Определение равновесной температуры воздуха в охлаждаемом помещении на примере низкотемпературны (стр. 1 из 7)
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПРИКЛАДНОЙ БИОТЕХНОЛОГИИ
Кафедра «Холодильная техника»
ХОЛОДИЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАВНОВЕСНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА В ОХЛАЖДАЕМОМ ПОМЕЩЕНИИ ( НА ПРИМЕРЕ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ПРИЛАВКОВ И ШКАФОВ )
Методические указания к лабораторной работе для студентов специальностей 140504, 190603 и направления 140500
ВВЕДЕНИЕ
Настоящая лабораторная работа посвящена изучению и закреплению знаний студентов по разделу "Типы холодильных установок, холодильников, параметры охлаждающей среды” курса “Холодильные установки”. В то же время, в той или иной степени, рассматриваются отдельные вопросы разделов: "Изоляция охлаждаемых помещений", "Расчет теплопритоков в охлаждаемые помещения”, “Способы охлаждения помещений и аппаратов", "Малые холодильные установки". Студенты также знакомятся с оборудованием лабораторного стенда и его приборами, методикой проведения исследований, с различными производственными ситуациями по установлению температуры воздуха в охлаждаемом помещении.
При включении холодильной машины в охлаждаемом помещении устанавливается температура
ниже температуры 
наружного (окружающего помещение) воздуха. Тогда внутрь помещения начнут проникать теплопритоки через наружные ограждения 
, при этом от продуктов (грузов), располагаемых в охлаждаемом помещении, будет отводиться теплоприток 
. Кроме того, при эксплуатации охлаждаемого помещения в него будут проникать теплопритоки 
, вносимые при открывании дверей и выделяемые различными источниками, находящимися внутри помещения (от людей, от осветительных приборов, от двигателей и др.). Все эти теплопритоки должны быть отведены испарителем холодильной машины ( 
). В установившемся состоянии наступит равенство подводимых в камеру теплопритоков и отводимых испарителем, т.е. при балансе: 
При наступлении равновесия между теплопритоками и теплоотводом в камере установится определенная температура, называемая равновесной температурой.
Рассмотрим наиболее простой случай, когда внутрь охлаждаемого помещения проникают только наружные теплопритоки
. Такое допущение вполне реально. Например, если в камеру хранения положили охлажденные или замороженные грузы, имеющие температуру , то от них теплопритока не будет. Не будет теплопритока от грузов и в случае, если это камера длительного хранения, куда грузы заложены уже давно и их температура стала равна температуре в охлаждаемом помещении. Исключение составляют плоды и овощи, которые при хранении (при температуре выше температуры замерзания) выделяют теплоту "дыхания".При закрытых дверях в камеры не будут поступать теплопритоки, вызванные открыванием дверей, а специальные камеры для хранения продуктов в регулируемой газовой среде вообще открываются редко и доступ в них людей возможен только в специальном противогазе, защищающем органы дыхания. При отсутствии людей в камерах освещение должно выключаться, следовательно, теплопритока от освещения не будет. Поэтому возможно (для простоты) принять, что
. Для ограждения, не подверженного действию солнечной радиации: 
(1)Холодопроизводительность испарителя:
(2)Из уравнений (1) и (2) следует, что равновесная температура воздуха в охлаждаемом помещении:
, (3)где:
, 
- коэффициенты теплопередачи наружного ограждения камеры и охлаждающего прибора (батареи, воздухоохладителя) соответственно, 
; 
, 
- площади поверхностей наружных ограждений охлаждаемого помещения и охлаждающих приборов соответственно, 
; 
- температура рабочего тела (кипения хладагента) в приборах охлаждения, 
.Наличие других (кроме
) теплопритоков приведет к повышению температуры в охлаждаемом помещении. При этом установится равновеснаятемпература: 
(3а)Холодильные установки работают при переменных внешних условиях, поэтому рассматриваемое равновесие является временным явлением. Соответствующие преобразования уравнения (3) приводят к выводу, что температура воздуха в охлаждаемом помещении в общем виде устанавливается на уровне:
Выполнение работы рассчитано на 4 часа. При этом значительная часть расчетов и оформление работы проводится во внеаудиторное время (в аудитории, библиотеке, дома).
В содержание отчета должно входить:
- титульный лист
- оформленные журнала наблюдений; расчеты; построенные на их основе графики зависимостей
, , , 
; выводы об установлении , , коэффициента рабочего времени машины 
; проведенные сравнения расчетных и наблюдаемых в лабораторной работе величин;- умение ответить на поставленные вопросы.
Порядок выполнения работы
УСТРОЙСТВО ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА
Лабораторный стенд смонтирован на базе холодильного низкотемпературного прилавка ПХН-1-0,4 М с холодильной машиной. Стенд включает потенциометр КСП-4 многоточечный, инструмент, приборы КИП.
НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ХОЛОДИЛЬНОГО НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО ПРИЛАВКА
Прилавок ПХН-1-0,4 М предназначен для кратковременного хранения и продажи непосредственно из него предварительно замороженных продуктов в продовольственных магазинах и имеет следующую техническую характеристику:
- средняя температура за цикл в центре охлаждаемого объема (при температуре окружающего воздуха не более 32°С и его относительной влажности не более 55%) °С____________________________________- 13;
- номинальный внутренний объем, м3_________________________0,4;
- максимальная одновременная загрузка продуктов, кг___________80;
Характеристика холодильного агрегата:
- тип_________________________________________________ВН 400;
- холодопроизводительность, Вт_____________________________410;
- расположение____________________________________встроенный;
- холодильный агент_____________________________R134а или R22 ;
- ток______________________________________________трехфазный;
- установленная мощность, Вт, не более_______________________411;
- коэффициент рабочего времени холодильного агрегата, не более
________________________________________________________0,75;
- оттаивание испарителя автоматическое, с помощью трубчатого электронагревателя мощностью, Вт_____________________________400;
- масса, кг, не более_______________________________________210.
Описание конструкции прилавка
Прилавок холодильный низкотемпературный (рис. 1) состоит из холодильной камеры и машинного отделения.
Холодильная камера представляет собой короб, внутренняя обшивка которого выполнена из листового алюминия. Наружные обшивки прилавка выполнены из листовой стали, окрашенной в белый цвет. Между наружными обшивками и внутренним коробом уложен теплоизоляционный материал ПСБ-С. Изоляционный материал окрашен с обеих сторон битумом толщиной по 1 мм для уменьшения возможности его увлажнения.
Рис. 1. Продольный разрез прилавка холодильного низкотемпературного ПХН-1-0,4 М:
1 – машинное отделение; 2 – поддон; 3 – воздухоохладитель; 4, 5 – манометры; 6 - термометр наружного воздуха; 7 – манометрический термометр; 8 – створки раздвижные; 9 – потенциометр КСП-4; 10 – холодильная камера; 11 – решетки для продуктов; 12 – щитки воздуховодов; 13 – теплоизоляция; 14 – термореле ТР-1-02Х.