Введение к работе
Актуальность темы
Одной из современных научно-технических проблем является оценка и повышение качества холодильной техники и, в том числе, бытовых компрессионных холодильников (БКХ). Это вызвано рядом причин, среди которых главенствующее значение придается тенденции увеличения на потребительском рынке России новых зарубежных и отечественных моделей этого вида техники. Это относится к продукции таких фирм, как Bosch, AEG, Indesit, Ardo, Liebherr, Samsung, Zanussi, Frigidaire, Candy, Electrolux, Elenberg, Whirlpool, Sharp, Toshiba, LG, Snaige, Бирюса, Смоленск, Саратов, POZIS, NORD, Атлант и т.д. В связи с планируемым вступлением России в ВТО, эта тенденция не только сохранится, но и, естественно, будет нарастать. При этом возрастающая конкурентная борьба между фирмами приводит к закрытости информации об конструктивных и эксплуатационных особенностях их продукции. Предметом «ноу-хау» фирм являются и методики, способы, критерии и средства оценки эффективности БКХ.
При решении же проблемы оценки качества, эффективности БКХ указанные факторы являются сдерживающими, то есть условиями временных и информационных ограничений. Наличие этих ограничений приводит к дополнительным затратам времени, средств, использованию технологии «проб и ошибок» и, в итоге, снижению качества и эффективности БКХ.
Очевидно, что эти условия требуют создания и применения новых, универсальных в отношении разных моделей этой продукции подходов, критериев оценки её эффективности и информационной поддержки в процессе реализации и технической эксплуатации.
Таким образом, в условиях временных и информационных ограничений проблема создания и отработки унифицированных критериев и способов оценки эффективности как отдельных термодинамических процессов, так и холодильного цикла БКХ в целом является актуальной.
Целью диссертационного исследования является создание научно-обоснованных критериев оценки и анализа термодинамических процессов и энергоэффективности бытовых компрессионных холодильников в условиях временных и информационных ограничений.
Задачи диссертационного исследования.
1. Исследование современного состояния проблемы, методов и средств качественной оценки бытовых компрессионных холодильников и обоснование возможности использования метода подобия функционирования технических систем в качестве базового при достижении поставленной цели.
2. Разработка теоретических положений по созданию новых критериев оценки термодинамических процессов и энергоэффективности бытовых компрессионных холодильников.
3. Синтез и экспериментальная апробация новых критериев оценки качества термодинамических процессов и энергоэффективности бытовых компрессионных холодильников.
4. Разработка рекомендаций по практическому использованию результатов диссертационного исследования.
Объект и предмет исследования. Объектом исследования является бытовой холодильник компрессионного типа. Предметом исследования являются способы анализа и критерии оценки термодинамических процессов и энергоэффективности бытовых компрессионных холодильников.
Методы исследования. В диссертационной работе использованы научные положения методов системного подхода, анализа и обобщения информации, термодинамики процессов холодильной техники, подобия функционирования технических систем, моделирования, алгоритмов и программ.
Научная новизна диссертации.
1. Анализ известных теоретических положений в области средств диагностики состояния и качественной оценки бытовых компрессионных холодильников в условиях временных и информационных ограничений.
2. Предложены и обоснованы критерии оценки эффективности бытовых компрессионных холодильников, включающие, в общем случае, инварианты и индикаторы подобия, интенсивность и градиенты изменения температуры хладагента и окружающей среды при протекании термодинамических процессов.
3. Сформулированы основные принципы разработки новых способов оценки качества термодинамических процессов и энергоэффективности бытовых компрессионных холодильников.
Практическая значимость работы заключается в разработке:
- способа определения технического состояния подсистем бытовых компрессионных холодильников;
- алгоритмов и программ расчета параметров конденсатора и оценки технического состояния бытовых компрессионных холодильников;
- рекомендаций по использованию критериев оценки эффективности термодинамических процессов и энергоэффективности бытовых компрессионных холодильников в условиях временных и информационных ограничений.
Достоверность и обоснованность результатов, полученных в ходе исследования, обеспечивается:
-использованием в качестве фундаментальной базы исследования разработок отечественных и зарубежных авторов и фирм по вопросам оценки эффективности бытовых компрессионных холодильников;
-проведением экспериментов с использованием измерительных средств и методов обработки результатов исследований с использованием типового программного обеспечения и пакета оригинальных программ;
-апробацией теоретических выводов на научных конференциях и опубликованием результатов в научных изданиях, в том числе в рекомендованных ВАК России.
Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены и обсуждены на межвузовской (г.Шахты – 2007 г.), Всероссийских (г.Шахты – 2008, 2009, 2010, 2011гг.; г.Тамбов – 2008 г.), международной (г.Луганск - Украина – 2008 г.) научно-технических конференциях, на конкурсе проектов по программе У.М.Н.И.К, в ЗАО «ИНДЕЗИТ ИНТЕРНЕШНЛ» (г. Липецк – 2008, 2009гг.), на II международном молодежном инновационном конвенте ЮФО (г. Ростов-на-Дону – 2010г.), на VIII выставке инноваций «Высокие технологии XXI века» (г. Ростов-на-Дону – 2011г.). Результаты работы отмечены дипломами Минобрнауки РФ и Санкт-Петербургского государственного политехнического университета, включены в отчет по НИР ЮРГУЭС 3.09.Ф «Разработка научных основ повышения энергетической эффективности бытовых холодильных машин», выполненной по заданию Рособразования по ведомственной программе «Развитие научного потенциала высшей школы (2009–2011г.г.).
Результаты работы, выводы и рекомендации использованы предприятиями: ЗАО «Прогресс» (г.Шахты), ЗАО «Рембыттехника» г.Ставрополь, в учебном процессе ФГБОУ ВПО ЮРГУЭС при подготовке специалистов, магистрантов, в курсовом, дипломном проектировании.
Публикации. Результаты проведенных исследований отражены в 12 печатных работах, в том числе в журнале, входящем в перечень ВАК РФ; получено два патента РФ на изобретение и полезную модель, 2 свидетельства об официальной регистрации программ для ЭВМ; опубликована монография.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, и списка литературных источников из 113 наименований.
