Построение процессов обработки воздуха судового кондиционера в h-d диаграмме

3.2. Построение процессов обработки воздуха в диаграмме i-d.

Схема ССКВ приведена на рис.1, построение процессе обработки воздуха - на

рис.2.

1. По показаниям психрометра наносят точку Н - параметры наружного воздуха.

2. Таким же образом наносят точку Р - параметры рециркуляционного воздуха.

3 . Соединяю точки Р и Н. Луч Р - Н представляет собой процесс смешения наружного и рециркуляционного воздуха. Замерив температуру смеси перед ЭВ проводят изотерму t_c до пересечения с лучём Р - Н и находят точку Д, характеризующую параметры воздуха перед ЭВ.

4. Замеряют температуру воздуха за вентилятором. Если такой возможности нет, то принимают величину нагрева в вентиляторе _t_вт. Учитывая, что влагосодержание воздуха за вентилятором такое же как и перед ним, откладывают вверх по d=const и находят точку А, характеризующую состояние воздуха за вентилятором.

5. По результатам замеров и расчётов наносят точку С, определяющую состояние воздуха на выходе из воздухораспределителя, т.е. параметры подводимого воздуха в помещение.

6. Известно, что при нормальном расположении и изоляции воздуховодов, нагрев в них не превышает 3°С. Из т. С по d=const откладываю вниз _t_вт =/1 . . .3°С/ и находят точку В, параметры которой определяют состояние воздуха на выходе из кондиционера. Точка В должна располагаться на кривой = 100%, т.к. после ВО воздух близок к состоянию насыщения.

7. Соединяют точки А и В и получают процесс А-В - процесс тепловлажностной обработки воздуха в ВО.

8. По результатам замеров наносят т. П - состояние воздуха в помещении (группе помещений) и соединяют т. П и С, в результате чего получают процесс смешения подводимого воздуха с каютным.

9. Наносят точку П_к, определяющую комфортные условия в каюте.

3.3. Расчет технико-эксплуатационных показателей и анализ работы

ССКВ по проведенным наблюдениям.

1 . Объём воздуха, подаваемый в отдельное помещение V_Bi, м^з т /ч

V_Bi = 3600*F*U

Суммарное количество воздуха, подаваемое вентилятором G_в, кг/час,

V_B = V_Bi, G_в = V_B*,

где - плотность воздуха на выходе из воздухораспределителя, м³/кг.

С учетом некоторого избыточного давления на выходе из ВР с большой степенью точности можно принять =1,25 м³/кг.

2. Удельное количество теплоты, отводимое в ВО, кДж/кг

q_bo = i_A – i_B,

Общая часовая тепловая нагрузка ВО, КВт, Q_во= G_вq_во.

3. По проведённой в лабораторной работе №3 методике (п. 3.5. 7.) строят цикл холодильной машины и определяют значения q_o, q_v, .

4. Определяют часовую тепловую нагрузку ВО через параметры хладагента, кВт

Q_во = G_o q_o

5. Отсюда находят количество хладагента, циркулирующего в системе G_o,

кг/ч.

6. Холодопроизводительность установки пересчитывают на стандартные

условия. Следует помнить, что стандартный цикл холодильной установки, работающей в системе кондиционирования воздуха имеет следующие параметры:

- температура кипения хладагента t_u = +5°С;

- температура конденсации t_k = 35°С

- температура жидкого хладагента перед ТРВ t_ж = 35°С.

Для такого цикла = , q_vc = 1334 кДж/м³.

Холодопроизводительность при стандартных условиях равна

Q_oc = Q_o _c q_vc/q_v кВт

7. Сравнивают полученную холодопроизводительность с паспортной. Если их значения близки, то считают, что установка работает нормально. Если же полученное значение Q_oc заметно (на 15% и более) меньше, то проверяют воздушную часть ССКВ. Если фактический расход воздуха меньше требуемого, то обращают внимание на чистоту и конструктивные особенности воздуховодов. Если разница в расходе воздуха существенна, то можно сделать вывод о несоответствии вентиляционной установки требованиям.

8. После такого анализа приступают к анализу процессов в i-d диаграмме. Рассмотрим пример. Допустим, точка П расположена в диаграмме левее и выше точки П_к. Это значит, что в помещение воздух поступает с повышенной температурой и пониженной относительной влажностью. Для исправления этого положения необходимо:

1. Процесс А-В «переместить» параллельно самому себе вправо, т.е. увеличить количество наружного и уменьшить количество рециркуляционного воздуха.

2. Процесс А-В «повернуть» относительно точки А против часовой стрелки, т.е. интенсифицировать процесс охлаждения путём увеличения количества хлада- гента, циркулирующего в СХУ.

3. Если точка П расположена правее и ниже т. П_к, то необходимо в первую оче- редь уменьшить количество подводимого воздуха, затем уменьшить количество рециркуляционного воздуха и, наконец, уменьшить интенсивность и глубину охлаждения.

Принципиальная схема одноканальной круглогодичной ССККВ и вид соответствующего цикла тепловлажностной обработки воздуха в H,d диаграмме приведены на рис.1а и 1б. ССККВ такого типа представляет собой агрегат, включающий фильтры, вентилятор, воздухонагреватели (калориферы), воздухоохладители, увлажнители, каплеотделители (элиминаторы), шумоглушительные камеры, воздушные заслонки и другое оборудование.

Исследуемый тип ССККВ предусматривает полную обработку приточного воздуха в центральном кондиционере. Приточный воздух, подаваемый в кондиционируемые помещения, получается смешением рециркуляционного и наружного воздуха в соответствующей камере смешения.

Летний режим работы СКВ обеспечивается холодильной установкой, в состав которой входит компрессор КМ, конденсатор КД, регенеративный теплообменник РТО, терморегулирующий вентиль ТРВ и испаритель-воздухоохладитель ВО. Компрессорные СХУ, входящие в состав СКВ, принципиально ничем не отличаются от холодильных установок, обслуживающих провизионные кладовые, но имеют значительно большую холодопроизводительность.

