Подбор оборудования для проведения экспериментальных исследований БХП

Размещено на http://www.allbest.ru/

Подбор оборудования для проведения экспериментальных исследований БХП

Выполнил: Геворкян Вячеслав Витальевич, студент группы ХМУ-19МА

Руководитель: Кулешов Денис Константинович, канд. тех. наук, доцент

Донецкий национальный университет экономики и торговли имени Михаила Туган-Барановского

г. Донецк

Основная часть

Оборудование для проведения экспериментальных исследований связанных с теплопроводимостью шкафа включает в себя термокамеру, а также систему измерения и управления.

Рисунок 1 - Термокамера для испытания холодильных приборов

Термокамера (Рисунок 1), представляет собой теплоизолированное помещение 1, внутри которого размещается платформа 2 для установки испытуемых холодильных приборов. Термокамера оборудована кондиционером 3 и нагревателем 4 для создания необходимого температурного режима, соединительными проводами 5 и розетками 6 для подключения холодильных приборов, экранирующими щитами 7 и комплектом термоэлектрических преобразователей 8.

Технические характеристики термокамеры:

- размеры внутреннего пространства камеры, мм:

-длина - 3800,

-ширина - 2810,

- высота - 2500;

- диапазон изменения температуры в камере, ° С - от 16 до 43;

-допустимое отклонение температуры в произвольной точке полезного объема камеры от заданного значения, °С - ± 0.5

- градиент температуры по вертикали от платформы по высоты, °С/м не более-2;

- время повышения температуры в камере от 25 до 32 °С, мин. не более -120; холодильный прибор температура

- время понижения температуры в камере от 25 до 6 ° С, мин. не более -240.

Значение температуры окружающей среды при проверке температур хранения и замораживания соответствовало классу ST - от +18 до +38 С. В камере для хранения свежих продуктов - плюс 5 С, в низкотемпературном отделении (НТО) - минус 18 С.

Температура окружающей среды при проверке потребления электроэнергии и времени повышения температуры при отключении энергии - плюс 25 С.

Величина температуры в каждой из контролируемых точек поддерживалась на постоянном уровне с точностью ±0,5 °С.

Градиент температура по вертикали от платформы до высоты 3 м не превышала 2 °С /м.

Влажность воздуха была в пределах от 45 % до 75 %.

Холодильный прибор был установлен на деревянную платформу с твердой верхней поверхностью, окрашенной в черный матовый цвет. Конструкция платформы обеспечивала возможность свободной циркуляции воздуха под ней. Верхняя часть платформы находилась на уровне 0,3 м от пола помещения для испытаний и выступала от 0,3 до 0,6 м за пределы всех сторон холодильного прибора, за исключением тыльной стороны, где она выступала до вертикальной перегородки.

Циркуляция воздуха вокруг холодильного прибора была ограничена тремя вертикальными перегородками, окрашенными в черный матовый цвет и размещенными следующим образом. Одна из перегородок устанавливается параллельно задней стенке холодильного прибора напротив упоров или на расстоянии, определяемом изготовителем с учетом общего пространства, необходимого при эксплуатации холодильного прибора, Две другие перегородки устанавливаются параллельно боковым стенкам холодильного прибора и крепятся к платформе на расстоянии 0,3 м от боковых стенок холодильного прибора. Ширина этих перегородок должна быть 0,3 м.

Вертикальные перегородки должны быть сплошными и выступать над верхней частью холодильного прибора не менее чем на 0,3 м:

Холодильный прибор должен быть расположен или защищен так, чтобы отсутствовало непосредственное синее излучение от оборудования, применяемого для нагрева или охлаждения помещения для испытаний.

Циркуляция воздуха в помещении для испытаний должна обеспечивать поддержание необходимых температур окружающей среды в заданных пределах. На холодильный прибор не должны воздействовать воздушные потоки со скоростью свыше 0,25 м/с.

Циркуляция воздуха в помещении для испытаний не должна препятствовать нормальной циркуляции воздуха, создаваемой холодильным прибором.

При испытании загруженного холодильного прибора были использованы испытательные пакеты, имеющие форму прямоугольного параллелепипеда.

Данные об испытательных пакетах указаны в таблице 1

Таблица 1 Данные об испытательных пакетах

Наполнитель испытательных пакетов имеет следующий состав на 1 кг: окиси этилмстилцеллюлозы (239 ± 2) г, воды (764 ± 5) г; хлористого натрия (5 ± 0.5) г; парахлорметакрезола (0,80 ± 0,01) г.

