CC BY
7
Нащональний лкотехшчний унiверситет УкраТни
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 КОНДЕНСАТОР1
SPLIT-КОНДИЦIОНЕРIВ
Встановлено залежнiсть втрат ексерги у конденсаторi split-кондицiонера фiрми "Sanyo", холодопродуктивнiстю 2020 Вт вщ продуктивностi за повiтрям на випарни-ку i конденсаторi за стандартних умов функцюнування. Запропоновано оптимальнi витрати пов1тря на випарнику та конденсаторi цього кондицiонера.
Ключов1 слова: ексерпя, баланс, кондицiонер, ефективнiсть.
Assist.prof. V.Y. 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 condenser 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 термодинам1чного анашзу, заснований на широкому використанш поняття ексерги (техшчно придатно! енергп), е узагальне-ним способом термодинам1чного дослщження р1зних процеЫв перетворення енерги [1-3]. Цей метод знаходить широке застосування для анашзу холо-дильних машин мюцевих автономних кондицюнер1в, зокрема split-кондищ-онер1в. Вш дае змогу з достатньою науковою точшстю i водночас дуже наоч-но визначити стушнь досконалост i джерела втрат в установках та !х елемен-тах i, зрештою, знаходити шляхи !х вдосконалення.
Розроблений автором ексергетичний метод анашзу роботи одноступе-невих хладонових холодильних машин (без ефективного охолодження ком-пресора), як використовують у мiсцевих автономних кондицюнерах, доклад-но описано у роботах [4, 5]. У цш методищ використано схему холодильно! машини наведено на рис. 1, а i вiдповiдна побудова процесiв и роботи на р, i-дiаграмi - на рис. 1, б та холодильний агент хладон-22 (R22) [6].
Ексергетичний анашз виконано для split-кондицюнера фiрми "Sanyo", холодопродуктивнiстю 2020 Вт за стандартних умов для зовшшнього повггря tH 1= 35 °C, яким охолоджуеться конденсатор холодильно! машини кондищ-онера, i внутршнього повiтря tc 1 = 27 °C, яке охолоджуеться у випарнику хо-лодильно! машини кондицiонера [7].
Результатом анашзу було складання ексергетичного балансу холо-дильно! машини кондицюнера:
^вх = ^вих + Zd, кДж/кг; (1)
Евх = Евих + ZD, %, (2)
де: евх - питома ексерпя, яка вводиться у холодильну машину у виглядi елек-трично! енерги, шдведено! до електродвигуна компресора, кДж/кг; евих - пи-
тома ексерпя, яка в1дводиться в1д випарника кондицюнера у вигляд1 ексерге-тично! холодопродуктивносп, кДж/кг; - загальш втрати питомо! ексерги у вЫх елементах холодильно! машини кондицюнера; Евх, Евих, На - вщпо-вщно, ексерпя, яка вводиться у холодильну машину; ексерпя, яка выводиться вщ випарника кондицюнера, та загальш втрати ексерги у вщсотках вщ ексергИ, яка вводиться у холодильну машину.
а) б)
Рис. 1. Схема холодильное машини (а) та побудова процеавроботи нар, i-дiаграмi (б):
I - компресор; II - конденсатор; III - катлярна трубка; IV- випарник
Втрати ексерги у холодильнш машиш кондицюнера складаються з втрат ексерги у компресор!, конденсатор^ капшярнш трубщ (дросел!) 1 зрос-тання ексерги у випарнику (у даному випадку), тобто:
— dкомпр + $к + dдр евип , кДж/кг;
— Экомпр + + Эдр
Е %
вип
(3)
(4)
Втрати ексерги у компресор! та окремих апаратах холодильно! машини знаходили за формулами:
$компр — евх + еп
- екш; $ — впоч - ек!н, кДж/кг,
або у вщсотках вщ ексерги, яка вводиться в холодильну машину:
евх + епоч — екш 1 г\/л г\ епоч — екш
а
компр
• 100; а
•100,%,
евх евх
(5)
(6)
де епоч 1 екщ - в1дпов1дно, питома ексерпя на вход1 1 виход1 з окремого апара-та холодильно! машини кондицюнера, кДж/кг.
