Технические науки/5. Энергетика

К.т.н. Сурмилов Б.Н., к.т.н. Харламова С.П.

Южно-Российский университет экономики и сервиса, Россия

Бытовой компрессионный холодильник с интенсивной системой охлаждения

Современные бытовые холодильные приборы являются основными потребителями электрической энергии в быту, на предприятиях сферы услуг и пр. В настоящее время актуальности вопроса энергосбережения повышаются требования к качеству холодильных приборов и их экономичности и долговечности при соблюдении теплоэнергетических характеристик. Результатами исследований в этой области подтверждено определяющее влияние температурного режима компрессора на основные показатели его работы.

Снижение температур хладона, масла и сборочных узлов компрессора уменьшает бесполезный подогрев паров хладона на пути от всасывающего патрубка компрессора до полости цилиндра, что способствует увеличению рабочих коэффициентов компрессора, снижению интенсивности физико-химических процессов, вызывающих разрушение неметаллических материалов, уменьшению потребления электроэнергии.

По результатам исследований авторов А.С., «Двухступенчатая абсорбционно-компрессионная холодильная установка» при интенсивном охлаждении масляной ванны и головки компрессора водоаммиачным раствором с концентрацией и его температурой на входе в систему охлаждения этих узлов увеличение производительности, холодопроизводительности и удельной холодопроизводительности соответственно составляет 4,6; 4,6 и 5,2 %. При этом при прочих равных условиях наибольший рост основного показателя экономичности холодильной установки – удельной холодопроизводительности наблюдается при интенсивном охлаждении головки компрессора.

Авторами данной статьи разработана принципиальная схема системы принудительного охлаждения масла (патент на изобретение №2379601), которая не требует радикальных изменений конструкции холодильного прибора и дополнительных затрат электроэнергии и может быть реализована как при изготовлении, так и при ремонте компрессора на специализированных предприятиях бытового обслуживания.

8 7 6 17 5 16 4 3

Рис.1 - Бытовой компрессионный холодильник с интенсивной системой охлаждения

1 – компрессор, 2 – крепящие винты, 3 – скоба, 4 – корпус масляного насоса,

5 – маслоприемник, 6 – электродвигатель, 7 – нагнетательный трубопровод масла, 8 – радиатор, 9 – маслопровод, 10 – обратный клапан, 11 – испаритель, 12 – капиллярная трубка, 13 – фильтр – осушитель, 14 – конденсатор, 15 – головка компрессора, 16 – приводная шестерня.

В корпусе компрессора холодильного прибора в нижней части вала шарнирно посажена приводная шестерня встроенного масляного насоса (например, малогабаритный, бесшумный, экономичный насос, используемый на двигателях переднеприводных автомобилей ВАЗ). Насос герметично соединён через обратные клапаны маслопроводами с масляно-воздушным радиатором, который находится вне кожуха компрессора.

Поток охлажденного в радиаторе масла внутри кожуха направлен на наиболее теплонапряжённые узлы компрессора – головку цилиндра компрессора и втулку вала электродвигателя. Обратный клапан маслоприёмника 17 и обратный клапан 10 предотвращают стекание масла из корпуса насоса, маслопроводов и радиатора при выключенном двигателе вследствие чего уровень масла в масляной ванне компрессора остается постоянным.

Авторами выполнен конструкторский расчет масляно-воздушного радиатора в условиях естественной конвекции для серийного герметичного компрессора ХКВ-6 с компрессорным маслом ХФ-12-16.

Расчёты выполнены на основе уравнений теплового баланса и критериальных уравнений конвективного теплообмена при естественной конвекции в неограниченном пространстве и при вынужденном движении масла в трубе радиатора. При расчёте было учтено тепловое излучение.

Расчёт выполнен для условий максимальной тепловой нагрузки радиатора, при которых отсутствует теплоотдача от поверхности кожуха компрессора в окружающую среду.

По результатам расчётов при внутреннем и наружном диаметрах трубки соответственно , , длине трубки и коэффициенте оребрения тепло, отдаваемое маслом окружающему воздуху составит , что соответствует тепловыделению в кожухе компрессора при его мощности и температурах масла на входе и выходе из радиатора соответственно и .

Литература:

1. Патент 2379601. Бытовой компрессионный холодильник [Текст] А.Б. Сурмилова, С.П. Петросов, Б.И. Сурмилов, С.П. Харламова; заявитель и патентообладатель Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса; заявл. 24.10.2008, опубл. 20.01.2010., Бюлл. №02-8 с., 1 ил.

2. А.С. 1252624 СССР, МКИ F 25 B 15/02. Двухступенчатая абсорбционно-компрессионная установка (В.В. Левкин, С.Н. Алехин, А.В. Кожемяченко, А.С. Чирской, А.В. Евсеенко (СССР).- Заявл. 25.03.1985;опубл. 23.08.1986, Бюлл. №31.- 3с.

3. Левкин В.В. Повышение эксплуатационных характеристик бытовых холодильных приборов [Текст]/ В.В. Левкин, С.П. Харламова, А.Ю. Гамзаян/ Изв.вузов. Сев.-Кавк. регион. Технические науки.-2004.-Приложение №6, с.18-21.