Реферат: Бытовой холодильный прибор; разработка системы охлаждения герметичного компрессора
Введение
Всовременном мире из всего ассортимента бытовой техники, наибольшееиспользование нашли холодильные приборы (в дальнейшем холодильники).Холодильники используют как в промышленной, так и в бытовой сферах жизничеловека.
Холодильникпредназначен для длительного хранения продуктов (пища, вода и т.д.), чтозначительно уменьшает затраты как и предприятия в целом (например, хранениеполуфабрикатов), так и человека.
Основнойчастью холодильника является мотор-компрессор (в дальнейшем компрессор). Отисправности и надлежащей работы компрессора зависит уровень производительности холодильника,а также его срок службы.
Компрессорыразличают: винтовой, поршневой и т.д. В настоящее время наиболее широкоеприменение нашли поршневые герметичные мотор-компрессоры.
Поэтому, вданной курсовой работе рассматриваются системы охлаждения герметичных поршневыхмотор-компрессоров.
Для дальнейшегорассмотрения темы данной курсовой работы необходимо начать с определения«герметичный компрессор холодильный». В силу обязательной герметичностикомпрессоров, примем определение «компрессор холодильный».
1. Компрессор холодильный
Холодильный компрессор определяетпроизводительность и экономичность холодильной установки.
Любой холодильный компрессорпредставляет собой устройство, обеспечивающее циркуляцию хладагента в системехолодильного агрегата. Именно качество работы компрессора становится решающимфактором, определяющим работоспособность холодильной установки, еепроизводительность и экономичность. Винтовой компрессор и поршневой компрессор:использование в различных отраслях производства
Компрессор – это сердце холодильной установки. Область использования данноготипа компрессоров достаточно обширна. Винтовой компрессор, предназначен дляработы в широком диапазоне температур и климатических условий. Онипредназначены для работы в составе установок систем хладоснабженияпромышленного назначения:
•систем кондиционирования;
•охлаждения жидкостей;
•камер и складов хранения;
•систем заморозки и шоковой заморозкипродуктов;
•скороморозильных аппаратов.
Поршневой компрессор предназначен дляработы в составе установок хладоснабжения коммерческого назначения:
•в составе центральных компрессорныхстанций;
•для малых и средних камер хранения;
•низкотемпературных камер заморозки ит.д.
Холодильные компрессоры представляютсобой устройства, обеспечивающие циркуляцию хладагента в системе холодильногоагрегата. Именно качество работы компрессора становится решающим фактором,определяющим работоспособность холодильной установки, ее производительность иэкономичность.
Высокие эксплуатационные качествакомпрессоров также не вызывают сомнений. Полугерметичные и винтовые компрессорыпользуются заслуженной популярностью.
2. Система охлаждения компрессоровхолодильных
Компрессор, бесспорно, являетсяважнейшей частью холодильной установки, однако ее эффективная и безаварийнаяработа невозможна без надежной системы охлаждения. В современных холодильныхустановках используется как воздушное, так и жидкостное охлаждение.
Конденсатор воздушного охлаждения(конденсатор воздушный) — это теплообменный аппарат, в котором хладагентпереходит из парообразного состояния в жидкое. Сжатые пары хладагента, поступаяв конденсатор воздушный, охлаждаются и конденсируются, — это и есть переход вжидкое состояние. Процесс сопровождается выделением тепла, поступающего вовнешнюю среду.
Холодильные поршневые компрессоры ужемного лет успешно используются в различных областях охлаждения: от глубокойзаморозки до аэрокондиционирования.
Компрессоры «Поколение 2» имеют единуютехническую концепцию, охватывают всю область применения.
Традиционные и хлор-несодержащие HFCхладагенты.
Основные характеристики:
•передовая конструкция клапанных досок;
•высочайшее качество и износостойкость коленвалови шатунно-поршневой группы;
•высокоэффективные встроенныеэлектромоторы с охлаждением всасываемыми парами;
•апробированная система возврата масла;
Для низкотемпреатурного применения наR22 компрессоры оснащаются системами «Varicool», «CIC», используются в качествеБустер-ступеней.
Основные характеристики последнейразработки — «Октагон-серии»:
•компактность;
•малое требуемое место для установки;
•универсальное применение;
•минимальная потребляемая мощность;
•особенно малая шумность;
•отсутствие вибрации.
3. Система охлаждения компрессора «CIC»
CIC-система- электронно контролируемый впрыск хладагента в одноступенчатыйгерметичный поршневой компрессор.
Рассмотримиспользования CIC-системы в герметичных поршневых компрессорах фирмы BITZER.
3.1 Общееописание
Использованиехладагента R22 вместо R502 в низкотемпературных системах предъявляет особенновысокие требования к компрессору и системе смазки. Температура нагнетаемогогаза может вместе с повышенным давлением конденсации быстро достигатьнедопускаемых значений, где срок стабильности холодильного масла очень коротоки поэтому срок службы компрессора уменьшается. CIC-система (прибор электронногоконтроля впрыска требуемого хладагента), это действующий надежный методограничения температуры нагнетания 4 и 6 цилиндровых одноступенчатых поршневыхкомпрессоров.
