КОНДЕНСАТОР КОМПРЕССИОННОЙ ХОЛОДИЛЬНОЙ МАШИНЫ

Полезная модель относится к холодильной технике, к холодильникам компрессионного типа, в частности к трубчатым конденсаторам холодильных машин.
Известны холодильники, холодильный цикл которых включает следующие процессы: сжатие хладагента компрессором, передачу тепла от хладагента конденсатору, отвод тепла от конденсатора окружающему воздуху [Вайнберг В.Б., Вайн В.П. Бытовые компрессионные холодильники. М.: Пищевая промышленность, 1974 г., с. 99-101]. При этом конденсатор холодильника передает тепло в окружающий воздух путем теплообмена при естественной конвекции. Недостатком таких холодильников является необходимость использования относительно большого змеевика конденсатора.
Известен конденсатор бытового холодильника с принудительной вентиляцией (обдувом) поверхности конденсатора (Бабакин Б.С., Выгодин В.А. Бытовые холодильники и морозильники, 2000 г., с. 104-105).
Охлаждение конденсатора бытового холодильника обеспечивается движением потока воздуха от вентилятора относительно неподвижного конденсатора. Обдув поверхности конденсатора бытового холодильника потоком воздуха от вентилятора увеличивает интенсивность теплообмена, ускоряет отвод тепла от хладагента. Недостатком такого холодильника с принудительным обдувом конденсатора является то, что на вентилятор затрачивается энергия и при относительно невысоких температурах окружающего воздуха и относительно не большой мощности компрессионного холодильника. Затраты энергии на работу вентилятора могут привести к увеличению удельного энергопотребления холодильника к снижению его ресурса безотказной работы.
Следует также учитывать, что энергия, затрачиваемая вентилятором на создание воздушного потока, частично не используется в обеспечении теплообменного процесса на поверхности конденсатора. Этот недостаток минимизирован в бытовом холодильнике с подвижным конденсатором [Патент РФ №2570533 С1 29.12.2014. Бытовой холодильник с подвижным конденсатором]. Холодильник по указанному патенту состоит из холодильного шкафа, герметичного агрегата, компрессора, испарителя и конденсатора, закрепленного консольно в нижней части холодильного шкафа, при этом верхняя часть конденсатора взаимодействует с исполнительным органом электромагнитного вибратора, прикрепленного к корпусу холодильного шкафа. Теплопередача от конденсатора окружающему воздуху интенсифицируется за счет создания дополнительного обдува змеевика конденсатора при его колебательных движениях.
Однако конденсатор в виде змеевика выполненного из цилиндрической оребренной трубки имеет ряд преимуществ по сравнению с конденсатором холодильника с принудительной вентиляцией (обдувом) поверхности конденсатора (Бабакин Б.С., Выгодин В.А. Бытовые холодильники и морозильники, 2000 г., с. 104-105). Прежде всего, в простоте такого теплообменного аппарата-конденсатора и в относительно меньшей себестоимости холодильника с таким конденсатором. Конденсатор в виде змеевика выполненного из цилиндрической оребренной трубки имеет достоинства также по сравнению с подвижным конденсатором [Патент РФ №2570533 С1 29.12.2014. Бытовой холодильник с подвижным конденсатором], по этим же показателям - простоте и более низкой стоимости.
Наиболее близким техническим решением к заявляемой конструкции конденсатора холодильной машины является конденсатор, выполненный в виде змеевика с оребрением [Вайнберг В.Б., Вайн В.П. Бытовые компрессионные холодильники. М.: Пищевая промышленность, 1974 г.].
Недостатком такого конденсатора является недостаточно эффективный теплоотвод от оребренной трубки конденсатора в окружающий воздух. Эта недостаточная эффективность заключается в том, что при номинальных рабочих температурах окружающего воздуха происходит относительно медленная конденсация хладагента в конденсаторе, что приводит к повышению давления конденсации и уменьшению холодильного коэффициента, что приводит к увеличенному удельному энергопотреблению холодильника с таким конденсатором.
Задачей полезной модели является улучшение теплообмена трубки конденсатора с окружающим воздухом, и снижение энергопотребления холодильника.
Поставленная задача решается тем, что трубчатый конденсатор компрессионной холодильной машины в виде змеевика теплообменной трубки с оребрением выполнен из теплообменной трубки в сечении, имеющей форму овала, при соотношении большего размера его сечения к меньшему в пределах 1,2-1,8, причем больший размер овала в сечении трубки ориентирован параллельно задней стенки корпуса шкафа холодильной машины.
Технический результат заключается в улучшении теплообмена хладагента в конденсаторе с окружающим воздухом и снижении затрат электроэнергии на работу компрессионного холодильника.
Сущность полезной модели поясняется чертежами. На фиг. 1 приведен вид сечения типовой трубки конденсатора с круглым сечением, на фиг.2 приведен вид трубки конденсатора овальной формы в сечении.
Компрессионная холодильная машина состоит (фиг. 1, фиг. 2) из холодильного шкафа, герметичного агрегата, в состав которого входит конденсатор.
Работает заявляемый конденсатор следующим образом. В цикле холодильной машины после сжатие хладагента компрессором, хладагент в виде пара подается на вход трубчатого конденсатора, при этом происходит процесс передачи тепла от хладагента конденсатору на внутреннюю поверхность трубки конденсатора, выполненного в виде змеевика. Одновременно с внешней поверхности трубки конденсатора тепло передается окружающему воздуху. Согласно заявке, для трубки конденсатора овальной формы в сечении (фиг. 2) расстояние 6 между центральной областью трубки (вдоль ее оси) 4 и поверхностью конденсатора 5 - будет меньше, чем в расстояние 3 в трубке круглого сечения (фиг. 1). Термическое сопротивление теплопередачи от области 4 к поверхности 5 - будет меньше и, следовательно, теплообменный процесс будет более интенсивный.
Для цилиндрического сечения трубки конденсатора (фиг. 1) область пара 1 удалена от внутренней поверхности трубки в сечении на большее расстояние. Эта область хладагента участвует в передаче тепла к внутренней поверхности 2 трубки конденсатора через хладагент на расстоянии 3. Хладагент в области 1 более горячий, чем внутренняя поверхность 2 трубки конденсатора и тепло в области 1 будет преодолевать термическое сопротивление хладагента на расстоянии 3 до внутренней поверхности 2 трубки конденсатора.
Скорость охлаждения хладагента в трубке конденсатора с овальной формой в сечении увеличивается, давление конденсации уменьшается, нагрузка на компрессор уменьшается, снижается удельное энергопотребление компрессионного холодильника. Для трубки с овальным сечением, в сравнении с трубкой круглого сечения для одной и той же площади сечения, увеличивается площадь поверхности контакта трубки с окружающим воздухом, что способствует увеличению теплоотдачи от поверхности трубки конденсатора в окружающий воздух. Расположение овального сечения трубки, когда большая ость овала вертикальна, обеспечивает уменьшение сопротивление потоку теплого воздуха, поднимающегося вдоль плоскости змеевика, способствует увеличению скорости потока воздуха, поднимающегося вдоль плоскости змеевика и, следовательно, увеличивается теплоотдача от трубки змеевика в окружающий воздух.
Увеличение теплоотдачи от трубчатого конденсатора обеспечивает возможность уменьшения длины трубки конденсатора, уменьшения площади змеевика и снижения габаритных размеров холодильной машины. При этом в сравнении с аналогами, затраты на улучшение теплообмена конденсатора с окружающим воздухом уменьшаются, тем самым обеспечивается возможность снижения себестоимости компрессионного холодильника.