Точка замерзания этого состава равна минус 1 °С. Его тепловые характеристики соответствуют тепловым характеристикам постной говядины.

Наполнитель упаковывают в полимерную оболочку толщиной не более 250 мкм так, чтобы обмен влаги с воздухом был минимальным, и герметизируют.

Холодильный прибор испытывают при номинальном напряжении и частоте или среднем напряжении в диапазоне номинальных напряжений. Предельные допустимые отклонения ± 1 %.

Температуры измеряется измерительными щупами, датчики которых вставляют в пакеты "М" или, при измерении температуры окружающей среды и температур при всех испытаниях, в центр луженых медных или латунных цилиндров массой 25 г, имеющих минимальную площадь внешней поверхности. Диаметр цилиндра равен его высоте и составляет 15,2 мм. Температура должна, по возможности, постоянно регистрироваться. Точность измерительных приборов должна быть ± 0,5 С.

Проверка теплоэнергетических параметров проводятся в установившемся режиме при закрытых дверях. С этой целью холодильный прибор должен предварительно проработать в течение соответствующего времени, но не менее 18 ч.

При измерении температуры окружающей среды или изменении установки терморегулятора следующее испытание можно начать только после достижения установившегося режима.

Исследовательская часть

Перед испытанием пакеты для заполнения отделения следует охладить до температуры, соответствующей температуре отделений.

Для определения производительности замораживания пакеты, применяемые для заполнения замораживающего пространства, следует нагреть до температуры (25 ± 1) °С.

После установки термочувствительных элементов следует устранить возможное нарушение герметичности двери или крышки.

Полное заполнение объемов отделений должно достигаться использованием пакетов различных размеров так, чтобы вертикальный зазор между верхней кромкой верхнего пакета и полкой, линией предела загрузки или горизонтальной поверхностью, расположенной непосредственно над верхним пакетом, составлял не более 25 мм.

Между стенками испытательных пакетов и вертикальными плоскостями прибора должен быть зазор не менее 15 мм.

Разрешается использование прокладок, не влияющих на температурный режим и циркуляцию воздуха.

Температура в камере определяется температурой самого теплого пакета.

Коэффициент рабочего времени определяют делением времени работы на общее время цикла, измеренного средствами измерений с абсолютной погрешностью ± 5 с.

Определение производительности замораживания проводят следующим образом.

Незагруженный холодильный прибор охлаждают до минимальной температуры, которую он может достичь в режиме замораживания в течение 24 ч при температуре окружающей среды 28 °С (для класса ST), при этом температура в камере для хранения свежих продуктов не должна быть ниже 0°С.

При испытании большой нагрузкой в морозильной камере на каждые 0,1 м 3 объема для хранения следует поместить не менее 25 кг теплых пакетов, обеспечив хорошее соприкасание пакетов с охлаждающей поверхностью. Точки измерения находились в геометрических центрах горизонтальных поперечных сечений камеры, расположенных на расстоянии 220 мм, 537 мм и 633 мм от нижней стенки камеры. Среднюю температуру определяли как среднее арифметическое трех значений температур в точках измерений. В качестве температуры в точках измерений принимали среднее арифметическое значение максимальной и минимальной температуры, определенной не менее чем за три полных цикла работы холодильного агрегата.

Температуру пакетов и время измеряют, начиная с момента заполнения пакетами, до тех пор, пока температура самого теплого пакета достигнет минус 18 °С.

После замораживания большой нагрузки пакеты перегруппировывают или извлекают для освобождения места под пакеты малой нагрузки. Холодильный прибор продолжает работать в том же положении терморегулятора или переключателя режимов работы до достижения установившегося режима. Затем в возможно минимальное время вводят пакеты малой нагрузки, соответствующей производительности замораживания для данной модели холодильного прибора.

Пакеты малой нагрузки не должны находиться в контакте с пакетами большой нагрузки.

Пакеты располагают таким образом, чтобы самая большая их поверхность контактировала с охлаждаемой поверхностью.

Средняя температура в камере холодильников определялась как среднее арифметическое значение температуры обмериваемых всеми термопарами, размещенными в этой камере при постоянном режиме.

Средняя температура окружающей среды определялась как среднее арифметическое значение температуры обмериваемых термопарами, размещенными в термокамере, и составляла 25°С.

При проведении теплоэнергетических испытаний было взято 5 моделей холодильников.

