Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ АНАЛИЗ

1. 
   Результаты экспериментальных исследований в лабораторных условиях для обоснования параметров ТНУ
   

В результате серии лабораторных экспериментов вне зависимости от наличия рециркуляционный системы отопления [98], либо системы отопления с возможностью доступа наружного воздуха, температура внутри помещения росла в соответствии с графическими зависимостями, приведенными на рисунках 4.4 - 4.8. Их изменения определяются лишь температурой окружающего воздуха на момент проведения опытов, либо температурой внутри помещения, на момент начала опытов [99]. В результате можно составить общий график зависимости пиковых нагрузок по трем основным критериям лабораторных исследований и сделать общий вывод по проделанной работе.

Результат представлен для коэффициента преобразования на рисунке
4.1. Коэффициент преобразования является основной характеристикой, определяющей эффективность теплового насоса:

где СОР – коэффициент преобразования; Т_к – температура на конденсаторе, °С;
Т_и – температура на испарителе, °С.
(4.1)

Рисунок 4.1 - зависимости коэффициента преобразования (СОР) воздушной теплонасосной установки от температуры наружного воздуха

Значения данной зависимости незначительно (на 0,1) отклоняются от теоретических (рисунок 2.3). Снижение величины коэффициента преобразования теплонасосной установкой при работе в климатических условиях Северного Зауралья происходит по логарифмическому закону. Это объясняется тем, что приращение производительности ТНУ при изменении температуры наружного воздуха происходит по нелинейной, обратноэкспоненциальной зависимости.

Результаты исследования зависимостей изменения температурно- влажностных параметров отапливаемого ТНУ помещения от температурно- влажностных параметров наружного воздуха представлены на рисунках 4.2 и 4.3.

Рисунок 4.2 - зависимости изменения температуры воздуха внутри помещения от температуры наружного воздуха за период проведения

лабораторных исследований

Рисунок 4.3 - зависимости изменения относительной влажности воздуха помещения от относительной влажности наружного воздуха за период

проведения лабораторных исследований

1 – температура воздуха на выходе ТНУ; 2 – температура воздуха в помещении.

Рисунок 4.4 – Экспериментально полученные данные в лабораторных условиях при температуре наружного воздуха -29⁰С
1 – температура воздуха на выходе ТНУ; 2 – температура воздуха в помещении.
Рисунок 4.5 - Экспериментально полученные данные в лабораторных условиях при температуре наружного воздуха -20⁰С

1 – температура воздуха на выходе ТНУ; 2 – температура воздуха в помещении.

Рисунок 4.6 - Экспериментально полученные данные в лабораторных условиях при температуре наружного воздуха -29⁰С

Данная серия опытов была интересна тем, что проверка работы ТНУ осуществлялась в лабораторных условиях. В помещении был установлен тепловой насос с двумя вентиляционными рукавами, оба рукава брали наружный воздух. Один рукав подавал наружный воздух непосредственно на конденсатор теплового насоса, где из воздуха забиралось низкопотенциальное тепло и в дальнейшем воздух утилизировался наружу. Второй рука подводился к зоне между конденсатором и испарителем для повышения эффективности теплонасосной установки путем охлаждения стенок конденсатора и предотвращения срабатывания тепловой защиты. Данная серия опытов показала эффективность работы установки в условиях Северного Зауралья и возможности ее применения в телятнике.

1 – температура воздуха на выходе ТНУ; 2 – температура воздуха в помещении.

Рисунок 4.7 - Температура окружающей среды = -14⁰C (04.02.12)

1 – температура воздуха на выходе ТНУ; 2 – температура воздуха в помещении.

Рисунок 4.8 - Экспериментально полученные данные в лабораторных условиях при температуре наружного воздуха -10⁰С

Коэффициент преобразования ТНУ, полученный при экспериментальных исследованиях в лабораторных условиях равнялся 2,3 ± 0,15, что на 3,6 меньше требуемого коэффициента в теоретических расчетах. Однако это значение СОР является достаточным для достижения поставленных целей.

2.