Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Результаты экспериментальных исследований в производственных условиях

В производственном эксперименте сравнивалась работа теплового насоса и электрокалорифера по затратам электрической энергии.

В результате получены зависимости, приведенные на рисунках 4.9 -4.11.

1 – в опытном помещении;

2 – в контрольном помещении.
Рисунок 4.9 - Динамика изменения температур в контрольном и опытном помещении

1 – в опытном помещении;

2 – в контрольном помещении.
Рисунок 4.10 - Изменение затрат электроэнергии в контрольном и опытном помещении

Рисунок 4.11 - Изменение коэффициента преобразования в течении

эксперимента
В помещениях температура находится в практически одинаковых диапазонах. Однако в опытном помещении значительно сокращаются затраты на электроэнергию. Коэффициенты эффективности работы ТНУ на протяжении срока эксперимента остаются практически идентичными за счет регулирования работы теплового насоса автоматическими устройствами (реле температур, реле давления) [100, 101, 102], которые предусмотрены его конструкцией.
Подводя итог, можно сделать вывод, что использование теплового насоса, как базового элемента системы отопления в условиях Северного Зауралья, в среднем эффективнее в 2 раза, чем использование электрокалорифера.

3. Результаты исследования динамики параметров наружного воздуха за отопительный период

По сведениям метеостанции ОАО «Аэропорт Рощино» за отопительный период произведена математическая обработка данных, на выявление равновероятностной постоянной (см. раздел 3.3). Результат представлен на рисунке 4.12.

Рисунок 4.12 – Постоянная вероятность влажности наружного воздуха

Из графика (рисунок 4.12) следует, что влажность за отопительный период изменялась в диапазоне от 9 % до 62 %.
Далее находим постоянную вероятность по формуле [103]:

где N – количество разрядов анализируемой области;
(4.2)

– величины на границах анализируемого участка, но при этом не равные им;
Для их определения при условии, что выровненное распределение
должно сохранить значения m_x и σ_x, характеризующие данный ряд, и, с учетом дисперсии D_x., используются выражения:

Тогда получим:

В результате имеем:

(4.3)

(4.4)

(4.5)
(4.6)

График на рисунке 4.12 характеризует данные о влажности наружного воздуха, полученные в ходе исследований. Эта информация необходима для расчета постоянной вероятности по искомому параметру влажности наружного воздуха, нахождения границ диапазона и заполнения методики поиска равновероятностной постоянной. Результаты представлены в графическом виде на рисунке 4.13.

Рисунок 4.13 – Постоянная вероятность влажности наружного воздуха с диапазонами
Рисунок 4.14 – Постоянная вероятность температуры наружного воздуха

Рисунок 4.14 является графическим отображением динамики изменения температуры наружного воздуха. Обладая данной информацией, можно также найти равновероятностную постоянную. Как следует из графика, за период проведения исследований самой низкой была температура

-30,4⁰С, а самой высокой 1⁰С. Таким образом, отопительный период был типичен для климатических условий региона, и полученное значение вероятности может быть использовано в дальнейших исследованиях.
Далее находим постоянную вероятность:

Рисунок 4.15 – Постоянная вероятность температуры наружного воздуха с диапазоном

Анализ экспериментально снятых данных по рисункам 4.13 и 4.15 позволяет найти недостающее «звено» для оптимизатора, в результате чего будут известны параметры наружного воздуха в различные дни.

Таким образом, с помощью оптимизатора можно решить ряд поставленных в работе задач, связанных с установлением зависимостей формирования температурно-влажностных параметров наружного воздуха и воздуха внутри помещения. Однако необходимо учитывать динамику влагосодержания для климатической зоны Северного Зауралья, представленную на рисунке 4.16.
Рисунок 4.16 – Динамика влагосодержания наружного воздуха
Рисунок 4.16 показывает, что «сухой воздух» (d =0,2 … 0,4 г/кг) в течение эксперимента был зафиксирован только в периоды с 18.12.12 г. по 28.12.12 г. и с 15.01.14 г. по 18.01.14г..

4.