Полупромышленные совокупности Mitsubishi Electric серии ZUBA-DAN были представлены в прошлом выпуске издания. Они отличаются от классических кондиционеров, имеющих режим обогрева, тем, что теплопроизводительность новой совокупности сохраняет номинальное значение впредь до температуры наружного воздуха -15°С. При предстоящем понижении температуры (завод-изготовитель гарантирует работоспособность совокупности до температуры -25°С) теплопроизводительность начинает уменьшаться.
Но наряду с этим сохраняется преимущество, как перед простыми совокупностями, так и перед энергоэффективными совокупностями серии POWER INVERTER. Режим оттаивания наружного теплообменника, которого избежать в подобных системах нереально, происходит скоро и совсем незаметно для пользователя.
Классическим ответом задачи повышения теплопроизводительности совокупности при низких температурах наружного воздуха есть впрыск газообразного хладагента в компрессор.
Для этого между испарителем и конденсатором в точке промежуточного давления устанавливается сепаратор «жидкость-газ», верхний вывод которого соединяется со штуцером впрыска в компрессор. В следствии количество газообразного хладагента, циркулирующего через конденсатор, возрастает, и растет теплопроизводительность совокупности. Но такие совокупности отличаются нестабильной работой.
Количество впрыска колеблется в зависимости от давления в производительности и сепараторе компрессора, а уровень заполнения отделителя изменяется в весьма широких пределах: от минимального уровня до полного заполнения жидким хладагентом.
Рисунок 1.
В совокупностях ZUBA-DAN используется способ парожидкостной инжекции. В режиме обогрева давление жидкого хладагента, выходящего из конденсатора, роль которого делает теплообменник внутреннего блока, мало значительно уменьшается посредством расширительного вентиля LEV B. Парожидкостная смесь (точка 3 на рисунке 1) поступает в ресивер «Power Receiver». В ресивера проходит линия всасывания, и осуществляется обмен теплотой с газообразным хладагентом низкого давления.
За счет этого температура смеси опять понижается (точка 4 на рисунке 1) и жидкость поступает на выход ресивера. Потом некое количество жидкого хладагента ответвляется через расширительный вентиль LEV C в цепь инжекции. Часть жидкости испаряется, а температура образующейся смеси понижается.
За счет этого охлаждается главной поток жидкого хладагента, проходящий через теплообменник HIC (точка 5 на рисунке 1). По окончании дросселирования посредством расширительного вентиля LEV A (точка 6 на рисунке 1) смесь жидкого хладагента и появившегося в ходе понижения давления пара поступает в испаритель, другими словами теплообменник наружного блока.
За счет низкой температуры испарения тепло передается от наружного воздуха к хладагенту, и жидкая фаза в смеси всецело испаряется (точка 7 на рисунке 1). Проходя через трубу низкого давления в ресивере «Power Receiver», перегрев газообразного хладагента возрастает, и он поступает в компрессор. Помимо этого, данный ресивер сглаживает колебания промежуточного давления при флуктуациях внешней тепловой нагрузки, и гарантирует подачу на расширительный вентиль цепи инжекции лишь жидкого хладагента, что стабилизирует работу данной цепи.
Часть жидкого хладагента, ответвленная от главного потока в цепь инжекции, преобразовывается в парожидкостную смесь среднего давления. Наряду с этим температура смеси понижается, и она подается через особый штуцер инжекции в компрессор. В верхней неподвижной спирали компрессора предусмотрены отверстия для впрыска хладагента на промежуточном этапе сжатия (рисунок 2).
Рисунок 2.
Расширительный вентиль LEV B задает величину переохлаждения хладагента в конденсаторе. Вентиль LEV A определяет перегрев в испарителе, а LEV C поддерживает температуру перегретого пара на выходе компрессора около 90°С. Это является следствием того, что, попадая через цепи инжекции в замкнутую область между спиралями компрессора, двухфазная смесь перемешивается с газообразным горячим хладагентом, и жидкость из смеси всецело испаряется.
Температура газа понижается.
Регулируя состав парожидкостной смеси, возможно осуществлять контроль температуру нагнетания компрессора. Потом мы заметим, что это разрешает не только избежать перегрева компрессора, но и оптимизировать теплопроизводительность конденсатора.
Эффект от инжекции газообразного хладагента содержится в следующем. Поток хладагента через компрессор складывается из хладагента, поступающего через линию всасывания, и хладагента, проходящего через цепь инжекции. При низкой температуре наружного воздуха инжекция увеличивает неспециализированный расход.
В следствии, больше тёплого пара поступает в конденсатор (теплообменник внутреннего блока), и его тепловая мощность возрастает.
Помимо этого, инжекция газа увеличивает эффективность всего холодильного контура. Дело в том, что в большинстве случаев на вход испарителя по окончании дросселирующего устройства поступает парожидкостная смесь. Наряду с этим входящий газ безтолку проходит по испарителю, фактически не внося вклад в холодопроизводительность.
Потом он поступает в компрессор, что затрачивает энергию на его сжатие совместно с газом, появившимся в испарителе.
При инжекции газа в компрессор, газообразный хладагент отбирается в цепь инжекции при промежуточном давлении. И компрессор затрачивает меньшую энергию на сжатие этого газа, по причине того, что сжатие до давления конденсации происходит от уровня промежуточного давления, а не от давления испарения. Этот эффект проявляется как в режиме обогрева, так и в режиме охлаждения.
