Методика калорического расчета холодильника

1. Теплопритоки холодильника

При эксплуатации холодильника необходимо затраты холода для компенсации:

1. теплопритоков через наружные ограждения;

2. теплопритоков от продуктов при их термической обработки;

3. теплопритоков от открывания дверей холодильника

(1)

где – теплоприток через изоляцию холодильника, Вт;

– теплопритоков при термической обработке продуктов, Вт;

– теплопритоков при открывании дверей холодильника, Вт.

Теплоприток через изоляцию холодильника определяется по формуле:

(2)

где: – коэффициент теплопередачи стенки, ;

– площадь стенки по средней линии, ;

– разность температур снаружи и внутри рассчитываемого ограждения, град.

При этом – рассчитывается по формуле:

(3)

где и – коэффициент теплоотдачи внутри от стенки к воздуху и соответственно от воздуха к стенке снаружи, ;

– толщина изоляции, м;

– коэффициент теплопроводности стенки, .

В практических расчетах необходимо вычислить площади стенок шкафа по средней линии. Найти для каждой стенки. Определить для горизонтальных и вертикальных стенок, после чего по формуле (2) произвести расчет.

В расчетах приравнивается . Значение для вертикальных стенок составляет 11,63 , а для горизонтальных – 6,98 , если величина изоляции достаточно большая, то вообще не учитывается и формула (3) совсем упрощается.

(4)

Разность температур снаружи и внутри шкафа определяется из условий работы холодильника. Наружная температура , т.е. самый неблагоприятный режим работы холодильника. Температура внутри холодильника, обычно усредняется по его объему. Определяющими здесь температурами будут температуры заложенные в морозильном и холодильном отделении ТУ.

(5)

Средняя температура по объему

где – температура в морозильном отделении холодильника, ;

– объем занимаемой морозильником с прилегающими к нему областями шкафа, или же, ;

– температура в холодильном отделении, ;

– объем занимаемый холодильным отделением, или ;

– общая емкость холодильника, или .

По литературным данным, общие теплопритоки от термической обработки продуктов и от открывания дверей холодильника, составляют 20 – 30% от теплопритоков через изоляцию

(6)

Этот общий теплоприток и будет определять тепловую нагрузку испарителя

– коэффициент емкости низкотемпературного отделения;

– коэффициент емкости холодильного отделения.

2. Расчет необходимой поверхности испарителя

Тепловоспринимающая поверхность испарителя определяется по формуле:

(7)

где – коэффициент теплопередачи испарителя, ;

– средняя логарифмическая разность температур в цикле, град.

Она определяется как:

(8)

где: и – разность температур воздуха и поверхности испарителя вначале и конце работы компрессора в цикле, .

Расчет ведется на две поверхности испарителя.

В практических расчетах среднелогарифмическая разность температур заменяется среднеарифметической.

(9)

где:

– температура поверхности испарителя вначале работы компрессора, ;

– температура поверхности испарителя в конце работы компрессора, .

Тепловая нагрузка испарителя выразится так:

(10)

где: – теплоприток к наружной поверхности испарителя, Вт;

– теплоприток к внутренней поверхности испарителя, Вт.

Тогда воспользовавшись формулой (7) запишем:

(11)

где: (12)

(13)

где: (14)

- средняя температура в морозильном отделении холодильника заданная по ТУ.

Коэффициент теплопередачи – лежит в пределах

По данным зарубежных источников

На основании формул 10,11,13 получим:

(15)