ГоринА. Н., д-р техн наук, проф., Д ё м и н М. В., канд техн наук, ст преп., КудринА. Б., канд техн наук, доц




Скачать 148.71 Kb.
НазваниеГоринА. Н., д-р техн наук, проф., Д ё м и н М. В., канд техн наук, ст преп., КудринА. Б., канд техн наук, доц
Дата публикации13.06.2014
Размер148.71 Kb.
ТипДокументы
uchebilka.ru > Спорт > Документы

УДК 621.565
Горин А. Н., д-р техн. наук, проф., Дёмин М.В., канд. техн. наук, ст. преп., Кудрин А.Б., канд. техн. наук, доц. (ДонНУЭТ, Донецк)
ИССЛЕДОВАНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ПОВЕРХНОСТИ ИСПАРИТЕЛЯ БЫТОВОГО ХОЛОДИЛЬНИКА ПРИ ИЗМЕНЕНИИ ДОЗЫ ЕГО ЗАПРАВКИ ХОЛОДИЛЬНЫМ АГЕНТОМ.
На примере аварийной работы бытового холодильника ДХ-239 показано влияние на температуру поверхности испарителя холодильной камеры, при изменяющейся температуре окружающей среды.

Ключевые слова: бытовой холодильник, холодильная система, доза заправки, коэффициент рабочего времени (КРВ), температура окружающей среды, температура на поверхности испарителя.
При эксплуатации, транспортировке и производстве холодильной техники, возможны технологические и механические повреждения теплообменных аппаратов и магистралей системы холодоснабжения бытовых холодильных приборов (БХП). Виды, размеры повреждений, влияние их на работу БХП приведены в монографии [1]. В ней показано, что незначительные утечки изобутана через пористые или трещиноватые микроповреждения могут продолжаться месяцами без существенных изменений в работе бытового холодильника. В случае микроутечки холодильный агрегат может работать с отклонениями от паспортных характеристик длительное время. Такая работа характеризуется повышенным температурным режимом работы компрессора вплоть до его поломки. В работе [1] рассмотрено причины и виды утечек холодильного агента в атмосферу, приведены результаты исследований параметров работы бытовых холодильников в связи с ними.

В работе [2] показано, что косвенным признаком микроутечки из холодильной системы является понижение температуры на поверхности испарителя морозильной камеры.

Для решения вопроса о настройке и месте расположения на поверхности испарителя чувствительного элемента устройства, реагирующего на утечку хладагента и сигнализирующего о её наличии, необходимо проведение многофакторных исследований.

Цель данной работы является, исследования влияния дозы заправки холодильной системы бытового холодильника на распределения температуры на поверхности испарителя холодильной камеры при разных значениях температуры окружающей среды.

Для проведения исследований микроутечек хладагента из холодильной системы работающей холодильной машины был создан экспериментальный стенд, за основу которого принят бытовой холодильник НОРД ДХ-239 [3].

На линиях всасывания и нагнетания холодильной системы установлены термопары в количестве пятнадцати штук. Пять термопар перед запениванием холодильного шкафа были установлены на поверхности испарителя холодильного отделения на равном удалении одна от другой. Схема подключения термопар на поверхности испарителя холодильной камеры представлена на рисунке 1. Три термопары расположены в объёме холодильной камеры в соответствии с ДСТУ [4]. Три термопары закреплены на поверхности блока испарителей морозильной камеры (МК): на входе, средней полке блока испарителя и на выходе испарителя из МК. По одной термопаре установлено: в центре змеевика теплопередающей поверхности конденсатора, а также на поверхности фильтра осушителя и всасывающего патрубка компрессора. При помощи термопары фиксировалась температура окружающей среды.

Схема экспериментального стенда представлена на рисунке 1.

^ Рисунок 1 – Схема расположения температурных датчиков (термопар) на экспериментальном стенде: Т1 – Т2 – Т3 – на поверхности испарителя МК, Т4 – в объёме морозильной камеры, Т567 – в объёме холодильного отделения, Т89–Т10–Т1112 – на поверхности испарителя ХК, Т13- на поверхности конденсатора, Т14 – на поверхности всасывающего трубопровода, Т15 – температура окружающей БХП среды. М - компрессор, КД - конденсатор, Ф - фильтр-осушитель, ХК – холодильная камера, МК – морозильная камера,
При проведении исследований изобутан удаляли из холодильной системы через заправочный патрубок компрессора. Методика эксперимента и расчёта удаляемой из холодильной системы массы изобутана приведена в работе [1].

