CC BY
22
Технические науки
65
Список литературы:
1. Международные стандарты и рекомендуемая практика. Приложение 16 ИКАО. Т. 2 «Эмиссия авиационных двигателей». - 2008. - 118 с.
2. Асатуров М.Л., Загрязнение окружающей среды при авиатранспортных процессах: учебное пособие / Университет ГА. - СПб., 2010. - 94 с.
3. Методика контроля загрязнения атмосферного воздуха в окрестностях аэропорта / Минтранс Росии ГосНИИ ГА. - М., 1992. - 39 с.
4. ГОСТ 17.2.2.04-86 Охрана природы. Атмосфера. Двигатели газотурбинные самолетов гражданской авиации. Нормы и методы определения выбросов загрязняющих веществ. - М.: Издательство стандартов, 1985. - С. 32.
5. Emissions and Dispersion Modeling System User’s Manual. Prepared for Federal Aviation Administration Office of Environment and Energy Washington, DC Prepared by CSSI, Inc., Washington, DC, June 2013.
6. Методика расчета выбросов загрязняющих веществ двигателями воздушных судов гражданской авиации / ФГУП ГосНИИ ГА, ЗАО ЦЭБ ГА. -М., 2007. - 21 с.
7. Голубева А.О. Использование упрощенной модели для оценки рассеивания выбросов от воздушных судов // Материалы XVIII международной конференции по вычислительной механике и современным прикладным программным системам (Алушта, 22-31 мая 2013 г.). - МАИ, 2013. - С. 717-719.
УВЕЛИЧЕНИЕ ИНТЕНСИВНОСТИ ТЕПЛООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ КОНДЕНСАТОРА
КОМПРЕССИОННОГО ХОЛОДИЛЬНИКА
© Лемешко М.А.*
Донской государственный технический университет (филиал), г. Шахты
Приведены результаты исследования теплообменных процессов в конденсаторах бытовых холодильников, описаны новые конструкции конденсаторов этих холодильников и новые технологии охлаждения конденсаторов. Рассмотрены вопросы использования для охлаждения конденсаторов бытовых холодильников испарительного охлаждения, рассмотрены способы и устройства реализации этого метода.
Ключевые слова: бытовой холодильный прибор, охлаждение конденсатора, испарительное охлаждение, способ охлаждения конденсатора.
В компрессионном холодильном агрегате компрессор всасывая хладагент из испарителя, под давлением подает хладагент в конденсатор, в кото-
* Доцент кафедры «Машины и оборудование бытового и жилищно-коммунального назначения», кандидат технических наук.
66
ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ И ПРИКЛАДНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ром хладагент переходит из парообразного состояния в жидкое. От эффективности отвода тепла от конденсатора зависит эффективность процесса конденсации, что определяет давление на выходе из компрессора, снижение давления в испарителе и улучшение эффективности холодильного циклах [1]. Повышение эффективности конденсации хладагента сказывается также на улучшении холодильного коэффициента, являющегося критерием эффективности холодильного цикла [2].
Как известно, основным показателем энергетической эффективности работы холодильника является суточное потребление электроэнергии, определяемое из выражения:
Е = 0,024W бт,
бх
кВтч/сут.
(1)
где W - мощность, потребляемая компрессором, Вт;
QT - внешний теплоприток в шкаф холодильника, Вт; QX - холодопроизводительность агрегата, Вт.
С учетом того, что
W = бх
(2)
где 8з - удельная холодопроизводительность, выражение можно записать в виде:
Е = 0,024 б. (3)
Таким образом, среднесуточное потребление электроэнергии компрессионным холодильником определяется двумя основными параметрами: величиной теплопритока в шкаф и значением холодильного коэффициента, зависящим от степени совершенства реального цикла холодильного агрегата, в том числе от эффективности процесса конденсации.
В компрессионных холодильника используются следующие виды охлаждения поверхности конденсатора: естественная конвекция, обдув поверхности конденсатора потоком воздуха от вентилятора, использование испарительного охлаждения из форсунок или использование талой воды.
В технике получения холода известно применение, так называемого испарительного охлаждения. Например, известны разработки [3] для бытовых холодильников, в которых поверхность конденсатора увлажняется талой водой.
Испарение воды на поверхности конденсатора отбирает тепло от конденсатора, тем самым обеспечивается увеличение интенсивности охлаждения хладагента в конденсаторе.
Технические науки
67
Для бытовых холодильных приборов применение испарительного охлаждения малоизученно. Приведем некоторые результаты конструирования конденсаторов, в которых реализуется принцип испарительного охлаждения. Охлаждение конденсатора может быть осуществлено путем покрытия его поверхности теплопроводным адсорбером и увлажнением этой поверхности водой из форсунок [4]. Степень увлажнение адсорбера контролируется датчиком влажности, а увлажненная поверхность может обдуваться потоком воздуха от вентилятора. При этом реализуется интенсивное охлаждение поверхности конденсатора, что позволяет уменьшить его размеры и снизить удельное энергопотребление холодильника.
