Опис дослідної установки

Визначення холодильного коефіцієнта будуть здійснюватися на побутовому холодильнику «Каспий – 3» (рис.11.3), який має такі технічні характеристики:

1. Загальний внутрішній об’єм 180 дм³

2. Об’єм низькотемпературного відділення 20 дм³

3. Температура в морозильній камері -12⁰С.

4. Потужність електродвигуна для приводу компресора 160 Вт.

Рис. 11.3. Схема холодильного агрегату «Каспій 3»:

1 – компресор; 2 – нагнітаюча труба; 3 – фільтр; 4 – конденсатор; 5 – випаровувач;

6 – теплообмінник; 7 – капілярна труба; 8 – всмоктуюча трубка

Послідовність виконання роботи

1. Ознайомитися з правилами експлуатації холодильника і користуючись термометрами, визначити температури в морозильній і холодильній камерах.

2. Увімкнути холодильник в електромережу і через =20,30,40 хв. зафіксувати температури в морозильній і холодильних камерах.

3. Визначити для кожного виміру кількість відведеної із холодильника теплоти:

,

де - теплоємність повітря; - маса повітря в морозильній камері; - маса повітря у холодильній камері;

, ,

де V = 0,18 м³ - загальний внутрішній об’єм; V₁ = 0,02 м³- об’єм морозильної камери Т ₁- температура оточуючого середовища;

Т₂ – температура після охолодження у морозильній камері; - температура у холодильній камері після охолодження.

4. Розрахувати витрачену енергію для приводу комресору:

де - потужність електродвигуна; - час його роботи; - коефіцієнт корисної дії компресора.

5. Для всіх трьох випадків визначити холодильний коефіцієнт за формулою:

.

6. Результати вимірювань та розрахунків занести у таблиці 1 і зробити висновки по даній роботі.

Таблиця 1

№ досліду	Температура в морозильній і холодильній камерах, К			Витрачена енергія q1, Дж	Відведена теплота q2, Дж	Холодильний коефіцієнт
	Т1	Т2
1.
2.
3.

7. Побудувати графік залежностей

Контрольні питання

1. Які речовини використовують в якості холодогента у холодильних агрегатах компресійного та абсорбційного типів.

2. Види холодильних установок, їх будова та принцип дії.

3. Що характеризує холодильний коефіцієнт і яка існує методика його визначення ?

4. Особливості роботи парокомпресійних та абсорбційних холодильних установок.

Лабораторна робота № 12

ТЕПЛОТЕХНІЧНИЙ РОЗРАХУНОК

ЖИТЛОВОГО ПРИМІЩЕННЯ

Мета роботи:	Вивчити будову та принцип роботи кондиціонера БК-1500. Набути навичок теплотехнічного розрахунку житлових приміщень для установки побутових кондиціонерів.
Прилади та обладнання:	Кондиціонер БК-1500, термометр, рулетка, психрометр.

Теоретичні відомості

Кондиціонери призначені для створення сприятливих умов у житлових і службових приміщеннях, в місцях перебування людей.

Побутовий віконний кондиціонер БК-1500 (рис. 12.1) використовується у житлових, службових і інших приміщеннях площею 25 м². Він забезпечує охолодження повітря в приміщенні, автоматичну підтримку заданої температури, очищення повітря від пилу, вентиляцію, зменшення вологості повітря, зміну швидкості руху і напрямок повітряного потоку, повітряобмін із зовнішнім середовищем.

Усі деталі кондиціонера змонтовані у металевому корпусі.

Металевою перегородкою кондиціонер розділяється на два герметично ізольованих відсіки — зовнішній і внутрішній.

Внутрішній відсік кондиціонера, встановленого у віконному прорізі, знаходиться усередині приміщення, а зовнішній розташовується поза ним.

Основними робочими складальними одиницями кондиціонера є: холодильний агрегат, два вентилятори (осьовий і відцентровий) із загальним електродвигуном, пульт керування. Система холодильного агрегату заповнена мастилом і холодоагентом (фреоном-22).

При включеному електродвигуні агрегат працює таким чином. Пари хладона нагнітаються компресором 9 у конденсатор 8, де і відбувається конденсація пари за рахунок відводу тепла зовнішнім повітрям, що продувається осьовим вентилятором 20. Далі рідкий хладон надходить через фільтр-осушувач 11 по капілярній трубці 12 у випарник 16.

Капілярна трубка створює перепад тиску між конденсатором і випарником, унаслідок чого рідкий хладон переходить у випарник у газоподібному стані. При цьому він поглинає велику кількість тепла, забираючи його від стінок випарника і повітря, засмоктаного відцентровим вентилятором 17 із приміщення. Охолоджений повітряний потік надходить у приміщення через поворотну решітку. З випарника через розширювач пари холодоагенту відсмоктуються компресором, і цикл повторюється. Осьовий вентилятор 20 із двохшвидкісним електродвигуном 19, розташований у зовнішньому відсіку, призначений для охолодження конденсатора зовнішнім повітрям, засмоктаним через жалюзі в бічних стінках кожуха.