Во время исследований регистрировались: температура на поверхностях испарителя МК (Т123) внутри объёма МК (Т4) и внутри объёма ХК (Т567), на поверхности змеевика ХК (Т89101112), на конденсаторе (Т13), температура всасываемых паров холодильного агента перед компрессором (Т14), температура окружающей среды (Т15). Все термопары подключены к измерительно-вычислительному комплексу, передающему цифровую информацию на персональный компьютер.
Результаты исследований приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Термодинамические показатели работы бытового холодильника «НОРД ДХ– 239/7» при снижении массы изобутана в его холодильной системе и разных температурах окружающей среды, при которой компрессор работает в непрерывном режиме

Масса изобутана в холодильной системе, г


Температура на поверхности змеевика испарителя ХК в месте установки термопар , оС

Т8

Т9

Т10

Т11

Т12

max

min

max

min

max

min

max

min

max

min

( температура окружающей среды 16 оС)

41

2,6

-33,6

3,0

-31,8

3,1

-29,2

3,0

-24,5

3,2

-18,1

40

2,6

-33,2

2,9

-31,2

3,0

-28,3

3,1

-23,3

4,0

-17,3

39

2,8

-31,6

3,1

-30,4

3,2

-24,2

3,3

-20,6

3,5

-15,8

38

2,6

-27,8

2,9

-26,8

3,0

-19,9

3,1

-16,5

3,4

-14,8

37

2,7

-19,8

3,0

-17,9

3,1

-12,8

3,2

-10,3

3,3

-9,8

36

3,1

-12,0

3,2

-9,7

3,3

-8,2

3,4

-6,3

3,6

-6,2

35

*

-10,3

*

-8,3

*

-6,4

*

-4,6

*

-4,6

( температура окружающей среды 25 оС)

41

4,4

-30,3

4,6

-29,2

4,7

-28,8

4,7

-22,6

4,8

-19,6

40

4,6

-30,2

4,7

-23,8

4,7

-19,2

4,8

-16,1

4,8

-14,1

39

4,9

-27,7

5,2

-20,1

5,1

-17,0

5,1

-14,1

5,1

-12,3

38

5,6

-19,6

5,6

-15,1

5,4

-13,0

5,4

-10,8

5,4

-9,5

37

*

-12,4

*

-9,8

*

-8,5

*

-6,7

*

-6,0

( температура окружающей среды 32 оС)

41

3,5

-28,4

3,0

-27,5

3,0

-28,4

3,1

-28,4

3,6

-28,0

40

4,1

-29,7

3,5

-28,6

3,6

-28,9

3,7

-22,8

3,6

-19,6

39

3,4

-29,8

2,9

-27,9

3,0

-23,8

3,2

-19,5

3,2

-16,9

38

3,4

-30,6

3,8

-23,6

3,9

-19,8

3,8

-16,7

4,0

-14,5

( температура окружающей среды 38 оС)

41

-6,5

-25,0

-7,3

-24,5

-7,4

-24,7

-7,3

-24,8

-7,3

-24,8

40

*

-25,3

*

-24,9

*

-24,9

*

-24,7

*

-24,2

*- компрессор работает в непрерывном режиме (КРВ=1)
Проводя анализ полученных данных изменения температуры на поверхности испарителя холодильной камеры в месте размещения (термопара Т8) определено, что при температуре окружающей среды 16оС уменьшении дозы заправки от оптимальной 41г до 35,0г приводит к повышению температуры на поверхности испарителя (ХК) от –33,6 до –10,3оС. При температуре окружающей среды 25оС и понижении дозы заправки от 41г до 37г температура на поверхности испарителя повышается от –30,3 до –12,4оС. При температуре окружающей среды 32оС понижению дозы заправки от 41г до 38г, соответствует понижение температуры на поверхности испарителя (ХК) от –28,4 до –30,6оС. При окружающей среды температуре 38оС снижение дозы заправки от оптимальной на 1г приводит к понижению температуры на поверхности испарителя от –25,0 до –25,3оС и компрессор начинает работать в режиме неотключения.

