Воздухоохладители, конденсаторы, холодильные машины

Содержание

Слайд 2

Воздухоохладители Качество воздухоохладителя и его потребительские свойства оцениваются следующими основными показателями:

Воздухоохладители

Качество воздухоохладителя и его потребительские свойства оцениваются следующими основными показателями: площадью

теплопередающей поверхности (как правило, со стороны воздуха) А (м2), массой воздухоохладителя т (кг), коэффициентом теплопередачи, отнесенные к теплообменной поверхности со стороны воздуха kн [Вт/(м2 К)], плотностью теплового потока qA (Вт/м2), гидравлическим сопротивлением воздухоохладителя при прохождении холодильного агента Δpв.а (кПа), аэродинамическим сопротивлением воздухоохладителя Δpв.в (кПа).
Слайд 3

Воздухоохладители Испытание воздухоохладителя для определения указанных характеристик воздухоохладителя проводят на специальном

Воздухоохладители

Испытание воздухоохладителя для определения указанных характеристик воздухоохладителя проводят на специальном теплообменном

стенде, работающем по полному циклу холодильной машины на реальном холодильном агенте и имеющем воздушное кольцо для циркуляции воздуха через испытуемый аппарат.
Слайд 4

Воздухоохладители Схема теплообменного стенда для испытаний воздухоохладителей: 1 — компрессор; 2

Воздухоохладители

Схема теплообменного стенда для испытаний воздухоохладителей:
1 — компрессор; 2 — конденсатор;

3 — регенеративный теплообменник; 4 — воздушное кольцо: 5 — воздушная камера; 6— водяной бак; 7 — воздухоохладитель; 8 — калорифер; 9 — измерительные сопла; 10 — вентилятор; 11 — водяной насос; 12 —вентиль запорный; 13 — манометр; 14 — дифманометр; 15 — место измерения температуры; 16 — направляющие лопатки; 17 — расходомер; 18 — регулирующий вентиль; 19 — устройство для выравнивания потока; 20 — смотровое стекло
Слайд 5

Воздухоохладители Питание испарительной части осуществляется терморегулирующим вентилем 18, к которому подводится

Воздухоохладители

Питание испарительной части осуществляется терморегулирующим вентилем 18, к которому подводится жидкий

холодильный агент, переохлажденный в регенеративном теплообменнике 3. Смотровое стекло 20, установленное перед регулирующим вентилем, позволяет контролировать отсутствие пузырьков пара в жидком холодильном агенте. Испарившийся холодильный агент отсасывается компрессором 1 и затем нагнетается в конденсатор 2. Воздух, продуваемый через воздухоохладитель, циркулирует в воздушном кольце с помощью вентилятора 10. Для создания установившегося режима при различных температурах продуваемого воздуха после испытуемого аппарата 7 устанавливают калорифер 8.
Слайд 6

СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ТЕМПЕРАТУРНЫЕ РЕЖИМЫ ИСПЫТАНИЙ ВОЗДУХООХЛАДИТЕЛЕЙ

СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ТЕМПЕРАТУРНЫЕ РЕЖИМЫ ИСПЫТАНИЙ ВОЗДУХООХЛАДИТЕЛЕЙ

Слайд 7

Воздухоохладители Для сопоставимости результатов необходимо соблюсти также и другие условия. Температура

Воздухоохладители

Для сопоставимости результатов необходимо соблюсти также и другие условия. Температура жидкого

переохлажденного холодильного агента перед терморегулирующим вентилем должна быть 15±3°С при предпочтительной температуре конденсации 30±3°С. При испытании на «сухом» режиме (без конденсации влаги на на­ружной поверхности воздухоохладителя) должна быть проведена осушка воздуха, циркулирующего в воздушном кольце, до точки росы на 2 — 4 °С ниже температуры кипения.
Слайд 8

Воздухоохладители Осушка может быть проведена, например, путем предварительной работы стенда при

Воздухоохладители

Осушка может быть проведена, например, путем предварительной работы стенда при более

