Экспериментальное исследование особенностей работы холодильной машины



Для экспериментального исследования особенностей работы холодильной машины (ХМ) с автоматической системой саморазмораживания использовалась p-i диаграмма фреона R600a и электронные контроллеры для измерения температуры. Известно, что значения давления однозначно определяются по показаниям датчиков температуры (контроллеров) только в области испарения и конденсации фреона. Поэтому абсолютные значения давления р_к конденсации и давления р_и испарения, полученные нами (с некоторой погрешностью), определяются равенствами р_к=8,195 бар, р_и=1,048 бар.

Используя р-i диаграмму, построим теперь изобары в области испарения и конденсации (линии 3–4 и 6–7 на диаграмме, рисунок 1), так как в указанных областях изобары будут совпадать с изотермами.

По показаниям контроллеров определяем температуру на входе и выходе в компрессор, конденсатор и испаритель:

Т_вх.к=-5 ^◦С Т_{вх.конд.}= 57 ^◦С Т_вх.исп=-1 ^◦С

Т_вых.к=79 ^◦С Т_{вых.конд.}= 27 ^◦С Т_{вых.исп}=-11 ^◦С

Цикл ХМ с саморазмораживающейся системой.

Рис. 1. р-i диаграмма хлаагента R600а

Используя данные цикла, рассчитаем основные эксплуатационные параметры исследуемой ХМ:

Удельная массовая холодопроизводительность холодильного агента (в кДж/кг):

(1)

Массовый расход хладагента:

Используя холодопроизводительность установки (из паспортных данных БХМ)

(2)

Удельная работа сжатия в компрессоре:

(3)

Полезная мощность компрессора:

(4)

Электрическую мощность, подводимую к компрессору, определим по паспорту ХМ или маркировке на компрессоре, используя формулу:

(5)

Коэффицент полезного действия ХМ:

(6)

Степень повышения давления в компрессоре:

(7)

Мощность тепла, отводимого от охлаждаемых тел в холодильной камере БХМ:

(8)

Мощность тепла, поступающего в помещение от БХМ:

(9)

Холодильный коэффициент БХМ равен:

(10)

Теоретический расчет площади теплообмена конденсатора с окружащей средой:

(11)

Где

Экспериментальный расчет площади теплообмена конденсатора с окружащей средой:

(12)

Измерив длину и диаметр трубки конденсатора, найдем площадь. В нашем случае длина 14370 мм,а радиус трубки 2,625 мм:

Теоретический расчет площади теплообмена испарителя с внутреней воздушной средой:

Из формулы 8, теоретический расчет площади теплообмена конденсатора с окружащей средой ;

(13)

Плотность теплового потока воздуха из морозильной камеры к испаряющемуся фреону с установленными элементами (ТЭН,вентилятор):

Средняя температура морозильной камеры :

Т_{вых.исп}=-11 ^◦С и Т_вх.исп=-1 ^◦С

(14)

Используя данные полученные из формулы 14 определим плотность теплового потока:

(15)

Где — коэффициент теплоотдачи воздуха.

Плотность теплового потока воздуха из морозильной камеры к испаряющемуся фреону с учетом слоя инея на стенках без указанных элементов для саморазмораживания:

Вывод: бытовая холодильная машина с установленной саморазмораживающейся системой потребляет на 31682 Вт/год больше, чем холодильная машина без системы No Frost. Достижение уровня комфортности происходит за счет минимальной электрической энергии обогрева.

Экспериментально определена площадь теплообмена конденсатора с окружающей средой, S= 0,23 м². Теоретически рассчитана площадь теплообмена конденсатора с окружающей средой, S= 0,27 м², погрешность в исследовании составляет 14 %.

Литература:

1. Доссат Рой Дж. Основы холодильной техники / Доссат Рой Дж. Перевод с англ.— М.: Легкая и пищевая пром-ть, 1984. – 520 с.
2. Нащокин В. В. Техническая термодинамика и теплопередача: учеб. пособие для вузов / В. В. Нащокин. 3-е изд., испр. и доп. — Москва: Высш. школа, 1980. — 469 с.
3. Кругляк И. Н. Бытовые холодильники (устройство и ремонт): учеб. пособие / И. Н. Кругляк — М.: Легкая индустрия, 1974, — 205 с.