Цикл тепловлажностной обработки воздуха в СКВ при летнем режиме кондиционирования строится в H,d диаграмме по опытным данным в такой последовательности:

по показаниям психрометра определяют положение точки Н, соответствующей наружному воздух, и определяют параметры этого воздуха (энтальпию и влагосодержание);

таким же образом определяют положение и параметры точки П (воздуха в кондиционируемых помещениях);

Рис.1. Принципиальная схема (а) и цикл тепловлажностной обработки воздуха (б) в ССККВ при летнем и зимнем режимах кондиционирования

с точки П поднимаемся вверх по d = idem на (1-3) °С в зависимости от длины воздуховодов (короткие, средние и длинные), получаем току К и определяем её параметры (рециркуляционный воздух, находящийся в коридорах, частично используемый для получения приточного воздуха в зависимости от принятой степени рециркуляции;

соединяем точки К и Н. Прямая К–Н соответствует процессу смешения наружного и рециркуляционного воздуха. Измерив температуру этой смеси воздуха перед вентилятором, проводим изотерму t_А до пересечения с этой прямой. Тем самым определяем положение точки А, характеризующей параметры воздуха перед вентилятором (точка смешения наружного и рециркуляционного воздуха);

измеряем температуру воздуха за вентилятором. Если такой возможности нет, то принимаем нагрев воздуха в вентиляторе t_вт = 1-3 ^оС в зависимости от напора (скорости) воздуха в системе, создаваемого вентилятором. Учитывая, что влагосодержание воздуха в вентиляторе не меняется, откладываем вверх по d = idem принятое значение t_вт и находим точку Г, характеризующую состояние воздуха за вентилятором; точка Г может быть также найдена на пересечении линий d = idem и изотермы t_г, соответствующей измеренной температуре воздуха перед вентилятором;

по результатам измерения температуры и относительной влажности воздуха на выходе из каютного воздухораспределителя, то есть воздуха, подводимого в помещение, определяем положение точки С;

известно, что при нормальном состоянии изоляции воздуховодов в зависимости от их длины нагрев воздуха в них составляет t_вв = 1-3^оС. Поэтому из точки С по d = idem откладываем вниз принятое значение t_вв и находим точку В, соответствующую состоянию воздуха на выходе из воздухоохладителя. Точка В располагается возле кривой = 100 %, так как состояние воздуха после воздухоохладителя всегда близко к состоянию насыщения;

соединив точки Г и В, получаем линию Г-В – процесс тепловлажностной обработки воздуха в воздухоохладителе;

по результатам измерений параметров воздуха в помещении определяем положение точки П – фактическое состояние воздуха в помещении (в группе помещений). Соединив точки П и С, получаем процесс смешения приточного воздуха с каютным (процесс тепловлагоассимиляции); линия П–С соответствует уклону процесса тепловлагоассимиляции в помещении при летнем режиме кондиционирования _п.л..

определяем на H,d диаграмме положение и параметры точки П_с, соответствующей санитарным нормам микроклимата для судовых помещений при летнем режиме кондиционирования и делаем вывод о микроклимате, создаваемом кондиционером в кондиционируемых помещениях: комфортном или дискомфортном [1. С.37-45].

Зимний режим работы СКВ обеспечивается двумя подогревателями и одним увлажнителем воздуха.

Цикл тепловлажностной обработки воздуха в СКВ при зимнем режиме кондиционирования строится в H,d диаграмме также по опытным данным в такой последовательности:

по показаниям психрометра определяем положение точки Н', соответствующей наружному воздух, и определяем параметры этого воздуха (энтальпию H и влагосодержание d);

таким же образом определяем положение и параметры точки П' (воздуха в кондиционируемых помещениях);

из точки П´ опускаемся вниз по d = idem на (1-3) °С в зависимости от длины воздуховодов (короткие, средние и длинные), получаем току К´ и определяем её параметры (параметры рециркуляционного воздуха, поступающего в центральный кондиционер по воздуховодам);

замеряем температуру воздуха после первого воздухоподогревателя (либо задаёмся её значением от 12 до 15°С) (точка Б');

соединяем точки К' и Б' Прямая К'– Б' соответствует процессу смешения наружного и рециркуляционного воздуха. Измерив температуру смеси перед вентилятором, проводим изотерму t_с до пересечения с этой прямой. Тем самым определяем положение точки А', характеризующей параметры воздуха перед вентилятором (точка смешения наружного и рециркуляционного воздуха);

измеряем температуру воздуха за вентилятором. Если такой возможности нет, то принимаем нагрев воздуха в вентиляторе t_вт = (1-3)°С в зависимости от напора (скорости) (низконапорные, средненапорные и высоконапорные) воздуха в воздуховодах, создаваемого вентилятором. Учитывая, что влагосодержание воздуха в вентиляторе не меняется, то откладываем вверх по d = idem принятое значение t_вт и находим точку Г', характеризующую состояние воздуха за вентилятором (на входе воздуха во второй воздухоподогреватель). Если известна (измерена) температура воздуха после вентилятора t_г’ , то точка Г' находится на пересечении изотермы t_г’ и линии d = idem, проведенной через точку А';

известно, что при нормальном состоянии изоляции воздуховодов в зависимости от их длины охлаждение воздуха в них составляет t_вв= (1-3)°С. Поэтому из точки С' по d = idem откладываем вверх принятое значение t_вв и находим точку В', соответствующую состоянию воздуха на выходе из второго воздухоподогревателя.

на пересечении изотермы, проходящей через точку B' и линии d = idem, проведенной через точки А' и Г ' находим точку Д' выход воздуха из второго воздухоподогревателя; процесс Д'-В' увлажнение воздуха после второго воздухоподогревателя;

соединив точки П' и С', получаем процесс смешения приточного с каютным воздухом; линия П' – С' соответствует уклону процесса тепловлагоассимиляции в помещении при зимнем режиме кондиционирования _п.з..

определяем на H,d диаграмме положение и параметры точки П'_с, соответствующей санитарным нормам микроклимата для судовых помещений при зимнем режиме кондиционирования и делаем вывод о соответствии микроклимата, создаваемого кондиционером в кондиционируемых помещениях, санитарным нормам [1. С.37-45].