низких температурах кипения и отвода конденсата. Рекомендуется изолировать конденсатор и воздушное кольцо, с помощью тарировки или расчета определить теплоотвод в окружающую среду Qh в зависимости от разницы температур окружающей среды и поверхности конденсатора и кольца.
Слайд 9

Воздухоохладители Определение Qh для конденсатора с помощью тарировки или расчетным путем

Воздухоохладители

Определение Qh для конденсатора с помощью тарировки или расчетным путем дано

в разделе III.1.1 (метод G).
Теплопритоки к воздушному кольцу определяются по участкам с одинаковыми температурами на наружной поверхности изоляции кольца. Как правило, участков должно быть четыре: вентиляторная камера, воздуховод от камеры до воздухоохладителя, воздуховод от воздухоохладителя до калорифера, воздуховод от калорифера до камеры. Коэффициент теплоотдачи принимается равным 8 Вт/(м2 К).
Слайд 10

Воздухоохладители Теплопритоки на каждом участке рассчитывают по формуле где Аi —

Воздухоохладители

Теплопритоки на каждом участке рассчитывают по формуле
где Аi — площадь наружной

поверхности воздушного кольца на данном участке; tпi — температура наружной поверхности; tо.с — температура окружающей среды.
Слайд 11

Воздухоохладители Общий теплоприток в воздушном кольце Qh в результате теплообмена с

Воздухоохладители

Общий теплоприток в воздушном кольце Qh в результате теплообмена с окружающей

средой определяют как сумму теплопритоков по участкам с учетом направленности теплового потока (подвод или отвод тепла).
После достижения установившегося режима замеряют следующие параметры:
Слайд 12

Воздухоохладители

Воздухоохладители

Слайд 13

Воздухоохладители

Воздухоохладители

Слайд 14

Воздухоохладители

Воздухоохладители

Слайд 15

Воздухоохладители Температура воздуха на входе в воздухоохладитель и на выходе из

Воздухоохладители

Температура воздуха на входе в воздухоохладитель и на выходе из него

должна измеряться на расстоянии не более 0,1 м от оребренной части аппарата. Количество термопар, равномерно расположенных по входному фронтальному сечению, должно быть не менее 6. Хорошая равномерность температурного поля перед аппаратом позволяет с достаточной точностью определить среднюю температуру воздуха перед воздухоохладителем как среднее арифметическое всех измерений в данном сечении.
Слайд 16

Воздухоохладители Температура воздуха на выходе из аппарата должна измеряться в точках,

Воздухоохладители

Температура воздуха на выходе из аппарата должна измеряться в точках, равномерно

размещенных по торцевому сечению (из расчета одна точка замера на 0,5 — 0,7 м2 поверхности), но не менее чем в 6 точках. Температурное поле за аппаратом неравномерно, поэтому среднее арифметическое значение всех измерений не позволяет с необходимой точностью получить среднюю температуру воздуха на выходе из воздухоохладителя; она определяется из теплового баланса.
Слайд 17

Воздухоохладители Измерение расхода воздуха через воздухоохладитель может проводиться независимо от тепловых испытаний с использованием расходомерного устройства

Воздухоохладители

Измерение расхода воздуха через воздухоохладитель может проводиться независимо от тепловых испытаний

с использованием расходомерного устройства
Слайд 18

Воздухоохладители Расходомерное устройство: 1 — воздухоохладитель; 2 — компенсационная камера; 3

Воздухоохладители

Расходомерное устройство:
1 — воздухоохладитель; 2 — компенсационная камера; 3 — измерительный

участок воздухопровода; 4 — измеритель расхода; 5 — вентилятор; 6 — отражательная пластина; 7 — кольцо для отбора давления; 8 — заслонка
Слайд 19

Воздухоохладители Для получения основных характеристик воздухоохладителя по результатам измерений определяют следующие

Воздухоохладители

Для получения основных характеристик воздухоохладителя по результатам измерений определяют следующие величины:
Массовый

расход холодильного агента — по тепловому балансу конденсатора та.к по уравнению (III—5).
Массовый расход холодильного агента — по измерениям расходомером та.рв по уравнению (III—6).
Слайд 20