В средней части испарителя (в месте размещения термопары Т10) при температуре окружающей среды 16оС уменьшении дозы заправки от оптимальной 41г до 35,0г приводит к повышению температуры на поверхности испарителя ХК от –29,2 до –6,4оС.. При температуре окружающей среды 25оС и понижении дозы заправки от 41г до 37г температура на поверхности испарителя повышается от –28,8 до –8,5оС. При температуре окружающей среды 32оС понижению дозы заправки от 41г до 38г, соответствует понижение температуры на поверхности испарителя ХК от –28,4 до –19,8оС. При температуре окружающей среды 38оС снижение дозы заправки от оптимальной на 1г приводит к понижению температуры на поверхности испарителя от –24,7 до –24,9оС и компрессор начинает работать в непрерывном режиме.

В месте размещения термопары Т12 при температуре окружающей среды 16оС уменьшение дозы заправки от оптимальной 41г до 35,0г приводит к повышению температуры на поверхности испарителя ХК от –18,1 до –4,6оС.. При температуре окружающей среды 25оС и понижении дозы заправки от 41г до 37г температура на поверхности испарителя повышается от –19,8 до –6,0оС. При температуре окружающей среды 32оС понижению дозы заправки от 41г до 38г, соответствует понижение температуры на поверхности испарителя (ХК) от –28,0 до –14,5оС. При температуре окружающей среды 38оС снижение дозы заправки от оптимальной на 1г приводит к понижению температуры на поверхности испарителя от –24,8 до –24,2оС и компрессор начинает работать в непрерывном режиме.

На рисунке 2 приведены построенные методом сглаживания графики зависимости КРВ, tи от дозы заправки изобутана в холодильной системе при разных значениях температуры окружающей среды: 16оС (а), 25оС (б), 32оС (в).

Как видно из рисунка 2, температура на поверхности испарителя холодильной камеры при всех значениях температуры окружающей среды возрастает в связи с уменьшением дозы заправки изобутана в холодильной системе. Уменьшение температуры происходит лишь в месте крепления термопары Т8 при температуре окружающей среды 32оС (в) график №2.

Такое повышение температуры недопустимо, так как ее величины становятся выше заявленных паспортных значений. При этом резко повышаются КРВ и соответственно расход электроэнергии. Режим неотключения компрессора от электросети (КРВ=1) устанавливается при дозе заправки изобутана 38,0г, температуре окружающей среды 32оС и дозы заправки 35,0г, температуре окружающей среды 16оС.

Анализ полученных данных показывает, что уменьшение массы хладагента в холодильной системе приводит к повышению температуры на поверхности испарителя ХК, который по сути выполняет функцию докипателя. Увеличение перегрева хладагента в испарителе ХК приводит к ухудшению условий охлаждения герметичного компрессора парами, поступающими из испарителя.



а)


б)


в)

^ Рисунок 2 – Графики зависимости температуры на поверхности испарителя холодильной камеры tи (2-6), КРВ (1),от массы изобутана (mi) в холодильной системе ДХ-239 при температуре окружающей среды:16оС(а), 25оС(б), 32оС(в). Графики соответствуют следующим термопарам №2 – Т8; №3 – Т9; №4 – Т10; №5 – Т11; №6 – Т12.
Увеличение давления конденсации из-за повышения температуры окружающей среды приводит к увеличению давления в объемном мертвом пространстве компрессора, вследствие чего уменьшается поступление в цилиндр паров, отсасываемых из испарителя в единицу времени, что обусловливает снижение его массовой холодопроизводительности.

Анализ представленных на рисунка 2 результатов экспериментальных исследований показывает, что КРВ работы компрессора и, как следствие, расход электроэнергии минимальны при минимальных температуре окружающей среды (16оС), и паспортной дозе заправки холодильной системы изобутаном (41г). Уменьшение дозы заправки хладагента в холодильной системе приводит к повышению КРВ и затрачиваемой электроэнергии независимо от температуры окружающей среды. Наиболее энергетически затратные режимы работы холодильной машины (КРВ=1) создаются при: температуре окружающей среды 16оС, дозе заправки 35,0г и менее; при температуре окружающей среды 25оС, дозе заправки 37,0г и менее; температуре окружающей среды 32оС, дозе заправки 38,0г и менее; при температуре окружающей среды 38оС, дозе заправки 40,0г и менее.