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5

« ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ СУДОВЫХ ХОЛОДИЛЬНЫХ УСТАНОВОК»

1.1.Цель работы

Приобретение курсантами навыков технического обслуживания судовых холодильных установок.

1.2. Теоретическая часть

Помимо поддержания в рекомендуемых пределах основных параметров, характеризующих работу холодильной установки в целом, необходимо контролировать и функционирование отдельных ее элементов.

Компрессоры.Обслуживание компрессора сводится к обеспечению нормального режима его работы и системы смазки, своевременному техническому уходу за ним. Работу компрессора оценивают по показаниям контрольно-измерительных приборов, звуку работающих узлов, температурам отдельных частей механизма, давлению и уровню масла. Нормальная работа поршневого компрессора сопровождается легкими ритмичными стуками клапанов. Об исправности всасывающих клапанов можно судить по двукратному отклонению стрелки мановакуумметра при проворачивании вручную маховика компрессора на один оборот. О неисправности нагнетательных клапанов свидетельствует быстрое возрастание давления во всасывающей полости остановленного компрессора при закрытом всасывающем клапане. Кроме того, о неплотности всасывающих и нагнетательных клапанов свидетельствует возрастание температуры компрессора (при отсутствии других причин ее повышения).

В работающих механизмах подвижные сочленения в исправном состоянии издают характерные шумы, меняющиеся при изменении условий работы узлов. Так, поломка пластин клапанов характеризуется появлением посторонних дребезжащих шумов. По мере увеличения зазоров в мотылевых и головных подшипниках скольжения возрастают ударные нагрузки, что сопровождается повышением уровня звука. Появление глухих ударов в цилиндре обусловлено попаданием в него жидкого хладона или масла. В этом случае компрессор должен быть немедленно остановлен до устранения причин. Повышение температуры отдельных частей компрессора также может указывать на возникновение неисправностей. Нагрев блока и крышек цилиндров, сальникового уплотнения определяется на ощупь и по температуре нагнетания, а нагрев подшипников - по температуре картера. Допустимой считается температура картера, на 25 - 30°С превышающая температуру машинного отделения. Более высокая температура картера или падение давления в масляной системе свидетельствует об ухудшении подачи смазки к трущимся деталям, засорении фильтров, понижении уровня масла в картере. Давление масла у поршневых компрессоров должно превышать давление всасывания на 0,05 - 0,15 МПа.

Оптимальный перегрев всасываемого пара вызывает сухой ход компрессора, при этом температуры крышек компрессора, нагнетательного патрубка и нагнетательного трубопровода примерно равны. Всасывающий патрубок компрессора при ‹ 0 ºС покрывается инеем.

При влажном ходе компрессора:

- отсутствует легкий стук клапанов;

- отсутствует иней на крышке компрессора;

- температура на нагнетательной стороне компрессора снижается;

- в прямоточном компрессоре инеем покрывается картер компрессора.

Нормальная работа сальника компрессора характеризуется пропуском масла по валу не более 1 капли за 2 минуты. Пропуск ХА через сальник компрессора и насос хладагента устраняют сразу же после их обнаружения.

Для возврата масла в картер увеличивают подачу хладона в испаритель, создавая режим работы компрессора с минимальным перегревом. При угрозе гидравлического удара в цилиндре компрессора прикрывают всасывающий клапан и регулирующий клапан подачи жидкости в испаритель. При стабилизации уровня масла в картере принудительный возврат масла из испарительной системы прекращают.

Давление масла должно превышать давление в картере поршневого компрессора или давление нагнетателя винтовых или ротационных компрессоров на 0,08…0,6 МПа. Давление масла в поршневых компрессорах должно быть на 0,05…0,15МПа больше давления всасывания.

Конденсаторы.Обслуживание конденсаторов включает контроль по косвенным параметрам состояния теплообменной поверхности, выявление и устранение неплотностей, профилактический ремонт. Так, разность между температурами входящей и выходящей воды конденсатора должна составлять около 2 - 5°С, температура конденсации должна быть на 5 - 10°С выше температуры забортной воды. Повышение температуры конденсации на 3 - 4°С выше нормы свидетельствует о загрязнении теплообменной поверхности конденсатора. Существенное увеличение разности между температурами конденсации и забортной воды при возрастании температуры конца сжатия пара хладагента в компрессоре свидетельствует о наличии в конденсаторе воздуха.

Наиболее тяжелые аварии холодильных установок связаны с нарушением герметичности поверхности теплообмена конденсатора. Из-за невозможности визуального контроля это вызывает наиболее опасный вид утечек хладона. Об уменьшении хладона в системе можно судить по ряду признаков (см. п. 7.4), в частности по увеличению частоты остановок компрессора. Во время его остановки давление в конденсаторе резко снижается, и может наступить момент, когда оно станет ниже давления забортной воды, что вызовет ее попадание в систему хладона. Во избежание подобных аварий нужно при появлении признаков недостатка хладона (падении давления в конденсаторе ниже давления насыщенных паров при температуре забортной воды, увеличении частоты пусков компрессора и др.) немедленно прекратить подачу забортной воды на конденсатор, спустить ее и тщательно проверить герметичность со стороны водяной полости, вводя в нее конец шланга галоидной лампы.

Воздух, попавший в систему хладагента, собирается в конденсаторе или линейном ресивере. Присутствие воздуха в конденсаторе даже при небольшой концентрации (0,1-5 % по объему) снижает коэффициент теплопередачи «k» и нивелирует положительный эффект от накатки трубок конденсатора. Поэтому в процессе эксплуатации СХУ следует своевременно удалять воздух из конденсаторов и ресиверов.

Наличие хладона в воде определяют следующим образом: из водяной полости конденсатора спускают частично воду, через воздухоспускной кран вводят конец гибкого шланга галоидной лампы или щуп течеискателя, включают прибор. При обнаружении утечек, снимают крышки, протирают ветошью и устанавливают места пропуска ХА.

