В данной статье приводятся экспериментальные результаты влияния, вынужденного и естественное движение воздуха через конденсатор на основные энергетические показатели холодильного цикла. Проведено сравнение энерго-эффективности работы холодильной машины при двух видах воздухообмена.
Изучению эффективности теплообменных процессов, происходящих в холодильных машинах посвящено достаточно большое количество работ [1,4]. Современные бытовые холодильники — это «специфическое» устройство, которое эксплуатируется в самых разных условиях народного хозяйства, например, в быту или в промышленности, в магазинах и на транспорте и т. д. и, которое должно удовлетворять определенным требованиям, прописанным в ГОСТ 32968–2014, ГОСТ 22502–89. Согласно этим требованиям домашние бытовые холодильники рассчитаны на работу при температуре окружающей среды от +16оС до +42оС. Величина температуры окружающего воздуха влияет на интенсивность теплообмена с конденсатором, при ее росте он ухудшается. Для каждого размера конденсатора бытовой холодильной машины принудительный обдув целесообразно применять в случае максимально допустимой температуры окружающей среды.
Подобрать такую машину, которая хорошо отвечала бы всем этим требованиям сложно, в силу различных условий ее эксплуатации. Поэтому исследования влияния различных условий на энергетические показатели холодильной машины являются актуальными в настоящее время.
В статье приводятся результаты экспериментального исследования влияния воздухообмена конденсатора с окружающей средой на термодинамические характеристики холодильного цикла бытовой холодильной машины, схема которой показана на рисунке 1.
Рис. 1.
На рисунке буквами обозначены вентили, которые служат для имитации различных неисправностей, посредствам их перекрывания. Установим номинальный режим работы холодильника путем перекрытия вентилей А, В, Д.
Будем обдувать конденсатор центробежным вентилятором, имеющим производительность 100 м3/ч. На рынке представлен огромный выбор вентиляторов с такой производительностью, вот некоторые из них: Вентс Квайтлайн 100, ECO 100 Ballu, Soler&Palau Silentub 100.
Исследования проводились в помещении, в которой температура окружающей среды была равна 25 оС. На основе работы компрессора и его стоянки определялся коэффициент рабочего времени. Показания температур входа и выхода из конденсатора измерялись в точках 1 и 3. Температура поверхности труб измерялась с точностью 0,1оС. Температуры кипения и насыщения фреона измерялись по показаниям всасывающего и нагнетаемого манометров. Конденсатор обдувался с верху в низ. Скорость потока воздуха, в каждом эксперименте поддерживали постоянной. По измеренным температурам и давлениях определялись основные термодинамические параметры холодильного цикла. Полученные результаты приведены в таблице 1.
Таблица 1
|
Параметры |
Опыт |
|
|
С вентилятором |
без вентилятора |
|
|
Удельная массовая холодопроизводительность |
100 |
90 |
|
Удельная объёмная холодопроизводительность |
909,09 |
692 |
|
Теплота, отводимая от конденсатора |
140 |
130 |
|
Удельная работа цикла |
30 |
30 |
|
Холодильный коэффициент теоретический |
3,33 |
3 |
|
Мощность теплоты испарения |
240 |
216 |
|
Мощность теплоты конденсации |
336 |
326 |
|
Действительная холодопроизводительность компрессора |
|
29,2 |
|
Тепловая нагрузка на конденсатор в теоретическом цикле |
|
39,1 |
(Вт)
(Вт)
(Вт)
(Вт)
Таким образом экспериментально показано, что при вынужденном воздухообмене конденсатора величина холодильного коэффициента увеличивается на 11 %. При этом показатели тепловой нагрузки на конденсатор повышается на 2,97 %, а на испаритель увеличивается на 10 %.
Литература:
- В. М. Мизин, Д. В. Большаков, Т. И. Девятов. Повышение эффективности холодильных машин путем усовершенствования традиционных типов аппаратов // Научный журнал «НИУ ИТМО» — 2014. — № 1.
- Малышев А. А., Мамченко В. О., Мизин В. М., Киссер К. В. Современные теплообменные аппараты в низкотемпературной техники и перерабатывающих производствах // Научный журнал «НИУ ИТМО» — 2015. — № 1.
- Российский архив государственных стандартов [Электронный ресурс] / Каталог государственных стандартов РФ: объем базы 42010 документа. — режим доступа: http://www.rags.ru/gosts/1628/
- Брюшков Р. В., Ржесик К. А., Демин М. В. О влиянии интенсификации процесса конденсации на характеристики работы бытового холодильника // Современная техника и технологии. 2015. № 10 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2015/10/7987 (дата обращения: 01.10.2017).
