Скорость охлаждения
Скорость охлаждения является важной характеристикой работы холодильной камеры. Она показывает, как изменится температура охлаждаемой среды за единицу времени: υ = ∆t / τ [град/сек].
При проведении испытания работы пустой камеры «Тепло – холод» БСК – 60/100 – 260 КТХ была получена следующая зависимость изменения температуры охлаждаемой среды во времени:
Из графика видно, что температура изменяется не линейно, а по экспоненте. На интервале температур от 20 оС до 0 оС скорость охлаждения максимальная - около 2,5 град/мин, в процессе охлаждения скорость уменьшается. На участке от -50 оС до -60 оС средняя скорость охлаждения уже составляет 0,7 град/мин.
Хотя на всем диапазоне испытания средняя скорость охлаждения составляет 1,8 град/мин.
Чтобы определить эффективность работы камеры необходимо:
1. Рассчитать время, которое потребуется на охлаждение. Для этого нужно:
1.1 Определить холодопроизводительность (Вт) компрессора Q1 в реальных условиях;
1.2 Определить количество энергии (Дж) необходимой на выхолаживание:
- рабочей камеры,
- воздуха в рабочей камере,
- теплоизоляции.
2. Сравнить время охлаждения, полученное экспериментальным путем, с рассчитанным.
3. Определить причины несовпадения скоростей.
Исходя из этих причин можно предложить методы повышающие скорость охлаждения.
Скорость охлаждения зависит от холодопроизводительности Q1 [Вт]
Q1= KFΔt
Δt = (tраб - tк).
Чем больше передаётся тепла от охлаждаемой среды в единицу времени, тем быстрее будет происходить процесс охлаждения.
На скорость охлаждения влияет теплоприток из окружающей среды. В начальный момент, когда температура в рабочей камере tраб равна температуре снаружи tокр.ср, теплоприток Q2 отсутствует. И поэтому вся холодопроизводительность компрессора Q1 расходуется на охлаждение воздуха в камере и ее внутренних частей. По мере охлаждения разность температур Δt возрастает и приток тепла в камеру увеличивается. Соотвеиственно увеличивается и та часть холодопроизводительности компрессора, которая идет на компенсацию теплопритока, а часть идущая на охлаждение воздуха в рабочей камере уменьшается.
Снижение температуры в рабочей камере идет до тех пор, пока холодопроизводительность компрессора не станет равной теплопритоку в камеру из окружающей среды.
При правильном подборе оборудования для холодильной установки холодопроизводительность компрессора должна равняться притоку тепла в камеру из окружающей среды при заданной рабочей температуре. При меньшей холодопроизводительности иемпература в камере не достигоет заданной, при большей - в компрессор начинает поступать жидкий фреон.
Таким образом снижение скорости охлаждения при снижении рабочей температуры обусловленно возрастанием теплопритока в рабочую камеру из окружающей среды. Теплоприток зависит от площади рабочей камеры и от качества теплоизоляции.
На скорость охлаждения также влияет вентилятор. Работа необходимая на создание воздушного потока выделяется в виде тепла в рабочей камере.