Бытовой холодильник Hitachi

-αн  – коэффициент теплоотдачи от  наружного воздуха к наружной  поверхности ограждения, 8 Вт/м²·К

-αпм  – коэффициент теплоотдачи от  внутренней поверхности 

ограждения  к воздуху камеры, Вт/м²·К(11 Вт/м²·К ).

Наружные  стенки.

1)Холодильная  камера 

2)Морозильная  камера

3)Камера  зоны сохранения свежести.

4)Отсек  льдогенератора

 
 

Перегородки между камерами.

В отличие  от наружных стенок отсутствует слой стали. Вместо него имеется второй слой АБС- пластика.

Расчетная формула:

5) Перегородка  между камерой  хранения и  морозильной камерой

6) Перегородка  между камерой  хранения и  камерой зоны сохранения свежести

7) Перегородка  между камерой  хранения и  отсеком ледогенератора 

8) Перегородка  между отсеком ледогенератора  и морозильной камерой

9) Перегородка  между камерой зоны сохранения  свежести и морозильной камерой

 

                           4. Расчёт теплопритоков.

Теплоприток Q₁

Теплота от окружающей среды проникает внутрь холодильника в результате теплопритока через стенку за счёт разности температур между наружным и внутренним воздухом:

      Теплоприток, возникающий под влиянием разности температур, определяют по выражению:

Т.к. в камерах холодильника  различные  температурные режимы, то требуется  произвести расчет теплопритоков для  каждой камеры.

По  габаритам камер установим  площади  всех требуемых  поверхностей и, задаваясь  разницей температур, рассчитаем теплоприток  от окружающей среды.

1) Холодильная  камера 

2)Морозильная  камера

3)Камера  зоны сохранения свежести

4)Льдогенератор 

Согласно  конструкции холодильника в нижней части расположен конденсатор воздушного охлаждения с принудительной циркуляцией  воздуха, что в свою очередь создаст  дополнительный теплоприток в холодильную камеру. Температура наружного воздуха в зоне расположения конденсатора t=32°C.

1)Теплоприток  в холодильную камеру

2)Теплоприток  в морозильную камеру

Поскольку в камерах холодильника различные температурные режимы, требуется рассчитать теплоприток от соседних камер

1)Теплоприток  в морозильную камеру от холодильной  камеры 

2)Теплоприток  в камеру свежести от холодильной  камеры 

3)Теплоприток  в отсек ледогенератора от  холодильной камеры

4)Теплоприток  в морозильную камеру от камеры  зоны сохранения свежести

5)Теплоприток  от отсека ледогенератора в  морозильную камеру 

В холодильнике имеется один холодильный агрегат, работающий на камеру хранения, на морозильную  камеру, ледогенератор и камеру зоны сохранения  свежести, поэтому все  теплопритоки относятся в нагрузку на один агрегат.

 

Теплоприток от продуктов Q₂

рассчитывается  по формуле:

 

 

Расчет  теплопритока Q₂  для камеры хранения:

 

Произведем  расчет теплопритока по сметане, с начальной температурой  t=25°C.

Исходные  данные - полезный объем камеры  E_хол=344 л, температура в камере

 t=4°C, коэффициент оборачиваемости камеры B=72  1/год

(загрузка  каждые 5 дней), коэффициент неравномерности  m=1,5.

 

 
 

Расчет  теплопритока Q₂  для морозильной камеры:

 

Произведем  расчет теплопритока по рыбному филе. Исходные данные – полезный объем камеры E_хол =152л., температура в камере t=-24°С, B=18 1/год (загрузка каждые 20

дней), m=1,5

 

Расчет  теплопритока Q₂ для камеры зоны сохранения свежести:

 

Произведем  расчет по ягодам (виноград, абрикос, вишня). Исходные данные – полезный объем камеры

E_хол =33 л, температура в камере t=1°C, коэффициент оборачиваемости камеры

B=120 1/год (загрузка каждые 3 дня), m=1,5.

