Стенд для испытания холодильных компрессоров

(19) (11 у 5 В 1/00, 6 01 М 15/О 5 Р 04 В 51 ЕТ В м исЦель ости ОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИ АВТОРСКОМУ С(56) Авторское свидетельство СССР%500373, кл. Е 04 В 51/00,6 01 М 15/00,Р 25 В 1/00, 1976,(54) СТЕНД ДЛЯ ИСП ЫТАН ИЯ ХОЛОДИЛНИХ КОМПРЕССОРОВ(57) Изобретение относится к средствапытаний холодильных компрессоров.изобретения - повышение достоверн Изобретение относится. к холодильной технике, а именно к средствам испытаний холодильных компрессоров, и может быть использовано при создании новых образцов компрессоров и совершенствовании существующих.Целью изобретения является повышение достоверности получаемых результатов и сокращение временных и энергетических затрат на испытания путем обеспечения точности поддержания тепловых режимов,На чертеже представлена схема стенда для испытаний холодильных компрессоров.Стенд содержит последовательно соединенные в замкнутый контур посредством трубопроводов испытываемый компрессор 1,. конденсатор с охладителем паров хладагента 2, дроссельный вентиль 3 на линии жидкого хладагента и калориметр с нагревателем 4, компенсирующим тепловую нагрузку на испаритель. Охладитель 2 выполнен в виде термоэлектрической батареи (ТЭБ) 5, холодный слой 6 которой находится в тепло получаемых результатов и сокращение временных и энергетических затрат на испытания. Стенд содержит испытываемый компрессор, конденсатор с охладителем паров хладагента, дроссельный вентиль на линии жидкого хладагента, конденсатор с нагревателем, компенсирующим тепловую нагрузку на испаритель, причем нагреватель и охладитель выполнены в виде питаемых от независимого источника электроэнергии термоэлектрических батарей, а также содержит теплообменники, последовательно включенные в контур циркуляции охлаждающей среды, 1 ил. вом контакте с конденсатором 7, а горячий слой 8 - в тепловом контакте с теплообменником нагрева 9.Охладитель 2 заключен в.теплоизоляцию 10, На слоях ТЭБ 5 размещены термопары 11 и 12. Кроме того, на входе в конденсатор 7 и на выходе из него находятся термопары 13 и 14 и манометры 15 и 16 соответственно,Нагреватель 4 выполнен в виде термоэлектрической батареи (ТЭБ) 1, горячий слой 18 которой находится в тепловом контакте с калориметром 19, э холодный слой 20 - в тепловом контакте с теплообменником охлаждения 21, Нагреватель 4 заключен в теплоиэоляцию 22, На слоях ТЭБ 17 размещены термопэры 23 и 24, Кроме того, в калориметре 19 размещена термопара 25. На выходе иэ калориметра 19 размещена термопара 26 и манометр 27,Охладитель 2 снабжен запорными вентилями 28 и 29, а нагреватель 4- задорными вентилями 30 и 31.5 10 20 30 40 45 50 Теплообменники нагрева 9 и охлаждения 21 последовательно включены в контур циркуляции охлаждающей среды 32.Перед началом испытаний стенд вакуумируют и заправляют холодильным агентом. Учет влияния теплообмена с окружающей средой осуществляется посредством. определения проИзведения коэффициента теплопередачи на площадь поверхности теплообменного блока (КЕ) при разности между температурами холодильного агента и окружающей среды Лт= - 10,20,30 С. Так, для охладителя 2 - (КЕ) определяют следующим образом. Часть конденсатора 7 заполняют жидким холодильным агентом. Для этого включают в работу компрессор 1 и одновременно подают на ТЭБ 5 питание таким образом, чтобы обеспечить конденсацию холодильного агента в конденсаторе 7, После частичного заполнения конденсатора 7 останавливают компрессор 1 и перекрывают вентили 28 и 29, По достижении температурного равновесия между холодильным агентом в конденсаторе 7 и окружающей средой подается питание на ТЭБ 5 такой полярности, чтобы на холодных спаях 6 ТЭБ 5 выделялось тепло. Количество выделяемого тепла должно быть таким, чтобы поддерживать разность температур между температурой холодильнога агента (определяемой по давлению насыщения манометрами 15 и 16) и температурой окружающей среды 10,20,30 С в стационарном режиме, По известным соотношениям, в зависимости от величины тока, питающего ТЭ Б 5, определяют количество тепла, выделяемое на спаях. Тогда;(КЕ)кд = -уд.,где Осп - количество тепла, выделяемое на спаях, Вт;1 = сх.