Расчет и конструирование холодильного шкафа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ	5
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ И ПАТЕНТНЫЙ ОБЗОР КОНСТРУКЦИИ СОВРЕМЕННОГО БХП	6
2. ВЫБОР СПОСОБА И СХЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ КАМЕР	9
3.ОБОСНОВАНИЕ  ОСНОВНЫХ КОНСТРУКТОРСКИХ РЕШЕНИЙ  ШКАФА И АГРЕГАТА	13
4. РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ ШКАФА	15
5. РАСЧЕТ  РАЗМЕРОВ ШКАФА	17
6.КАЛОРИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ КАМЕР	21
7.ВЫБОР РАСЧЕТНОГО РАБОЧЕГО РЕЖИМА ХОЛОДИЛЬНОГО АГРЕГАТА	23
8. ПОСТРОЕНИЕ ЦИКЛА ilgpДИАГРАММЫ	24
9. РАСЧЕТ И ПОДБОР КОМПРЕССОРА	26
10. РАСЧЕТ ИСПАРИТЕЛЕЙ	29
11. РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОНДЕНСАТОРА	30
12. ПОДБОР КАПИЛЯРНОЙ ТРУБКИ	32
13. ОПИСАНИЕ ЕЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ  БХП	33
14.ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СТАТИЧЕСКИХ	34
ЗАКЛЮЧЕНИЕ	28
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ	40

ПРИЛОЖЕНИЕ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

Курсовая робота Геруса Евгения Витальевича на тему: Проектирование  бытового холодильника типа КШ 220 по дисциплине: «Проектирование холодильной техники и установок кондиционирования   воздуха». содержит 40 листов расчетно пояснительной записки, 9 рисунков,4 таблицы и 8 источников литературы. Графическая часть состоит из одного чертежа    формата А1 и двух А2. В работе спроектирован бытовой холодильник типа КШ  Проведен расчет изоляции холодильника, спроектирован корпус холодильника, калорический расчет, построен цикл холодильного агента для R600a, подобран герметичный компрессор, проведен расчет теплообменных аппаратов, выбрана капиллярная трубка, описана электро схема и приборы автоматики.

Курсова робота Геруса Євгена Віталійовича на тему: Проектування побутового холодильника типу КШ 220 по дисципліні: «Проектування холодильної техніки і установок кондиціонування повітря». містить 40 аркушів розрахунково пояснювальної записки, 9 рисунків, 4 таблиці та 8 джерел літератури. Графічна частина складається з одного креслення формату А1 і двох А2. У роботі спроектований побутової холодильник типу КШ Проведено розрахунок ізоляції холодильника, спроектований корпус холодильника, калоріческій розрахунок, побудований цикл холодильного агента для R600a, підібраний герметичний компресор, проведено розрахунок теплообмінних апаратів, обрана капілярна трубка, описана електро схема і прилади автоматики.

Foreign exchange work entitled Designing domestic refrigerator type SH 220 on discipline made by  Gerus Yevgen: "Designing a refrigeration and air-conditioning systems." contains 40 sheets settlement explanatory note, 9 figures, 4 tables and 8 sources of literature. Graphical part consists of one drawing and two A1 A2. The paper is designed household refrigerator type SH Calculation refrigerator insulation, designed housing refrigerator caloric calculation, built cycle refrigerant for R600a, matched hermetic compressor, calculated heat exchangers, selected capillary, described electric circuit and automation devices.

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Искусственным охлаждением человек  пользуется с древнейших времен. Вначале  холод применялся только для сохранения пищевых проектов. Источниками его  являлись снег, лед и холодная вода. С течением времени искусственный  холод нашел большое применение в различных областях человеческой деятельности. В настоящее время  трудно назвать такую отрасль  хозяйства, в которой не использовалось бы искусственное охлаждение. Оно необходимо и на предприятиях химической, металлурги -ческой, горной, текстильной, строительной, нефтеперерабатывающей и других отраслей промышленности. Его успешно используют в сельском хозяйстве, рефрижераторном транспорте, медицине, быту, для получения искусственного льда, кондиционирования воздуха и т.д. Особенно велико значение искусственного холода для сохранения скоропортящихся пищевых продуктов.

