Тетрис в теплообменнике

Проигрывая на компьютере сотни вариантов, исследователи из Национального института стандартов и технологий США (NIST) с помощью процедуры выбора оптимального решения разработали новый, более эффективный дизайн крышного кондиционера, сообщает achrnews.com.

В новом подходе оптимизировано расположение охлаждающих труб в теплообменнике блока. Один из американских производителей реализовал изменения в прототипе, созданном специально для NIST. Смоделированный на компьютере дизайн показал 3% прирост к общей производительности, это подтвердило результаты предварительно сделанного анализа.

Такого улучшения достаточно для того, чтобы производители смогли соблюдать жесткие стандарты энергоэффективности. Кроме того это позволяет сократить количество дорогостоящих медных труб в теплообменнике без ущерба для производительности.

«Мы определили оптимальный маршрут прохождения хладагента через теплообменник, позволяющий достичь наивысшей эффективности, - говорит Дэвид Яшар, исследователь NIST, - Учитывая то, что исследуемое устройство имеет 144 трубы, количество возможных маршрутов, определяемое последовательностью соединения труб – астрономически велико. Исследовать этот вопрос, используя традиционные методы, невозможно».

В новом дизайне связи между трубами, содержащими хладагент, оптимизированы, чтобы обеспечить максимальное охлаждение. Это, соответственно, приводит к изменению характеристик поступающего воздуха, особенно температуры и скорости.

«Наша цель – наилучшим образом связать характеристики воздуха и хладагента в любом месте теплообменника, - говорит Яшар, - Это может быть необычайно сложно, потому что поток воздуха в изогнутых трубах неравномерен».

По словам представителей NIST эксперимент по подтверждению концепции показал практическую полезность их подхода.

Дэвид Яшар и его коллега Сунил Ли впервые использовали лазерный метод для определения того, сколько воздуха и как быстро проходит через исходную систему охлаждения. Эти данные были введены в компьютерную модель, симулирующую работу теплообменника. С помощью специального алгоритма была создана совокупность возможных соединений труб, производительность которой оценивалась в модели. Лучшие варианты послужили отправной точкой для создания совокупности вариантов следующего поколения и так далее. Таким образом был сделан лучший выбор.

В результате был создан теплообменник, в котором потенциальная холодопроизводительность увеличилась на 8%, а общая энергоэффективность системы – на 3%.

Добавить TopClimat.ru в «Мои источники» в Яндекс Новости