2008-2012 NTU-ОДАХ

Дослідження виконане у період з 2008 по 2011 р. у Центрі Нових Енергій (New Energy Center) Національного Університету Тайваня (National Taiwan University) у співдружності з Одеською Державною Академією Холоду (ОДАХ) у межах міжнародного науково-дослідного проекту Global Research Partnership Award (GRP Award) за фінансовою підтримкою Науково-технологічного Університету Саудовської Аравії (King Abdullah University of Science and Technology, KAUST) .

Основними завданнями дослідження були:

  1. Визначення найбільш перспективної робочої речовини для ежекторної холодильної машини (ЕХМ).
  2. Створення експериментального стенду для дослідження впливу профілю проточної частини ежектора на його ефективність та ефективнысть ЕХМ.
  3. Досліждення експериментальної ЕХМ у розрахункових та нерозрахункових режимах та широких діапазонах робочих параметрів і геометричних характеристик ежектора.

Результати порівняльного аналізу показників ЕХМ, що працює на різних робочих речовинах, дав змогу виснувати про те, що з огляду на енергетичний, експлуатаційний та екологічний аспекти найбільш перспективними для використання в ЕХМ є холодоагенти R245fa, R600, R600a та R601b. За результатами аналізу для теоретичного та експериментального дослідження був обраний холодоагент R245fa.

Рисунок 1. Зовнішній вигляд експериментальної ЕХМ

Рисунок 1. Зовнішній вигляд експериментальної ЕХМ

Дослідження виконано на експериментальному стенді, який забезпечував проведення випробування у широкому діапазоні режимних параметрів, швидке встановлення, стабільне підтримання та плавне регулювання необхідних теплових режимів, проведення випробувань в розрахункових та нерозрахункових умовах роботи, а також просте та високоточне визначення основних характеристик та показників ежектора та ЕХМ. Зовнішній вигляд експериментальної ЕХМ наведений на Рисунку 1. Основні елементи експерименатльної ЕХМ: надзвуковий ежектор; генератор робочої пари; випарник; кожухотрубний конденсатор з водяним охолодженням; ресивер-переохолоджувач; шестеренний електропривідний живильний насос; градирня з циркуляційним водяним насосом. ЕХМ також була укомплектована контрольно-вимірними приладами та блоком автоматичного управління, у склад установки входила запорно-регулююча арматура, запобіжні клапани та інше додаткове обладнання.

З метою визначення показників ефективності роботи ЕХМ, у експериментальних дослідженнях проводилися виміри теплових навантажень на аппарати, споживаної потужності та обертів електродвигуна живильного насосу, параметри та витрати холодоагента та охолоджуючої води та інш. Виміри проводилися у режимі реального часу за допомогою комп'ютерного апаратно-програмного комплексу моніторинга та управління, розробленого спеціально для дослідної установки.

Рисунок 2. Зовнішній вигляд экспериментального эжектора

Рисунок 2. Зовнішній вигляд экспериментального эжектора

Для визначення впливу основних геометричних характеристик проточної частини ежектора на ефективність його роботи було спроектовано та виготовлено експериментальний ежектор зі змінними соплами та камерами змішування, зовнішній вигляд якого унаочнено на Рисунку 2. Основні елементи ежектора: корпус, сопло та камера змішування, виконана сумісно з дифузором. Конструкція ежектора передбачала можливість осьового переміщення сопла з метою встановлення його в оптимальному положенні відносно вхідного перерізу камери змішування. Для забезпечення рівномірного розподілу ежектованого пару в приймальній камері його підводження здійснено з двох протилежних боків через усмоктувальні патрубки, розташовані під кутом 30° до осі ежектора.

Для експериментального дослідження було виготовлено три надзвукових сопла та шість камер змішування – 3 циліндричних та 3 конічно-циліндричних. Набір виготовлених надзвукових сопел та камер змішування дозволив провести експериментальні дослідження ежектора з різним профілем проточної частини у широких діапазонах його геометричних характеристик.

Експериментальні дослідження були проведені у широких діапазонах робочих параметрів. Основні результати теоретичного та експериментального дослідження ежектора та ЕХМ, що працюють на холодоагенті R245fa, наведені у літературних джерелах, які представлені у списку нижче.

Steam Ejector

ЛІТЕРАТУРА

  1. Huang B.J., Chen S.L., Petrenko V.O., Shestopalov K.O. Theoretical and experimental investigation of the performance characteristics of an ejector cooling machine operating with refrigerant R245fa // Book of abstracts, IIR International Congress of Refrigeration. – 21-26 August, 2011. – Prague, Czech Republic. – p. 69.
  2. Huang B.J., Petrenko V.O., Shestopalov K.O. Investigation of experimental ejector cooling machine operating with refrigerant R245fa designed for solar air conditioning application // The proceedings of the ISES Solar World Congress. – 28 August - 2 September, 2011. – Kassel, Germany.
  3. Петренко В.А., Шестопалов К.А., Воловик А.С., Хуанг Б. Теоретическое и экспериментальное исследование эжекторной холодильной машины, работающей на хладагенте R245fa // Сборник научных трудов 7-й Международной научно-технической конференции “Современные проблемы холодильной техники и технологии”. – Одесса, 2011. – Часть 1. – C. 35-37.
  4. Петренко В.А., Воловик А.С., Шестопалов К.А., Huang B.J. Исследование эжекторной холодильной машины на хладагенте R245fa в расчётных и нерасчётных режимах. Часть 1. // Холодильная техника и технология. – 2012. – №2 (136). – C. 21-28.
  5. Петренко В.А., Воловик А.С., Шестопалов К.А., Huang B.J. Исследование эжекторной холодильной машины на хладагенте R245fa в расчётных и нерасчётных режимах. Часть 2. // Холодильная техника и технология. – 2012. – №4 (138). – C. 26-35.
  6. Петренко В.А., Воловик А.С., Шестопалов К.А., Huang B.J. Теоретическое и экспериментальное исследование методов повышения эффективности эжекторной холодильной машины // Сборник научных трудов 8-й Международной научно-технической конференции “Устойчивое развитие и искусственный холод”. – Одесса, 2012. – C. 104-110.
  7. Воловик А.С. Совершенствование характеристик и показателей эжекторной холодильной машины, работающей на низкокипящих веществах. дисс... канд. тех. наук. – Одесса, 2013.
  8. Shestopalov K.O., Huang B.J., Petrenko V.O., Volovyk O.S. Investigation of an experimental ejector refrigeration machine operating with refrigerant R245fa at design and off-design working conditions. Part 1. Theoretical analysis, International Journal of Refrigeration. – 2015. – Vol. 55, – pp. 201-211.
  9. Shestopalov K.O., Huang B.J., Petrenko V.O., Volovyk O.S. Investigation of an experimental ejector refrigeration machine operating with refrigerant R245fa at design and off-design working conditions. Part 2. Theoretical and experimental results, International Journal of Refrigeration. – 2015. – Vol. 55, – pp. 212-223.