Науково-практичні основи підвищення енергетичної ефективності побутових холодильних приладів
Вантажиться...
Файли
Дата
2013
Автори
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Анотація
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук зі спеціальності 05.05.14 - Холодильна, вакуумна і компресорна техніка, системи кондиціювання.
Дисертацію присвячено розробці енергозберігаючих побутових компресійних холодильних приладів та технічних засобів їх діагностики. На підставі системного підходу обгрунтовано напрямки створення таких приладів.
Розроблено спосіб тестування енергетичної ефективності холодильної машини за непрямою ознакою - температурою, на підставі якої визначається тепловий потік вилучений із корисного об’єму шаф холодильного приладу під час циклу його роботи в упорядкованому режимі. Застосування способу за новою схемою теплоенергетичних випробувань холодильного приладу не потребує втручань у герметичну систему холодильної машини і забезпечує кількісне визначення її енергетичної ефективності.
Удосконалено інструментарій технічних приладів для проведення теплоенергетичних випробувань холодильного приладу розробкою і виготовленням аналізатора його енергетичної ефективності за показником електричного холодильного коефіцієнту. Компактне виготовлення аналізатора корисне під час проведення випробувань холодильного приладу на відповідність діючим в Україні вимогам щодо дозволенного споживання ним електричної енергії по місцю його розташування та на підприємстві виробнику, який має право визначати клас енергоспоживання.
Розроблено енергозберігаючі зразки побутових компресійних холодильних приладів, які оснащено новим асинхронним конденсаторним двигуном із однофазною обмоткою статора, виконаною обмотувальним дротом одного перерізу, регулятором напруги живлення мотор-компресорного агрегату холодильної машини, шафою охолодження із природною системою клімат-контролю, яка працює за селективним методом. Впровадження розробок в холодильному приладі зменшило його енергоспоживання, здешевило виробництво мотор-компресорного агрегату і підвищило його надійність у роботі, забезпечило підтримку номінальної продуктивності компресора, підвищило енергетичну ефективність холодильного приладу в цілому та забезпечило рівномірний розподіл температури всередині корисного об’єму шафи охолодження.
Диссертация на соискание научной степени доктора технических наук по специальности 05.05.14 - Холодильная, вакуумная и компрессорная техника, системы кондиционирования. Диссертация посвящена разработке энергосберегающих бытовых компрессионных холодильных приборов и технических средств их диагностики. На основе системного подхода обоснованы направления создания таких приборов. Установлено, что относительный перегрев пара хладона в реальном компрессоре в десять раз выше, на треть ниже его КПД, производительность, выше энергопотребление. Показано, что потребляемая двигателями герметичных компрессоров активная мощность выше её расчетных значений на (25...35)% и работают они с перегрузкой по току и температуре, ухудшая энергетическую эффективность холодильного прибора. Разработан способ тестирования энергетической эффективности холодильной машины по косвенному признаку - температуре, на основе которой определяется тепловой поток извлечённый из полезного объёма шкафов холодильного прибора во время цикла его работы в установившемся режиме. Использование способа применительно к новой схеме теплоэнергетических испытаний холодильною прибора не требует разгерметизации системы холодильной машины и обеспечивает количественное определение её энергетической эффективности. Усовершенствовано инструментарий технических устройств проведения теплоэнергетических испытаний холодильного прибора - разработкой и изготовлением анализатора его энергетической эффективности по показателю удельного электрического холодильного коэффициента. Компактное исполнение анализатора (150x80x60) мм3 удобно во время проведения испытаний холодильного прибора на его соответствие требованиям технического регламента по максимально разрешенному потреблению электроэнергии на предприятии производителя, которому предоставлено право тестировать класс энергопотребления, так и по месту' его работы. Решены вопросы, связанные с выбором рациональных размеров поверхностей теплоизоляционных шкафов по минимуму тепла, которое втекает в их полезные объемы извне, соблюдение которых повышает энергетическую эффективность холодильного прибора. Показано, что существующие холодильные приборы имеют на (7... 16) % завышенную поверхность теплоизоляционных шкафов и, как следствие, перегружены тепловым потоком, втекающим извне, потребляют дополнительную мощность для его переноса в теплообменный конденсатор. Расчеты поля температур в объеме холодильного прибора установили зависимость их распределения в шкафу охлаждения от места установки испарителя, а их учёт в новой системе климат контроля, работающей селективно, обеспечил равномерное распределение температуры в шкафах на уровне ±0,5 °С. Выполнено усовершенствование математических моделей электрических двигателей привода компрессора ХМ в статике, динамике и разработано технологичную, энергетически эффективную новую модель двигателя. Приведено теоретическое обоснование регулированию производительности компрессора снижением напряжения питания его двигателя во время работы холодильной машины в диапазоне скольжений ротора до 5 %, использование которого уменьшило температуру двигателя в два раза, потребляемую мощность на 8 %, повысило на 6,3 % энергетическую эффективность холодильного прибора. Экспериментально установлено, что вероятная причина перегрузок двигателей компрессоров холодильных машин - завышенная упругость их пластинчатых клапанов. Разработаны энергосберегающие образцы бытовых компрессорных холодильных приборов, оборудованные новым асинхронным конденсаторным двигателем с однофазной обмоткой статора, выполненной обмоточным проводом неизменного сечения, регулятором напряжения питания мотокомпрессорного агрегата холодильной машины, шкафом охлаждения с естественной системой климат контроля. Внедрение разработок в холодильном приборе уменьшило его энергопотребление, удешевило производство мотокомпрессорного агрегата и повысило его надёжность в работе, обеспечило поддержку номинальной производительности компрессора, повысило энергетическую эффективность холодильного прибора в целом.
