ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ НА ХОЛОДОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ГЕРМЕТИЧНОГО АГРЕГАТА Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 006.015.5

Кожемяченко А.В.,

Доктор технических наук, профессор факультет техника и технологии ИСОиП (филиал) ДГТУ в г. Шахты Россия, г. Шахты Симанков В.В., студент магистратуры факультет техника и технологии ИСОиП (филиал) ДГТУ в г. Шахты Россия, г. Шахты Ковалёв А.Н. студент бакалавриата факультет техника и технологии ИСОиП (филиал) ДГТУ в г. Шахты Россия, г. Шахты DOI: 10.24412/2520-6990-2021-28115-40-43 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ НА ХОЛОДОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ГЕРМЕТИЧНОГО АГРЕГАТА

Kozhemiachenko, A. V.,

Doctor of technical Sciences, Professor faculty of engineering and technology Isop (branch) of DSTU in Shakhty Russia, Shakhty Simankov V. V., master's student faculty of engineering and technology Isop (branch) of DSTU in Shakhty Russia, Shakhty Kovalyov A.N. the undergraduate student faculty of engineering and technology Isop (branch) of DSTU in Shakhty Russia, Shakhty

INVESTIGATION OF THE EFFECT OF OPERATIONAL DEPOSITS ON THE COOLING

CAPACITY OF A SEALED UNIT

Аннотация.

В статье рассмотрены вопросы определения критических значений степени засорения фильтрующих элементов фильтр-осушителей сплит-систем в условиях технической эксплуатации. Abstract.

The article discusses the issues of determining the critical values of the degree of clogging offilter elements offilter dryers of split systems in technical operation.

Ключевые слова: сплит-система, фильтр-осушитель, степень засорения, холодопроизводитель-ность, холодильный агрегат.

Keywords: split system, filter dryer, degree of clogging, cooling capacity, refrigeration unit.

Среди непродовольственных товаров у населения особым спросом пользуются сплит-системы и кондиционеры.

Как показал анализ отказов сплит-систем, поступающих в ремонт, одной из наиболее часто встречающихся неисправностей (до 20% является засорение внутренних полостей герметичной системы холодильных агрегатов и, в первую очередь, фильтр - осушителей).

Отложение загрязнений на внутренних поверхностях элементов герметичного агрегата снижает их проходимость, что вызывает снижение ра-

ботоспособности холодильной машины и, в конечном итоге, приводит к её отказу. Поэтому особый интерес представляет предельно допустимые нормы засорения фильтр-осушителей сплит-систем, при которых они являются неработоспособными.

В связи с этим автором были проведены теплоэнергетические испытания холодильного агрегата сплит-системы в условиях засорения фильтр-осушителя.

Холодопроизводительность является основным параметром работоспособности холодильного

агрегата. Она находится в зависимости от массового расхода холодильного агента. В результате ка-лориметрирования агрегата получили зависимости его холодопроизводительности от массового расхода рабочего тела.

В условиях реального засорения фильтр-осушителей массовый расход холодильного агента изменяется от 0,4 до 1,810-3 кг/с, соответственно хо-лодопроизводительность агрегата снижается от 237 до 53 Вт

(Приложения К,Л.М).

При этом на изменение рассматриваемых показателей, в первую очередь, влияет температура

О0 агр

Вт 110

кипения холодильного агента, затем степень засорения фильтр-осушителя и температура окружающего воздуха.

Результаты определения холодопроизводи-тельности агрегата при различной степени засорения его жидкостной линии и номинальной температуре кипения хладона представлены на рисунке 3.3. Полученные зависимости описываются уравнением вида:

у = АеЬх (3.4)

где А, Ь - эмпирические коэффициенты, зависящие от температурного режима работы герметичного агрегата и перепада давления хладона на фильтр-осушителе.

100 90 80 70 60 50 40

1

2

0,3

0,35

0,4

0,45

0,5

0,55

0,6

0,65

0,7

0,75

О, В

170 160 150 140 130 120 110 100 90

Т0=243 К

у = 25,491е1,9138х Р2 = 0,9383

у = 37,237е1,3901х Р2 = 0,9694 у = 48,284е1,0532х Р2 = 0,9715

0 агр,

Вт

0,6

0,7

0,8

0,9

1,1

1,2

у = 41,452е1 1402х Р2 = 0,9965 3 у = 52,438е0,9494х Р = 0,9882 2

у = 60,365е0,8612х Р = 0,9965 1

Оа, х10-3 кг/с

1

Оа, х10-3 кг/с

Т0=253 К

''О агр,

Вт

240

230

220

210

200

190

180

170

160

150

1,1

1,2

Тп=263 К

1,3

1,4

1,5

1,6

1,7

1,8 Оа, х10-3 кг/с

1,9

у = 69,715е0 6428х Р2 = 0,9689 3 у = 89,387е0 5229х Р2 = 0,9844 2 у = 112,58е0 4047х Р2 = 0,9977 1

1, 2, 3 - соответственно при перепадах давления 16,1; 48,3; 96,6 кПа Рисунок 3.3 Зависимость холодопроизводительности от массового расхода

холодильного агента.