В разработке [5] поверхность конденсатора увлажняется из мелкодисперсионных форсунок, а вода для орошения поверхности размещается в поддоне в котором размещен конденсатор При этом включение/выключение привода форсунок осуществляется по сигналу с датчика влажности поверхности конденсатора. Способ охлаждения заключается в том, что поверхность конденсатора (1) увлажняется мелко дисперсными каплями из форсунок (2), при этом контролируется степень влажности поверхности конденсатора (3) и при ее снижении включается привод (4) форсунок (2), во втором варианте привод форсунок включается при работающем компрессоре.
Корпус конденсатора, например, (1) выполнен пластинотрубчатым в виде вертикального расположения конструкции трубчатого змеевика, соединенного пластинками. В состав конденсатора входит поддон (5) для сбора избытка влаги, стекающий с корпуса конденсатора. Патрубок для подачи воды из поддона (7). Факел форсунок покрывает плоскость поверхности конденсатора. Корпус конденсатора может быть выполнен компактным, размещенным в нижней части бытового холодильника. В качестве форсунок возможно использование плунжерных распылителей, широко используемых в быту. Распылители выбрасывают порцию мелкодисперсных капель при нажатии на подпружиненные рычаги. Приводом (4), обеспечивающим нажатие рычага распылителя возможно использование электромагнитного соленоида.
Рис. 1. Схема увлажнения поверхности конденсатора компрессионного холодильника
68
ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ И ПРИКЛАДНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
На поверхности корпуса конденсатора, закреплен датчик влажности, который в варианте исполнения управляет включением привода форсунок.
Использование такого способа охлаждения поверхности конденсатора позволит увеличить интенсивность охлаждения хладагента, упростить конструкцию, повысить надежность охлаждения, снизить удельное энергопотребление холодильника.
Охлаждение конденсатора может быть выполнено вентилятором, который использует термоэлектрическую ЭДС [6]. Используя термоэлектрический преобразователь, тепло поверхности компрессора и холод в испарителе, усилитель мощности обеспечивают обдув поверхности конденсатора без дополнительного потребления энергии на вентилятор.
Использование талой или другой воды для охлаждения конденсатора позволяет эффективно реализовать испарительное охлаждение, что напрямую связано с увеличением эффективности охлаждения хладагента в конденсаторе и увеличением холодильного коэффициента. Разработан способ охлаждения поверхности конденсатора за счет испарения талой воды на поверхности конденсатора [2]. При реализации этого способа талая вода после вывода её из холодильного шкафа направляются по каналу в желобок, закрепленный на поверхности змеевика конденсатора. Поверхность желобка снабжена пористым материалом для уменьшения скорости течения воды по желобку.
Предложено в бытовых холодильных приборах поток воздуха от вентилятора использовать для одновременного охлаждения и конденсатора и корпуса компрессора [7]. В разработанном способе охлаждения компрессорноконденсаторного блока предусматривается также реализация испарительного охлаждения.
Список литературы:
1. Вейнберг Б.С. Бытовые компрессионные холодильники / Б.С. Вейн-берг, Л.Н. Вайн. - М.: Пищевая промышленность, 1974. - 272 с.
2 Снижение энергопотребления бытового холодильного прибора путем интенсификации охлаждения конденсатора / А.В. Кэжемяченко, М.А. Лемеш-ко, В.В. Рукасевич, В.В. Шерстюков // Инженерный вестник Дона. - 2013. -Т. 24, № 1. - С. 60.
3. Patent DE № WO2008/025630 03.06.2008 Vorrichtung zum verdunsten von in einer sammelschale eines Kuhlgerates gesammeltem Abtauwasser und Kuhlgerat mit einer solchen Vomchtung.
4. Патент RU № 2455586 Бюл. № 19 10.07.2012. Способ охлаждения конденсатора компрессионного холодильника (варианты) / Лемешко М.А., Русляков Д.В., Корниенко Ф.В., Пахнюк В.А., Соколов Д.В., Лалетин В.И.
5. Патент RU № 2458291 Бюл. № 22 10.08.2012. Способ охлаждения конденсатора компрессионного холодильника / Лемешко М.А., Петро-
Технические науки
69
сов С.П., Кожемяченко А.В., Алехин С.Н., Лалетин В.И., Корниенко Ф.В., Петросов Р.С., Лемешко А.М.
6. Патент RUS 2468307, 27.11.2012. Устройство охлаждения конденсатора компрессионного холодильника /Лемешко М.А., Русляков Д.В., Пах-нюк В.А., Соколов Д.В.
7. Патент на изобретение RU № 2511804, 10.04.2014. Способ охлаждения герметичного компрессорно-конденсаторного агрегата компрессионного холодильного прибора / Лемешко М.А., Петросов С.П., Корниенко Ф.В., Аристархов В.А., Кривоносов Ю.П., Рабичев Е.А.