Thesis for a Doctor’s Degree in Technical Sciences. Specialty 05.05.14 - Refrigeration, Vacuum and Compressor Engineering, Air-conditioning systems. The thesis is dedicated to the scientific and technical fundamentals development of household compression refrigerating devices energy efficiency increasing and their hardware diagnostics improvement. On the system approach basis the creation fields of such devices were substantiated. Refrigerating machines energy efficiency testing method by indirect criterion - temperature is worked out, on the basis of which the heat flow removed from the useful volume of the refrigerator during his operation cycle in the steady mode is determined. Application of this testing method using die new scheme of heat-power refrigeration device examination does not require intervention into the sealed refrigeration machine system and provides quantitative determination of its energy efficiency. Technical devices hardware for heat-power refrigeration equipment tests were improved with the development and manufacturing of the energy' efficiency analyzer according to specific electric refrigeration coefficient. The compact construction of the analyzer is useful during testing of refrigeration equipment for compliance with applicable requirements in Ukraine as for permissible consumption of electric power at the place of its location and on the enterprise-producer which has the right to determine the class of power consumption. The samples of energy-saving household compression refrigerating devices are developed, which are equipped with: new asynchronous capacitor engine with one-phase winding of stator, made of one-cross section wire; refrigerating machine motor- compressor unit power supply voltage regulator; cooling cabinet with natural climate- control system, working on selective method. Implementation of innovations in the refrigerating device has reduced its power consumption, made cheaper the production cost of motor-compressor unit and increased its operation reliability, provided support of the compressor nominal performance, increased power efficiency of refrigeration equipment in general and provided the uniform temperature distribution within the useful volume of the cooling cabinet.
Диссертация на соискание научной степени доктора технических наук по специальности 05.05.14 - Холодильная, вакуумная и компрессорная техника, системы кондиционирования. Диссертация посвящена разработке энергосберегающих бытовых компрессионных холодильных приборов и технических средств их диагностики. На основе системного подхода обоснованы направления создания таких приборов. Установлено, что относительный перегрев пара хладона в реальном компрессоре в десять раз выше, на треть ниже его КПД, производительность, выше энергопотребление. Показано, что потребляемая двигателями герметичных компрессоров активная мощность выше её расчетных значений на (25...35)% и работают они с перегрузкой по току и температуре, ухудшая энергетическую эффективность холодильного прибора. Разработан способ тестирования энергетической эффективности холодильной машины по косвенному признаку - температуре, на основе которой определяется тепловой поток извлечённый из полезного объёма шкафов холодильного прибора во время цикла его работы в установившемся режиме. Использование способа применительно к новой схеме теплоэнергетических испытаний холодильною прибора не требует разгерметизации системы холодильной машины и обеспечивает количественное определение её энергетической эффективности. Усовершенствовано инструментарий технических устройств проведения теплоэнергетических испытаний холодильного прибора - разработкой и изготовлением анализатора его энергетической эффективности по показателю удельного электрического холодильного коэффициента. Компактное исполнение анализатора (150x80x60) мм3 удобно во время проведения испытаний холодильного прибора на его соответствие требованиям технического регламента по максимально разрешенному потреблению электроэнергии на предприятии производителя, которому предоставлено право тестировать класс энергопотребления, так и по месту' его работы. Решены вопросы, связанные с выбором рациональных размеров поверхностей теплоизоляционных шкафов по минимуму тепла, которое втекает в их полезные объемы извне, соблюдение которых повышает энергетическую эффективность холодильного прибора. Показано, что существующие холодильные приборы имеют на (7... 