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能源呆子的沉思

极端高温下的空调性能

我们的住宅制冷设备在未来热浪肆虐的情况下还会有很好的表现吗?

这种自制的扩散器提高了空调的性能。根据普罗科特工程集团的研究人员的说法,在空调室外机的顶部增加一个自制的金属板扩散器,将提高制冷性能,降低能耗,并降低噪音。
图片来源:Proctor Engineering Group

在6月的最后一个星期,美国许多主要新闻媒体派出记者前往亚利桑那州发布该地区极端热浪的最新消息。凤凰城室外温度达到119华氏度。由于热空气太薄,小型飞机无法起飞,一些飞机被迫停飞。汽车的方向盘太热了,一些司机戴着烤箱手套。邮寄过来的黑胶唱片已经变形了。急诊室医生报告说,烧伤病例有所增加:当人们接触他们的汽车时,手被烧伤,而儿童赤脚外出时,脚被烧伤。

来自亚利桑那州的报道让人想起了科幻小说中世界末日的景象——在未来,不断上升的室外温度使得人们很难离开安全的空调大楼。

问题来了:典型的分体式空调能应付这些情况吗?或者,持续的热浪是否会要求空调制造商设计新型设备?

压缩机仍然可以工作

为了找到问题的答案,我求助于约翰·普罗科特普洛克特工程集团在加州的圣拉斐尔普罗科特是一名专业工程师,也是全国公认的住宅空调系统专家。

对我的问题的简短回答是,分体式空调的室外机(冷凝器)应对亚利桑那州的热浪应该没有问题。如果房主在热浪中感到热,问题很少是因为冷凝器或压缩机无法应对室外高温。相反,问题通常是由安装问题引起的(例如,限制空气流向室外单元或设计不良的管道系统)。

“如果你有一台不满意的旧压缩机——一台即将报废的压缩机——在高温下,头部压力……

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21日的评论

  1. 专家成员
    阿曼德科博||#1

    西南和极端温度
    在西南地区,用一个有足够间隙的“棚”屋顶来保护冷凝机组不受阳光照射会有帮助吗?(也许是一个追随建筑风格的平屋顶)
    我知道安装在房子西侧和北侧的冷凝器运行得更好,或者看起来更好!
    我可以看到那些弥漫的树叶和垃圾在任何时间!; -))

  2. 乔恩·R||#2

    我看到了多个来源
    我看到的多个来源表明,压缩机油温度不是一个问题,直到> 300F。

  3. 露西Foxworth||#3

    空调出风口
    我喜欢这个主意。现在我需要找一个风向标风速计来测量流量的增加。我想我能做到。

    露西

  4. 露西Foxworth||#4

    叶片风速计-不便宜
    哦。对风向标风速表不确定,因为他们不便宜。我可能要用我的手来估计空气流量。

    http://www.davis.com/Category/Rotating_Vane_Anemometers/51590

  5. Curt友善||# 5

    这里有一些零散的信息
    这篇文章里的信息,从实际操作条件和实际情况来看,有点到处都是。几个例子:

    1)年度检查——虽然John Proctor是对的,一些公司在定期预防性维护的幌子下进行不必要的服务工作,但必须承认,在恶劣环境下运行的复杂系统很容易恶化。什么时候你想要发现已经偏离规格的电容器将不再启动你的室外风扇或压缩机…在春季维修期间还是在室外热浪期间?

    免责声明-我经营一家暖通空调公司。我们每半年检查一次客户的系统,使用80点清单,以避免意外故障和昂贵的维修成本。一根不正确固定的电线可能导致系统吹灭制冷剂充注或烧坏压缩机。现在付款,或者以后付款。你的电话。

    2)“在125华氏度或130华氏度的高温下没有问题”也许是,也许不是。在室外空气温度下,交流压缩机处于设计气体排放压力和温度以及压缩机电机电流的粗糙边缘。如果室外机的空气流量保持在体积上,并且安装时,单元不会“再呼吸”它自己排出的空气,那么它应该继续运行,尽管在容量和效率上有显著的降低……与行业标准95*环境评级相比,两者都将下降1/3或更多。

    此外,在沙漠西南部,胜任的系统规格师应该已经应用了在温度远远高于95*F的情况下运行的校正因子。它被称为Manual S,这并不是凤凰号首次在室外温度远远高于95*F。