а. - асср - разность температур холодильного.агента и окружающей среды, С,Определение(КЕ) для нагревателя 4 осуществляют аналогично определению (КЕ) для охладителя, Отличительной особен но- стью определения (КЕ-) для калориметра является то, что в калориметре 19 холодильный агент охлаждается на холодных спаях 18 ТЗБ 17.В момент испытаний вентили 30 и 31 закрыты, компрессор 1 отключен, Расчет количества отведенного тепла ведется по зависимости(КЕ)к = Осп(Л 1),где Осп - количество тепла, отведенное наспаях от холодильного агента, Вт; Ь 1- 1 р - Ь.в., С - разность температур окружающей среды и холодильного агента.Работа стенда в режиме калориметрирования компрессора.Определение холодопроизводительности компрессора осуществляется в соответствии с нормативными документами в стандартном режиме, зависящем от соответствующего исполнения компрессора.Стенд в режиме калориметрирования компрессора работает следующим образом.Одновременно с включением компрессора 1 подается питание от стабилизированных источников постоянного тока (на схеме стенда условно не показаны) на термоэлектрические батареи ТЭБ 5 и 17. При этом температура холодных спаев 6 ТЗБ 5 и 20 ТЭБ 17 понижается, а температура горячих спаев 8 и 18 соответствующих ТЭБ повышается.В конденсаторе 7 происходит конденсация холодильного агента за счет отвода тепла холодными спаями 6 ТЭБ 5, а в калориметре 19 осуществляется кипение холодильного агента эа счет подвода тепла от горячих спаев 18 ТЭБ 17.Температура "холодных" спаев 6 термобатареи 5 поддерживается на температурном уровне, достаточном для обеспечения полной конденсации паров хладагента. Сконденсировавшийся холодильный агент через регулирующий вентиль 3 поступает в теплообменник 19. В регулирующем вентиле происходит падение давления хладагента до заданноо давления кипения.Температура "горячих" спаев 18 термоэлектрической батареи 17 устанавливается такой, чтобы обеспечить полное кипение жидкости заданный перегрев паров холодильного агента перед всасыванием в компрессор 1.Отвод тепла от горячих епаев 8 ТЭБ 5 осуществляется в теплаобменнике нагрева 9 посредством охлаждающей среды,.например водой либо воздухом. В теплообменнике охлаждения 21 происходит подвод тепла от окружающей среды (воздух, вода),По наступлении стационарного теплового режима в условиях постоянства давлений конденсации и кипения определяют холодопроизводительность компрессора, Величиной, необходимой для расчетного определения холодопроизводительности,является расход холодильного агента.Расход холодильного агента в стендеопределяется двумя независимыми способами;по тепловому балансу конденсатора; по тепловому балансу калориметра.Определение расхода холодильногоагента по тепловому балансу конденсатора.Расход холодильного агента определяется из соотношения;Оа - Ок (А -1 в) ",где Ок - количество тепла конденсации, Вт;1 А - энтальпия холодильного агента навходе в конденсатор, кДж/кг;в - энтальпия холодильного агента навыходе из конденсатора, кДж/кг,Ок = Осп+ Окд,где Осп - количество тепла, определяемое всоответствии с током, питающим термоэлектрическую батарею 5, Вт;Окд - теплопотери от конденсирующегохолодильного агента, Вт.Энтальпии холодильного агента на входе и выходе из конденсатора определяютсяпо температуре и давлению с помощью термопар 13 и 14, а также манометров 15 и 16.