Искусственное охлаждение, т.е. процесс  понижения температуры источника  ниже температуры окружающей среды, можно осуществить двумя путями: 1) используя аккумулированный в  ограниченном пространстве естественный холод; 2) используя выработанный в  специальных устройствах - холодильных  машинах - искусственный холод. Для  получения искусственного холода согласно второму закону термодинамики необходимо затратить внешнюю энергию. Холодильные машины умеренного холода делятся на три основные группы: парокомпрессионные, теплоиспользующие, термоэлектрические.

В данной работе рассматривается проектирование бытового холодильника с парокомпрессионной холодильной машиной. Бытовые холодильники предназначены для поддержание продуктов питания людей в свежем состоянии на протяжении долгих сроков. Парокомпрессионные машины, получившие на сегодняшний день наибольшее распространение, используют энергию в виде механической работы. Основным их элементом является компрессор, сжимающий и перемещающий парообразное рабочее тело – холодильный агент, в нашем случае фреон (R600а).

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ И ПАТЕНТНЫЙ ОБЗОР КОНСТРУКЦИИ СОВРЕМЕННОГО БХП

Сегодня нормой являются модели с  суммарным полезным объемом всех камер от220 л. Увеличение объема чаще всего идет за счет роста – высота холодильника теперь составляет 185–200 см при стандартной ширине 60 см (модели шириной более 70 см принадлежат, как правило, к высшей ценовой категории).

Зонирование камер.  Пища не просто не должна испортиться, важно, чтобы  она осталась вкусной и здоровой. А поскольку разные продукты сохраняются  в разных температурных режимах  – современные модели холодильников  все сильнее зонируются. Появляются специализированные камеры для овощей и фруктов, отсеки для масла, сыра, морепродуктов. Кроме того, в холодильниках теперь есть встроенные установки для приготовления пищевого льда (ледогенераторы), охлаждения напитков (так называемые диспенсеры) и устранения запахов.

Основной же принцип компоновки не изменился: 80% представленных на рынке  моделей – двухдверные «комби» (холодильник + морозильник) с нижним расположением морозильной камеры.

Электронная система управления. Она  позволяет с высокой точностью  поддерживать заданную температуру  и выбирать необходимый режим  работы («нормальный», «экономичный», «отпуск» и так далее). Многие холодильники теперь оснащены внешним дисплеем, с помощью которого гораздо проще  «контролировать ситуацию».

Класс энергопотребления. Современные  холодильники стали тихими и экономичными – в абсолютном большинстве случаев  им присвоен класс энергопотребления А или А+ (а на подходе уже и А++).

Классификация бытовых холодильных приборов

Бытовые холодильные приборы классифицируются по следующим признакам:

1. По способу получения холода:

-компрессионные, в которых используется механическая энергия;

-абсорбционные, затрачивающие тепловую энергию;

- термоэлектрические, в которых применяется электрическая энергия.

2. По назначению:

-холодильники (для хранения продуктов  в охлажденном состоянии);

-морозильники (для хранения в  замороженном состоянии);

-холодильники-морозильники (хранение  комплексное).

3. По способу установки:

- напольные вертикальные, типа  «шкаф»;

-горизонтальные типа «стол»;

-блочно-встраиваемые.

4. По количеству камер:

-однокамерные;

-двухкамерные;

-трехкамерные.

5. По внутреннему объему(вместимость холодильной камеры):

-малой емкости (до 160 дм3);

-средней емкости (160..200 дм3);

-большой емкости(более 200дм3).

6. По способу оттаивания испарителя:

-ручное;

-полуавтоматическое;

-автоматическое.

7. По способности работать при  максимальных температурах окружающей  среды , они делятся на климатические классы:

-холодильники:

·  SN, N не выше 32º С;

·  ST не выше 38º С;

·  T не выше 43º С.

-морозильники и холодильники  морозильники:

·  N не выше 32º С;

·  T не выше 43º С.

8. По энергоемкости БХП делят на классы(табл. 1):

Таблица 1.