    3)漏斗。我很想多了解一些。我高度怀疑它增加空气流量通过室外机,因为它必须引入一点限制空气流动的定义。它可能做的是引导广泛旋转的排放空气远离系统,这样当它被安装在一个被植被、墙壁、围栏和/或悬垂物限制的位置时,它不太可能再呼吸自己的排放空气。

    4)容量下降-没有魔法温度,如105*F;它实际上是一个连续体。系统符合95*F的国家标准。在室外温度低于95*F时,它们的容量逐渐增大,而在温度高于95*F时,容量逐渐减小。效率遵循同样的轨迹。再次,我建议读者参考手册S,这是长期以来公认的评估HVAC设备的程序,考虑到实际的室外空气温度。

  6. GBA编辑器
    马丁Holladay||#6

    回复Armando Cobo(评论1)
    阿曼德,
    Q。“用带棚的屋顶来保护冷凝机组不受阳光照射会有帮助吗?”

    答:基本上,没有。我们在GBA中多次解决了这个问题。例如,我在2014年的一篇问答文章中回答了这个问题,标题是在阳光下的空调压缩机是否比在阴凉处的空调压缩机工作得更辛苦?

    第二年,也就是2015年,GBA博主Allison Bailes写了一篇关于这个话题的文章给空调遮阳能提高空调效率吗?

    Q。“我马上就能看到满是树叶和垃圾的扩散器!”

    答:好。我想,任何安装这种类型的扩散器的人都需要在空调季节开始时(佛罗里达州的2月1日,佛蒙特州的7月10日)至少进行一次年度清洁。在大多数情况下,冷凝器风扇可能会在夏季吹出偶尔落在漏斗中的叶子。

  7. GBA编辑器
    马丁Holladay||# 7

    回复Curt Kinder(评论#5)
    Curt,
    谢谢你详细和有用的意见。事实上,我采访的三位专家“有点散漫”,他们的建议相当于“散漫的信息”,准确地反映了该领域专家工程师的一些不同意见。你增加了第四个声音,有时一致,有时不同。不难发现,工程师们并不总是同意这一观点。

  8. 查理•沙利文||#8

    廉价的风速计
    昂贵的风速表并不便宜,但便宜的是便宜的。这张14美元。

    https://smile.amazon.com/ANGGO-Portable-Handheld-Anemometer-Thermometer/dp/B01EJJ8WB6

    我并不是特别推荐那种,但我只是想说还有更便宜的选择。

    我还想指出的是,仅仅有这个仪器并不能使测量气流变得容易,因为气流在表面上是变化的,仪表的读数取决于空气中的紊流以及实际的流量。但你可能会得到比你的手更准确的评估。

  9. Curt友善||#9

    风速计和室外机空气流量
    大多数有能力的暖通空调公司尝试在PM过程中测量系统性能。通常测量回风和送风温度,并报告delta。在冷却模式下正常运行的系统通常会表现出18 - 22 *F范围内的室内Delta-T

    我们的技术人员进一步计算了室外压缩机部分的空气侧温度。典型的值是8 - 12*F,较高的SEER单位进入该范围的低端。如果进入的空气温度高于周围的室外环境,那么系统是在呼吸室外空气,可能是由于邻近的墙壁、围栏、悬垂物、植被或兄弟残杀(另一个单元在附近运行)。

    以整数计算,室外风机的送风量大约是室内风机的两倍。我们不断强调分体式热泵系统在室内和室外的两侧获得适当气流的必要性。

    评估一个翻新漏斗的效果(图片看起来很像一个底部切开的镀锌金属片农业桶)应该相当容易:

    连续操作系统15分钟,以达到稳定状态。附上优质的交流电流表和高侧制冷剂压力表,最好是现代数字歧管。

    记录读数,连接漏斗,监视器读数。如果压缩机电流随侧压升高而下降,则胜者为胜者。如果OTOH、电流和压力上升,拆卸漏斗。

  10. 约翰•普洛克特||#10

    回应库尔特和露西
    扩散器绝对有效。我们已经测试过很多次了。我们把它放进了两个高温原型机中。它没有增加限制,它增加了气流。漫射器这门科学是众所周知的,并且使用了很多年。你不需要测量气流的增加,除非你是像我一样的能量书呆子。我的回忆是,没有回到教科书是,扩散器帮助改变压力增加通过风扇的速度,而不是提供一个“反压力”风扇。更重要的是每1000 CFM下降的瓦特。如果你想看一些测试结果https://www.proctoreng.com/dnld/01140.pdf表21。空调的性能也会随着温度的升高而降低没有什么神奇的105度。

  11. 乔恩·R||#11

    我觉得图47很有趣
    我发现图47很有趣——电荷的微小差异导致效率的巨大差异。

    图28 -温控器滞后对效率有显著影响?

