Терехова О.Н. Холодильная техника и технология

Подождите немного. Документ загружается.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6

ИСПЫТАНИЕ САТУРАТОРА В УСТАНОВКЕ

ГАЗИРОВАНИЯ И ОХЛАЖДЕНИЯ ВОДЫ

Цель работы: Изучение устройства и принципа работы автоматического сатуратора.

Приобретение навыков эксплуатации автосатураторов и установки газирования и ох-

лаждения воды.

Испытание автосатуратора и установки газирования и охлаждения воды.

Определение точности дозирования установки и расчетной мощности холодильного

агрегата.

Обработка результатов испытаний.

Оборудование, приборы, материалы

Установка для газирования и охлаждения воды, набор гаечных ключей, термометр,

мерный цилиндр вместимостью 1000 см3, секундомер, стаканы, весы, разновесы.

Устройство и принципы работы

Установка состоит из холодильного агрегата, водоохладителя, терморегулирующего

вентиля, фильтра – осушителя, собранных на общей сварной раме и соединенных трубопро-

водами, коллектора ввода, сливного коллектора, блока реле давления, углекислотного балло-

на, устройства фиксации углекислотного баллона и сатуратора.

Работа автомата заключается в следующем: углекислый газ поступает в сатуратор из

баллона через углекислотный редуктор.

Редуктор отрегулирован на выходное давление 0,5 МПа.

Реле давления газа отключает установку при падении давления ниже 0,45 МПа и

включает при давлении 0,47 МПа.

Вода, поступающая в автомат через коллектор ввода и запорный вентиль, проходит

через фильтр, реле давления, редукцонный клапан для воды и подается в воздухоохладитель.

Нормальные условия работы сатуратора обеспечиваются при давлении воды 0,2 МПа

и давлении углекислого газа 0,45 МПа.

Охлаждение воды производится холодильным агрегатом в воздухоочистителе.

В герметичном компрессоре холодильный агент (фреон-12) сжижается до 0,8…0,9

МПа и нагнетается в воздушный конденсатор. Пары хладона конденсируются, отдавая теп-

лоту охлаждающему воздуху. Жидкий хладон проходит через фильтр-осушитель, где из него

удаляются следы воды. В терморегулирующем вентиле фреон дросселируется и давление его

уменьшается до 0,18…0,20 МПа. Парожидкостная смесь поступает в змеевик водоохладите-

ля. Хладон кипит, отнимая теплоту у воды и охлаждая ее. Пар холодильного агента засасы-

вается компрессором и цикл повторяется.

В автомате применяется автосатуратор типа АСБ – 4С. Фланец сатуратора является

крышкой бака водоохладителя.

Автосатуратор состоит из сатурационного насоса, клапанной коробки, соленоидных

клапанов слива и наполнения, фланца и кожуха. Сатурационный насос имеет цилиндр, в ко-

тором пермещается поршень со штоком. В нижней полости цилиндра с помощью форсунки,

имеющей много мелких отверстий, происходит распыление воды и углекислого газа, что

способствует хорошему насыщению воды газом.

Выдавливаемая доза газированной воды зависит от хода поршня, регулируемого мик-

ропереключателями и диском, укрепленном на штоке поршня.

Клапанная коробка имеет три камеры, разделенные двумя обратными клапанами.

В нижнюю камеру через сетчатый фильтр поступает вода из водоохладителя, а в

верхнюю камеру из баллона через обратный клапан углекислый газ.

В случае повышения давления газа свыше 0,6 МПа срабатывает предохранительный

клапан, установленный в верхней камере.

Порядок проведения испытания

1. Внимательно изучить принцип работы и устройство холодильного агрегата, воз-

духоохладителя и автосатуратора.

2. К горловине баллона с углекислым газом подсоединить углекислотный редуктор,

предварительно проверив состояние уплотняющих прокладок на присоединительном штуце-

ре.

3. Подсоединить шланг от реле давления газа к углекислотному редуктору.

4. Медленно открыть вентиль подачи воды в установку, предварительно установив

редуктором для воды давление для воды 0,2 МПа.

5. Наполнить водоохладитель водой.

6. Подать давление углекислого газа: вывернуть регулировочный винт углекислого

редуктора, закрыть вентиль редуктора, медленно открыть вентиль баллона, плавно повер-

нуть регулировочный винт редуктора до тех пор, пока давление не достигнет 0,45 МПа.