Результати розрахунку зводимо у табл. 1, а на рис. 2 наводимо ексер-гетичну д1аграму потоюв холодильно! машини Грассмана для стандартних витрат повггря на випарнику та конденсатор! кондицюнера (Евх — Е +;
Тч — рн.т . 77 -С'вип _ ^вип 5 -'-'вих
Qвип ).
Знак "-" близько до втрат ексерги ($ / а) означае, що маемо зростання ексерги, \„ вщповщно, знак "-" близько до зростання ексерги (е / Е) - втрати ексерги.
Залежшсть втрат ексерги у конденсатор! БрШ-кондицюнера "Бапуо" холодопродуктившстю 2020 Вт за стандартних умов залежно вщ витрати по-в1тря на випарнику та конденсатор! кондицюнера наведено на рис. 3 1 4.
Haцioнaльний л^тех^чний унiверситет yKpa'1'ни
Рис. 2.
Ексeргemичнa дiaгрaмa пomoкiв xoлoдильнoï машини Грассмана на приклaдi кондищо^ра ф1рми "Sanyo", xoлoдoпрoдyкmивнiсmю Qx ст = 2O2O Bm за сmaндaрmниx yмoв (Тнс = 3OS К; Te 1 = 3OO К) ma сmaндaрmниx виmрam повШря на випарниuy (45O м3/год) i кoндeнсamoрi (136O м3/год)
Табл. 1. Рeзyльmamи рoзрaxyнкy вmрam (зрoсmaння) eксeргiïma eксeргemичнoгo ККДsplit-кoндицioнeрa "Sanyo", xoлoдoпрoдyкmивнiсmю 2O2OBm за
-^ип , м /год L, м /год tG tвип, °С tк, °С dкoмпp Dкoмпp кДж/кг % dк А' кДж/кг % Dдp, кДж/кг % евип Е ' -^вип кДж/кг % Пе
3GG 136G 10,4 45,0 17,00/50,2 0,98/2,9 4,85/14,3 -2,55/-7,5 0,250
4GG 136G 13,8 45,0 15,45/51,5 1,37/4,6 8,09/27,0 2,39/8,0 0,250
6GG 136G 17,3 45,0 13,91/52,9 1,78/6,8 11,33/43,1 7,27/27,7 0,248
8GG 136G 19,0 45,0 13,14/53,8 2,00/8,2 12,95/53,0 9,68/39,6 0,247
1GGG 136G 20,1 45,0 12,69/54,3 2,13/9,1 13,92/59,6 11,12/47,6 0,246
45G 5GG 15,0 55,0 18,81/49,7 6,14/16,2 -З,57/-9,4 -9,88/-2б,1 0,174
45G 1GGG 15,0 47,1 15,76/51,4 2,46/8,0 6,50/21,2 1,13/3,7 0,230
45G 3GGG 15,0 41,8 13,67/52,8 0,05/0,2 13,22/51,1 8,39/32,4 0,284
45G 5GGG 15,0 40,8 13,24/53,1 -0,44/-1,8 14,56/58,4 9,83/39,4 0,297
45G 7GGG 15,0 40,3 13,06/53,2 -0,65/-2,6 15,14/61,7 10,45/42,6 0,303
45G 1360 15,0 45,0 14,94/51,9 1,51/5,2 9,17/31,9 4,03/14,0 0,249
3GG 3GGG 10,4 41,8 15,75/50,9 -0,51/-1,7 8,90/28,7 1,85/6,0 0,280
У табл. 1 кypсивoм наведено даш, oтpиманi для стандаpтниx витpат повпря на випаpникy та кoнденсатopi кoндицioнеpа, а ж^ним - для за^опо-нованж оптимально витpат пов^я на випаpникy та кoнденсатopi кондищ-oнеpа. Вочевидь, що завдяки цьому ексеpгетичний ККД зpoстаe на (G,28G -- G,249)-1GG/G,249 = 12,5 %, а втpати ексеpгiï y кoмпpесopi зменшyються на (5,2 - (-l,7))-lGG/5,2 = 132,7 %, що e iстoтним.