Первая модель - ДХ 271, базовая модель холодильника была взята с заводского конвейера и конструктивным изменениям не подвергалась. Температура в МК составляла -18°С, в ХК - 4,86°С. Суточное потребление электроэнергии составило 0.815 кВт*ч, что соответствует классу энергетической эффективности А.

Вторая модель была аналогичной серийной. Конструктивные отличия составил лишь доработанная конструкция испарителя. Отличия составляло: испаритель МК - 4 алюминиевых листа толщиной 0,8 мм приклеенных на полистироловую камеру. Сверху уложен змеевик из алюминиевой трубки 8.1мм. Для лучшего контакта трубка прижимается к листу при помощи установки прокатки, и сплющуется до 5,5 мм в количестве 10 ниток. После прижатия трубка имеет трехгранную поверхность. Крепятся трубки сильфона - на 5-ой нитке. Сверху - лента EURO 400; испаритель ХК - на полистироловую камеру приклеен алюминиевый лист толщиной 1,2 мм размером 430х 520 мм. Сверху уложен увеличенный до 12 ниток змеевик из алюминиевой трубки 8.1мм сплющенной для лучшего контакта до 5,5мм. Сверху лента EURO. Температура в МК составляла -18°С, в ХК - 4,92°С. Суточное потребление электроэнергии снизилось на 1% и составило 0,9 кВт*ч. Эти данные соответствуют классу энергетической эффективности А.

Третья модель, была аналогичной серийной. Конструктивные отличия составило лишь утолщения всех стенок и двери МК на 10 мм. Температура МК была равна -18°С, а температура ХК - 4,84°С. Суточное потребление электроэнергии снизилось на 3% и составило 0.792 кВт*ч. Эти данные соответствуют классу энергетической эффективности А.

Четвёртая модель была аналогичной серийной без изменения конструктивных особенностей. Отличием было то, что в модель был установлен новый компрессор ОКВ 8-3-К с улучшенными теплоэнергетическими параметрами: Ке=1,8 Вт/Вт, холодопроизводительность - 155.5Вт. Температура в МК составляла -18°С, в ХК - 4,89°С. Суточное потребление электроэнергии снизилось на 10% и составило 0,734 кВт*ч. Эти данные соответствуют классу энергетической эффективности А.

Пятая - проектируемая модель подверглась наибольшему количеству изменений. А именно:

- утолщения всех стенок и двери МК на 10 мм;

- установлен компрессор ОКВ 8-3-К с улучшенными теплоэнергетическими параметрами: Ке=1,8 Вт/Вт, холодопроизводительность - 155.5Вт;

- установлен испаритель МК - 4 алюминиевых листа толщиной 0,8 мм приклеенных на полистироловую камеру. Сверху уложен змеевик из алюминиевой трубки 8,1мм. Для лучшего контакта трубка прижимается к листу при помощи установки прокатки, и сплющуется до 5,5 мм в количестве 10 ниток. После прижатия трубка имеет трехгранную поверхность. Крепятся трубки сильфона - на 5-ой нитке. Сверху - лента EURO 400;

- испаритель ХК - на полистироловую камеру приклеен алюминиевый лист толщиной 1,2 мм размером 430х 520 мм. Сверху уложен увеличенный до 12 ниток змеевик из алюминиевой трубки 8,1мм сплющенной для лучшего контакта до 5,5мм. Сверху лента EURO.

Суточное потребление электроэнергии снизилось на 14% и составило 0,701 кВт*ч. Эти данные соответствуют классу энергетической эффективности А+.

Данная усовершенствованная модель в дальнейшем получило название NORD NRT 141

Необходимо отметить, нормативное значение суточного потребления холодильника NRT 141, соответствующего классу энергопотребление А+, выше чем у холодильника ДХ 271. Минимальное значение суточного энергопотребления, соответствующего классу энергопотребления А+, изменилось с 0.712 кВт*ч до 0.725 кВт*ч.

Это связано с увеличением внутреннего объёма морозильной камеры, которое в свою очередь было сделано по многочисленным заявлением покупателей продукции компании ПАО "НОРД".

Испытания были проведены соответственно с изложенной выше методикой. Данные проведенных исследований занесены в таблицу 2и представлены в виде гистограммы на рисунке 2

Таблица 2 Теплоэнергетические показатели

Рисунок 2 - График изменения теплоэнергетических показателей

Размещено на Allbest.ru