Проведенные исследования позволяют определить интервалы значений температуры окружающей среды и дозы заправки, при которых холодильный прибор работает в безаварийном режиме. Так, при температуре окружающей среды 16оС это значение определяется интервалом дозы заправки 41,0…36,0г, при температуре 25оС – 41,0…38,0г, при 32 оС – 41,0…38,0г, при температуре 38оС – 41,0г.

На рисунке 3 приведены графики зависимости численных значений КРВ, tи от температуры окружающей среды при разных дозах заправки холодильной системе изобутаном: 41,0(а), 40,0(б), 38,0(в) г. Из рассмотрения исключаются графические зависимости, представленные на рисунке 3в (доза заправки изобутана 38,0г), так как при температуре окружающей среды 38оС компрессор холодильной машины работает в режиме неотключения от электросети (КРВ=1).



а)


б)


в)

^ Рисунок 3 – Графики зависимости численных значений КРВ (1), температуры на поверхности испарителя tи (2-4) от температуры окружающей среды при дозах заправки: 41 г (а), 40 г (б), 38 г (в) Графики соответствуют следующим термопарам №2 – Т8; №3 – Т10; №4 – Т12.
За базовую закономерность изменения КРВ, tи в интервале температуры окружающей среды от 16 до 38оС принимаем оптимальную дозу заправки изобутана в холодильной системе холодильника (41г). – рисунок 3а.

Проведенные исследования показывают, что факторами, влияющими на температуру поверхности испарителя ХК являются: доза заправки и температура окружающей среды при прочих равных условиях. В реальных условиях эксплуатации бытового холодильника, температура на поверхности испарителя ХК при стоянке компрессора может быть на несколько градусов выше, определённых данными исследованиями (открытие дверцы холодильника, загрузка тёплыми продуктами и т.д.). Поэтому повышение температуры поверхности испарителя ХК не может быть признаком аварийной работы холодильника.

Таким образом, в результате проведенных исследований были решены следующие задачи: экспериментально определены изменения температуры на поверхности испарителя холодильной в зависимости от дозы заправки холодильной системы и температуры окружающей среды; построены графики зависимости численных значений КРВ, температуры на поверхности испарителя tи от температуры окружающей среды при различных дозах заправки, графики зависимости от массы изобутана (mi) в холодильной системе ДХ-239 температуры на поверхности испарителя холодильной камеры tи и КРВ, при различной температуре окружающей среды.

Результаты исследований показывают, что снижая дозу заправки холодильной системы при различной температуре окружающей среды, на поверхности испарителя холодильной камере, температура на поверхности испарителя повышается.

Перспективы в дальнейших исследованиях в данном направлении лежит в обосновании места крепления датчика и интервалы настройки прибора, реагирующего на микроутечку хладагента и сигнализирующего о её наличии при различной температуре окружающей среды при которой компрессор начинает работать в аварийном режиме.
ЛИТЕРАТУРА

1. Научно – технические основы обеспечения надёжности, технической и экологической безопасности малой холодильной техники, работающей на углеводородах (на примере изобутана). / В.В. Осокин, В.П. Железный, К.А. Ржесик, Ю.А. Селезнёва, В.Г. Матвиенко, А.В. Ландик, Ю.В. Жидков, Г.В. Соколов; М-во образования и науки Украины, Донецкий национальный университет экономики и торговли имени Михаила Туган-Барановского. – Донецк: ДонНУЭТ, 2009. – 244с.

2. О влиянии дозы заправки компрессорной системы бытового холодильника хладагентом (изобутаном) на происходящие в нем термодинамические и теплофизические процессы В.В. Осокин, А.Б. Кудрин, М.В. Дёмин // Холодильна техніка і технологія. – Одеса, 2011. - № 3 (131). – С. 24-30.

3. Ландик В.И., Горин А.Н. Холодильные приборы NORD (устройство и ремонт). – Донецк: Норд-Пресс, 2009. – 268с.: табл., рис.

