Смекни!
smekni.com

Холодильник (стр. 8 из 13)

Наиболее близким к изобретению по тех­нической сущности и достигаемому результату является холодильник подобного назначения,содержащий теплоизолированную камеру с полками и дверью, испаритель, вентилятор, панель с отверстиями, установленную вдоль одной из стенок с образованием вертикального канала для прохода охлажденного воздуха.

Однако и в этом холодильнике температура по объему камеры распределена неравномер­но, поскольку отепленный продуктами воздух возвращается в зону испарителя вдоль внут­ренней панели двери, поэтому близлежащие продукты имеют более высокую температуру, чем в других зонах камеры.

Цель изобретения - обеспечение равномер­ного распределения температуры по объему камеры холодильника путем отделения отеп­ленного воздуха от остальной его массы.

Цель достигается тем, что в холодильнике, содержащем теплоизолированную камеру с полками и дверью, испаритель, вентилятор, панель с отверстиями, установленную вдоль одной из стенок с образованием вертикаль­ного канала для прохода охлажденного воз­духа, вдоль стенки, противоположной панели, установлена дополнительная; панель с отверстиями с образованием канала для прохода отеп­ленного воздуха, сообщенного с зоной размещения испарителя, при этом отверстия в па­нелях выполнены под вышерасположенными полками.

Кроме того, дополнительная панель имеет выступы под вышерасположенными полками, а отверстия выполнены на этих выступах.

Основная панель установлена вдоль задней стенки холодильника, дополнительная панель - вдоль двери и в ней в зоне размещения испарителя выполнены отверстия, а под ним реб­ро для перекрытия доступа воздуха непосред­ственно из камеры в зону испарителя.

На фиг. 1 схематично изображен предлагае­мый холодильник, общий вид; на фиг. 2 — то же, вид спереди без дверей.

Холодильник содержит, камеру 1, образо­ванную теплоизолированным шкафом 2 и дверью 3. В камере 1 установлены полки 4 для размещения продуктов, а в верхней ее части расположены испаритель 5 и вентилятор
6, отделенные от охлаждаемого объема теплоизолированным блоком 7. Вдоль задней стен­ки шкафа 2 установлена панель 8 с отвер­стиями 9, кромки которой находятся вблизи боковых стенок, образуя зазоры 10 для про­хода воздуха в объем камеры 1. Воздушный вертикальный канал 11 между задней стен­кой шкафа 2 и панелью 8 сообщен с зоной размещения испарителя 5 и вентилятора 6. Вдоль двери 3 холодильника установлена дру­гая панель 12 с отверстиями 13 с образова­нием воздушного канала 14, который связан с зоной размещения испарителя 5 через от­верстия 15, выполненные в верхней части па­нели 12. Последняя имеет также выступы 16 с отверстиями 13 под вышерасположенными полками 4 и ребро 17 для перекрытия досту­па воздуха непосредственно из объема камеры 1 в зону испарителя 5.

При работе холодильника охлажденный воздух от испарителя 5 посредством вентиля­тора 6 поступает в канал 11, а отсюда через отверстия 9 и зазоры 10 в объем камеры 1, при этом продукты на полках 4 омываются охлажденным воздухом как с боков, так и сверху. Отепленный воздух из камеры 1 че­рез отверстия 13, выполненные на выступах 16 панели 1.2, проходит в канал 14, откуда через отверстия 15 в верхней части панели 1.2 поступает к испарителю 5.

Использование в предлагаемом холодильни­ке дополнительного канала 14 для отвода отепленного воздуха из камеры 1 в зону испарителя 5, наличие отверстий 9 и 13, вы­полненных соответственно на панелях 8 и 12, позволяет существенно повысить равномер­ность распределения температур по объему ка­меры и тем самым улучшить условия хранения биологических продуктов. В описывае­мом холодильнике отклонения от заданной температуры по всему объему камеры на­ходятся в пределах ±1С, в то время как в прототипе температурная неравномерность со­ставляет ±2 С.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Холодильник, содержащий теплоизолированную камеру с полками и дверью, испаритель, вентилятор, панель с отверстиями, установленную вдоль одной из стенок с образованием вертикального канала для прохода охлажденного воздуха, отличающийся тем, что, с целью обеспечения равномерного распределения температуры по объему камеры путем отделенияотепленного воздуха от остальной его массы, вдоль стенки противоположной панели, установлена дополнительная панель с отверстиями с образованием канала для прохода отепленного воздуха, сообщенного с зоной размещения испарителя, при этом отверстия в панелях выполнены под вышерасположенными полками. Холодильник по п. 1, отличающийся тем, что дополнительная панель имеет выступы под вышерасположенными полками, а отверстия выполнены на этих выступах.

2. Холодильник по п. 1, отличающийся тем, что основная панель установлена вдоль задней стенки, дополнительная панель — вдоль двери, а в ней в зоне разме­щения испарителя выполнены отверстия, а под ним ребро для перекрытия доступа воздуха непосредственно из камеры в зону испарителя.

