„Virbais briaunuoto kondensatoriaus šilumos mainų tyrimai šaldytuvo efektyvumui padidinti“

Autorius, institucija: Ignas Hofmanas, Kauno technologijos universitetas

Mokslo sritis, kryptis: Technologijos mokslai, energetika ir termoinžinerija

Apie autorių:

Disertacijos santrauka:

Su disertacija galima susipažinti Kauno technologijos universiteto (K. Donelaičio g. 20, Kaunas) ir Lietuvos energetikos instituto (Breslaujos g. 3, Kaunas) bibliotekose.

Mokslinis vadovas – prof. dr. Vytautas DAGILIS (Kauno technologijos universitetas, technologijos mokslai, energetika ir termoinžinerija – 06T).

Energetikos ir termoinžinerijos mokslo krypties disertacijos gynimo taryba:

prof. habil. dr. Stasys Šinkūnas (Kauno technologijos universitetas, technologijos mokslai, energetika ir termoinžinerija – 06T) – pirmininkas,

doc. habil. dr. Algirdas Kaliatka (Lietuvos energetikos institutas, technologijos mokslai, energetika ir termoinžinerija – 06T),

prof. habil. dr. Gvidonas Labeckas (Aleksandro Stulginskio universitetas, technologijos mokslai, energetika ir termoinžinerija – 06T),

doc. dr. Stasys Slavinskas (Aleksandro Stulginskio universitetas, technologijos mokslai, transporto inžinerija – 03T),

dr. Egidijus Urbonavičius (Lietuvos energetikos institutas, technologijos mokslai, energetika ir termoinžinerija – 06T).

Oficialieji oponentai:

prof. habil. dr. Vytautas Martinaitis (Vilniaus Gedimino technikos universitetas, technologijos mokslai, energetika ir termoinžinerija – 06T),

prof. habil. dr. Gintautas Miliauskas (Kauno technologijos universitetas, technologijos mokslai, energetika ir termoinžinerija – 06T).

Anotacija:

Daktaro disertacijoje pateikti atvirkščiu temodinaminiu ciklu veikiančio šaldytuvo virbais briaunuoto kondensatoriaus šilumos mainų tyrimai. Tyrimų rezultatais pagrįstos kondensatoriaus efektyvesnės šilumos mainų sąlygos ir įvertinta jų įtaka šaldytuvo efektyvumui. Efektyvesni šilumos mainai gaunami kondensatoriaus išorėje sukuriant mišrios konvekcijos sąlygas. Tokios šilumos mainų sąlygos gaunamos panaudojant mažo galingumo ventiliatorius, kurių galia nesiekia 1,5 W. Mažo galingumo ventiliatoriaus panaudojimas nulemia efektyvesnį šilumos nuvedimą nuo nagrinėjamo tipo kondensatoriaus, tuo pačiu išlaikant nepakitusią jo konstrukciją ir gamybos technologiją. Vertinant kondensatoriaus metalo sąnaudas nuvedamos šilumos srauto vienetui, mišri konvekcija tinka esamos konstrukcijos kondensatoriui. Kondensacijos temperatūros mažinimas mišria konvekcija sąlygojamas kondensatoriaus konstrukcinėmis ypatybėmis – mažėjančiu briaunos efektyvumo koeficientu ir ventiliatoriaus viršijamu leistino triukšmo lygiu. Efektyvesnis kondensacijos šilumos nuvedimas sąlygoja įvairių energetinių klasių šaldytuvų elektros energijos suvartojimo mažėjimą: A++ energetinės klasės šaldytuvų elektros energijos suvartojimas sumažėja iki 10 %, kas leidžia sumažinti šaldytuvų savikainą, panaudojant pigesnius kompresorius, A+++ – sumažėja iki 8 % ir sudaro optimalias sąlygas į šaldymo prietaisų rinką įvesti naują konkurencingą paklausų prietaisą. Eksperimentiniais tyrimais pagrįsta, kad kondensacijos temperatūros mažinimas mišria konvekcija šaldymo agento persiskirstymui tarp garintuvo ir kondensatoriaus įtakos neturi – šaldymo sistemos darbo rėžimas nepakinta ir sistemos temperatūrinis balansas lieka nepažeistas. Taip pat eksperimentiškai nustatyta, kad kondensatorių ribojančios erdvės įtaka natūralios konvekcijos atveju siekia iki 14 %.
Žemesnė kondensacijos temperatūra sąlygoja šaldymo sistemos rekuperacinio šilumokaičio temperatūros pažemėjimą iki pavojingos korozijai atsirasti ribos. Todėl darbo eigoje atlikti kondensacijos temperatūros įtakos rekuperacinio šilumokaičio efektyvumui tyrimai. Atlikus minėtus tyrimus nustatyta, kad kondensacijos temperatūros pažeminimas nesukuria šaldytuvo rekuperatoriaus korozijos pavojaus, tuo atveju, kai termiškai izoliuojama vamzdelio atkarpa iki kompresoriaus gaubto, taip tiekiant daugiau gaubto šilumos į rizikingą korozijai kilti zoną.

Annotation:

Doctor‘s dissertation presents the heat transfer research of wire-and-tube condenser of refrigerator operating by inverse thermodynamic cycle. Research based the more efficient conditions of condenser heat transfer and evaluated their impact on the efficiency of refrigerator. More efficient heat exchange is obtained by creating the conditions of mixed convection on the external side of condenser. Such conditions of heat transfer are obtained by using low power fans which power is less than 1,5 W. The usage of lower power fan determines the more efficient heat transfer from present type of condenser while maintaining its design and production technology unchanged. The assessment of condenser‘s metal costs is related to heat flow per unit; mixed convection is suitable for the condenser of existing design. Reduction of condensation temperature by mixed convection is caused by structural features of condenser – decreasing efficiency rate of wire-and-tube and fan‘s exceeded permissible noise level. More effective transfer of condensation heat leads to power consumption decrease of various energy classes refrigerators: power consumption of A++ energy class refrigerators reduces up to 10 %; this allows to reduce the production costs by using cheaper compressors, A+++ reduces up to 8% and makes the optimal conditions to introduce the new and competitive appliance to the market of refrigeration appliances. Experimental research substantiates that reduction of condensation temperature during the mixed convection does not have an influence on redistribution of cooling agent between the evaporator and condenser – the operating mode of cooling system does not change and temperature balance of the system remains unimpaired. It was experimentally determined that the impact of condenser limiting environment in case of natural convection may reach up to 14 %.
Lower condensation temperature leads to lower temperature of heat exchanger – heat recovery ventilation of refrigeration system to dangerous limit of corrosion cause. Therefore, the research of condensation temperature influence on the efficiency of heat exchanger – heat recovery ventilation was carried out during the work. The research substantiated that the reduction of condensation temperature does not create the risk of corrosion of refrigerator‘s heat recovery ventilation when the section of the pipe to compressor‘s cover is insulated, thus supplying more heat of the cover to risky area.