7. Подать в установку напряжение, нажав на кнопку «ПУСК» автоматического ык-

лючателя.

8. Произвести несколько контрольных отпусков напитка и убедиться в работоспо-

собности напитка.

9. После 3…5 минут работы компрессора водоохладительной установки определить

с помощью мультиметра температуру:

- на поверхности конденсатора;

- перед регулирующим вентилем;

- после терморегулирующего вентиля;

- перед всасывающим вентилем компрессора;

- в отверстии крышки водоохладителя через герметичный ввод;

- на трубопроводе подвода водопроводной воды.

Результаты измерений занести в таблицу 10.

Таблица.10 – Протокол наблюдений

Место

замера

на по-

верхно

сти кон-

денса-

тора

перед

ТВР

после

ТВР

перед

всасы-

вающим

венти-

лем

ком-

прессо-

ра

в отвер-

стии

крышки

водоох-

ладите-

ля

на

трубо-

про-

воде

под-

вода

воды

Темпе-

ратура,

10. В течение этих же 5 минут проводятся измерения температуры воды. Результаты

измерений занести в таблицу 10.3

Таблица 10 – Протокол наблюдений

Время

t, мин

0 1 2 3 4 5

Темпе-

ратура

воды

tв, С

11. Взвесить пустой стакан и подставить его под сливной коллектор.

Нажать кнопку выдачи напитков.

Взвесить стакан с полученной порцией напитка.

Повторить операцию 10 раз.

Результаты взвешивания пустого стакана Gc(кг) и с напитком Gн(кг) занести в табли-

цу 11.

Таблица 11 – Протокол наблюдений

Взвешивание Разность весов наполненного и сухого стакана

12. После окончания работы закрыть вентиль углекислотного баллона и вентиль на

трубопроводе подвода воды к установке. открыть вентиль сброса воды и через некоторое

время закрыть его.

13. Отключить установку от электросети.

Обработка полученных данных

Средний объем дозы напитка

V (cv

)

−

∑

*10V

(69)

где G

– масса i-й дозы напитка, кг;

ρ - плотность напитка, кг/м

(для воды ρ=1000 кг/м

, напитка ρ=1060 кг/м

);

n – количество повторностей взвешивания дозы напитка.

Средний квадрат погрешности для серии измерений

)nVV(

)1n(n

∑

−

=∆ (70)

где V

– объем i-й дозы напитка, см

*10V

(71)

Надежностью результата серии измерений является вероятность того, что истинное

значение измеряемой величины попадает в доверительный интервал

(V-∆V)≤V≤(V+∆V).

Абсолютная погрешность серии измерений ∆V (см

)

StV ∆=∆

(72)

где t

- коэффициент Стьюдента, зависящий от вероятности P и числа замеров (при

P=0,95 и n=9 t

=2,3; при P=0,95 и n=7 t

=2,4).

Сравните ∆V и допускаемое отклонение единичной дозы газированной воды с сиро-

пом по техническим характеристикам.

Сделайте выводы.

Относительная погрешность дозирования Е (%)

100

∆

(73)

Темп охлаждения воды U

(

C/c)

∑∑

∑∑∑

===

τ−τ

)(n

t)t(n

(74)

где n – число измерений температуры;

– отсчет времени от момента начала из наблюдения, с; ъ

– температура воды при τ

отсчете времени,

С .

Фактическая холодильная мощность холодильного агрегата Q

(Вт)

=1,1U

(75)

где 1,1 – коэффициент, учитывающий теплопритоки от окружающей среды;

с – удельная теплоемкость воды, Дж/(кг*

С) (с=4186 Дж/(кг*

С));

– масса воды в водоохладителе, кг.

ρπ

= (76)

где ρ - плотность воды, кг/м

(ρ=1000 кг/м

);

d – внутренний диаметр водоохладителя, м (d=0,22);

H – высота водоохладителя, м (Н = 0,27 м).

Необходимая холодильная мощность холодильного агрегата Q

(Вт)

60/)tt(cGN1.1Q

кнн

−=

−

(77)

где N – число отпускаемых доз напитка в минуту по технической характеристике;

G – средняя масса дозы напитка, кг;

, t

– температура водопроводной воды до и после водоохладителя,

С.

