Старт в науке
Научный журнал для школьников ISSN 2542-0186
О журнале Выпуски Правила Олимпиады Учительская Поиск Личный портфель

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ «ТЕПЛОВОЙ НАСОС» В УСЛОВИЯХ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ ГАЛАГАН ВЛАДИМИР ВИКТОРОВИЧ

Жиронкин Е.И. 1
1 г.Орел, ОГУ им И.С.Тургенева
Галаган В.В. (г.Орел, ОГУ им И.С.Тургенева)
1. Мааке В. Польман. Учебник по холодильной технике.- Основы – комплектующие – расчеты. Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание холодильных установок./Г.–Ю. Эккерт, Жан-Луи Кошпен. – М.: Из.-во МГУ, 1998.–1142 с.
2. Теплотехнический эксперимент. Справочник./ Под ред. В.А.Григорьева, В.М.Зорина.– М:Энергоиздат, 1982.–510 с.
3. Теплофизические характеристики пищевых продуктов и материалов. Справочное пособие / А. С. Гиндзбург, М. Г. Громов, Г. И. Красовская – М.: Агропромиздат, 1990.
4. Холодильные машины: Учебн. для вузов по специальности «Холодильные машины и установки» / Н. Н Кошкин, И. А. Сакун, Е. М. Бамбушек и др.; Под общ. ред. И. А. Сакуна. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отд., 1985. - 510с., ил.
5. Цыганова Т.Б. Технология хлебопекарного производства. – М.: ПрофобрИздат, 2001 г.– 428 с

На базе испытательного шкафа производства Германии студентами кафедры была разработана схема теплового насоса. Испытательный шкаф содержит как систему охлаждения, так и систему нагрева, что и необходимо для создания теплового насоса с регулируемыми средами. Шкаф содержит достаточную изоляцию от внешней среды, а систему увлажнения и контроля влажности, температуры и с регулирования скорости вращения вентилятора выполненную на основе LabVIEW. Перед началом работ были проведены исследования основных параметров установки.

Давление в системе необходимо определять для того, чтобы не было перегрева компрессора при переходе из режима охлаждения в режим нагрева. Для определения давления в системе установлена манометрическая станция , для измерения давлений в системах заправленных хладагентами R12, 22, 502. Так же в системе имеется прессостат, отключающий машину, как только разность давлений между давлением кипения и конденсации будет больше номинального, или когда одно из давлений высоко поднимется или упадет. Ниже приводятся графики (рис.1 и рис.2) изменения давлений в зависимости от времени при различных режимах работы и силы тока.

gironkin_r1.eps

Рис. 1. Изменения давлений, в зависимости от времени в режиме работы - нагрев

Стабильность параметров в режиме охлаждения очевидна. Поэтому режим нагрева считался для установки самым напряженным и для этого исследовали режим полноценного теплового насоса с без прерывным переходом с нагрева на охлаждения или наоборот.

gironkin_r2.eps

Рис. 2. Изменения давлений, силы тока в зависимости от времени в режиме работы - охлаждение

На графике (рис.3) показаны скачкообразные линии, которые получены в результате работы пуск-остановка. Т.к. приборы автоматики отрегулированы на верхние пределы температур в камерах +40оС, а нижний предел 30оС. При пуске соответственно появляется всплеск параметров тока. Система сбора информации при работе установки, позволяет не только следить за работой установки, но и собирать информацию за заданный период времени, для дальнейшей её проработки рис. 4, 5, 6.

gironkin_r3.eps

Рис. 3. Изменения силы тока в зависимости от времени в режиме работы – дефростация и расстойка

gironkin_r4.eps

Рис. 4. Изменения влажности в зависимости от времени в режиме работы – дефростация и расстойка

В аспекте поставленных задач целевой функцией проведенных экспериментов является температура нагреваемого изделия, а главным действующим фактором – время нагрева. Все остальные факторы, влияющие на нагрев (масса булочки, продолжительность охлаждения до момента его прерывания и др.), в данной работе могут быть учтены коэффициентом аппроксимации.

gironkin_r5.eps

Рис. 5. Изменения температуры, силы тока, давления в зависимости от времени в режиме работы – нагрева и охлаждения

Экспериментальные данные для такого анализа представлены на рисунке 6, 7.

gironkin_r6.eps

Рис. 6. Экспериментальные данные для процесса нагрева в режиме теплового насоса

Предварительно проведенные эксперименты показали, что подобные промышленные установки являются одним из путей решения проблемы энергосбережения новых технологий, использующих нетрадиционные возобновляемые источники энергии (НВИЭ). Экспериментальная установка позволяет провести различные тепловые процессы как охлаждение, так и нагрев используя только мощность холодильной установки. В установке процессы охлаждения можно совместить проводя их последовательно в соответствии с процессом удлиненной расстойки.

gironkin_r7.eps

Рис. 7. Экспериментальные данные для процесса охлаждения в режиме теплового насос


Библиографическая ссылка

Жиронкин Е.И. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ «ТЕПЛОВОЙ НАСОС» В УСЛОВИЯХ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ ГАЛАГАН ВЛАДИМИР ВИКТОРОВИЧ // Старт в науке. – 2016. – № 5. ;
URL: https://science-start.ru/ru/article/view?id=444 (дата обращения: 27.09.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074