 

 

Расчет  теплопритокаQ₂ для ледогенератора:

 

Производительность  ледогенератора  по льду G=1.5 кг/сут. ,

начальная температура вод t₂=15°C (температура водопроводной воды  в летний период), температура льда t₀=-6°С, теплоемкость воды c=4200 Дж/кг, теплоемкость

льда  с=2100 Дж/кг.

Получение льда происходит в два этапа:

Охлаждение  воды до температуры замерзания t₁=0°C.

Q₂`=

Переохлаждение  льда до t₀=-6°C.

Q₂``=

Общий теплоприток для ледогенератор:

Q₂= Q₂` +  Q₂``= 1.3 Вт.

Все теплопритоки относим в нагрузку на компрессор.

Q₂=97,75+50+16,3+1.3= 165.35 Вт

Теплоприток от наружного воздуха  Q₃

Допустим, что при открывании двери камеры 80% внутреннего воздуха заменяется наружным. Построим на «i – d» диаграмме влажного воздуха линию смешения и определим тепловую нагрузку на холодильную камеру по формуле:

V – объем камеры, м³;

ρ_см – плотность воздуха, полученного в результате смешения (кг/м³);

i₁ – энтальпия воздуха, полученного в результате смешения (кДж/кг);

i₂ – энтальпия воздуха холодильной камеры (i₂=16 кДж/кг);

n – количество открываний в сутки (n=50);

 

Теплоприток для холодильной  камеры

Примем  кратность открытий дверей для данной камеры n=50, объем камеры

 

V=344 л=0,344 м³. Параметры наружного воздуха – t=22°C, j=70%;

параметры воздуха  в камере t=4°C, j=85%, i₂=14 кДж/кг;  в соответствии с

диаграммой  влажного воздуха, энтальпия полученного  в результате смешения

воздуха i₁=43 кДж/кг, ρ_см =1,21 кг/м³

Q₃= 0,8·0,344·1,21·(43-14)·50·10³/(24·3600)=5,59 Вт

Теплоприток для морозильной  камеры

Примем  кратность открытий дверей для данной камеры n=30, объем камеры

V=152 л=0,152м³. Параметры наружного воздуха – t=22°C, j=70%;

параметры воздуха в камере t=-24°C, j=90%, i₂=-19 кДж/кг; в соответствии с диаграммой влажного воздуха, энтальпия полученного в результате смешения

воздуха i₁=33 кДж/кг, ρ_см =1,24 кг/м³ .

 

Q₃= 0,8·0,152·1,24·(33+19)·30·10³/(24·3600)=2,72 Вт

 

Теплоприток для камеры с зоной сохранения свежести

Примем  кратность открытий дверей для данной камеры n=50, объем камеры

V=33 л=0,033 м³. Параметры наружного воздуха – t=22°C, j=70%;

параметры воздуха в камере t=1°C, j=90%, i₂=9 кДж/кг; в соответствии с

диаграммой  влажного воздуха, энтальпия полученного в результате смешения

воздуха i₁=42 кДж/кг, , ρ_см =1,20 кг/м³

Q₃=0,8·0,033·1,20·(42-9)·50·10³/(24·3600)=0,61 Вт

 

Все теплопритоки относим в нагрузку на компрессор.

Q₃=8.92 Вт

Эксплуатационные  теплопритоки Q₄

 

Эксплуатационные теплопритоки Q₄ от электрического освещения, от электродвигателей, от людей, от открывания дверей рассчитываем по формуле:

Q₄=Q₄¹ + Q₄² + Q₄³, где

Q₄¹ – теплоприток от электрического освещения;

Q₄² – теплоприток от людей;

Q₄³ – теплоприток от электродвигателей.

 

В соответствии  с конструкцией  холодильника определим  соответствующие теплопритоки для  всех камер.

 

Холодильная камера

Вентилятор = 3,2 Вт;  освещение камеры (2 лампы) = 2·30 Вт.

Морозильная камера

Вентилятор =3,2 Вт; освещение (1 лампа) = 30 Вт;

«No Frost» = 150 Вт.

Камера  зоны сохранения свежести

Освещение (1 лампа) = 30 Вт; подъемный электромагнит (воздушного

электроклапана) = 6 Вт;

«No Frost» = 100 Вт.

Ледогенератор