Существуют различные методы определения холодопроизводительности компрессора [1, 2, 3], основанные на измерении объемного расхода холодильного агента или теплоты, подведенной или отведенной к холодильному агенту, классификация которых приведена в таблице 1.
Метод А.
Метод предусматривает использование калориметра со вторичным холодильным агентом. Калориметр со вторичным холодильным агентом представляет собой термоизолированный сосуд, в верхней части которого расположен змеевик или пучок труб, служащий испарителем первичного агента (рис. 1). В нижней части сосуда, под уровнем вторичного холодильного агента, размещен нагреватель. Теплота Qi, подводимая к нагревателю калориметра, вызывает испарение вторичного холодильного агента, который, конденсируясь на поверхности змеевика, отдаст эту теплоту на испарение холодильного агента, поступающего в компрессор. Количество подведенной теплоты регулируется изменением напряжения, подаваемого на электронагреватели, а также числом включенных нагревателей. Установившееся постоянное давление пара вторичного холодильного агента в калориметре свидетельствует о равенстве между подведенной теплотой Qi и теплотой, затраченной на испарение и подогрев пара первичного холодильного агента, а также теплотой, отведенной в окружающую среду Qh.
Рис. 1. Схема испытательной установки для метода А:
1 - калориметр; 2 - компрессор; 3 - конденсатор; 4 - нагреватель
Изоляция калориметра должна быть выполнена так, чтобы потери теплоты не превышали 5% от холодопроизводительности компрессора. С помощью измерений определяют удельную потерю теплоты в окружающую среду qh:
qh=Qh/(tн - tо.с),
где tн - температура насыщения, соответствующая давлению пара вторичного холодильного агента; tо.с - температура окружающей среды.
Таблица 1. КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХОЛОДОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ КОМПРЕССОРА
Условия испытания компрессора на холодильном агенте в замкнутом контуре |
Способ определения массового расхода холодильного агента |
Метод определения холодопроизводительности компрессора |
С конденсацией и кипением холодильного агента |
По теплоте, подведенной к холодильному агенту при кипении |
A. С использованием калориметра со вторичным холодильным агентом
B. С использованием калориметра с нагревателем, погруженным непосредственно в холодильный агент
C. С использованием сухого калориметра |
По теплоте, отведенной от холодильного агента при конденсации |
G. С использованием конденсатора в качестве калориметра |
Измерение объемного расхода жидкого холодильного агента
|
E. С использованием измерительных сосудов для измерения расхода жидкого холодильного агента
F. С использованном расходомеров для измерения расхода жидкого холодильного агента |
Без конденсации и кипения холодильного агента (паровое кольцо)
|
По теплоте, отведенной от холодильного агента в калориметре |
К. С использованием калориметра на нагнетании компрессора |
Измерение объемного расхода парообразного холодильного агента |
D. С использованием расходомеров для измерения паров холодильного агента |
С частичной конденсацией холодильного агента
|
По теплоте, отведенной от холодильного агента в пароохладителе |
Н. С использованием сухого пароохладителя в качестве калориметра |
По теплоте, отведенной от холодильного агента в пароохладителе |
J. С использованием влажного пароохладителя в качестве калориметра |
Давление на всасывании устанавливают регулирующим вентилем, а температуру пара холодильного агента, поступающего в компрессор, устанавливают измененном подвода теплоты ко вторичному холодильному агенту. Давление на нагнетании регулируют изменением температуры и расхода охлаждающей среды, протекающей через конденсатор.
После достижения установившегося режима замеряют следующие параметры:
давление пара холодильного агента на выходе из испарителя;
температуру пара холодильного агента па выходе из испарителя;
давление жидкого холодильного агента на входе в регулирующий вентиль;
температуру жидкого холодильного агента па входе в регулирующий вентиль;
температуру среды, окружающей калориметр;
давление вторичного холодильного агента;
потребляемую мощность нагревателя калориметра.
Рекомендуемая точность используемых измерительных приборов приведена в таблице 2.
Таблица 2. ТОЧНОСТЬ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ
Наименование приборов |
Измеряемый параметр |
Рекомендуемая точность |
Приборы для измерения температуры
|
Температура рассола или воды в калориметрах |
± 0,06 °С |
Температура охлаждающей воды в конденсаторах |
± 0,06 °С |
Все другие температуры
|
± 0,3 °С |
Приборы для измерения давления
|
Давление всасывания в компрессор |
± 1% |
Для всех других давлений |
± 2% |
Электроизмерительные приборы
|
Мощность, потребляемая электродвигателем |
± 1% |
Мощность, потребляемая нагревателем калориметра |
± 1% |
Приборы для измерения расхода
|
Расход холодильного агента |
± 1% |
Расход теплоносителя |
± 1% |
Расход охлаждающей воды |
± 1% |
Приборы для измерения времени |
Время заполнения заданного объема |
± 0,1% |
Приборы для измерения массы |
Массовая доля масла, содержащегося в жидком холодильном агенте |
± 0,2% |
Рис. 1. Диаграммы цикла для методов А, В, С
Массовый расход холодильного агента вычисляют по формуле
ma = [Qi + qn (tо.с - tн)] / (hg2 - hf2),
где hg2 - hf2 - изменение удельной энтальпии холодильного агента в испарителе (рис. 2).
Холодопроизводительность, соответствующую заданным условиям испытаний (Q0), вычисляют по формуле
Q0 = ma (hg1 - hf1) · [vg1/vвс.у],
где hg1 - hf1 - разность значений удельной энтальпии (см. рис. 2) паров холодильного агента на входе в компрессор и удельной энтальпии насыщенного жидкого холодильного агента при температуре, соответствующей давлению нагнетания на выходе из компрессора;
vg1-удельный объем пара холодильного агента па входе в компрессор;
vвс.у - удельный объем пара холодильного агента на всасывании, соответствующий заданным условиям испытаний.
Литература:
1. ГОСТ 13019-77. Компрессоры поршневые холодопроизводительностью не менее 3,5 кВт (3000 ккал/ч). Правила приемки и методы испытаний.
2. Международный стандарт ИСО 917-74. Компрессоры холодильные. Методы испытаний.
3. Стандарт СЭВ 665-77. Оборудование холодильное. Компрессоры. Методы испытаний.
С другими методами определения холодопроизводительности компрессора - методами В, C, D, E, F, G, H, J, K - вы сможете ознакомиться и изучить, воспользовавшись справочным руководством: "ИЗМЕРЕНИЯ в холодильной технике /Нуждин А.С., Ужанский В.С./. - М.: Агропромиздат, 1986. - 368 с.: ил."