По значениям температур в характерных точках постройте цикл работы холодильного

агрегата на lgP-i диаграмме.

Определите теплосодержание i

, i

, (кДж/кг) фреона R12 в характерных точках и

его удельный объем U (м

/кг).

Удельная холодильная мощность q

(кДж/кг)

-i

(78)

Удельная работа компрессора q

(кДж/кг)

-i

(79)

Массовое количество циркулирующего с системе фреона G

(кг/с)

G =

(80)

Расчетная мощность, электродвигателя на приводе компрессора N

(кВт)

мi0

кx

ηηη

(81)

где η

– объемный коэффициент подачи компрессора (η

≈0,86);

– индикаторный коэффициент компрессора (η

≈0,91);

– механический КПД привода (η

≈0,9).

Сравните расчетную и фактическую мощности электродвигателя привода компрессо-

ра холодильного агрегата.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7

ГЕРМЕТИЧНЫЕ КОМПРЕССОРЫ

Цель работы: изучение конструкций компрессоров ФГ и ФГр, определение объема,

описываемого поршнем, компрессоров ФГ и ФГр.

Объектом изучения являются компрессоры: ФГ - с разрезанным кожухом и в разрезе,

отдельные узлы и детали; ФГр - с разрезанным кожухом и в разрезе, отдельные узлы и дета-

ли.

Инструменты: набор гаечных ключей 8*10, 12*14, 14*17, отвертка, штангенцир-

куль.

а – компрессор с сальником: 1 –картер; 2 – блок цилиндров; 3 – шатун; 4 – клапанная доска; 5 – головка блока

цилиндров; 6 – нагнетательный запорный вентиль; 7 – всасывающий запорный вентиль; 8 – фильтр; 9 – колен-

чатый вал; 10, 11 – коренные подшипники; 12 – корпус сальника; 13 – крышка сальника; 14 – сальник; 15 –

поршневой палец; 16 – поршень; 17 – поршневые кольца; б – бессальниковый компрессор: 1 – блок – картер;

2 – цилиндровая гильза; 3 – крышка цилиндров; 4 – поршень; 5 – шатун; 6 – коленчатый вал; 7 – статор элек-

тродвигателя; 8 –ротор электродвигателя; 9 – фильтр; 10 – всасывающий запорный вентиль; в – герметичный

компрессор: 1 – ротор; 2 – шпонка; 3 – эксцентриковый вал; 4 – шатун; 5 – поршень; 6 –опора; 7 – пятка;

8 – нижняя часть кожуха; 9 – клапанная доска; 10 – крышка; 11 – противовес; 12 – верхняя часть кожуха; 13 –

статор; 14 – всасывающий вентиль; 15 – нагнетательный трубопровод; 16 – проходной изолятор

Рисунок 2.5. Разрез поршневого компрессора

Данный компрессор является базовым, остальные модификации унифицированы с

этим компрессором. Поршневой компрессор используют в группе ФГ, ФГП, ФГН и с неко-

торыми изменениями устанавливают в агрегатах: ВС0,45 ~ 3, ВС0,55 ~ 3, ВС0,7 ~ 3, ВС1,1 ~

3, ВП1,1 ~ 3, ВН0,35 ~ 3, ВН0,55 ~ 3.

Изучите конструкцию компрессора по рис 2.5, а затем приступите к разборке ком-

прессора.

Компрессор находится в сваренном кожухе, состоящем из верхней и нижней частей. К

верхней части кожуха приварен всасывающий вентиль. Изучите конструкцию вентиля по

разрезу и плакату. Вентиль предназначен для зарядки холодильной машины фреоном и для

установки мановакуумметра.

Отсоедините нагнетательную трубку от

кожуха, снимите компрессор с внутренних

кронштейнов и выньте его из кожуха, корпус

компрессора отлит из серого чугуна вместе с

двумя цилиндрами. Цилиндры расположены

горизонтально с углом между осями цилиндров

90. Между цилиндрами находится общая на-

гнетательная полость, являющаяся также глу-

шителем. Отвинтите винты, крепящие головку

и клапанную доску к цилиндру, затем снимите

головку, прокладки, клапанную доску. Изучите

конструкцию всасывающих и нагнетательных

клапанов. Проследите за ходом хладагента, на-

чиная от всасывающего вентиля до нагнета-

тельного штуцера.