4. ДСТУ EN ISO 15502:2009 «Холодильні прилади побутової призначеності. Характеристики та методи випробування».


Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

ГоринА. Н., д-р техн наук, проф., Д ё м и н М. В., канд техн наук, ст преп., КудринА. Б., канд техн наук, доц iconКонструкции и изделия железобетонные радиационный метод определения толщины
Л. Г. Родэ, канд техн наук; В. А. Клевцов, д-р техн наук; Ю. К. Матвеев; И. С. Лифанов; В. А. Воробьев, д-р техн наук; Н. В. Михайлова,...

ГоринА. Н., д-р техн наук, проф., Д ё м и н М. В., канд техн наук, ст преп., КудринА. Б., канд техн наук, доц iconЗвенья железобетонные безнапорных труб прямоугольного сечения для...
С. Н. Путилова (руководитель темы); Е. Ф. Кульженко; Г. М. Реминец, канд техн наук; А. С. Герус; В. И. Мелихов, канд техн наук; К....

ГоринА. Н., д-р техн наук, проф., Д ё м и н М. В., канд техн наук, ст преп., КудринА. Б., канд техн наук, доц iconСправочник Под ред. И. А. Ушакова. Справочник надежность технических систем
Рецензенты: докт техн наук проф. А. И. Перроте, докт техн наук проф. Ф. И. Кузьмин, канд техн наук А. Н. Явриян, канд техн наук Э....

ГоринА. Н., д-р техн наук, проф., Д ё м и н М. В., канд техн наук, ст преп., КудринА. Б., канд техн наук, доц iconГосударственный стандарт союза сср    
И. В. Богданова, канд хим наук; И. Е. Ковалева, канд техн наук; З. Б. Энтин, канд техн наук (руководители темы); С. Г. Незнамова;...

ГоринА. Н., д-р техн наук, проф., Д ё м и н М. В., канд техн наук, ст преп., КудринА. Б., канд техн наук, доц iconГосударственный стандарт союза сср установки парогазовые
Е. Н. Прутковский, д-р техн наук (руководитель темы); Г. Г. Ольховский, д-р техн наук; В. П. Дробот, канд техн наук; Н. С. Чернецкий,...

ГоринА. Н., д-р техн наук, проф., Д ё м и н М. В., канд техн наук, ст преп., КудринА. Б., канд техн наук, доц iconНагрузки и воздействия
Разработаны цнииск им. Кучеренко Госстроя СССР (канд техн наук А. А. Бать — руководитель темы; И. А. Белышев, канд техн наук В. А....

ГоринА. Н., д-р техн наук, проф., Д ё м и н М. В., канд техн наук, ст преп., КудринА. Б., канд техн наук, доц iconДержавні будівельні норми україни система стандартів безпеки праці...
Клименко; В. Кокшарьов, канд техн наук; Павлюк, канд техн наук; C. Полонська, канд техн наук(відповідальний виконавець); Р. Цесіс...

ГоринА. Н., д-р техн наук, проф., Д ё м и н М. В., канд техн наук, ст преп., КудринА. Б., канд техн наук, доц iconСтроительные нормы и правила отопление, вентиляция и кондиционирование сниП 04. 05-91*
Ссср (д-р техн наук Е. Е. Карпис, М. В. Шувалова), вниипо мвд СССР (канд техн наук И. И. Ильминский), мниитэп (канд техн наук М....

ГоринА. Н., д-р техн наук, проф., Д ё м и н М. В., канд техн наук, ст преп., КудринА. Б., канд техн наук, доц icon...
Ниис минтрансстроя СССР (д-р техн наук А. И. Кузнецов), Проектным институтом Минсудпрома (П. Ф. Кучерявенко; канд техн наук Ю. М....

ГоринА. Н., д-р техн наук, проф., Д ё м и н М. В., канд техн наук, ст преп., КудринА. Б., канд техн наук, доц iconБ. В. Баркалов ), Государственным проектным конструкторским и научно-исследовательским...
Ссср (д-р техн наук Е. Е. Карпис, М. В. Шувалова), вниипо мвд СССР (канд техн наук И. И. Ильминский), мниитэп (канд техн наук М....

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
uchebilka.ru
Главная страница


<