Калориметрический стенд для исследования процесса дросселирования в капиллярных трубках бытовых холодильников

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФГБОУ ВПО «Российский государственный университет туризма и сервиса»

Калориметрический стенд для исследования процесса дросселирования в капиллярных трубках бытовых холодильников

Сиротенко Яна Александровна,

аспирант кафедры «Бытовая техника»

Кудров Юрий Владимирович,

аспирант кафедры «Бытовая техника»

Меркуленков Сергей Владимирович,

аспирант кафедры «Бытовая техника»

г. Москва

Аннотация

капиллярный трубка холодильный калориметрический

Одной из основных отличительных особенностей схемных решений холодильных агрегатов является исполнение дроссельных устройств, роль которых в бытовых холодильниках выполняет капиллярная трубка. Для создания методики расчета и подбора капиллярных трубок для разных хладагентов необходимо провести экспериментальные исследования, что в свою очередь требует разработки калориметрического стенда, позволяющего установить влияние между геометрическими параметрами капиллярной трубки и ее пропускной способностью.

Ключевые слова: капиллярная трубка; калориметрический стенд; дросселирование

Abstract

The analysis of thermodynamic efficiency of cycles for coolant R12, R134A, R600A at different temperature of boiling and condensating influence the indexes of thermodynamic efficiency of cooling cycle, specific heat trapped from the condenser, specific isoentropy performance of a compressor, theoretical cooling ratio. The comparison of properties calculated is made to determine the most efficient coolant to use it in modern compressed cooling equipment.

Keywords: coolant, specific mass of cold productivity, specific heat, trapped from the condenser, specific isoentropy performance of a compressor, theoretical cooling ratio

Основная часть

Энергетическая эффективность компрессионных бытовых холодильников является одним из важнейших факторов, определяющих их технический уровень и конкурентоспособность. Снижение энергопотребления и повышение холодопроизводительности являются приоритетными направлениями совершенствования бытовой холодильной техники.

Снижение энергопотребления и повышение холодопроизводительности в бытовых компрессионных холодильниках осуществляется в следующих основных направлениях: совершенствование схемных решений холодильных агрегатов, повышение технического уровня герметичных хладоновых компрессоров, применение новых теплоизоляционных материалов со сниженным коэффициентом теплопроводности [1].

Одной из основных отличительных особенностей схемных решений холодильных агрегатов является исполнение дроссельных устройств [2]. В настоящее время в холодильниках в качестве рабочих веществ применяются различные озонобезопасные холодильные агенты. Одной из нерешенных в настоящее время проблем является отсутствие методики расчета и подбора капиллярных трубок для разных хладагентов. Для создания такой методики необходимо провести экспериментальные исследования, что в свою очередь требует разработки калориметрического стенда, позволяющего установить влияние между геометрическими параметрами капиллярной трубки и ее пропускной способностью, то есть массовым расходом хладагента.

Разработан калориметрический стенд для исследования влияния процесса дросселирования в капиллярной трубке при применении озонобезопасных хладагентов и моделировании различных режимов работы холодильного агрегата

Представленный стенд функционирует следующим способом: компрессор 1 нагнетает фреон в водяной конденсатор 2 с мерным стеклом, откуда жидкость попадает в капиллярную трубку 6, где происходит процесс дросселирования, после чего фреон поступает в испаритель 8, который расположен в калориметре 7. Нижняя часть калориметра заполнена вторичным холодильным агентом, в который погружен электрический нагреватель. В качестве вторичного холодильного агента используют фреон R-12 (независимо от того, на каком холодильном агенте работает компрессор). Образующийся при кипении пар конденсируется на наружной поверхности испарителя. При испытании мощность нагревателя регулируют так, чтобы количество полученного холода было равно количеству подведенного тепла. В схему также включены смотровое стекло 4, фильтр осушитель 3. Для возможности быстрой замены различных узлов калориметрического стенда (компрессор, капиллярная трубка, фильтр осушитель) используют запорные вентили 9 - 14 и специализированные герметичные муфты.

Рис. 1. Схема стенда для испытания капиллярных трубок холодильного агрегата

1 - компрессор; 2 - водяной конденсатор; 3 - фильтр-осушитель; 4 - смотровое стекло; 5 - теплоизоляция; 6 - капиллярная трубка; 7 - калориметр; 8 - испаритель; 9 - 14 запорный вентиль; 15 - 25 манометр; 26 - Кондиционер; 27 - водяной бак; 28 - ротаметр; 29 - сток канализации

Для поддержания определенных заданных значений температур окружающего воздуха, стенд помещают в климатическую камеру.

а)

б)

в)

Рис. 2. Калориметрический стенд:

а) общий вид, б) вид сзади, в) вид слева

Для поддержания постоянного давления в водяной линии служит сосуд постоянного уровня 27, в котором количество поступающей воды в бак больше чем расход, избыток воды через специальное дренажное отверстие стекает в канализацию. С помощью этого уровень воды в баке остается постоянным. Для контроля и регулирования расхода воды используются ротаметр и вентили. Для измерения расхода воды используют весы (рис. 1).

Давление фреона определяют с помощью датчиков избыточного давления ОВЕН ПД 100-ДИ, которые для надежности дублируются образцовыми манометрами класса 0,6 15-25; температуру фреона и воды определяют термопреобразователями, а также ртутными термометрами с ценой деления 0,1°С; температуру окружающего воздуха ? термопреобразователями и термометрами с ценой делений 0,5°С. Термометровые гильзы для ртутных термометров устанавливают так, чтобы поток жидкости набегал на конец гильзы и шел снизу вверх (в обратном случае поток иногда заполняет сечение трубы не полностью, что вызывает ошибки в измерениях).

Датчики давления и термопреобразователи подключают к универсальным восьмиканальным приборам ОВЕН ТРМ 138 (рис. 2). С помощью автоматического преобразователя интерфейсов RS-232/RS-485 данные с датчиков поступают на компьютер.

С помощью описанного стенда можно проводить экспериментальные исследования по определению пропускной способности капиллярных трубок, для разных холодильных агентов, оценить влияние регенеративного теплообмена на параметры процесса дросселирования. На основе исследований процесса дросселирования планируется разработка методики расчета капиллярных трубок и разработка рекомендаций по их подбору для холодильных агрегатов, работающих на различных хладагентах.

Литература

1. Бабакин Б.С., Выгодин В.А. Бытовые холодильники и морозильники. М.: «Колосс». 2000. 656 с.

2. Курылев Е.С., Оносовский В.В., Румянцев Ю.Д. Холодильные установки. СПб: Политехника. 2002. 576 с.

Размещено на Allbest.ru