Проверку производят течеискателем или обмыливанием. Для проверки герметичности трубок их закрывают с одной стороны резиновой пробкой. Трубка считается плотной, если мыльная пена по диаметру трубки не разрывается в течение 1 минуты. Обнаруженные неплотности устраняют только после освобождения аппарата от ХА.

Нарушение развальцовки трубок устраняют их подвальцовкой, а вышедшие из строя трубки заменяют новыми. Глушение труб конусными пробками допускается как исключение только в рейсе (до 10% теплообменных труб).

В процессе эксплуатации в конденсаторе поддерживают минимальный уровень жидкого ХА. Обслуживание конденсатора сводится к поддержанию ( ) путем регулирования подачи охлажденной воды в конденсатор. Увеличение подачи воды в конденсатор, почти не изменяет ( ), но способствует ускоренному износу труб и трубных решеток.

В условиях плавания судна температура забортной воды все время меняется, что приводит к колебанию ( ), что отрицательно влияет на работу холодильной установки:

- уменьшение приводит к понижению , что приводит к понижению подачи ХА через ТРВ. ( ) поддерживают, регулируя подачу воды в конденсатор.

Трубки конденсатора, покрытые жидким ХА, в теплообмене не участвуют, что вызывает повышение . Также повышается при загрязнении теплообменной поверхности конденсатора и при наличии в нём воздуха.

Трубки конденсатора со стороны забортной воды загрязняются минеральными отложениями (водяной камень), биологическими (ракушки), механическими загрязнениями (песок) и ржавчиной, а со стороны ХА замасливаются.

Рис. 3.20. Очистка загрязненных трубок конденсатора специальной шарошкой со стороны входа забортной воды

Загрязненные трубки не реже 1 раза в 6 месяцев очищают специальными шарошками (рис.3.20), вводимыми в трубки с помощью гибкого вала с электрическим или пневматическим приводами, с последующей промывной водой. Медные трубки очищают мягкими резиновыми пробками. Внутреннюю поверхность конденсатора (межтрубное пространство) очищают путем продувки сжатым воздухом.

Повышению способствует также переполнение конденсатора жидким ХА.

Испарители.Обслуживание испарителей сводится к максимальному использованию их теплопередающей поверхности при безопасной работе компрессора, своевременному удалению снеговой шубы и организации периодического принудительного возврата масла из них в картер компрессора. Оптимальное заполнение испарителя осуществляется соответствующей настройкой ТРВ. В холодильных установках с несколькими испарителями для достижения оптимального заполнения всех аппаратов необходимо контролировать перегрев пара, отходящего из каждого испарителя, что практически осуществить невозможно. Однако контроль совершенно необходим, так как одни испарители могут работать с неполной нагрузкой, в то время как из других вследствие переполнения их хладоном будет выходить влажный пар. В этом случае с испарителя, у которого проверяют настройку ТРВ, снимают снеговую шубу. После включения его в работу и достижения в кладовой заданной температуры фиксируют интенсивность распределения инея по длине аппарата. Часть змеевика с меньшим инееобразованием содержит перегретые пары хладона.

Степень заполнения испарителя жидким хладагентом может быть также определена путем ощупывания влажными пальцами очищенной от инея трубы аппарата при открытом соленоидном вентиле. В том месте, где кипит жидкий хладон, влажные пальцы прилипают к трубе, а на участке перегретого пара этого не наблюдается.

Как видно, оба способа поиска места окончания кипения жидкого хладона в испарительной батарее (а значит, и определения степени ее заполнения) основаны на изменении интенсивности теплообмена, который у жидкого хладона на порядок выше, чем у парообразного.

Нарастание снеговой шубы происходит вследствие замерзания влаги, выпадающей из воздуха кладовой на поверхность испарителя. Образовавшийся снег значительно ухудшает эффективность работы испарителя, уменьшая коэффициент теплопередачи. Для снижения скорости нарастания снеговой шубы следует не допускать проникновения влаги извне, следить за герметичностью дверей и сокращать до минимума продолжительность пребывания обслуживающего персонала кладовых с минусовой температурой.

Рис. 2. Принципиальная схема снятия снеговой шубы горячими парами хладона.

Снеговую шубу удаляют горячими парами хладона или электрогрелками. Снятие шубы парами хладона осуществляют последовательно (рис. 2), включая на обогрев по одному испарителю. Для обогрева, например, испарителя И₁ открывают общий клапан 2, клапаны 3 и 11; при этом клапан 10 закрывают. Горячий пар от работающего компрессора через клапан 3 подается во всасывающую магистраль испарителя И₁ работающего в данном случае в режиме конденсатора - пар при прохождении по холодному змеевику испарителя конденсируется за счет теплоты таяния снеговой шубы. Образовавшийся жидкий хладон через обводной клапан 11 поступает на вход испарителей И₂ и Из, работающих в нормальном режиме охлаждения, и далее через клапаны 8 и 6 - во всасывающий коллектор компрессора.

Сразу же после снятия снеговой шубы рекомендуется осуществлять принудительный возврат масла из испарителя в картер компрессора. Отепление испарителя позволяет более эффективно удалять масло, поскольку его вязкость становится значительно выше, чем при низкой температуре.

При исходном состоянии системы (см. рис. 2) клапаны 2 - 5, 7 и 9 должны быть закрыты, а клапаны б, 8, 10 открыты; для принудительного возврата масла увеличивают подачу жидкого хладона, например, в испаритель И₁, для чего открывают ручной клапан 11 наобводной трубе ТРВ. Переход компрессора на влажный режим работы в этом случае является нормальным явлением. Примерно через 15-20 мин прекращают принудительный возврат масла из испарителя. Основанием для этого может служить также прекращение повышения уровня масла в картере компрессора.