 Классы энергопотребления бытовых  холодильных приборов

Класс энергопотребления	Количество  эл. Энергии(%)которое холодильник потребляет на практике
А	Менее 55%
B	75%
C	75%-90%
D	90%-100%
E	100%-110%
F	110%-125%
G	Более 125%

 

 

 

2. ВЫБОР СПОСОБА И СХЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ КАМЕР

 

 Расположение  основных частей холодильного  агрегата бытового холодильника:

1. Испаритель

2. Компрессор

3. Конденсатор

4. Фильтр-осушитель

5.Капиляр

 Теоретической  основой, на которой построен  принцип работы холодильников,  является второе начало термодинамики.  Охлаждающий газ в холодильниках  совершает так называемый обратный  цикл Карно. При этом основная  передача тепла основана не  на цикле Карно, а на фазовых  переходах — испарении и конденсации.  В принципе возможно создание  холодильника, использующего только  цикл Карно, но при этом для  достижения высокой производительности  потребуется или компрессор, создающий  очень высокое давление, или очень  большая площадь охлаждающего  и нагревающего теплообменника.

Основными составляющими частями холодильника являются:

- компрессор, создающий необходимую разность давлений;

- испаритель, забирающий тепло из внутреннего объёма холодильника;

- конденсатор, отдающий тепло в окружающую среду;

- терморегулирующий вентиль, поддерживающий разность давлений за счёт дросселирования хладагента;

- хладагент — вещество, переносящее тепло от испарителя к конденсатору.

Компрессор  засасывает из испарителя хладагент  в виде пара, сжимает его (при этом температура хладагента повышается) и выталкивает в конденсатор. В бытовых холодильниках используются герметичные поршневые мотор-компрессоры. В таких компрессорах электродвигатель располагается внутри корпуса компрессора, что позволяет предотвратить утечки хладагента через уплотнение вала. Для поглощения вибраций применяется подвеска компрессора. Подвеска компрессора может быть наружной, когда на пружине подвешивается корпус компрессора, или внутренней, когда подвешен двигатель компрессора внутри корпуса. В современных бытовых холодильниках наружная подвеска не применяется, так как она хуже поглощает вибрации компрессора, который к тому же производит больше шума. Для смазки компрессора применяют специальные рефрижераторные масла. Стоит отметить, что масло и хладагент хорошо растворяются друг в друге.

В конденсаторе нагретый в результате сжатия хладагент  остывает, отдавая тепло во внешнюю  среду, и при этом конденсируется, то есть превращается в жидкость, поступающую  в капилляр. В бытовых холодильниках  чаще всего применяются ребристо-трубные  конденсаторы, в качестве оребрения применяется стальная проволока или стальной лист с прорезями. Охлаждение конденсаторов обычно естественное, за исключением холодильников больших объёмов.

Жидкий  хладагент под давлением через  дросселирующее отверстие (капилляр или  терморегулируемый расширительный вентиль) поступает в испаритель, где за счёт резкого уменьшения давления происходит испарение жидкости и  превращение её в пар. При этом хладагент отнимает тепло у внутренних стенок испарителя, за счёт чего происходит охлаждение внутреннего пространства холодильника. Таким образом, в конденсаторе хладагент под воздействием высокого давления конденсируется и переходит  в жидкое состояние, выделяя тепло, а в испарителе под воздействием низкого давления вскипает и переходит  в газообразное, поглощая тепло. Испарители бытовых холодильников чаще всего  листотрубные, сваренные из пары алюминиевых листов. Испаритель морозильной камеры часто совмещён с её корпусом, в то время как испаритель холодильной камеры (в холодильниках с двумя испарителями) располагают на задней стенке камеры.

Большое значение имеет чистота хладагента: вода и примеси могут засорить капилляр или повредить компрессор. Примеси могут образовываться в  результате коррозии внутренних стенок трубопроводов холодильника, а влага  может попасть при заправке холодильника, либо проникнуть через неплотности (особенно в холодильниках с открытым компрессором). Поэтому при заправке тщательно соблюдается герметичность, перед заправкой контур вакуумируется. В каждом холодильнике имеется фильтр-осушитель, который устанавливается перед капилляром.

Обычно  также присутствует теплообменник, выравнивающий температуру на выходе из конденсатора и из испарителя. В  результате к дросселю поступает  уже охлаждённый хладагент, который  затем ещё сильнее охлаждается  в испарителе, в то время как  хладагент, поступивший из испарителя, подогревается, прежде чем поступить в компрессор и конденсатор. Это позволяет увеличить производительность холодильника, а также предотвратить попадание жидкого хладагента в компрессор.

В моем случае, я выбрал однокомпрессорную холодильную установку, так как нашел в этом решении ряд преимуществ:

- мой холодильник  однокамерный и поэтому для  охлаждения в нем продуктов  мне будет достаточно мощности  одного компрессора.