Энергосберегающий метод проверки уровня хладагента в кондиционерах воздуха

Специалисты Американского Университета Purdue разработали новый способ анализа уровня заправки и содержания хладагента внутри кондиционера воздуха, применение которого значительно снижает энергопотребление и затраты на обслуживание, а также предотвращает дополнительную работу климатической системы, не предусмотренную режимом.

Новый "виртуальный датчик заправки хладагента" особо практичен для автомобильных кондиционеров, имеющих бóльшую склонность к утечке, чем другие типы устройств, а также для бытовых центральных кондиционерных систем, – по словам James Braun, профессора в области приборостроения.

Поддержание требуемого "объема заправки" или количества хладагента в системе вносит существенный вклад в энергосбережение, поскольку кондиционеры с недостаточным количеством хладагента работают дольше для обеспечения необходимой степени охлаждения по сравнению с устройствами, заправленными в соответствии с инструкцией.

"Страдает не только энергоэффективность, но и срок службы кондиционера, т.к. ему приходится работать в форсированном режиме, вызывая ускоренный износ компонентов системы", подчеркивает Braun. "Услуги сервисного инженера по проверке и заправке хладагента согласно спецификации также отнимает чрезвычайно много времени и денежных средств. Для точного измерения количества хладагента в системе, необходимо полностью его скачать и взвесить – также весьма длительная процедура, при которой вакуумный насос является обязательным условием".

Новая альтернатива использует датчики для мониторинга температуры хладагента в различных точках по длине трубной магистрали кондиционера. Устройство очень удобно в использовании, т.к. датчики просто присоединяются к внешней стенке хладагентных трубок, говорит Braun.

Исследователи протестировали новую разработку на различных типах кондиционеров, использующих как традиционные хладагенты, включая R-22, так и более экологически безопасный R-410A, с недавнего времени заменяющий R-22. Работа финансировалась Калифорнийской Энергетической Комиссией в рамках программы PIER (Public Interest Energy Research), содействующей исследовательским, опытно-конструкторским и демонстрационным проектам в области энергии, направленным на улучшение качества жизни в Калифорнии посредством вывода на рынок экологически чистых, доступных и надежных энергетических продуктов и услуг.

Полученные данные изложены в научной статье, представленной на съезде Американской Ассоциации Инженеров в Области Отопления, Холодоснабжения и Кондиционирования Воздуха (ASHRAE) 22 июня в городе Louisville, штат Kentucky. Устройство было также подробно описано профессором Braun в одной из публикаций журнала HVAC&R Research в соавторстве с бывшим докторантом кафедры приборостроения Haorong Li, являющимся сейчас доцентом факультета архитектурного проектирования при Университете Nebraska.

Другой исследовательский проект Университета Purdue, подходящий в настоящий момент к своему завершению, проводит более углубленную оценку виртуального датчика заправки хладагента. Работа также финансируется программой PIER под руководством аспиранта Woohyun Kim.

Университет Purdue подал заявку на патент на свое новое устройство, разработанное при содействии исследовательского комплекса Ray W. Herrick Laboratories.

Li и Braun создали программный алгоритм, интерпретирующий данные температурного датчика для определения количества хладагента внутри системы. 4 датчика присоединяются к трубной магистрали, проложенной между теплообменниками кондиционера.

В системах охлаждения и кондиционирования воздуха, жидкий хладагент переходит в газообразное состояние в теплообменнике, называемом испарителем, охлаждая при этом воздух. Парообразный хладагент превращается снова в жидкость в другом теплообменнике – конденсаторе. В процессе испарения и конденсации, хладагент подвергается существенным температурным изменениям.

Автомобильные кондиционеры воздуха, оснащенные новой системой заправки хладагентом, активируют предупредительный сигнал на приборной панели автомобиля. Технический специалист, обслуживающий бытовые кондиционеры, может просто подключить персональное цифровое устройство к климатической системе для считывания информации по заправке хладагента, говорит Braun.

Исследователи начали разработку нового устройства 4 года назад.

"Данный метод вполне возможно поставить на коммерческую основу, при условии некоторых временный инвестиций в его реализацию", подчеркнул Braun.