Ресиверы.Во избежание прорыва пара в испарительную систему и заполнения конденсатора жидким хладоном рекомендуется поддерживать уровень в ресивере от 20 до 80%. Изменение тепловой нагрузки на объекты охлаждения сопровождается колебаниями уровня хладона в ресивере. Так, увеличение тепловой нагрузки вызывает более интенсивное кипение агента, количество жидкого хладона в системе уменьшается, что повышает его уровень в ресивере. Наоборот, снижение тепловой нагрузки уменьшает парообразование и увеличивает в системе количество жидкого хладона, что приводит к уменьшению его уровня в ресивере. Нарастание снеговой шубы уменьшает интенсивность теплообмена и уровень хладона в ресивере. В связи с этим снижение уровня жидкого хладагента в ресивере - еще не достаточный признак нехватки хладона в системе, в данном случае необходимы и другие косвенные показатели.

Маслоотделители.Обслуживание маслоотделителя предполагает в первую очередь контроль за устойчивым возвратом масла из него. Появление постоянной (а не периодической) пены в смотровом стекле картера свидетельствует о непрерывном поступлении смеси масла и хладона, что резко снижает холодопроизводительность установки и является следствием неплотного прилегания игольчатого клапана к седлу.

При нормальном возврате масла температура маслоспускной трубки несколько выше температуры картера. Уменьшение температуры указывает на засорение седла игольчатого клапана. При этом все масло с парами хладона будет направляться в систему, что может повлечь нарушение смазки компрессора. Особый контроль за загрязнением маслоспускного тракта необходим в первые месяцы эксплуатации.

Для удаления влаги устанавливают фильтры-осушители. Фильтры-осушители устанавливают также на линии заправки системы хладагентом. В некоторых осушителях имеются индикаторы влаги. В качестве сорбентов используются технический силикагель и синтетический цеолит. В процессе эксплуатации для исключения попадания влаги в систему необходимо:

– заправлять систему тщательно осушенным хладагентом;

– смазочное масло хранить в герметичных емкостях;

– проводить регулярный анализ масла на наличие в нем влаги.

Проверку влагопоглотителя (адсорбента) в осушительном патроне проводят в течение первых 2-3-х суток после монтажа или ремонта СХУ ежедневно. Силикагель, насыщенный влагой, тускнеет. При увеличении массы на 10 % силикагель заменяют или регенерируют (прокаливают) при температуре 140-170°С. Перед заполнением осушительный патрон фильтра нагревают до 120-150°С.

Цеолит также восстанавливают прокаливанием при температуре 450-500°С в течение двух с половиной часов. Тщательно промытый спиртом, уайт-спиритом или бензином корпус осушительного патрона нагревают перед засыпкой цеолита до 150-200ºС.

1.3. Описание лабораторного оборудования

Работа выполняется на лабораторной судовой холодильной установке. Студент-заочник может выполнить данную работу на судовой автоматизированной установке провизионных камер, слушатель КПК – на тренажерах. Принципиальная схема установки приведена на рис. 1.1.

1.3. Техническое задание

Курсант должен выполнить следующее:

1.3.1. Изучить методическое пособие.

1.4. Порядок выполнения работы

1.10.Содержание и оформление отчета-протокола лабораторной работы

1.9. Перечень контрольных вопросов:

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №5

«НЕПОЛАДКИ, ПОВРЕЖДЕНИЯ И МЕРЫ ИХ УСТРАНЕНИЯ»

1. Утечка хладагента устраняется подтяжкой резьбовых соединений трубопроводов и фланцев. Если этого недостаточно, необходимо отсосать хладагент из системы или из данного узла, разобрать соединение, осмотреть и хорошо очистить уплотняющие поверхности от старой прокладки и заменить новой.

Утечки в пайке твердым припоем или сварке устранять только пайкой или сваркой, предварительно удалив из системы или из данного узла хладагента.

Утечка хладагента по соединениям, теплообменных трубок с трубной решеткой конденсатора устраняется дополнительной подвальцовкой соединения или заглушением части теплообменных труб специальными заглушками.

2. Смена мановакуумметров осуществляется следующим образом:

а) отвернуть колпачок нагнетательного вентиля компрессора.

б) ключом закрыть подвод хладагента к мановауумметру, вращая шпиндель нагнетательного вентиля компрессора против часовой стрелки до отказа.

в) отвернуть мановауумметр от подсоединительного трубопровода.

г) подсоединить новый мановауумметр.

д) провернуть в полоборота шпиндель нагнетательного вентиля по часовой стрелке.

е) надеть колпачок и завернуть его до отказа.

ж) проверить герметичность соединения перекрытием подачи хладагента к мановакуумметру, при этом падения давления не должно быть, затем проверить определителем утечки или обмыливанием.

При замене мановуумметра всасывания проводятся те же операции, но только с вентилем всасывания на компрессоре.

3. Смена терморегулирующего вентиля производится в следующей последовательности:

а) закрыть жидкостный вентиль перед ТРВ, отсосать хладагент из всех батарей и перекрыть всасывающий вентиль компрессора;

б)отвернуть накидную гайку терморегулирующего вентиля и осторожно выпустить остаток хладагента из этого участка;

в) снять скобки, прижимающие чувствительный патрон к трубопроводу;

г) снять ТРВ, установить новый и затянуть накидные гайки;

д) осторожно развернуть капиллярную трубку, крепко скобой прижать чувствительный патрон к трубопроводу, зачистив предварительно место стыка на трубке шкуркой;

е) ослабить присоединение всасывающего трубопровода к всасывающему вентилю компрессора. Приоткрыть жидкостной вентиль, продуть батареи хладагентом, уплотнить все соединения;

ж) проверить плотность соединений определителем утечки или обмыливанием.

4. Смена реле давленияпроизводится в следующей последовательности:

а) закрыть всасывающий вентиль компрессора;

б) для смены реле отсосать хладагент из компрессора до давления выключения компрессора реле давления. Отсос повторяется несколько раз, при этом уровень масла в картере не должен понижаться. Остановить компрессор, обесточив установку;

в) закрыть нагнетательный вентиль компрессора;

г) ослабить соединение реле давления с трубопроводом и спустить оставшийся в компрессоре газ;

д) заменить реле давления, подсоединить электропроводку;

е) продуть полость компрессора и трубопроводы путем кратковременного открытия нагнетательного вентиля и всасывающего, для чего обеспечить давление на всасывании выше атмосферного;

ж) уплотнить соединение реле давления с трубопроводом, открыть вентили компрессора, убедиться в отсутствии течи хладагента.