Воздухоохладители Среднее значение массового расхода холодильного агента mа.ср — как среднее

Воздухоохладители

Среднее значение массового расхода холодильного агента mа.ср — как среднее арифметическое

двух предыдущих значений. Результаты измерений можно считать удовлетворительными, если отклонение каждой из величин та.рв и та.к от среднего значения не превышает 4%.
Слайд 21

Воздухоохладители Тепловой поток в воздухоохладителе Q0 (Вт) — по расходу холодильного

Воздухоохладители

Тепловой поток в воздухоохладителе Q0 (Вт) — по расходу холодильного агента:
где

— разность удельных энтальпий, определенная по параметрам холодильного агента на входе в воздухоохладитель и на выходе из него.
Слайд 22

Воздухоохладители Тепловой поток в калорифере Qг (Вт) где — плотность греющей

Воздухоохладители

Тепловой поток в калорифере Qг (Вт)
где — плотность греющей среды,

определенная при средней температуре в калорифере, равной ; сг — теплоемкость греющей среды при этой же температуре.
Слайд 23

Воздухоохладители Тепловой поток в воздухоохладителе Q0 (Вт), рассчитанный по уравнению теплового

Воздухоохладители

Тепловой поток в воздухоохладителе Q0 (Вт), рассчитанный по уравнению теплового баланса

в воздушном кольце,
Среднее значение теплового потока в воздухоохладителе Q0cp — как среднее арифметическое двух ранее полученных значений.
Результаты измерений можно считать удовлетворительными, если отклонение каждой из величин Q0 от среднего значения не превышает 4%.
Слайд 24

Воздухоохладители Среднюю температуру воздуха на выходе из воздухоохладителя tв.в2 (°C) —

Воздухоохладители

Среднюю температуру воздуха на выходе из воздухоохладителя tв.в2 (°C) — из

теплового баланса воздухоохладителя:
где срв — теплоемкость воздуха при температуре и давлении перед расходомерным соплом.
Слайд 25

Воздухоохладители Целесообразно сравнить среднюю температуру воздуха, определенную из теплового баланса воздухоохладителя,

Воздухоохладители

Целесообразно сравнить среднюю температуру воздуха, определенную из теплового баланса воздухоохладителя, с

результатами измерений.
Среднелогарифмический температурный напор Θ (°С)
где — средняя температура кипения, равная ; здесь t02 определяется как температура насыщенных паров при давлении ра.в2.
Слайд 26

Воздухоохладители Основные теплотехнические и аэродинамические показатели воздухоохладителя, характеризующие его качество: коэффициент

Воздухоохладители

Основные теплотехнические и аэродинамические показатели воздухоохладителя, характеризующие его качество:
коэффициент теплопередачи [Вт/(м2

К)], отнесенный к теплообменной поверхности со стороны воздуха,
Слайд 27

Воздухоохладители плотность теплового потока qA (ВТ/М2) гидравлическое сопротивление испарителя при прохождении

Воздухоохладители

плотность теплового потока qA (ВТ/М2)
гидравлическое сопротивление испарителя при прохождении холодильного агента

Δрв.а, определяемое по результатам измерений;
аэродинамическое сопротивление воздухоохладителя Δрв.в, определяемое по результатам измерений.
Слайд 28

КОНДЕНСАТОРЫ Методы измерения, позволяющие определить основные показатели конденсатора, рассмотрены на примере

КОНДЕНСАТОРЫ

Методы измерения, позволяющие определить основные показатели конденсатора, рассмотрены на примере конденсатора

с водяным охлаждением.
Качество конденсатора и его потребительские свойства оцениваются следующими основными показателями: площадью теплопередающей поверхности конденсатора А (м2); массой конденсатора т (кг); коэффициентом теплопередачи kвн [Вт/(м2 К)], отнесенным, как правило, к внутренней поверхности; плотностью теплового потока qAвн (Вт/м2); гидравлическим сопротивлением конденсатора при прохождении холодильного агента Δрк.а (кПа); гидравлическим сопротивлением при прохождении охлаждающей воды Δркw (кПа).
Слайд 29