Согласно данных головного конструкторско-технологического бюро ООО "АТЛАНТ" допустимое отклонение холодопроизводительности герметичных агрегатов бытовых холодильников составляет минус 7% от номинального значения. Аналогичные требования относительно предельных отклонений холодопроизводительности, согласно ГОСТ 17008-85, предъявляются и к герметичным хладоновым компрессорам, применяемым в бытовых холодильных приборах.

С целью определения предельных значений перепадов давлений, создаваемых засоренными

фильтр-осушителями, обуславливающими снижение производительности агрегата ниже допустимого уровня, получили относительные характеристики холодопроизводительности, которые представлены на рис. 3.4. Полученные характеристики описываются уравнением вида:

у = Ax - B (3.5)

где A, B - эмпирические коэффициенты, зависящие от температуры кипения хладона и окружающего воздуха.

Q, Вт

160 150 140 130 120 110 100 90

0 20 40

д Р, кПа

у = 1 82,79х-0,0672 Р2 = 0,9373 1 - То. в. = 289 К

у = 1 90,1 3х-0,0826 РР2 = 0,8733 2 - То. в. = 291 К

у = 1 56,42х-0,0658 РР2 = 0,9349 3 - То. в. = 298 К

у = 144,12х-0,058 РР2 = : 0,9834 4 - То. в. = 305 К

у = 129,49х-0,0648 Р2 = 0,9654 5 - То. в. = 316 К

60

80

100

1, 2, 3, 4, 5 - соответственно при температурах окружающего воздуха 289, 291, 298, 305, 316К

Рисунок 3.4 Зависимость холодопроизводительности агрегата от перепада давления на жидкостной

линии.

Л Q, ' □

-2

-4

-6 -7

-8

-10 -12 -14 -16 -10 -20

10

20 21 30 35 40 44 so

Л P,кПа 60 70

80

90

100

А i L J i

■ Iii 1- -

1

-♦-

2

_ 3

у = 0,0011 к2 - 0,2065 к + 0,0131 R2 = 0,9904 у = 0,0007к2 - 0,201 к - 0,6643 R2 = 0,9785 у = 0,0015х2 - 0,3217х - 0,8429 R2 = 0,9812

Л

2 3

Td=243 К Т0=253 К То=263 К

1, 2, 3 - соответственно при температурах 243, 253, 263К Рисунок 3.5 Относительное снижение холодопроизводительности агрегата.

Изменение перепада давления хладона на жидкостной линии герметичного агрегата от 0 до 96,6 кПа вызывает уменьшение холодопроизводительности от 0 до 19,5 %. При этом больший процент снижения производительности соответствует более низким значениям температуры кипения холодильного агента.

Учитывая, что допустимой величиной снижения холодопроизводительности герметичных агрегатов бытовых холодильников является значение Qoaгp = 7 %, определили предельные значения перепадов давления хладона ЛРпр, вызывающие изменение его холодопроизводительности ниже допустимого уровня для температур кипения, соответствующих реальным условиям эксплуатации.

Из рис. 3.5 следует, что при температуре окружающего воздуха То.в=298К значения ЛРпр для температур кипения хладона 263К составляют соответственно величины 16,2; 28,4 и 45,3 кПа. Дальнейшее увеличение перепада давления приводит к отказу холодильного прибора, так как его основной функциональный показатель - холодопроизводи-тельность выходит за пределы, регламентированные нормативно-технической документацией.

Учитывая, что на величину холодопроизводительности, в первую очередь, влияет температурный режим работы холодильной машины [197], определили ее зависимость от температур кипения холодильного агента То и окружающего воздуха

Тов.

В данных условиях наблюдали снижение холодопроизводительности в зависимости от увеличения перепада давления на фильтр-осушителе и температуры окружающего воздуха, а также от снижения температуры кипения хладона.

Наибольшее влияние на степень снижения холодопроизводительности агрегата оказывают температура кипения холодильного агента перепада давления на фильтр-осушителе /до 19,5 %/ и в меньшей мере - температура окружающего воздуха /до 1,7 %/.

Выводы: полученные результаты показывают, что засорение фильтр-осушителя является наиболее неблагоприятным эксплуатационным фактором для морозильников и холодильников тропического исполнения, эксплуатирующихся при высоких температурах окружающего воздуха.

Список используемых источников

1. Евсеева, Т.А. Кондиционирование воздуха./ Т.А.Евсеева, Н.В.Ластовец; Харьковская национальная академия городского хозяйства; - Х.: ХНАГХ, 2011 - 111 с.

2. Восстановление фильтров-осушителей герметичных агрегатов (Официальный сайт «Specural.com»)

3. Современные кондиционеры. Монтаж, эксплуатация и ремонт. - М.: СОЛОН-ПРЕСС, 2010. -176 с. - (Серия «Ремонт» выпуск 120) ISBN 978-591359-029-9

4. ГОСТ 17008-85 Компрессоры хладоновые герметичные. Общие технические условия (с Изменениями N 1, 2) Введ. 01.01.1987. М.: ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ, 1991. - 45 с

5. Никульшин, В.Р. Тепловые насосы и кондиционеры : научное пособие. / В.Р. Никульшин., В. В. Височин. - Одесса.: Медиа Арт, 2014. - 181 с.