Теплові режими побутових холодильників із застосуванням двофазних теплопередаючих панелей - Автореферат

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукАктуальність роботи повязана з тим, що сучасні тенденції удосконалення побутової холодильної техніки містять у собі скорочення витрат часу на охолодження продуктів, збільшення корисного обєму холодильних шаф, одержання рівномірного розподілу температур по обєму холодильних камер, зниження рівня енергоспоживання і т.п. Застосування тих або інших удосконалень конструкції, дизайну, регулювання побутових холодильників призводить до змін таких показників як час виходу на режим, середньодобове енергоспоживання та ін. Крім цього, аналіз результатів експериментів у багатьох випадках не дозволяє надійним образом зясувати дійсні причини несприятливих змін значень тих або інших показників. Тому розробка спрощених, але вірогідних методів математичного моделювання, що допомогли б правильно оцінювати результати експериментів та ефективним чином удосконалювати конструкцію і технологію виготовлення побутових холодильників, представляється актуальною. Крім того, одержання рівномірного розподілу температур в обємах холодильників і експериментальних термокамер є проблемою, що має важливе практичне значення, тому що рівномірність температурного поля дозволяє збільшити корисний обєм камер, знизити споживану електроенергію й одночасно досягти якісного і більш швидкого охолодження або нагрівання в цих камерах.Аналіз літератури, присвяченої створенню математичних моделей побутових холодильників, показує, що існуючі математичні моделі, в основному, присвячені моделюванню процесів тепло - і масопереносу в окремих елементах холодильної машини: компресор, конденсатор, випарник, капілярна трубка та ін., однак, не описують теплові режими холодильної шафи і не дозволяють правильно оцінити ефективність роботи холодильника в цілому з урахуванням основних особливостей його елементів. Для реалізації керування тепловими режимами за допомогою реле температури в математичних моделях холодильної шафи характеристика компресорно-конденсаторного агрегату виражалася у виді квадратичної функції від різниці температур навколишнього середовища і випарника й апроксимувалася рівнянням виду: (2) де ts - температура кипіння холодоагенту, С; ТНС - температура навколишнього повітря, С; a, b, c - постійні коефіцієнти. Система складається з чотирьох диференційних рівнянь з постійними коефіцієнтами: (3) де СТІ - повна теплоємність випарної частини термосифона, Дж/К; СПІ - повна теплоємкість панелі-випарника, Дж/К; СПК - повна теплоємність панелі-конденсатора, Дж/К; СТК - повна теплоємність конденсаторної частини термосифона, Дж/К; SПА - теплова провідність від панелі-випарника до агента, Вт/К; SIK - теплова провідність від випарної частини термосифона до конденсаторної частини, Вт/К; SІЗІТ - теплова провідність через ізоляцію від випарної частини термосифона до навколишнього середовища, Вт/К; SІЗІ - теплова провідність через ізоляцію від панелі-випарника до навколишнього середовища, Вт/К; SТПК - теплова провідність від конденсаторної частини термосифона до панелі-конденсатора, Вт/К; SІЗК - теплова провідність через ізоляцію від панелі-конденсатора до навколишнього середовища, Вт/К; SІЗТК - теплова провідність через ізоляцію від конденсаторної частини термосифона, Вт/К; STB - теплова провідність стінки панелі-конденсатора до води, Вт/К. Для моделювання роботи побутового холодильника з встановленими у внутрішній обєм теплопередаючими панелями з двофазним термосифоном як теплова модель була використана схема холодильної шафи, яка представлена на рис.4. У моделі були враховані теплові звязки "випарник - панель морозильної камери", "випарник - продукт морозильного відділення", "випарник перегородка", "перегородка - панель холодильного відділення", "панель холодильного відділення - продукт холодильного відділення" і т.д.Удосконалення конструкцій шаф компресійних холодильників, можливо за допомогою застосування теплопередаючих панелей, двофазних термосифонів та теплових труб, які дозволяють знизити їхнє енергоспоживання без суттєвого збільшення вартості. Розроблена математична модель температурних режимів теплопередаючих панелей з замкненим двофазним термосифоном дозволяє отримати розподіл температур по висоті панелей та по поверхні термосифону.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