Для смены РД-1к-01:

а) создать давление на всасывании выше атмосферного;

б) закрыть всасывающий вентиль компрессора на тройник; в) ослабить соединение реле давления с трубопроводом и спустить оставшийся в трубопроводе газ;

г) заменить реле давления, подсоединить электропроводку;

д) продуть трубопровод к реле давления кратковременно приоткрыв всасывающий вентиль;

е) уплотнить соединение реле давления с трубопроводом, открыть вентили компрессора, убедиться в отсутствии течи хладагента и, в случае необходимости приступить к регулировке низкого давления.

5. Наличие воздуха в системе хладагента недопустимо.

Признаки наличия воздуха следующие: повышение давления и температуры нагнетания, перегрев самого компрессора и сильное дрожание стрелок мановакуумметров, в особенности нагнетательного.

Для определения наличия воздуха в системе необходимо:

а) закрыть запорный вентиль конденсатора;

б) собрать весь хладагент в конденсаторе как это указывалось в пункте 7;

в) остановить компрессор, снять приводные ремни компрессора и запустить электродвигатель с целью подачи проточной воды на конденсатор;

г) при достижении равенства температур воды, входящей в конденсатор и выходящей из него, заметить показания мановакуумметра на нагнетании.

Определить температуру хладагента и по шкале мановакуумметра найти соответствующее ей давление. Если разница этих давлений превышает 0,2 кгс/см², то в системе имеется воздух.

Воздух легче хладагента и поэтому собирается в той части оборудования, которая находится выше других. В зависимости от этого, для удаления воздуха из систем ы необходимо произвести ослабление соединений или трубопровода с нагнетательным мановакуумметром, или трубопровода с входным штуцером конденсатора.

При удалении воздуха из системы через соединение трубопровода с мановакуумметром нагнетательный вентиль необходимо приоткрыть.

Во всех случаях удаление воздуха нужно прекращать при совмещении, с точностью не менее 0,15 кгс/см², манометрического давления и давления соответствующего температуре хладагента.

Затем необходимо уплотнить соединение, убедиться в отсутствии течей, подготовить установку (агрегат) к пуску и осуществить пуск.

6. Если в систему хладагента попала вода, даже в незначительном количестве, она может привести к нарушению всей работы установке, так как при замерзании влаги в прохладном отверстии терморегулирующего вентиля, проход через него хладагента прекращается.

Оттаивание производится следующим образом: нагреть тряпкой, смоченной в горячей воде, нижнюю металлическую часть корпуса вентиля. При появлении шума проходящего хладагента нагрев прекратить и произвести осушку системы.

7. Осушка системы производится в первоначальный период работы установки в период дозарядки системы, после дозарядки, при обнаружении в системе влаги и т. д.

При нормальной работе установки в корпусе осушителя-фильтра находится только фильтрующий элемент. Для удаления влаги из системы необходимо:

а) перекрыть вентиль конденсатора;

б) собрать хладагент в конденсаторе;

в) перекрыть запорный вентиль между осушителем-фильтром и испарительной частью установки;

г) снять крышку, вставить гильзу осушителя с силикагелем. Поставить крышку на место, продуть хладагентом вскрывавшийся участок системы и убедиться в отсутствии течей в местах соединений;

д) обеспечить пуск по истечении 1-2 часов работы установки вынуть гильзу осушителя.

После выполнения операции по обеспечению герметичности мест, подвергшихся разборке и сборке, осуществить пуск установки. Далее необходимо перезарядить гильзу осушителя сухим прокаленным при 200^оС силикагелем и хранить ее в сухой герметичной таре.

8. Содержащаяся в воздухе провизионных камер влага осаждается на охлаждающих батареях в виде снеговой шубы, с увеличением толщины которой ухудшается теплопередача. Снеговую шубу необходимо удалить при увеличении средней разности температур между хладагентом и окружающим воздухом камеры более 12-16^оС или при толщине снеговой шубы 4-5 мм, для чего необходимо:

а) остановить установку;

б) закрыть груз брезентом и отеплять камеру;

в) после оттаивания снеговой шубы удалить талую воду и брезент;

г) обеспечить пуск установки в работу.

9. Кроме масла, находящегося в картере компрессора, для нормальной работы установки, необходимо в систему зарядить масло марки ХФ-12-16 в количестве 6 кг.

При монтаже установки после проверки герметичности системы хладагентом производится зарядка масла в следующей последовательности:

а) закрыть жидкостной вентиль на конденсаторе и отсосать систему и картер компрессора до давления 0,5 кгс/см², несколько раз включая компрессор после срабатывания реле давления;

б) перекрыть всасывающий и нагнетательный вентили компрессора, выпустить остаток газа из картера через манометровый штуцер на нагнетании. Отвернуть верхнюю пробку картера и залить масло до середины смотрового стекла. Завернуть пробку и манометровую гайку. Открыть вентили и включить установку.

После этого опять проверить наличие масла в картере и, если его недостаточно, добавить вновь.

Банку с маслом после заполнения запаять во избежание увлажнения масла.

Замена масла в компрессоре и заправка компрессора маслом производится согласно указаний в инструкции на компрессор.

В случае необходимости пополнения масла в картер компрессора необходимо:

а) закрыть всасывающий и нагнетательный вентили компрессора при небольшом избыточном давлении хладагента в картере;

б) снять заливную пробку, залить масло и поставить пробку на место предварительно продув полость картера хладагентом путем кратковременного открытия всасывающего вентиля.

При быстром выполнении этих операций выкипающий из масла в картере хладагент не позволяет зайти воздуху;

в) открыть вентили и проверить отсутствие течей.

