Ghent University - UGent Department of Flow, Heat and Combustion Mechanicswww.FloHeaCom.UGent.be

Ontwerp van een koelmachine voor productie van ijs Bernd Ameel, Kevin Ampe, Kathleen De Kerpel, Liesbeth Taelman

promotor: Prof. M. De Paepebegeleiders: Marnix Van Belleghem, Henk Huisseune

probleemstelling P-h diagram

Warmteoverdracht in de verdamper

• Maak een pijl van 1 kg ijs

• Zo efficiënt mogelijk

• Zo snel mogelijk

koelcyclus

Vooropgestelde temperatuur in de condensor: 40°C

Wat is de ideale verdampingstemperatuur?

-20°C levert de beste koeltijd

10

1,5

Warmteoverdracht in de condensorKoelvermogen bij –20°C:159 Watt

Probleem:

Conductie door ijslaag zeer slecht

Vanaf een zekere ijslaagdikte kan er geen 159W meer onttrokken worden

Om alles te kunnen verdampen is een extra voorziening nodig

Uiteinde van de verdamper aan condensor vastgesoldeerd

Theoretische verdeling van de warmteoverdracht:

capillair

verdamper

compressor

condensor

6: warmteoverdracht van condensor naar extra stuk verdamper

0 20 40 60 80 100 1200

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

verstreken tijd (minuten)

ijsla

agdi

kte

(cm

)

ijslaagdikte in functie van de tijd

Tsat=-10Tsat=-15

Tsat=-20

Tsat=-25

Tsat=-30Tsat=-35

condensor

verdamper

extra stuk verdamper

Experimentele data

•Gemiddeld netvermogen: 128Watt

• Gemiddelde COP: 0,3

• Koeltijd: 140min, veel groter dan berekend

Bij het begin van de koeling

Na vorming van een 2,5cm dikke ijslaag

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.70

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

-20

-18

-16

-14

-12

-10

-8

-6

-4

-2

0Koeltijd langer dan berekend

Bij niet uniforme temperatuursverdeling kunnen we uit de temperatuurgradiënt de thermische weerstand bepalen, deze is 2 keer zo groot dan eerst berekend