Лабораторная работа № 2 «Исследование давлений в теплообменных аппаратах холодильной машины»

Включить стенд, зафиксировав время включения, и через каждые 1-5 минут записывать показания манометров (периодически переключая точки замера) в табл. 1. Зафиксировать время отключения мотор-компрессора терморегулятором и продолжить записывать давления через каждые 3-5 минут до момента включения мотор-компрессора. Эксперимент продолжать до тех пор, пока значение температуры в низкотемпературном отделении стенда не достигнет заданной. По результатам эксперимента построить графики изменения давлений в испарителе, конденсаторе и других точках системы во времени (работы и остановки мотор-компрессора). Вычислить и построить графики интенсивности изменения давлений (рис. 5) в отдельных точках холодильного агрегата по формуле:

ДР =Р -Р.

(21)

Таблица 1

Результаты наблюдений

Время включения и отключения компрес-сора	Время, мин	Давление на манометре (МПа)
		1	2

Рис. 5. Изменение давлений (Р): 1 -давление нагнетания; 2 - давление всасывания.

Построить диаграмму холодильного цикла «энтальпия-давление» по полученным значениям давлений.

Лабораторная работа № 3 «Анализ изменения удельного расхода электроэнергии и коэффициента рабочего времени холодильной машины»

На первом этапе лабораторной работы изучается изменение удельного расхода электроэнергии при различных условиях работы холодильной машины в следующем порядке.

Включить стенд. Убедившись в установившемся режиме работы холодильной установки, произвести 5. ..6 измерений величин, указанных в журнала наблюдений (таблица 2).

Осуществить новый режим, соответствующий работе холодильной установки при повышенном давлении конденсации. Температура кипения t₀ холодильного агента в новом режиме должна остаться неизменной, как и в предыдущем режиме. Снятие показаний производить во время всего испытания при всех режимах работы установки и заносить в журнал наблюдений (табл. 2),

Таблица 2

Журнал наблюдений

	Начало режима		Конец режима				Давление	Температура
№ режимов	Время	Показания счетчика W1	Время	Показания счетчика W2	Продол-житель- ность	Расход W = W2-W1	всас. пара Рас кипения Ро нагнет. пара Рнагн конденсации Рк	всас.пара tвс кипения tо нагнет. пара tнагн конденсации tк воздуха в ка-мере tкам
	ч,мин	квт,ч	ч,мин	квт,ч	ч,мин	квт,ч	МПа	°С
I
II

Определить холодопроизводительность компрессора

Q_ok = λ * V_n * q_v = λ * V_n * (q₀ \ V^`₀ ), кВт (22)

где λ - коэффициент подачи компрессора, V_n - объём, описываемый поршнями компрессора, м³/сек, V^`₀ - удельный объём пара при входе в компрессор, м³/кг, q₀ - удельная массовая холодопроизводительность рабочего тела:

q₀ = i₁ - i₂, кДж/кг (23)

где i₁ - энтальпия пара R12, поступающего в компрессор, i₂ - энтальпия жидкости перед регулирующим вентилем.

Величины λ, q₀ и V^`₀, зависят от температуры кипения.

Найти холодопроизводительность испарителя

Q_u = k₀ * F₀ * (t_k - t₀), кВт (24)

где к₀ - коэффициент теплоотдачи, Вт/(м²*К), F₀ - поверхность испарителя, м²

t₀ - температура кипения, К (°С), t_кам - температура камеры, К (°С)

Рассчитать количество выработанного холода

ΣQ₀ = Q₀ * τ_p, кДж (25)

где τ_p - время одного режима, ч.

Вычислить потреблённую мощность

Σ Ne = Ne * τ_p

Определить удельный расход электроэнергии на выработку 1 кДж холода

а = , кВт*ч/кДж (26)

Результаты расчетов для всех замеренных режимов свести в таблицу 3 построить графики изменения холодопроизводительности, эффективной мощности и удельного расхода электроэнергии в зависимости от температуры кипения и конденсации.

Таблица3

	Результаты обработки опытных данных
№ режи- ма	Длитель- ность режима	Уд. массовая холодо- произво- дитель- ность q0	Кол-во вырабо- танного холода Qо	Потреб- ляемая мощность Ne	Уд. расход эл. энергии на 1 кДж холода	По- верх- ность испарителя рителя Fо	Холо- допро- изводи- тель- ность испари- теля Qu	Поверх- ность конден- сатора Fк	Холо- допро извод тель- ность кон- денса тора Qk
	ч	кДж/кг	кВт	кВт	кВт*ч/кДж	м2	кВт	м2	кВт
I
II

На втором этапе лабораторной работы изучается изменение расхода

электроэнергии и коэффициента рабочего времени холодильной машины при различных условиях работы холодильной машины в следующем порядке.

Установить переключатель термореле в заданное положение. Для данного положения реле произвести испытание 2-3 полных циклов.

Произвести измерение температур воздуха внутри камеры испарителя и около нее, времени работы, времени стоянки компрессора и времени рабочего цикла, произвести измерение потребляемой мощности компрессором и расхода электроэнергии за время работы одного цикла; эти величины определяются для нескольких циклов при заданной величине теплопритока и для различных коэффициентов рабочего времени компрессора.

Установить термореле в другое положение, повторить наблюдения и произвести записи данных измерения в журнал наблюдений.

По окончании испытания определить для каждого режима среднюю условную холодопроизводительность; средний коэффициент рабочего времени; часовой расход электроэнергии, потребляемой компрессором; удельную эффективную холодопроизводительность.

Средний коэффициент рабочего времени

b_ср = Σ τ_раб / Σ τ_ц (27)

где Σ τ_раб - суммарное время работы холодильной машины в течение испытания одного режима, ч; Σ τ_ц - суммарное время циклов одного режима, ч.

Холодопроизводительность компрессора при заданной величине теплопроходимости k * F.

Q₀ = k * F (t_н – t_к.ср), Вт (28)

где F - площадь поверхности холодильного шкафа, м², k - коэффициент теплопередачи через стенку шкафа, Вт/м²*К.

Средняя условная холодопроизводительность

Q_o.ус = Q_o / b_ср , кВт (29)

Средний часовой расход электроэнергии, потребляемой компрессором: по измеренной мощности

W_ср = N_ср * b_ср , Вт*ч (30) где N_ср - средняя мощность, потребляемая компрессором в течение заданного

режима, Вт;

по измеренному расходу электроэнергии:

W_ср = (W₂ – W₁)_ср / τ_ц.ср , Вт*ч (31)

где (W₂ – W₁)_ср - средний расход электроэнергии за режим в Втч, при этом V и W₁ соответственно показания счётчика в момент выключения и включения компрессора, Вт*ч; τ_ц.с - среднее время цикла, ч.

Средний действительный холодильный коэффициент

ε_а = (32)

Удельная эффективная холодопроизводительность

К _е = 860 * ε_а , кВт/(кВт*Ч) (33) Результаты расчета свести в таблицу, провести анализ режимов работ холодильной установки и сделать выводы и предложения по мерам повышения экономичности работы холодильной установки.