10. После заполнения системы маслом производится заполнение системы хладагентом в следующем порядке:

а) подготовить баллон с хладагентом, присоединить к штуцеру всасывающего вентиля, который служит обычно для присоединения реле давления всасывающей стороны, предварительно закрыв всасывающий вентиль. Баллон поставить вентилем вниз и подогреть до 40^оС в баке с теплой водой;

б) открыть все вентили установки, кроме жидкостного вентиля на конденсаторе;

в) пустить установку, наблюдая за давлением нагнетания и всасывания.

При обмерзании баллона добавить теплую воду. При заполнении системы хладагентом контакты реле давления замкнуть.

Когда система будет заряжена хладагентом в количестве 11 кг (емкость баллона), перекрыть вентиль на баллоне и манометровый штуцер всасывающего вентиля, остановить компрессор, отсоединить баллон и подсоединить реле давления.

Если в систему в систему добавляют хладагент (заряжают не всю емкость баллона), то количество заряженного хладагента определяют взвешиванием баллона до и после зарядки и пробной работой.

При зарядке наблюдать за наличием масла в компрессоре через смотровое стекло.

11. Удаление хладагента и масла из системы производится следующим образом:

а) к вентилю заполнения системы присоединить баллон, который установить наклонно вентилем вверх;

б) при работающей установке обеспечить проход хладагента в баллон и перекрыть запорный вентиль между испарительной частью и вентилем заполнения системы;

в) строго следить за показанием мановауумметров на всасывании и нагнетании, а также за уровнем масла в картере компрессора. В случае понижения уровня масла в картере необходимо добавить масло, как это указано в пункте 9 настоящей инструкции;

г) по весам обеспечить заполнение не более 4/5 емкости баллона. При этом баллон желательно охлаждать;

д) оформить документы фиксирующие количественное заполнение хладагента в баллоны.

В процессе эксплуатации судовой холодильной установки по различным причинам могут возникать отклонения режима работы от оптимального, вызывающие снижение холодопроизводительности, нарушение температурного режима в охлаждаемых объектах, увеличение эксплуатационных затрат, а большие отклонения могут привести к аварии.

Отклонения от оптимального режима выявляются путем сравнения температур, давлений, величин перегрева и переохлаждения работающей установки с их оптимальными значениями.

Основные отклонения: температура (давление) кипения фреона ниже или выше оптимальной величины; температура (давление) конденсации выше или ниже оптимальной величины; повышенный перегрев паров фреона в конце сжатия; влажный ход компрессора.

3.5.1. Температура кипения фреона ниже оптимальной величины

Падение температуры (давления) кипения может происходить из-за того, что в испарителе не происходит достаточный теплообмен («слабый» испаритель). Основными причинами являются: недостаточный поток воздуха проходит через испаритель, недостаточное поступление фреона в испаритель, понижение коэффициента теплопередачи и теплоотдачи, холодопроизводительность включенных компрессоров выше холодопроизводительности испарителей, засорен воздушный фильтр перед испарителем, соскальзывает ремень вентилятора воздухоохладителя, вентилятор воздухоохладителя вращается в обратную сторону, засорен испаритель, низкая температура воздуха на входе в испаритель.

Недостаточное поступление фреона в испарители может быть вследствие малого открытия ТРВ или ручного регулирующего вентиля, замерзания влаги в дроссельном отверстии ТРВ, неисправности соленоидных вентилей, засорения фильтров перед ТРВ, низкого давления конденсации и недостатка фреона в системе. Недостаточное поступление фреона в испарители приводит к уменьшению их активной поверхности. К снижению качества процесса кипения приводит также понижение коэффициента теплопередачи. Причиной понижения коэффициента теплопередачи может быть: образование значительного слоя инея на наружной поверхности испарителей; замасливание внутренних поверхностей или скопление масла в испарителях; уменьшение скорости движения воздуха в воздухоохладителях; уменьшение скорости движения рассола; образование льда на трубах кожухотрубных испарителей или отложение соли.

Работа холодильной установки при пониженной температуре кипения приводит к уменьшению холодопроизводительности компрессора, увеличению времени достижения заданной температуры, ухудшению условий работы компрессора, так как при этом повышается температура нагнетания. Понижение температуры кипения на градус уменьшает холодопроизводительность компрессора приблизительно на 4%. Понижение температуры кипения ниже оптимальной величины может привести к подмораживанию груза, находящегося рядом с батареями, замораживанию рассола в кожухотрубных испарителях и разрыву труб, образованию ледяной корки на воздухоохладителях системы кондиционирования воздуха. Резкое ее понижение приводит к вспениванию и выбросу масла из картера компрессора.

Для устранения названных причин удаляют иней с батарей; продувают испарители горячим фреоном или азотом; проверяют работу вентиляторов воздухоохладителей, рассольных насосов, концентрацию рассола и приводят ее к нормальной для данных условий работы; спускают масло из испарителей или возвращают его в картер компрессора.

Следует отличать работу холодильной установки с пониженной температурой кипения от работы компрессора с пониженным давлением всасывания, которое может быть следствием засорения газовых всасывающих фильтров на компрессоре или на всасывающих трубопроводах. Иногда (при модернизации) устанавливают компрессор большей мощности, однако всасывающий трубопровод оставляют прежний. Здесь остается высокое гидравлическое сопротивление трубопровода, и соответственно компрессор будет работать с пониженным давлением всасывания.

3.5.2. Температура кипения фреона выше оптимальной величины

Температура охлаждаемого помещения находится в прямой зависимости от температуры кипения фреона в испарителях. При высокой температуре кипения невозможно достичь низкой температуры помещения. Повышенная температура кипения может быть вследствие высокой тепловой нагрузки и недостаточной холодопроизводительности компрессоров.

Для приведения температуры кипения к оптимальной величине нужно проверить исправность компрессоров, чистоту газовых всасывающих фильтров или трубопроводов. При уверенности, что машина в полном порядке, необходимо уменьшить теплопритоки или включить параллельно дополнительную холодильную машину.

3.5.3. Температура конденсации выше оптимальной величины

Повышенная температура (давление) конденсации ведет к снижению технико-экономических показателей судовой холодильной установки (а именно: понижается холодопроизводительность компрессора в связи с уменьшением удельной объемной холодопроизводительности хладагента) и уменьшению коэффициента подачи компрессора. При повышении температуры конденсации увеличиваются удельный расход электроэнергии и время достижения необходимой температуры в обслуживаемом помещении.