Разглядим подробнее связь между расходом хладагента, проходящего через цепь инжекции, и тепловой мощностью конденсатора. С одной стороны, с повышением количества инжектируемого газа расход хладагента через конденсатор возрастает, но наряду с этим температура перегрева паров на входе в конденсатор значительно уменьшается. На рисунке 3 продемонстрировано распределение температуры на протяжении поверхноститеплообменника при однообразной температуре конденсации, но различной температуре входящего газа.
Значительные различия наблюдаются на участке, где хладагент будет в состоянии перегретого газа. Само собой разумеется, теплообмен на горизонтальном участке конденсации господствует, но и участок перегретого газа нельзя сбрасывать со квитанций, потому, что он вносит 20-30% в теплопроизводительность конденсатора.
Рисунок 3.
Наличие двух соизмеримых и противоположно направленных факторов ведет к тому, что теплопроизводительность совокупности достигает максимума при строго определенном расходе инжектируемого газа.
Так, метод управления цепью инжекции возможно оптимизирован для достижения большой теплопроизводительности, к примеру, при пуске совокупности в холодном помещении. Но на некоторых этапах работы теплового насоса требуется не столько производительность, сколько экономичная работа. К примеру, по окончании прогрева помещения большая мощность больше не нужно, и предпочтительнее энергоэффективная работа совокупности.
Исходя из этого на данном этапе расход инжектируемого хладагента значительно уменьшается, что влечет за собой увеличение температуры на входе конденсатора и уменьшение его производительности. Но в этом случае ограничение расхода в цепи инжекции уменьшает количество газа, которое сжимает компрессор. Потребляемая мощность значительно уменьшается, а энергоэффективность возрастает.
Рисунок 4 иллюстрирует экономичности системы и зависимость производительности от инжекции. В зависимости от условий эксплуатации совокупность машинально выбирает параметр оптимизации, что снабжает сокращение и комфортный обогрев помещения эксплуатационных затрат.
Рисунок 4.
Имеется еще один режим, в котором ответственна большая производительность совокупности – это режим оттаивания наружного теплообменника (испарителя).
В ходе работы в режиме обогрева на нем образуется иней, что ухудшает теплообмен испарения и процесс хладагента с наружным воздухом. Для оттаивания совокупность переключается посредством 4-х ходового клапана в режим охлаждения.
Наряду с этим из внутреннего блока перестает выходить теплый воздушное пространство, и обогрев помещение приостанавливается. Исходя из этого нужно сократить длительность этого «технологического» режима. Для этого в один момент с переключением 4-х ходового клапана устанавливается приоритет большой производительность совокупности.
Расширительный клапан LEV C в цепи инжекции раскрывается, увеличивая расход парожидкостной смеси.
Главные следствия повышения инжекции в режиме оттаивания подобны выводам, вышеприведенным для режима обогрева. Производительность наружного теплообменника делается большой, и он скоро очищается от льда и инея. За время оттаивания температура в помещении не успевает ощутимо понизиться.
Помимо этого, по окончании окончания режима оттаивания совокупность опять включается с приоритетом теплопроизводительности, и лишь после достижения целевой температуры выходит на экономичный режим.
Так, оттаивание наружного теплообменника происходит интенсивно, и совокупность скоро возвращается к обычному обогреву. А возможно ли расширить промежуток между оттаиваниями, другими словами замедлить процесс льда и образования инея на теплообменнике?
В совокупностях ZUBA-DAN используются две технологии.
Первая – это гидрофильное покрытие ребер теплообменников. Оно разрешает избежать образования «мостиков» льда между соседними ребрами и последующей полной блокировки теплообменника.
Вторая разработка заложена в методы управления – промежуток между режимами оттаивания изменяется в зависимости от температуры наружного теплообменника (температуры испарения) и температуры наружного воздуха. Предусмотрены «маленький» и «долгий» циклы оттаивания, сочетание которых разрешает оптимизировать процесс удаления инея с теплообменника наружного блока.
За последние два года совокупности ZUBA-DAN удачно прошли полевые опробования в северных районах Японии и в государствах Скандинавии. И, наконец, данной в осеннюю пору компания Mitsubishi Electric приступает к серийному производству данного оборудования для рынка европейских, и а также для России.
Статья предоставлена компанией Компания Mitsubishi Electric
Рандомные показатели записей:
Отопление без газа тепловыми насосами Mitsubishi Electric Zubadan
Подборка наиболее релевантных статей:
-
Российский рынок геотермальных тепловых насосов
Геотермальный тепловой насос Как трудится тепловой насос, применение геотермального тепла в летнее и зимнее время для отопления бытовых и промышленных…
-
Сухие смеси российского производства
В отечественном обзоре в номере 29 мы начали разговор о сухих смесях, предлагаемых клиенту современным рынком. Начали с дискусии по вопросу «А необходимы…
-
Российский рынок пластиковых окон в условиях экономического кризиса.
Не обращая внимания на пессимистичные прогнозы и экономический кризис аналитиков, рынок пластиковых окон в Российской Федерации в 2009 году показал…
-
Проблемы модернизации российского жкх
Обучаемся на зарубежном опыте Российское ЖКХ всегда было ориентировано на нормативное распределение, а не фактический учет потребляемых коммунальных…