Відцентровий вентилятор, установлений у внутрішньому відсіку кондиціонера, використовують для засмоктування повітря з приміщення через решітчасту частину декоративної панелі, повітряний фільтр 15 і випарник 16, а також для нагнітання охолодженого й очищеного від пилу повітря в приміщення через решітку 1. Електродвигун вентилятора вмикається під час запуску компресора, також він може бути включений у роботу в режимі вентиляції і при відключеній холодильній системі.

Пульт керування 2 з пускозахисним пристроєм призначається для включення, зупинки і керування роботою кондиціонера, установлення бажаної температури в приміщенні й автоматичній підтримці, а також для захисту елементів кондиціонера від перевантаження.

Рис. 12.1. Схема кондиціонера БК - 1500

Розрахунок робочих процесів кондиціювання повітря виконується за допомогою id-діаграми вологого повітря. Продуктивність установки кондиціювання повітря визначається на основі тепловологістного балансу обслуговуючого приміщення. Для теплого (літнього) режиму, коли в приміщенні повинна підтримуватись температура нижче навколишнього середовища, визначають теплові притоки в приміщення і надходження вологи.

Джерела теплоти:

І. Машинне обладнання:

,

де – потужність електрообладнання, встановленого всередині приміщення (кВт); – коефіцієнт, враховуючий фактичну витрачену потужність.

Для електрообладнань потужністю до 3 кВт коефіцієнт можна прийняти рівним . Для більш потужних пристроїв .

ІІ. Надходження теплоти через огороджуючі конструкції:

,

де – приведений коефіцієнт теплопередачі поверхонь огородження, ; – поверхня огородження по зовнішньому вимірюванню, ; і – відповідно температура зовнішнього повітря і всередині приміщення, .

За наявності сонячної радіації на поверхню огороджуючих конструкцій необхідно її враховувати.

ІІІ. Теплота, яка виділяється людьми:

,

де – кількість людей у приміщенні; – кількість питомої теплоти, що виділяє одна людина.

Величина залежно від виконаної роботи і тепловологістного режиму в приміщенні.

Загальна надлишкова теплота у приміщенні:

,

де – теплота інших джерел (нагріті поверхні трубопроводів, технологічні процеси з виділенням тепла та ін.).

Кількість повітря, яке подається у приміщення, за умови видалення теплопритоків:

де – теплоємність повітря, яка приблизно дорівнює 1 кДж/(кг· );  – температура повітря, яке подається устаткуванням, ;

Різниця не повинна перевищувати .

Волога, яка відводиться кондиціонером:

,

де – волога, виділена обладнанням, кг/с; – волога, виділена людьми, кг/c.

Вологовиділення людини залежить від тепловологістного режиму приміщення, від роботи, що нею виконується і змінюється у межах 30-95 г/год.

Кількість повітря, необхідного для видалення вологи:

,

де – відповідно вологовміст повітря у приміщенні, яке подається кондиціонером, г/кг.

При роботі кондиціонера відносна вологість у приміщенні з людьми складає 40-70 %. Якщо витрати повітря визначено за умови видалення теплопритоків, то потрібний вологовміст повітря, яке подається в приміщення:

.

Холодопродуктивність холодильної машини кондиціонера:

,

де – відповідно кількість зовнішнього і рециркуляційного повітря ; – ентальпії зовнішнього, приточного повітря, яке подається кондиціонером і в приміщенні, кДж/кг.

Мінімальна кількість свіжого повітря, яке подається кондиціонером визначається із санітарних норм повітряобміну.

У приміщеннях, об’єм яких менше на одну людину, дається , з об’ємом – .

ПРИКЛАД:

Визначити витрати та температуру свіжого повітря, яке повинно подаватися (в суміші з рециркуляційним повітрям) у вагон для підтримання в ньому температури , вологості при параметрах зовнішнього повітря , . У вагоні знаходиться 40 чоловік. Тепло і вологовиділення від обладнання і інфільтрацію не враховувати.

Приведений коефіцієнт теплопередачі обгороджень вагона, маючи поверхню , дорівнює .

Теплоприток від сонячної радіації складає спільного надходження тепла. Визначити також кількість вологи, відведеної в кондиціонері.

РОЗВ’ЯЗОК:

Теплота, яка надходить в вагон без врахування сонячної радіації:

Теплота з урахуванням сонячної радіації:

Витрати свіжого повітря за умови видалення надмірного тепла:

,

де – визначена температура проточного повітря до змішування з рециркуляційним повітрям.

Приймаємо . Тоді витрати повітря:

.

Кількість вологи, яка виділяється пасажирами, приймаючи вологовиділення 1 людини: ,

.

Використовуючи id-діаграму для стану повітря у вагоні ( і ), визначаємо вологовміст, що дорівнює . Для усунення із вагона надходжень вологи вологовміст стиснутого повітря, що виходе із кондиціонера (при ), визначаємо:

.

При охолодженні зовнішнього повітря від і до його вологовміст дорівнює прийнятому при розрахунку.

При охолодженні зовнішнього повітря у кондиціонері від нього необхідно відвести кількість вологи:

.