Конденсаторы Испытание конденсаторов для определения этих характеристик осуществляется на теплообменном стенде,

Конденсаторы

Испытание конденсаторов для определения этих характеристик осуществляется на теплообменном стенде, работающем

по полному циклу холодильной машины на реальном холодильном агенте.
Слайд 30

Конденсаторы Схема теплообменного стенда для испытаний холодильной машины и ее агрегатов:

Конденсаторы

Схема теплообменного стенда для испытаний холодильной машины и ее агрегатов:
1 —

компрессор; 2 — конденсатор; 3 — испаритель; 4 — регенеративный тепло­обменник; 5 — теплообменник «вода — теплоноситель»; 6 — водяной бак; 7 — регулирующий вентиль; 8 — насос; 9 — запорный вентиль; 10 — манометр; 11 — место измерения температуры; 12 — смотровое стекло; 13 — измеритель расхода теплоносителя; 14 — измеритель расхода хладагента; 15 — дифманометр; 16 — отвод воды; 17 — подвод холодной воды; 18 — периодический подвод горячей воды; 19 — бак теплоносителя; 20 — водяной теплообменник; 21 — дифманометр
Слайд 31

Конденсаторы В конденсатор 2 поступает пар холодильного агента из компрессора 1

Конденсаторы

В конденсатор 2 поступает пар холодильного агента из компрессора 1 после

теплообменника 20, который позволяет регулировать температуру холодильного агента на входе в конденсатор. Жидкий холодильный агент отводится из конденсатора в испаритель через регенеративный теплообменник 4 и терморегулирующий вентиль 7. Охлаждающая вода подается в конденсатор из бака 19 насосом 8. Температура ее зависит от количества свежей холодной воды, подаваемой в бак по трубопроводу 17.
Слайд 32

СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ТЕМПЕРАТУРНЫЕ РЕЖИМЫ ИСПЫТАНИЙ КОНДЕНСАТОРОВ С ВОДЯНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ

СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ТЕМПЕРАТУРНЫЕ РЕЖИМЫ ИСПЫТАНИЙ КОНДЕНСАТОРОВ С ВОДЯНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ

Слайд 33

Конденсаторы Температура перегрева паров на входе в конденсатор должна быть выше

Конденсаторы

Температура перегрева паров на входе в конденсатор должна быть выше температуры

конденсации не менее чем на 20 °С. Разность температур охлаждающей воды, подаваемой на конденсатор, должна быть не менее 3°С.
Конденсатор целесообразно теплоизолировать. С помощью измерений (см. подраздел III.1.1, метод G) определяют теплопритоки из окружающей среды Qh в зависимости от разности температур окружающей среды и поверхности аппарата.
Слайд 34

Конденсаторы Во время испытаний после достижения установившегося режима кроме параметров, перечисленных

Конденсаторы

Во время испытаний после достижения установившегося режима кроме параметров, перечисленных при

испытании испарителей, замеряют также следующие параметры.
Слайд 35

ПАРАМЕТРЫ, ИЗМЕРЯЕМЫЕ ПРИ ИСПЫТАНИИ КОНДЕНСАТОРОВ

ПАРАМЕТРЫ, ИЗМЕРЯЕМЫЕ ПРИ ИСПЫТАНИИ КОНДЕНСАТОРОВ

Слайд 36

Конденсаторы По результатам измерений определяют: Тепловой поток в испарителе Q0 —

Конденсаторы

По результатам измерений определяют:
Тепловой поток в испарителе Q0 — по уравнению

(III—1).
Массовый расход холодильного агента по тепловому балансу испарителя — по уравнению (III—3).
Тепловой поток в конденсаторе Qк —по уравнению (III—4).
Слайд 37

Конденсаторы Массовый расход холодильного агента по тепловому балансу конденсатора — по

Конденсаторы

Массовый расход холодильного агента по тепловому балансу конденсатора — по уравнению

