дослідження термодинамічної ефективності теплових насосів

image_print
Журнал Проблеми машинобудування
Видавець Інститут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного Національної академії наук України
ISSN 0131-2928 (Print), 2411-0779 (Online)
Випуск Том 19, № 1, 2016 (Березень)
Сторінки 13–20

 

Автори

В. О. Тарасова, Інститут проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного НАН України (61046, Україна, м. Харків, вул. Пожарського, 2/10), e-mail: tarasova@ipmach.kharkov.ua, ORCID: 0000-0003-3252-7619

 

Анотація

Запропоновано нову методику тестування термодинамічної ефективності теплового насоса, яка дозволяє за обмеженим числом параметрів, що заміряються, оцінити енергоємність виробленого тепла. З використанням ентропійно-статистичного підходу Гордон-Нджу сформовано напівемпі­ричну термодинамічну модель, яка дозволяє врахувати реальну величину внутрішньої дисипації енергії в циклі і оцінити ефективність теплового насоса при роботі у режимі з частковим навантаженням. Створено програмний комплекс для обробки результатів моніторингу теплонасосної системи тепло- і холодопостачання адміністративної будівлі в режимі реального часу. За результатами тестування роботи теплового насоса VMN430L виявлено, що він експлуатується в режимі з неповним навантаженням (80%). Це призводить до збільшення втрат від незворотності в циклі на 7,3÷10% в порівнянні з режимом повного завантаження.

 

Ключові слова: тепловий насос, термодинамічна ефективність, моніторинг, ексергетичний коефіцієнт перетворення

 

Література

  1. Клепанда, А. С. Методика мониторинга термодинамической эффективности теплового насоса/ А. С. Клепанда, В. А. Тарасова, Ю. В. Бережко // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. – 2014. – № 2/8 (68). – С. 3–8. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2014.23086
  2. Бродянский, В. М. Доступная энергия Земли и устойчивое развитие систем жизнеобеспечения. 2. Ресурсы Земли / В. М. Бродянский // Техн. газы. – 2011. – № 3. – С. 48–65.
  3. Системно-структурный анализ парокомпрессорных термотрансформаторов / Ю. М. Мацевитый, Э. Г. Братута, Д. Х. Харлампиди, В. А. Тарасова. – Харьков:  ИПМаш НАН Украины, 2014. – 269 с.
  4. Adam,W. Fault Detection and Diagnostics for Commercial Coolers and Freezers/ W. Adam, E. James // Herrick Laboratories, School of Mechanical Engineering, Purdue University, West Lafayette. USA, July 14-17, 2008. – P. 1–10.
  5. Nooman, A. M. Fault Detection and Diagnosis in Air Conditioners and Refrigerators/ A. M. Nooman, N. R. Miller, C. W. Bullard // Air Conditioning and Refrigeration Center University of Illinois Mechanical & Industrial Engineering Dept. – 1999. – P. 101.
  6. Grimmelius, H. T. On-line failure diagnosis for compression refrigeration plants / H. T. Grimmelius, J. K. Woud, G. Been // Int. J. Refrigeration. – 1995. – Vol. 18. – P. 31–41. https://doi.org/10.1016/0140-7007(94)P3709-A
  7. Rossi, T. M. A statistical rule-based fault detection and diagnostic method for vapor compression air conditioners / T. M. Rossi, J. E. Braun // HVAC&R Research. – 1997. – Vol. 3. – P. 19–37. https://doi.org/10.1080/10789669.1997.10391359
  8. Li, H. A Methodology for Diagnosing Multiple Simultaneous Faults in Vapor-Compression Air. Conditioners/ H. Li, J. E. Braun // HVAC&R Research. – 2007. – Vol. 13. – P. 369–395. https://doi.org/10.1080/10789669.2007.10390959
  9. Piacentino, A. Critical analysis of conventional thermoeconomic approaches to the diagnosis of multiple faults in air conditioning units: capabilities, drawbacks and improvement directions. A case study for an air-cooled system with 120 kW capacity / A. Piacentino, M. Talamo// Int. J. Refrigeration. – 2013. – Vol. 36, № 1. – P. 24–44. https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2012.09.014
  10. Gordon, J. M. Thermodynamic Modeling of Reciprocating Chillers / J. M. Gordon, K. S. Ng // J. Appl. Phys. – 1994. – Vol. 75. – P. 2769–2779. https://doi.org/10.1063/1.356215
  11. Gordon, J. M. Centrifugal chillers: Thermodynamic modeling and diagnostics case study / J. M. Gordon, K. S. Ng, H. T. Chua // Int. J. Refrigeration. – 1995. – Vol. 18 (4). – P. 253–257. https://doi.org/10.1016/0140-7007(95)96863-2
  12. Gordon, J. M. Cool Thermodynamics. The Engineering and Physics of Predictive, Diagnostic and Optimization Methods for Cooling Systems / J. M. Gordon, K. S. Ng. – Cornwall. England: MPG Books Ltd, 2001. – 276 р.
  13. Андронов, А. М. Теория вероятностей и математическая статистика/ А. М. Андронов, Е. А. Копытов, Л. Я. Гринглаз. – СПб.: Питер, 2004. – 461 с.
  14. Ust,Y. Analysis of a vapor compression refrigeration system via exergetic performance coefficient criterion/ Y. Ust, A. V. Akkaya, A. Safa // J. Energy Inst. – 2011. – Vol. 84 (2). – P. 66–72. https://doi.org/10.1179/014426011X12968328625351
  15. Steady-State Simulation of Vapor-Compression Heat Pump / T. B. Herbas, E. C. Berlinck, C. A. Uriu et al. // Int. J. Ener. Res. – 1993. – Vol. 17.– P. 801–816. https://doi.org/10.1002/er.4440170903

 

Надійшла до редакції: 01 березня 2016 р.

Прийнята до друку