Различают два вида отклонений температуры конденсации от оптимальной: повышение температуры конденсации при переходе судна в район с высокой температурой забортной воды и оптимальном перепаде температур входа, выхода воды и конденсации; изменение перепада температур между водой и хладагентом по сравнению с оптимальным.

В первом случае температура конденсации, а следовательно, и давление в конденсаторе могут приблизиться к предельным. При этом необходимо увеличить количество подаваемой в конденсатор воды, по возможности подключить дополнительный конденсатор, отключить часть работающих компрессоров или часть охлаждаемых помещений.

Отклонение перепада температур между средами от оптимального может быть вызвано следующими причинами: недостаточным количеством воды, подаваемой в конденсатор. Это возникает, когда засорены приемные фильтры кингстонов или трубопроводов, не полностью открыты задвижки, недостаточная производительность включенных в работу насосов, скопился воздух в водяной системе, загрязнен или засорен вход в конденсатор, сгнила перегородка крышки конденсатора. Признаком недостаточного количества воды, покачиваемой через конденсатор, является ее нагрев на выходе из конденсатора; уменьшением активной теплопередающей поверхности конденсатора. Причиной может быть заполнение части объема конденсатора жидким хладагентом или отключение части негерметичных труб конденсатора при ремонте; понижением коэффициента теплопередачи конденсатора вследствие загрязнения поверхностей труб со стороны конденсации хладагента и образования накипи на внутренних поверхностях труб со стороны воды, наличия неконденсирующихся газов во фреоне и увеличения количества масла, циркулирующего вместе с фреоном.

Неисправности, которые могут возникнуть вследствие «слабого» конденсатора: отказ компрессора; снижение холодопроизводительности; перегрев компрессора.

Рис. 3.11. Действительный цикл СХУ в «lg P-h» диаграмме при «слабом» конденсаторе

Еще одной причиной повышения давления конденсации может быть перезаправка холодильной машины хладагентом.

Характерными отклонениями при перезаправке хладагентом являются: повышение давления конденсации; повышение температуры нагнетания; повышение переохлаждения.

Неисправности, которые могут возникнуть при «слабом» конденсаторе: отказ компрессора; срабатывание датчика высокого давления; перегрев компрессора.

3.5.4. Температура конденсации ниже оптимальной величины

Понижение температуры конденсации, а следовательно, давления конденсации приводит к снижению подачи фреона в испарители холодильной установки в безнасосных схемах. Особенно это сказывается при длинных трубопроводах подачи жидкости в испарители и когда камеры находятся одной-двумя палубами выше расположения холодильной машины. Причиной понижения температуры конденсации является подача слишком холодной воды или большое ее количество. В этом случае необходимо уменьшить подачу воды на конденсаторы или перевести работу конденсаторов на отходящую воду от главных или вспомогательных машин.

Если разность температур конденсации и отходящей воды незначительна, а увеличение открытия регулирующего вентиля не приводит к повышению давления в испарителях, то причиной понижения давления конденсации является недостаточное количество фреона в системе. Способ устранения — добавить хладагент в систему.

3.5.5. Повышенный перегрев паров фреона в конце сжатия

Величина перегрева пара хладагента на нагнетательной стороне холодильной установки зависит от температуры кипения и конденсации хладагента, от температуры перегрева пара на всасывающей стороне, а также от технического состояния компрессора. Увеличенный перегрев происходит из-за неправильной подачи фреона в испарительную систему, из-за недостатка хладагента или неисправностей в компрессоре.

3.5.6. Влажный ход компрессора

Влажный ход компрессора возникает, когда компрессор всасывает влажные пары хладагента. Признаком начала влажного хода компрессора является резкое понижение температуры всасывания и нагнетания, похолодание и обмерзание стенок и крышек цилиндров, глухой звук посадки в клапанах. Влажный ход приводит к резким гидравлическим ударам, которые могут разрушить компрессор, поэтому он является одним из серьезнейших отклонений режима работы холодильной установки. При влажном ходе понижается холодопроизводительность из-за уменьшения коэффициента подачи компрессора, а также из-за потери времени на вывод компрессора на сухой цикл работы.

Распространенными причинами влажного хода компрессора являются:

избыточная подача жидкого хладагента в испарительную систему и ее переполнение.

2.Результати виконаної роботи Міністерство освіти і науки України

ОДЕСЬКА НАЦІОНАЛЬНА МОРСЬКА АКАДЕМІЯ

Кафедра «Суднова теплоенергетика і холодильна техніка»

ПРОТОКОЛ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ № ___

________________________________________________

(найменування лабораторної роботи)

Група, курсант .....................................................................

Роботу виконано ..................................................................

Спільно з курсантом............................................................

ВІДМІТКИ КЕРІВНИКА

Відмітки про виконання експериментальної роботи

Дата здачі звіту

Підпис курсанта ..................................

1. Мета та порядок виконання

лабораторної роботи

13. РЕКОМЕНДОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Загоруйко В.О., Голіков О.А. Суднова холодильна техніка.-К.: Наукова думка, 2002.- 576 с.

2. Петров Ю.С., Судовые холодильные машины и установки. Л.:Судостроение, 1991.- 400 с.

3. Швецов Г.М., Ладин Н.В. Судовые холодильные установки и их эксплуатация. – М.: Транспорт, 1986.- 232 с.

4. Нестеров Ю.Ф. Судовые холодильные установки и системы кондиционирования воздуха. М.: Транспорт, 1991. – 232 с.

5. Слынько А.Г., Очеретяный Ю.А. Судовые холодильные установки. - Методические указания к лабораторным работам по дисциплине. ОНМУ, Одесса.2008 г. С.4-76.

6. Белый В.Н., Занько О.Н., Харин В.М. Судовые холодильные установки и их эксплуатация в вопросах и ответах. Учебное пособие.- М.: Мортехинформреклама, 1992. – 38 с.

Навчальне видання