Резyльтати poзpаxyнкiв питомо1' втpати ексеpгiï y кoнденсатopi dj; (кДж/кг) та втpат ексеpгiï y кoнденсатopi Бк (%) split-кoндицioнеpа "Sanyo" xoлoдoпpoдyктивнiстю 2G2G Вт за стандаpтниx умов залежно вiд витpати по-вiтpя вiдпoвiднo на випаpникy L^ = 3GG...1GG0 м3/год та кoнденсатopi L = = 5GG...7GGG м /год кoндицioнеpа апpoксимoванi такими фopмyлами:
dк = 0,07 - 500 • LbL + 3480 • L-1, кДж/кг; DK = 0,23 -1750 • Li +11700 • LK1 - 670000 • L¡L • L-1, %.
(7)
(8)
Q.
Ф О m в) S 1-ш
.
1-
m
'I P
s
.Si
"S 3
8 6
1 и -♦- !-*-
■ —■ 1-■-■
-м—-} j i -À -
--Ж- "
•Ряд 1 •Ряд 2 •Ряд 3 •Ряд 4 •Ряд 5
а)
200 400 600 800 1000 1200
Продуктившсть потоку пов^ря на випарнику L вип, м3/год
25 * 20
О 15
г § « &
о. &
Q.
и
я 10
•Ряд 1 •Ряд 2 •Ряд 3 •Ряд 4 •Ряд 5
б)
200 400 600 800 1000 1200
Продуктившсть потоку пов1тря на випарнику L вип, м3/год
Рис. 3. Залежшсть питомоё втрати ексерги у uoHdeHcamopi (кДж/кг) (а) та втрати ексерги у кондeнсаmорi (%) (б) split-кондицюнера "Sanyo" холодопродуктившстю 2020 Вт за стандартних умов eid витрати повтря на випарнику i конденсатори 1 ряд - Ьк =500 м3/год; 2 ряд - LK =1000 м3/год;
3ряд - LK =3000 м3/год; 4ряд - LK =5000 м3/год; 5ряд - LK =7000 м3/год
Аналiзуючи отриманг дат в табл. 1 та на рис. 3 i 4, можна прийти до таких висновкгв. Зростання витрати повгтря на випарнику холодильно! машини кондицюнера L™ вгд 300 до 1000 м3/год практично не впливае на змгну значення ексергетичного ККД Пе, але збгльшуе втрати ексерги у конденсато-рi Djc , що е негативним. Тому на випарнику кондицюнера бажано використо-вувати витрату повгтря !овип по можливостг найменшою (наприклад, !овип = = 300 м /год). Необхгдно зауважити, що зростання втрат ексерги у конденса-торi Dj^ пiд час цього е значним (9,1 - 2,9)-100/ 2,9 = 213,8 %.
Водночас зростання витрати повгтря на конденсаторi холодильно! машини кондицюнера Ьк вгд 500 до 3000 м3/год призводить до значного зростання значення ексергетичного ККД Пе (0,284 - 0,174)-100/ 0,174 = 63 % за значного зменшення втрат ексерги у конденсаторi Dк (16,2 - 0,2)-100/ 16,2 = = 98,8 %. За подальшого зростання витрати повггря на конденсаторi L вгд
4
2
Нащональний лкотехшчний унiверситет УкраТни
3
3000 до 7000 м /год значення ексергетичного ККД Пе зростае незначно (0,303 - 0,284)-100/0,284 = 6,7 % за значного зменшення втрат ексерги у кон-денсаторг Dк (0,2 - (-2,6))-100/0,2 = 1400 %. Тому на конденсаторг кондицг-
онера бажано використовувати витрату повгтря Lk максимально 3000 м /год. 8
g *
х * ф -а
* 6
С g
га о
X
О)
ч
X
о
•Ряд 1 •Ряд 2 •Ряд 3 -Ряд 4 •Ряд 5
2000 4000 6000 8000
Продуктившсть потоку пов1тря на конденсатор! L к, м3/год
•Ряд 1 •Ряд 2 •Ряд 3 •Ряд 4 •Ряд 5
2000
4000
6000
8000
б) Продуктившсть потоку повггря на конденсатор! L к, м3/год
Рис. 4. Залежшсть питомоё втрати ексерги у кондeнсаmорi (кДж/кг) (а) та втрати ексерги у кондeнсаmорi (%) (б) split-кондицюнера "Sanyo", холодопродуктивнстю 2020 Вт за стандартних умов вiд витрати повтря на кондeнсаmорi i випарнику: 1 ряд - Ьвшп =300 м3/год; 2 ряд - Ьвшп =400 м3/год; 3 ряд - Ьвип =600 м /год; 4 ряд - Ьтп =800 м3/год; 5 ряд - Ьвип =1000 м3/год
За результатами аналгзу отриманих даних запропонованг оптимальнг витрати повгтря на випарнику та конденсаторг холодильно! машини split-кон-дицгонера "Sanyo", холодопродуктившстю 2020 Вт за стандартних умов, а са-
33
ме: на випарнику - Ьвип = 300 м /год, на конденсаторг - LK = 3000 м /год.