16) % завышенную поверхность теплоизоляционных шкафов и, как следствие, перегружены тепловым потоком, втекающим извне, потребляют дополнительную мощность для его переноса в теплообменный конденсатор. Расчеты поля температур в объеме холодильного прибора установили зависимость их распределения в шкафу охлаждения от места установки испарителя, а их учёт в новой системе климат контроля, работающей селективно, обеспечил равномерное распределение температуры в шкафах на уровне ±0,5 °С. Выполнено усовершенствование математических моделей электрических двигателей привода компрессора ХМ в статике, динамике и разработано технологичную, энергетически эффективную новую модель двигателя. Приведено теоретическое обоснование регулированию производительности компрессора снижением напряжения питания его двигателя во время работы холодильной машины в диапазоне скольжений ротора до 5 %, использование которого уменьшило температуру двигателя в два раза, потребляемую мощность на 8 %, повысило на 6,3 % энергетическую эффективность холодильного прибора. Экспериментально установлено, что вероятная причина перегрузок двигателей компрессоров холодильных машин - завышенная упругость их пластинчатых клапанов. Разработаны энергосберегающие образцы бытовых компрессорных холодильных приборов, оборудованные новым асинхронным конденсаторным двигателем с однофазной обмоткой статора, выполненной обмоточным проводом неизменного сечения, регулятором напряжения питания мотокомпрессорного агрегата холодильной машины, шкафом охлаждения с естественной системой климат контроля. Внедрение разработок в холодильном приборе уменьшило его энергопотребление, удешевило производство мотокомпрессорного агрегата и повысило его надёжность в работе, обеспечило поддержку номинальной производительности компрессора, повысило энергетическую эффективность холодильного прибора в целом.
Thesis for a Doctor’s Degree in Technical Sciences. Specialty 05.05.14 - Refrigeration, Vacuum and Compressor Engineering, Air-conditioning systems. The thesis is dedicated to the scientific and technical fundamentals development of household compression refrigerating devices energy efficiency increasing and their hardware diagnostics improvement. On the system approach basis the creation fields of such devices were substantiated. Refrigerating machines energy efficiency testing method by indirect criterion - temperature is worked out, on the basis of which the heat flow removed from the useful volume of the refrigerator during his operation cycle in the steady mode is determined. Application of this testing method using die new scheme of heat-power refrigeration device examination does not require intervention into the sealed refrigeration machine system and provides quantitative determination of its energy efficiency. Technical devices hardware for heat-power refrigeration equipment tests were improved with the development and manufacturing of the energy' efficiency analyzer according to specific electric refrigeration coefficient. The compact construction of the analyzer is useful during testing of refrigeration equipment for compliance with applicable requirements in Ukraine as for permissible consumption of electric power at the place of its location and on the enterprise-producer which has the right to determine the class of power consumption. The samples of energy-saving household compression refrigerating devices are developed, which are equipped with: new asynchronous capacitor engine with one-phase winding of stator, made of one-cross section wire; refrigerating machine motor- compressor unit power supply voltage regulator; cooling cabinet with natural climate- control system, working on selective method. Implementation of innovations in the refrigerating device has reduced its power consumption, made cheaper the production cost of motor-compressor unit and increased its operation reliability, provided support of the compressor nominal performance, increased power efficiency of refrigeration equipment in general and provided the uniform temperature distribution within the useful volume of the cooling cabinet.
Опис
Байдак, Ю.В.
Науково-практичні основи підвищення енергетичної ефективності побутових холодильних приладів [Текст] : автореф. дис. ... д-ра техн. наук : спец. 05.05.14 "Холодильна, вакуумна та компресорна техніка, системи кондиціонування" / Байдак Юрій Вікторович ; наук. консультант В. П. Чепурненко ; Одес. нац. акад. харч. технологій. – Одеса : ОНАХТ, 2013. – 40 с.
Ключові слова
компресійні холодильні прилади, холодильна машина, електричний двигун, компресор, хладон, енергетична ефективність, мультимедійні і віртуальні вимірювальні прилади, шафа охолодження, поле температур, селективний метод, теплові випробування, регулятор напруги живлення, аналізатор, компрессионные холодильные приборы, холодильная машина, электрический двигатель, компрессор, хладон, энергетическая эффективность, мультимедийные и виртуальные измерительные приборы, шкаф охлаждения, поле температур, селективный метод, тепловые испытания, регулятор напряжения питания, анализатор, compression refrigeration equipment, refrigerating machine, electric engine, compressor, refrigerant, energy efficiency, multimedia and virtual gauges, cooling cabinet, temperature field, selective method, thermal testing, voltage supply regulator, analyzer