При какой температуре нельзя включать кондиционер на тепло

Все о "всеядном" двигателе Стирлинга | Автор топика: Семен


Бытовой электрогенератор на дровах, мощный самодельный кондиционер или тепловой насос? Это реально! Одна из причин, по которой не утихает интерес к двигателю Стирлинга, изобретенному 200 лет назад, но так и не получившему распространение - это его всеядность.
Как и любой двигатель внешнего сгорания, он привлекает возможностью получать электричество или механическую работу из любого тепла. Кроме того, данный двигатель может работать как холодильник/кондиционер или тепловой насос. При этом ему не требуется фреон – рабочим телом может быть воздух. А диапазон рабочих температур гораздо больше, чем у традиционных устройств. Вторая причина, это высокий КПД (теоретический). Например, для температур, которые возникают внутри ДВС, КПД двигателя Стирлинга мог бы быть выше 80%, а для ДВС «потолок» 50%.

На картинке изображена популярная анимация из Википедии, показывающая принцип работы этого двигателя. Когда поршень-вытеснитель расположен в холодной части, газ (например, воздух) в горячей части расширяется и, обтекая вытеснитель (он не плотно прилегает к стенкам цилиндра), давит на рабочий поршень. Рабочий поршень крутит маховик, к которому, со смещением на 90% от шатуна рабочего поршня, прикреплен шток вытеснителя. В результате, маховик
толкает вытеснитель в горячую часть цилиндра и газ из горячей области, попадает в холодную, после чего, уже охлажденный, сжимается рабочим поршнем.
Затем, вытеснитель перемещается в холодную область, а газ в горячую и цикл повторяется.

В чем недостаток подобной анимации? В том, что часто при попытках сделать рабочий вариант двигателя, ее (и подобные ей картинки) используют как руководство по созданию двигателя. А ведь это всего лишь наглядное пособие, для демонстрации общих принципов работы. В таком виде только игрушку можно собрать.

Если же делать двигатель, имеющий сколько-нибудь приемлемый КПД и более-менее ощутимую мощность, необходимо более детальное изучение вопроса. Это совсем не сложно, поэтому удивляют люди, которые вместо того, чтобы потратить немного времени на более глубокое изучение вопроса, тратят недели на создание двигателей, которые, несмотря на внушительные размеры, не способны развивать сколько-нибудь заметную мощность.

Чего не хватает таким самодельным двигателям? Много чего – хорошей тепловой изоляции горячей части от окружающего воздуха, рекуператора, который использует горячие газы, для нагрева воздуха, поступающего в топку, хорошего регенератора (его назначение часто не понимают). Это все требуется для обеспечения хорошего КПД и об этом я расскажу в ряде следующих статей, а здесь я начну с мощности двигателя.

И так, от чего же зависит мощность? В первую очередь от количества тепла, которое может «принять» и преобразовать в работу двигатель Стирлинга. Газ обладает небольшой теплоемкостью, поэтому его требуется много – для мощности в 1 кВт, требуется не менее 2 литров воздуха. Но это при очень хорошем исполнении всех деталей. На практике, требуется 3-5 литров. НО! Газ обладает еще и очень низкой теплопроводность и нагревается только часть газа, находящаяся у стенок цилиндра. Поэтому, когда размер цилиндра увеличивается, то увеличивается и объем газа не участвующий в работе. То есть на рисунке выше, равномерный нагрев газа сильно идеализирован и, по факту, процессы в цилиндре ближе к этой картинке: Таким образом, при увеличении объема в 4 раза, мощность увеличивается только в 2 раза, при увеличении объема в 25 раз, мощность увеличится в 5 раз. По этой причине, основным путем увеличения мощности двигателя, в промышленных разработках, стало не увеличение объема, а увеличение количества газа в малом объеме. То есть закачивание в цилиндр газа под большим давлением – 100-200 атмосфер. Естественно, это приводит к проблемам герметичности и повышенным требованиям к материалам. Поэтому промышленные варианты двигателя слишком дорогие и, несмотря на небольшой рабочий объем (0, 5-2, 0 литра), весят 100-200 кг. А в домашних или полукустарных условиях такой вообще не создать.

Но, есть вариант увеличивать мощность пропорционально объему
цилиндра. Это достаточно простой способ, идея которого появилась совсем недавно и еще не получила распространения (подробнее - https://zayvka2016131416.blogspot.ru/ ). Для того, чтобы весь газ в цилиндре участвовал в работе, а скорость нагрева и охлаждения ощутимо увеличилась, необходимо обеспечить обдувание газом стенок цилиндра. То есть создать внутри цилиндра принудительную конвекцию – потоки в газе. Каким образом? Самый простой, это расположить вентиляторы внутри цилиндра. Тогда возможно наращивать объем сколько угодно. Но повышенное давление все же желательно – хотя бы 3-5 атм. Потому что при атмосферном давлении отношение полезной работы к потерям на трение, на движение вытеснителя и т.п. слишком мало.