Изучите конструкцию эксцентрикового

вала (рис. 2.6); вал состоит из одной шатунной

(эксцентрик на два шатуна) и двух коренных

шеек. На верхней коренной шейке имеются ка-

навки для смазки, шейка заканчивается цилин-

дрической частью со шпоночной канавкой, на

1 – эксцентриковый вал; 2 – поршень; 3 – шатун;

4 – заглушка пальца; 5 – палец.

Рисунок 2.6 – Шатунно-поршневая группа

компрессоров ФГ0,7~3

которую насаживается ротор. Вал вращается в верхнем подшипнике скольжения, а нижняя

часть вала находится в съемной опоре, в которой расточено отверстие, являющееся нижним

подшипником вала. Вал упирается в опорную пятку. Отвинтите крепежные болты, отсоеди-

ните от корпуса компрессора опору вала, опорную пятку и сетчатый фильтр.

При изучении конструкции шатунно-поршневой группы (рис. 10.6) воспользуйтесь

деталями и разрезом компрессора. Обратите внимание, что поршень не имеет поршневых

колец. Уплотнение между стенками цилиндров и поршнем обеспечивается высокой точно-

стью обработки, малой величиной зазора (0,010-0,018мм).

Нижняя часть кожуха заполнена маслом до оси нижнего цилиндра компрессора. Пор-

шень и поршневые пальцы смазываются масляным туманом, который образуется при раз-

брызгивании масла противовесами. В зазоре между цилиндром и поршнем образуется мас-

ляная пленка. Рассмотрите расположение отверстий в нижней части эксцентрикового вала, те

же отверстия и сверления в валу рассмотрите на плакате. Проследите, как подается масло к

нижним головкам шатунов и верхней коренной шейке вала. Обратите внимание на принцип

разделения маслофреонового раствора, поступающего из испарителя.

Составьте в виде таблицы техническую характеристику компрессоров ФГ 0,45~3; ФГ

0,7~3; ФГ 1,1~3. Нарисуйте эскиз клапанной группы и схему смазки герметичного компрес-

сора.

Замерьте диаметр цилиндра и ход поршня и подсчитайте объем, описываемый порш-

нем для компрессора ФГ 0,45 и ФГ 0,7. Замеренные и паспортные данные внесите

в табл

. 14.

Таблица 14 – Паспортные данные компрессора

Компрес-

сор

-1

/с

ФГ 0,45

ФГ 0,7

Компрессор ФГр. Фреоновый герметичный ротационный компрессор ФГр выпускают

в унифицированных модификациях ФГр0,35~1 и ФГр0,7~3 и устанавливают на агрегатах со-

ответственно ВСр0,35~1 и ВСр0,7~3.

Вал компрессора эксцентриковый с подшипниками скольжения в торцевых крышках

цилиндра. Противовесы установлены на торцах ротора электродвигателя. Ротор насажен

эксцентрик и обкатывает внутреннюю поверхность цилиндра. Лопасть прижимается к

ротору

пружиной. Статор электродвигателя находится в чашке, к которой снизу на трех болтах кре-

пится компрессор. Выньте компрессор из кожуха. Отвинтите три болта, проходящие через

приливы верхней крышки цилиндра, и снимите чашку со статором. Отвинтите четыре болта,

соединяющие верхнюю и нижнюю крышки цилиндра, затем отвинтите два болта, крепящие к

нижней крышке

глушитель. Снимите глушитель и изучите конструкцию и работу нагнета-

тельного клапана. Отвинтите упорную пластину пружины и выньте пружину лопасти.

Смазка компрессора центробежная. Определите, к каким местам подается смазка и

каким путем возвращается в кожух. В отчет должны входить техническая характеристика

компрессоров ФГр0,35~1 и ФГр0,7~3; принципиальная схема работы ротационного компрес-

сора;

схема смазки герметичного ротационного компрессора; результаты замера диаметра и

высоты цилиндра, диаметра и ширины ротора и определение объема цилиндра.

СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ И АВТОМАТИЗАЦИИ

ЛАБОРАТОРНЫХ УСТАНОВОК

В лабораторную установку, которая используется при проведении лабораторных ра-

бот №1 - №4 входит следующее оборудование: холодильно-компрессорный агрегат типа

ХКВ – 5, холодильная камера типа «Морозко», пульт управления «DANFOSS» модель

«ELIWELL 974» - терморегулятор, цифровой минимультиметр с термопарой типа К (М 837),

манометр на всасывание и манометр на нагнетание, вентилятор, стакан с набором решет для

регулирования скорости

воздуха, анемометр.

Рис. 2.8 – Схема автоматизации лабораторной установки

Система автоматики холодильных машин обеспечивает контроль за основными пара-

метрами машин, регулирование режима работы, предупреждение аварий и сигнализацию

режима работы.

Основными параметрами, контролируемыми и регулируемыми в лабораторной холо-

дильной установке являются: температура воздуха в холодильной камере, уровень заполне-

ния испарителя жидким холодильным агентом (фреон – 12) и давление конденсации.

Температура воздуха в

холодильной камере контролируется двумя термометрами:

жидкостным и дилатометрическим. Регулирование температуры внутри холодильной камеры

осуществляется с помощью терморегулятора.

Так как в лабораторной холодильной установке в качестве дросселирующего устрой-

ства используется капиллярная трубка, то регулирование заполнения испарителя холодиль-

ным агентом осуществляется по перепаду давления конденсации и кипения, то есть расход

холодильного агента

через капиллярную трубку пропорционален перепаду давления на кон-

цах трубки.

Если у работающей установ-

ки давление в испарителе уменьша-

ется, то это означает, что в испари-

теле недостаточное количество хо-

лодильного агента, а конденсатор

переполнен жидким холодильным

агентом.

Под действием разности между

давлениями увеличивается количе-

ство подаваемого холодильного

агента из конденсатора в испари-

тель. Испаритель заполняется холо-

дильным агентом и давление

в нем

повышается, в результате чего ко-

личество жидкого холодильного

агента, поступающего в испаритель

из конденсатора, уменьшается.

Электрическое оборудование экс-

периментальной холодильной установки состоит из встроенного электродвигателя компрес-

сора, электродвигателя вентилятора, пускозащитного реле, блока электрооборудования, про-

ходных контактов компрессора, терморегулятора и анемометра.

Трехфазный электродвигатель включается в сеть через рубильник автоматическим

выключателем НS вручную, а дистанционное управление пуском и остановом осуществляет-

ся автоматическим магнитным пускателем NS1, который включает в сеть статор коротко-

замкнутого электродвигателя.

В зависимости от температуры воздуха в охлажденном объекте команду для пуска

или останова электродвигателя компрессора дает датчик терморегулятора ТЕ, установлен-

ный внутри холодильной камеры. В цепь питания катушки

магнитного пускателя NS1 вклю-

чают командные контакты терморегулятора.

Замыкание или размыкание катушки электромагнита вызывает мгновенное замыкание

или размыкание главных контактов магнитного пускателя, связанных с якорем электромаг-

нита. От токов короткого замыкания сеть защищается предохранителем.

Пульт управления «DANFOSS» модель «ELIWELL 974»

Сигнальные индикаторы на передней панели пульта управления ”DANFOS” модель

“ELIWELL 974”

«СOMP» – световая индикация работы компрессора. Обозначена на дисплее значком

выключается когда компрессор работает.

«SET» – световая индикация режима установки. Индикатор «SET» на дисплее обозна-

чен значком и включается при показе заданной температуры в процессе установки, ее изме-

нении, либо при режиме программирования.

«DEF» – световая индикация режима разморозки. На дисплее обозначена значком и

остается

включенной во время разморозки.

Кроме того на дисплее постоянно высвечивается текущая температура в камере.

Кнопки управления на передней панели пульта управления ”DANFOS” модель “ELI-

WELL 974”

«SET» (установка): при однократном нажатии этой кнопки дисплей течении 5…10 се-

кунд высвечивает заданную температуру термостата.

При одновременном нажатии кнопок «SET» и «PGR» заданная температура термоста-

1 – компрессор; 2 – конденсатор; 3 – капиллярная трубка; 4 –

испаритель

Рис. 2.9 –

Способ регулирования заполнения испари-

теля по перепаду давления