2.Расчет основных элементов конструкции холодильника

2.1 Расчет теоретического цикла.

В основе работы бытовой компрессионной холодильной машины лежит теоретический цикл, которой называется циклом с регенеративным теплообменником.

Перед расчетом теоретического цикла выполняется построение теоретического цикла холодильной машины в одной термодинамических диаграмм состояния холодильного агента.

Для построения теоретического цикла используется исходные данные и диаграмма состояния i-lgp хладагента R134a. Исходные данные:

Хладагент R 134a

Температура кипения To= -25 C

Температура конденсации Tk= 55 C

Температура всасывания Tвс = -10 C

Удельная энтальпия точки 3 определяется из уравнения теплового баланса по формуле:

I3 - i3 = i1 - i1

i3 = i3 - i1 + i1

По известным термодинамическим параметрам состояния определяется величины характеризующие цикл, и сводятся в таблицу.

По формуле находим i3.

I3 = 280 - (410 - 385,4) = 255,4 кДж/кг

Эта энтальпия соответствует температуре 40 С.

По известным параметрам состояния таблицы производиться расчет теоретического цикла.

- дельная массовая холодопроизводительность:

qo = i1 – i4 = 385 – 255 = 130 (кДж/кг)

- Удельная объемная холодопроизводительность:

qv = qo / vi= 130 / 0,185 = 702,7 (кДж/м)

- Количество теплоты, отводимой из конденсатора:

qk = i2 – i3 = 470 – 283 = 187 (кДж/кг)

- Работа компрессора в адиабадическом процессе сжатия:

L = i2 – i1 = 470 – 412 = 58 (кДж/кг)

- Холодильный коэффициент:

E = qo / L = 130 / 58 = 2,24 ; 2 < E < 6 – цикл эффективный

Параметры хладагента.

№ Т t , °C P, мПа V, м3/кг i, кДж/кг S, кДж/кгК
1 -25 0,127 0,160 385 1,73
10 0,127 0,185 412 1,85
2 55 0,640 0,014 470 1,72
95 0,640 0,017 440 1,85
3 55 0,640 - 283 -
40 0,640 - 255 -
4 -25 0,127 - 255 0,40

Теоретический цикл для хладагента R 134a

2.2 РАСЧЁТ ТЕПЛОВОЙ НАГРУЗКИ, ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХОЛОДОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ХОЛОДИЛЬНОГО АГРЕГАТА

Проектирование бытовых холодильников ведется на основе теплового расчета учитывающего виды теплопритоков, которые могут повлиять на изменения температурного режима в камере холодильника.

Исходные данные для расчета:

Компрессионный холодильник КШД 133/80 .

Внутренний рабочий объем 305 дм3.

Внутренний объем холодильной камеры 133 дм3.

Внутренний объем низкотемпературной камеры 80 дм3.

Тип исполнения холодильника УХЛ для умеренных широт:

tокр.ср. = 32°С

tНТК = -18°С

tхк = 0…+5°С

Холодильный агент R 134А

То = -25°С

Тк = 55°С

Твс = 10°С

Изоляционный материал – пенополиуритан.

Наружный шкаф – углеродистая листовая сталь (Ст3).

Внутренний шкаф – полистирол.

Теплопритоки через стенку охлаждаемой камеры холодильника.

Q1 = kFΔT, где

Q1 – теплоприток, Вт;

k – коэффициент теплопередачи, Вт/мК;

ΔT – разность температур по обе стороны стенки, К;

F – площадь наружной поверхности ограждения, м3.

Коэффициент теплопередачи

k = 1/ (1/α н + δ1/ λ1 + δ2 / λ2 + …+ δ n / λn + 1 / αвн) (*), где

α н – коэффициент теплопередачи с внешней поверхности ограждения, Вт/мК;

αвн – коэффициент теплопередачи с внутренней поверхности ограждения, Вт/мК;

δ – толщина отдельных слоев конструкции ограждения;

λ – коэффициент теплопроводности изоляционного материала.

Расчет производится в следующей последовательности:

Рассчитаем все возможные коэффициенты теплопередачи.

а) коэффициент теплопередачи холодильной камеры по формуле (*)

t1 – температура окружающей среды

t2 –температура внутренней холодильной камеры

δ1 – толщина внешней поверхности

δ2 – толщина изоляции

δ3 – толщина внутренней поверхности

λ1 – коэффициент теплопроводности стали

λ2 – коэффициент теплопроводности пенополиуритана

λ3 – коэффициент теплопроводности полистирола

αн = 22,7 Вт/мК αвн = 9 Вт/мК

λ1 = 81 Вт/мК

λ2 = 0,029 Вт/мК

λ3 = 0,14 Вт/мК

Все остальные данные возьмем с учетом проектирования