Отже, розроблена автором методика термодинамгчного ексергетичного аналгзу дае змогу визначення ексергетичного ККД холодильно! машини мгсцевого автономного кондицюнера, а також втрат ексерги у всгх елементах холодильно! машини кондицюнера з метою подальшого вдосконалення окре-мих ïï елементгв.
Лггература
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.
4
2
0
0
0
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.
4. Лабай В.Й. Залежнють ексергетичного ККД split-кондицiонерiв вщ 1х продуктивност за повiтрям на випарнику i конденсаторi// Науково-технiчний зб. КНУБА: Вентилящя, осв^-лення та теплогазопостачання. - К.: КНУБА. - 2006, вип. 10. - С. 80... 88.
5. Лабай В.Й., Омельчук О.В. Залежнють температурного режиму split-кондицiонерiв вщ 1х продуктивностi за повiтрям на випарнику i конденсаторi// Вiсник НУ "Львiвська поль технiка": Теплоенергетика. Iнженерiя довкiлля. Автоматизацiя. - Львiв: НУ "Львiвська поль технiка". - 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._
УДК630*32.002.5 Доц. Л.Н. Горбачова, канд. техн. наук;
студ. В.М. Бабич; студ. В.М. Фучило - НЛТУ Украти, м. Львiв
ДОСЛ1ДЖЕННЯ ВПЛИВУ РОЗМ1РНИХ ХАРАКТЕРИСТИК СТОВБУР1В I КОЛОД НА ВИХ1Д ПИЛОВНИКА
Наведено деяю результати дослщжень з розкроювання хвойних стовбурiв на пиловнi колоди.
Ключов1 слова: пиловник, стовбури, розкроювання, нижнш склад.
Assist. prof. L.N. Horbachova; stud. V.M. Babych; stud. V.M. Fuchylo - NUFWT of Ukraine, L'viv
Research of influencing of descriptions sizes of trunk and sort log on the
output of sawlog
Some results of researches of wood cutting by a picei of whips are given on sawlog.
Keywords: sawlog, trunk, wood cutting by a piece, woodyard.
Протягом багатьох тисячол^ь деревина чудово надавалася на житлове домобудiвництво, а отже, у поеднанш iз простотою масового заводського ви-готовлення, застосування и дае змогу виршувати кшьюсш i яюсш проблеми нового будiвництва вщповщно до сучасних вимог.
Коли виршують будувати будинок, то виникае проблема не тшьки у виборi проекту будинку, але й в основному матерiалi для будiвництва.
Для виготовлення дерев'яних будинкiв (оцилшдрована колода, про-фiльований брус) звичайно використовують деревину сосни i ялини, що во-лодiе чудовими iзолюючими властивостями й вiдповiдае вимогам будiвниц-тва не тiльки дачних, але й будинюв для постiйного проживання. Будiвель-ний матерiал з такого дерева щшьний i мiцний.
З метою шдвищення рацiонального використання деревини для домо-будування потрiбно враховувати кратшсть розмiрiв сировини i пилопродукцп в технологiчному ланцюгу вiд стовбурiв до пилопродукцп. Процес люопи-ляння по-сут починаеться з поперечного розкрою стовбурiв - розкроювання.
Метою роботи будь-якого люозаго^вельного пiдприемства е вироб-ництво й поставка лiсоматерiалiв споживачам за необхщною номенклатурою.