  12. GBA编辑器
    马丁Holladay||#12

    回应Jon R
    乔恩,
    我从Proctor Engineering的论文(热、干式优化空调系统的能源性能下面)。

    但是,您对图28的引用有点令人困惑,因为图28描述了一个管状轴流风扇。风扇的插图似乎与恒温器的滞后没有任何关系。

  13. GBA编辑器
    马丁Holladay||# 13

    在扩散器
    我刚刚收到了来自Van Baxter (ORNL的研究员)的电子邮件。

    在他的电子邮件中,巴克斯特指出,“不错的文章和有趣的评论。这证明了工程师和经济学家很像:如果你问我们三个人对一个问题的意见,你可能会得到>3个意见。我同意普罗科特医生关于扩散器的看法。这样的设备绝对会提高室外机风扇的性能。”

  14. GBA编辑器
    马丁Holladay||# 14

    对GBA读者来说是一个挑战
    谁想成为第一个给我们发一张新安装的自制扩散器的照片的读者?我希望有人接受这个挑战——也许是下周末。

  15. Curt友善||# 15

    DIY扩散器
    扩散器激起了我的好奇心。现在我突然想到,许多,如果不是大多数,甚至所有新的商业VRF系统室外部分都有排放空气扩散器。这些似乎是双曲线,而不是直边漏斗。

    考虑到冷却塔有时包含类似的功能,冷却塔的性能很大程度上取决于给定风扇功率输入的最大空气流量。

  16. GBA编辑器
    马丁Holladay||# 16

    工程观点正在融合!
    很高兴看到这群猫能在一些重要的问题上达成一致。

  17. 乔恩·R||# 17

    哦,图48(和表
    哎呀,请参阅图48(和表23),而不是28。我的解释是,如果你不需要潜在的容量,在压缩机停止后运行风扇,将其变成合理的容量是有效的。跑短周期,所以你经常这样做。也许在家里开一个加湿器控制的加湿器更好?

    我不是生活在沙漠里,我通常需要我能得到的所有潜在能力。所以我的问题是“一个恒温器”每小时循环/摆动/差值“设置对空调效率有什么影响?”

  18. GBA编辑器
    马丁Holladay||#18

    这是图48
    图48来自Proctor Engineering论文。

  19. Curt友善||# 19

    骑行时间短=不好。
    ..."周期短,所以你经常这样做"

    这将是糟糕的——它需要10多分钟(有人说15-20分钟)的分裂热泵达到稳定状态,在此之前效率很低。压缩机也很难短周期-绕组过热,绝缘退化。家用暖通空调系统都使用密封压缩机——不可修理,更换非常昂贵。

    善待你的系统压缩机,除非你愿意把你的船费给你友好的邻居暖通空调承包商…他可能也喜欢船!

  20. 富勒姆·王尔德||# 20

    评论14
    马丁,

    我查看了我的RSL3H系列Fijitsu迷你劈叉,看看我是否可以利用这一点。令我惊讶的是,他们已经有一个短的集成扩散器。这只是一个大约2英寸深的估计,但很高兴看到制造商没有留下这样简单和容易的桌子。

  21. 专家成员
    Dana多赛特||#21

    三菱城市系列
    三菱城市系列压缩机有大量的内置扩压器。

    http://www.mitsubishicomfort.com/sites/default/files/img/feature/timeline2003.jpg

    缓解压差的最低可能的阻抗剖面是对数弧(与铜管乐器、警用扩音器和古董留声机的末端相同的形状),但任何合理的近似都有帮助,甚至是锥形部分(比如足球比赛时廉价的无动力风扇扩音器或船员队舵手的扩音器)。DIY版本是一个锥形部分,容易建造,但显然不是最高的性能。

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