(III—5).
Массовый расход холодильного агента по измерениям — расходомером перед терморегулирующим вентилем — по уравнению (III—6).
Среднее значение массового расхода холодильного агента, определенного тремя методами измерения, вычисляется как среднее арифметическое. Результаты измерений можно считать удовлетворительными, если отклонения каждой из трех величин от среднего значения массового расхода холодильного агента не превышают 4%.
Слайд 38

Конденсаторы Тепловой поток в конденсаторе Qк (Вт) — по формуле где

Конденсаторы

Тепловой поток в конденсаторе Qк (Вт) — по формуле
где — разность

удельных энтальпий, определенная по параметрам холодильного агента на входе в конденсатор (ра.к1; tа.к1) и на выходе (ра.к2; tа.к2) из него.
Слайд 39

Конденсаторы Среднелогарифмический температурный напор Θ (°С) — по формуле где tк

Конденсаторы

Среднелогарифмический температурный напор Θ (°С) — по формуле
где tк — температура

конденсации холодильного агента, определенная по давлению ра.к в паровом пространстве конденсатора.
Слайд 40

Конденсаторы Основные теплотехнические и гидродинамические показатели испарителя, характеризующие его качество, определяют:

Конденсаторы

Основные теплотехнические и гидродинамические показатели испарителя, характеризующие его качество, определяют:
коэффициент теплопередачи

kвн [Вт/(м2 К)] — по формуле
Слайд 41

Конденсаторы плотность теплового потока qAвн (Вт/м2) — по формуле гидравлическое сопротивление

Конденсаторы

плотность теплового потока qAвн (Вт/м2) — по формуле
гидравлическое сопротивление конденсатора при

прохождении холодильного агента Δрк.а — по результатам измерений;
гидравлическое сопротивление при прохождении воды Δркw — по результатам измерений.
Слайд 42

ХОЛОДИЛЬНЫЕ МАШИНЫ Качество холодильных машин оценивается следующими основными показателями: холодопроизводительностью Q0

ХОЛОДИЛЬНЫЕ МАШИНЫ

Качество холодильных машин оценивается следующими основными показателями: холодопроизводительностью Q0 (кВт),

потребляемой мощностью N (кВт), массой машины m (кг), удельной холодопроизводительностью и удельной материалоемкостью .
Слайд 43

Холодильные машины . Испытание холодильной машины для охлаждения жидких теплоносителей осуществляется

Холодильные машины

. Испытание холодильной машины для охлаждения жидких теплоносителей осуществляется на

теплообменном стенде, работающем по полному циклу холодильной машины на реальном холодильном агенте с использованием реального теплоносителя. Схема связи машины и ее элементов с аппаратами стенда показана на рисунке.
Слайд 44

Холодильные машины Схема теплообменного стенда для испытаний холодильной машины и ее

Холодильные машины

Схема теплообменного стенда для испытаний холодильной машины и ее агрегатов:
1

— компрессор; 2 — конденсатор; 3 — испаритель; 4 — регенеративный тепло­обменник; 5 — теплообменник «вода — теплоноситель»; 6 — водяной бак; 7 — регулирующий вентиль; 8 — насос; 9 — запорный вентиль; 10 — манометр; 11 — место измерения температуры; 12 — смотровое стекло; 13 — измеритель расхода теплоносителя; 14 — измеритель расхода хладагента; 15 — дифманометр; 16 — отвод воды; 17 — подвод холодной воды; 18 — периодический подвод горячей воды; 19 — бак теплоносителя; 20 — водяной теплообменник; 21 — дифманометр
Слайд 45

Холодильные машины Подвод теплоты в испарителе осуществляется с помощью циркуляции теплоносителя,

Холодильные машины

Подвод теплоты в испарителе осуществляется с помощью циркуляции теплоносителя, подогреваемого

в теплообменнике 5. Отвод теплоты в конденсаторе осуществляется водой из водяного бака 6, температура в котором поддерживается за счет добавки холодной воды, поступающей по трубопроводу 17. Испытуемая машина оснащается измерительными приборами, обеспечивающими возможность измерения параметров, приведенных в таблице испытания испарителя.
Слайд 46

