Влияет ли снижение скорости вращения вентилятора на нагрузку на компрессор кондиционера

Вопреки моей интуиции инженера по системам отопления, вентиляции и кондиционирования:

bfw577 | 29 ноября 2019 г., 06:11 | #6

Я нашел исследование министерства энергетики, в котором было обнаружено, что COP увеличивается на 60% при
включенном вентиляторе. Это в значительной степени подтверждает мои выводы. Включите вентилятор
на полную мощность.

https://www.greenbuildingadvisor.com/question/mini-split-fan-speed-any-effect-on-efficiency

Если это не так и мне требуется лишь незначительное охлаждение, то имеет смысл включить вентилятор на полную мощность, а затем полностью отключить его, а не использовать постоянно на низкой скорости.

Да. Установите нужную температуру и полностью выключите его. Скорость вращения вентилятора регулируется исключительно электрически, что не оказывает существенного влияния на расход топлива.

При выключенном компрессоре кондиционера вы всегда будете расходовать меньше топлива, а значит, снизятся паразитные потери в двигателе. Использование более высокой скорости вращения вентилятора для того, чтобы «почувствовать» прохладу, а затем его выключение будет более эффективным, чем длительная работа системы на более низкой скорости вращения вентилятора.

Короткий ответ: да, влияет, хотя и косвенно, а не напрямую.

Подробный ответ таков: при условии, что температура окружающего воздуха значительно выше точки замерзания воды, что воздушный фильтр салона чистый и что система настроена на охлаждение окружающего воздуха, а не рециркулируемого, тепловая нагрузка на испаритель пропорциональна скорости вращения вентилятора и, следовательно, объёму воздуха.

Если через него должна проходить большая масса теплого воздуха, через ребра испарителя передается больше энергии (так что даже конструкция испарителя и, в частности, его теплообменная поверхность играют важную роль) от воздуха к жидкому хладагенту, пропускаемому внутрь него TEV или диафрагменной трубкой, поэтому он больше расширяется и вместе с абсолютным давлением внутри испарителя увеличивается перегрев паров хладагента (разница между температурой кипения жидкости при определенном абсолютном давлении и температурой пара), поскольку после расширения до насыщенного пара у него есть достаточно времени, чтобы уловить достаточное количество нагревать для дальнейшего нагрева за счет испарения оставшейся жидкости (важным свойством перегретого пара является то, что никакая жидкость в жидком состоянии не разносится паром, в отличие от насыщенного пара).

Если система оснащена турбонаддувом, то дальше всё просто: более горячий пар под более высоким давлением поступает в компрессор, и каждый поршень в каждом цилиндре, в свою очередь, должен прокачать этот пар через небольшой выпускной клапан на тарельчатой заслонке головки блока цилиндров. То есть давление в головке блока цилиндров повышается, увеличивается сила, действующая на поршень во время его движения, и это приводит к увеличению нагрузки на двигатель.

В системе TEV пружина внутри TEV позволяет поддерживать определенное значение перегрева, а чувствительная лампочка, контактирующая с выпускным отверстием испарителя, поднимает иглу клапана, пропуская больше жидкого хладагента внутрь испарителя, когда выпускное отверстие становится теплым, и меньше, когда оно становится холодным, и все это приводит к образованию пара с определенным перегревом и давлением на выходе из испарителя и, следовательно, во всасывающей линии.

Если через испаритель должна проходить меньшая масса воздуха, в жидком хладагенте выделяется меньше энергии, поэтому испаритель быстрее остывает. Игла TEV начинает закрываться все больше и больше, пропуская внутрь все меньше и меньше жидкости, при этом из испарителя по-прежнему выходит постоянный поток перегретого пара, в то время как при OT любая капля жидкости, которая прошла через испаритель, не превратившись в перегретый пар, собирается в аккумуляторе, прежде чем достичь всасывающего отверстия компрессора. Более низкое давление всасывания приводит к снижению напора и нагрузки на двигатель.

При включенной рециркуляции воздуха испаритель охлаждается до нужной температуры еще быстрее и проще, поскольку ему приходится охлаждать уже охлажденный воздух. Поэтому при включенной рециркуляции давление на выходе компрессора и нагрузка на двигатель снижаются еще больше.

Минимальная нагрузка на двигатель становится еще ниже, если компрессор способен регулировать свой рабочий объем в соответствии с фактической температурой испарителя (с помощью компрессоров с регулируемым рабочим объемом с внутренним управлением) или, что еще эффективнее, с потребностями системы ОВКВ в охлаждении (с компрессорами с регулируемым рабочим объемом с внешним управлением) до такой степени, что его поршни совершают очень малый ход, когда в первом случае температура испарителя близка к точке замерзания воды, или, во втором случае, когда температура испарителя находится на уровне, необходимом для охлаждения воздуха, выходящего из вентиляционных отверстий, до желаемой температуры.

По той же причине, поскольку на холодопроизводительность системы влияет поток воздуха, проходящий через испаритель в данный момент (а также поток жидкого хладагента, проходящий через него, и его теплообменная поверхность), на температуру в салоне влияет скорость вращения вентилятора. Чем больше поток воздуха, тем больше холодного воздуха, который может дополнительно охладить салон. Меньший поток воздуха означает, что вентиляционные отверстия подают меньший поток прохладного воздуха, который, хотя и позволяет испарителю охлаждаться сильнее, так что температура в вентиляционных отверстиях действительно снижается, может легко восстанавливаться за счёт других источников тепла (например, солнечных лучей, если стёкла не тонированы), и температура в салоне остаётся выше, чем при увеличенном потоке воздуха.

Все эти факторы (а также не связанный напрямую с ними фактор — количество тепла, выделяемого отопителем) автоматически учитываются системами автоматического контроля температуры (АКТ), когда вы устанавливаете желаемую температуру в салоне. При ручном управлении климатом вам нужно точно знать, как работает система отопления, вентиляции и кондиционирования вашего автомобиля, чтобы использовать ее с максимальной эффективностью.

Компрессор кондиционера в вашем автомобиле, как и большинство (но не все) компрессоры кондиционеров в других местах, работает на одной скорости и не имеет регулировок. Он либо включен, либо выключен. Изменение положения регулятора температуры или скорости вращения вентилятора не уменьшит нагрузку. Компрессор выполняет ту же работу — вы просто подаете в салон меньше холодного воздуха. В какой-то момент система может переохладиться, и компрессор начнет включаться и выключаться.

Вы могли заметить, что при низкой скорости вращения вентилятора воздух, выходящий из вентиляционных отверстий, на самом деле холоднее. Охлаждение происходит при меньшем объёме воздуха, поэтому разница температур больше.