Ток, питающий термобатарею 5, измеряетсяс помощью амперметра (на схеме условноне показан),Альтернативный метод определения количества тепла, отводимого от конденсирующегося холодильного агента, основан наиспользовании эффекта Зеебека, Вышедшую на стационарный тепловой режим термоэлектрическую батарею 5 мгновенно, навремя измерения, переводят в режим генерации термоЭДС путем отключения тока,питающего ТЗБ 5. Одновременно с замеромтермоЗДС производится замер температуры холодного и горячего спаев ТЭБ 5.Количество тепла, отведенного от конденсирующегося холодильного агента,пропорционально величине полученнойтермоЭДС.Расход холодильного агента по данномуметоду определяется по вышеизложеннойметодике.Таким образом, расход холодильногоагента по тепловому балансу конденсатораможет быть определен двумя методами, чтопозволит повысить точность определяемойвеличины,Расход холодильного агента по тепловому балансу калориметра определяетсяаналогично, как и для конденсатора.Далее расчет холодопроизводительности компрессора идет по известным методикам.Работа стенда в режиме "газового кольца",Испытание компрессора по данной схеме стенда может происходить и в режиме"газового кольца", При этом ТЭБ 5 будеттолько охлаждать поток газообразного холодильного агента в конденсаторе 7, Конденсация холодильного агента происходить20 25 30 щих в них 40 Ф о р мул а из о бр ете н и я 45 Стенд для испытания холодильных ком 50 55 5 10 15 не будет. Сдросселированный холодильный агент будет подогреваться в теплообменнике 19 ТЭБ 17, Поддержание режима испытаний компрессора в "газовом кольце" обеспечивается током, питающим ТЭБ 5 и 17.При испытаниях в режимах калориметрирования компрессора и "газового кольца" отвод тепла от горячих спаев 8 ТЭБ 5 и холодных спаев 20 ТЭБ 17 осуществляется в окружающую среду соответственно в теплообменниках 9 и 21. При этом охлаждающая среда, прошедшая через теплообменник 21 и охлажденная в нем, подается на вход в теплообменник 9. Работа стенда в режиме создания динамических нагрузок на механизм движения комп рессора.Для сокращения времени испытаний, т.е. для интенсификации процессов, вызывающих увеличение скоростей изнашивания деталей и узлов компрессора, компрессоры исп ыты вают в циклах "Пуск- остановка". При этом увеличивается продолжительность работы пэр трения в переходных режимах смазки, т,е, в условиях граничного и полусухого трения. Граничное и особенно полусухое трение сопровождается ростом температуры сопряжения и его повышенным износом. Граничное трение имеет место в моменты пуска - остановки холодильного компрессора, т,е, в периоды неустойчивой работы их сопряжений, а также при резком изменении усилий, действуюНеустойчивая работа сопряжений характерна также и в случае быстрого перехода с одного режима испытаний компрессора на другой, Такой переход достигается путем изменения величины силы тока,питающего ТЭБ 5 и 17 по определеннойпрограмме. прессоров, содержащий последовательно включенные в контур испытываемый компрессор, конденсатор с охладителем паров хладагента, дроссельный вентиль на линии жидкого хладагента и калориметр с нагревателем. компенсирующим тепловую нагрузку на испаритель, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности получаемых результатов и сокращения временных и энергетических затрат на испытания путем обеспечения точности поддержания. тепловых режимов, охладитепь и нагреватель выполнены в виде питаемых от независимых источников электроэнергии термоэлектрических батарей, причем холод1778364 г оставитель В. Розанцевехред М.Моргентал Корректор Н, Гунько Редактор аказ 4174 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина,ный спей охладителя и горячий спай нагревателя установлены в тепловом контакте с конденсатором и калориметром соответственно, а их противоположные спаи снабжены проточными теплообменниками нагреваи охлаждения, последовательно включенными в контур циркуляции охлаждающейсреды.