Холодильные машины Дополнительно при испытании холодильных машин измеряют мощность компрессора. Для

Холодильные машины

Дополнительно при испытании холодильных машин измеряют мощность компрессора.
Для сопоставимости результатов

измерений испытания холодильных машин проводятся на следующих сравнительных режимах
Слайд 47

Холодильные машины По результатам измерений определяют: тепловой поток в испарителе Q0

Холодильные машины

По результатам измерений определяют:
тепловой поток в испарителе Q0 — по

уравнению (III—1);
массовый расход холодильного агента та.и — по тепловому балансу испарителя по уравнению (III—3);
тепловой поток в конденсаторе Qк — по уравнению (III—4);
массовый расход холодильного агента та.к — по тепловому балансу конденсатора по уравнению (III—5);
Слайд 48

Холодильные машины массовый расход холодильного агента та.рв — по измерениям расходомером

Холодильные машины

массовый расход холодильного агента та.рв — по измерениям расходомером перед

терморегулирующим вентилем по уравнению (III—6);
среднее значение массового расхода холодильного агента та.cр, определенного тремя независимыми измерениями, вычисляют как среднее арифметическое. Результаты измерений можно считать удовлетворительными, если отклонение каждой из трех величин от среднего значения массового расхода холодильного агента не превышает 4%.
Слайд 49

Холодильные машины Основные теплотехнические показатели холодильной машины: холодопроизводительность Q0 (Вт) холодильной

Холодильные машины

Основные теплотехнические показатели холодильной машины:
холодопроизводительность Q0 (Вт) холодильной машины
где —

разность удельных энтальпий, определенных по параметрам холодильного агента на выходе из испарителя (pа.и2; tа.и2) и на входе (pа.и2- Δри.а; tа.и1) в него;
Слайд 50

Холодильные машины удельная холодопроизводительность удельная материалоемкость γ (кВт/кг) холодильной машины

Холодильные машины

удельная холодопроизводительность
удельная материалоемкость γ (кВт/кг) холодильной машины

Слайд 51

Холодильные машины При проведении испытаний холодильной машины следует иметь в виду,

Холодильные машины

При проведении испытаний холодильной машины следует иметь в виду, что

на значение массового расхода холодильного агента mа.и, определенное по тепловому балансу испарителя, может оказать влияние величина перегрева паров холодильного агента, выходящих из испарителя. Величина перегрева определяется разницей между температурой пара, выходящего из испарителя tа.и2, и температурой насыщенных паров t02 при давлении ра.и2. При малом перегреве (tа.и2 - t02 < 2°С) вместе с паром из испарителя уносятся капли жидкого холодильного агента с растворенным в них маслом.
Слайд 52

Холодильные машины У фреоновой машины для охлаждения жидких теплоносителей, имеющей кожухотрубный

Холодильные машины

У фреоновой машины для охлаждения жидких теплоносителей, имеющей кожухотрубный испаритель

с кипением на наружной поверхности труб, возврат масла из испарителя в компрессор осуществляется только за счет переноса его из испарителя вместе с каплями жидкого холодильного агента. Поэтому при испытании ма­шины с таким испарителем рекомендуется с помощью терморегулирующего вентиля устанавливать малый перегрев паров холодильного агента на выходе из испарителя, обеспечивающий постоянное поддержание заданного уровня масла в картере компрессора.
Слайд 53

Холодильные машины Наличие в машине регенеративного теплообменника для доиспарения жидкости и

Холодильные машины

Наличие в машине регенеративного теплообменника для доиспарения жидкости и подогрева

паров холодильного агента перед входом в компрессор за счет переохлаждения жидкости, выходящей из конденсатора, позволяет учесть в тепловом балансе испарителя количество теплоты, затраченной на испарение жидкости вне испарителя. В связи с этим малый перегрев паров на выходе из испарителя не вносит ощутимой ошибки в результаты измерения массового расхода холодильного агента та.и.