Tryckmätningar på standardkylskåpet ER8893C Mätningar utförda på kylalabbet, klimatrum 3, Energiteknik, KTH, Brinellvägen 60 av Johan Nordenberg och Erik Björk hösten 2000. Sammanfattning Absolut- och differenstryck samt temperaturer uppmättes för ett standard kylskåp av typ ER8893C. Tryckfallet över förångaren var 8kPA (2 C) under start och 4kPa (1 C) innan stopp. För sugledninge låg tryckfallet på ca 4kPa (0,7 C). Kondensorns tryckfall var ca 2kPa (0,15 C). Sammanställning av mätdata gjordes i Mollierediagram under cykliska förhållanden till en animation. Bakgrund Projektet Effektiva kyl- och frysförångare syftar till att finna samband för värmeöverföring och tryckfall i den typ av kanalgeometrier och under de arbetsförhållanden som är karaktäristiska för kyloch frysskåp. Som en del av karaktäriseringen och som verifiering av genererade samband behövs mätdata från ostörda verkliga kylsystem. Mätningarnas genomförande Standardkylskåpet ER8893C utrustades med absoluttrycksgivare på kondensor respektive förångarsida samt differenstryckgivare över förångare, sugledning samt kondensor se bilaga 1 för placeringar. Mätningarna gjordes under cykliska förhållande vid en omgivningstemperatur på 25 C Cond Condenser P1 Compressor Capillary tube Suction line heat exchanger P2 Evaporator Evap Suction Absolut- och differenstryckgivarnas placering 1
Resultat Absolut tryck Absoluttrycket på förångarsidan mättes på sugledningen och korrigerades med differenstrycken över sugledning och förångare (dvs absoluttryck evap = absoluttryck suglednig + diff. Tryck sugledning + diff. Tryck evap). Pressure measurements 6 Stopp 5 pressure (bar) 4 3 2 Tryckutjämning Trycket i systemet motsvarar köldmediets mättnadstryck vid förångarens temperatur 1 0 Gångtid Absoluttryck i kondensor och förångare Resultatet gav inga överraskningar. Efter start byggs en tryckdifferens upp mellan förångare och kondensor. Intressant att notera är att systemets tryck efter kompressorstopp och tryckutjämning motsvarar köldmediets mättnadstemperatur vid förångarens temperatur som långsamt ökar under kompressorns viloperiod. 2
Resultat differenstrycksmätning mbar Pressure drop measurements 100 80 kpa 60 40 20 0-20 evaporator suction line condenser Stop Differenstrycksmätning över förångare, sugledning och kondensor Tryckfallet över förångaren är under starten stor ca 80 mbar (8 kpa) förmodligen därför att en stor del av förångaren används till överhettning innan köldmediet fyllt förångaren. Sugledningens tryckfall är relativt konstant på 4 kpa. Kondensorns tryckfall planar ut mot 2 kpa innan kompressorn stänger av. Tryckfallet i förångaren motsvarar ca 2 C under starten och 1 C innan systemet stänger av. Med en antagen medeltemperatur på 0 C (-20 till +20 C) motsvarar tryckfallet i sugledningen ca 0,7 C. Tryckfallet i kondensorn motsvarar ca 0,15 C 3
Representation i Mollierediagram Genom simultana mätningar av tryck och temperatur erhölls hörnpunkterna i kompressorcykeln. Strypningen sker här med ett kapillärrör som delvis värmeväxlas mot sugledningen. Därav strypningen som sker vid minskande entalpi. Tillståndet i förångarens inlopp (ned-vänster) erhålls genom att anta fullständig värmeväxling mot suggasen. Dvs entalpiändringen för suggasen över värmeväxlaren motsvarar entalpiändringen vid strypningen. Observera att linjerna mellan hörnpunkterna före och efter kompressorn ej motsvarar tillståndsförändringen genom kompressorn utan endast är dragen mellan de kända tillstånden. t expansion t discharge t hxout t suction principiellt utseende kompressorcykel Processen ritades upp för olika tidpunkter under cyklisk drift och sammanställdes i en animation. Varje bildruta motsvarar 30 sekunder. Observera att entalpin för förångainlopp ej stämmer under kompressorns stillestånd och strax efter start (då processen liknar en gascykel) Anledningen är att förångarinloppets entalpi beräknas från kondensorutloppet som under stillestånd består av överhettad gas. Erik Björk 001210 4
Bilaga 1. Tryckgivarnas placering cond P1 evap suction P 2 5