В итоге, чтобы создать в «гаражных» условиях двигатель Стирлинга мощностью 1 кВт и более, требуется закачать в цилиндр воздух под давлением 3-5 атм. (автомобильным компрессором или насосом) и, обязательно, обеспечить принудительную конвекцию внутри цилиндра.

Ну а о том, как улучшить КПД двигателя, о подборе материалов и о том, как рассчитать оптимальный ход рабочего поршня, а также о холодильниках и тепловых насосах, я расскажу в следующих статьях. И, если эта тема вас интересует, советую присоединиться к этой группе, чтобы узнать о выходе этих статей - https://ok.ru/group/55226165559320.


Темы группы:
О том как важен регенератор для двигателя Стирлинга - https://ok.ru/group/55226165559320/topic/65743383109656
Каким должен быть регенератор- https://ok.ru/group/55226165559320/topic/65753189392408
О том, почему КПД двигателей Стирлинга не смогли поднять выше 40% - https://ok.ru/group/55226165559320/topic/65777624358936

Dan (Sukhbataar)

Владимир (Amaury)

Семен (Frantisek)

Владимир (Amaury)

Семен (Frantisek)

Владимир (Amaury)

Семен (Frantisek)

Владимир (Amaury)

Семен (Frantisek)

Обслуживание (Naoto)

Метки: При какой температуре нельзя включать кондиционер на тепло

Кондиционер двенашка. Площадь 100 кв метров. Опыт эксплуатации на отопление 2 сезона.

Можно ли включать кондиционер (сплит-систему) зимой?

Вопросы о кондиционерах | Автор топика: Sigalia

Можно ли простудиться от кондиционера?

Кондиционер, как и любая бытовая техника, при неправильном использовании может вместо пользы принести вред. Чтобы этого не произошло достаточно придерживаться нескольких простых правил. Поток воздуха от кондиционера не должен попадать на людей. Поскольку струя холодного воздуха из внутреннего блока направлена вперед и вниз, то размещать внутренний блок желательно сбоку от рабочего места. Регулировать направление потока можно с помощью горизонтальных и вертикальных жалюзи (вертикальные жалюзи обычно не управляются с пульта, их можно поворачивать только вручную).

Бывают ли кондиционеры без внешнего блока?

Кондиционеры без внешнего блока — это моноблочные кондиционеры (мобильные и оконные). Других бытовых кондиционеров без внешнего блока не существует. В магазинах бытовой техники бывают, так называемые, кулеры, внешне напоминающие мобильные кондиционеры.
Продавцы иногда выдают их за кондиционеры без внешнего блока, однако к кондиционерам кулеры не имеют никакого отношения — это просто увлажнители воздуха с мощным вентилятором. Первые 20 — 30 минут после включения такого аппарата воздух действительно может немного охладиться за счет испарения воды, однако потом он снова нагреется, только из-за увеличившейся влажности переносить жару станет еще труднее.

Может ли кондиционер подавать с улицы свежий воздух?

Бытовые сплит-системы не могут вентилировать воздух, они только его охлаждают или нагревают. Для вентиляции можно использовать канальные кондиционеры, которые могут не только охлаждать или нагревать, но и забирать с улицы до 100% свежего воздуха. Однако из-за больших габаритов и необходимости разводки воздуховодов такие кондиционеры в квартирах применяются редко. Для вентиляции воздуха в жилых помещениях, как правило, используют компактные приточные установки.

Могу ли я зимой греться с помощью кондиционера?

Большинство «теплых» кондиционеров может работать в режиме обогрева только до -5°С. Если температура опустилась ниже, то включать кондиционер нельзя — может выйти из строя компрессор. Подробнее об этом написано в разделе Функции и характеристики кондиционера.

Могу ли я установить наружный блок кондиционера на балконе?

Наружный блок кондиционера выделяет большое количество тепла, поэтому внутри него установлен мощный вентилятор, охлаждающий испаритель кондиционера воздушным потоком. Именно поэтому наружный блок кондиционера должен устанавливаться на открытом пространстве.
В крайнем случае, его можно установить на застекленном балконе, при условии, что балкон имеет несколько открывающихся окон и одно из них расположено напротив вентилятора наружного блока.

Какое обслуживание требуется для кондиционера?

Для того чтобы кондиционер нормально охлаждал воздух и не вышел раньше времени из строя, необходимо регулярно (обычно раз в две - три недели) чистить фильтры, расположенные под лицевой панелью внутреннего блока. Кроме этого желательно не менее 1 раза в год, весной - перед началом сезона, вызывать специалистов для проведения чистки, диагностики и дозаправки фреоном Вашего кондиционера. Кондиционеры эксплуатирующиеся круглый год, необходимо обслуживать не реже 2 раз в год.

Можно ли включать кондиционер зимой или ... - Strmnt.com

Режим «Обогрев», температура ниже -5 ... при включении кондиционера.

Сколько минут варить картошку в мундире в микроволновке
Какая вафельница лучше для тонких вафель сластена или лакомка отзывы
Как понять что пора заправлять кондиционер
Раскрыть / написать / или закрыть комментарии(ий)