3.2Описание функций
Cкомпрессорами большой производительности, при достаточном внешнемпринудительном воздушном охлаждении, как и с VARICOOL-системой, неиспользуется. Причина этому — менее благоприятные взаимоотношения, приувеличивающейся производительности, тепла двигателя и компрессора к внешнейповерхности охлаждения компрессора. Для улучшения охлаждения в ограниченнойтермо-области, BITZER разработал систему, где охлаждение всасываемого газа,внешняя поверхность охлаждения и управляемый впрыск хладагента объединены.
Центральнойединицей данного объединенного метода охлаждения является система-CIC сконтрольным модулем (2), температурным сенсором (3) и импульсный клапан впрыска(5). Первичной функцией данных компонентов является продолжительный контрольтемпературы нагнетания, регулируемый модулем управления (рис.1). Когдатемпература нагнетания достигает определенного значения — жидкий хладагентвпрыскивается в камеру всасывания компрессора (после двигателя) и в направлениипротив стенок горячего цилиндра, при помощи специальной диафрагмы (4).Импульсный клапан впрыска (5) гарантирует точно дозированную количественнуюрегуляцию. Жидкий хладагент охлаждает область цилиндра, благодаря испарению, ив то же время сокращает температуру всасываемого газа (перегрева) передаваемогоиз двигателя. Эта мера объединена с внешним принудительным охлаждением. Этотметод устанавливает температуру нагнетаемого газа в одноступенчатом сжатии науровне, рассматриваемом как безопасный, при практических условиях. Припонижении температуры, впрыск прерывается, и затем снова запускается потребованию. В случае недостаточного охлаждения или слишком критических условийработы компрессор отключается для безопасности. Ошибка может бытьзарегистрирована при помощи потенциального свободного пускового реле.
/>
Рисунок 1.Герметичный поршневой компрессор с CIC-системой и дополнительным вентилятором
1. Компрессор.
2. Модуль управления.
3. Температурный сенсор.
4. Сопло впрыска.
5. Импульсный клапан впрыска.
6. Добавочный вентилятор.
3.3Диапазон применения
Несмотря навысокую степень развития этой системы охлаждения, предел применения должен бытьменьше, чем у двухступенчатого компрессора или такой же производительности, потехническим причинам. Это надо рассматривать как направленный впрыск хладагентадля охлаждения компрессора, произведенный по специальным условиям. При большемколичестве впрыска, из-за особенно высоких требований охлаждения (крайниеусловия работы), существует повышенная опасность смывания масляной пленки состенок цилиндра, благодаря высокому насыщению масла невыпаренным хладагентом. Вдобавление — объемный поток из испарителя меньше и поэтому производительностьхладагента и эффективность работы уменьшается. Следуя девизу BITZER “максимумпроизводственной надежности и эффективности”, эта система рекомендуется толькотам, где температура конденсации регулируется потоком газа и где исключаютсябольшие объемы. В добавление к этому, перегрев всасываемого газа следуетсохранять на таком низком уровне, как только можно, и температура, испарения недолжна достигать слишком низких значений. Впрыск
/> <td/> />газа затем будет происходить только периодически в работе ипоэтому сокращается влияние на производительность и уменьшается опасностьтеплового износа ведущих частей.
Пояснение кдиаграмме: (1) Применение в этой области также технически возможно, темне менее следует ограничивать к исключениям из-за сокращеннойхолодопроизводительности, эффективности и рабочей надежности (смотриобъяснения). Так же возможна работа с высокими температурами испарения (Tоmax.- 5C).
3.4 Схемахолодильного цикла
Холодильныйцикл в основном идентичен с другими нормальными технологиями. Наиболее важноеотличие — добавочное трубное подсоединение от жидкостной линии к импульсномуклапану впрыска на компрессоре. Чтобы обеспечить доступ кипящей свободнойжидкости, трубопроводы следует устанавливать на горизонтальной секциижидкостной линии и прежде всего направлять вниз. Фильтр должен быть установлендля защиты импульсного клапана впрыска и компрессора; смотровое стекло даетвозможность визуальной проверки жидкостного снабжения. Размеры жидкостной линиик импульсному клапану впрыска: 10 мм (3/8”). Конструкция и управление циклаимеет важное влияние от цикла впрыска и поэтому от полной производительностиизделия. Перегрев всасываемого газа и разницу между давлением конденсации ивсасывания следует сохранять как можно меньше (устанавливайте минимальныйперегрев!).
Рекомендуемыеособенности конструкции:
· Хорошая изоляция линии всасывания/ короткие прогоны труб;
· Отказ от теплообменников (когда возможно);
· Низкое давление падения в трубах и составляющих;
· Малая температурная разница испарителя и конденсатора;
· Контроль давления конденсации.
/>
Рисунок 2.Схема цикла одноступенчатого поршневого компрессора с CIC-системой.
1. Компрессор.
2. Модуль управления.
3. Температурный сенсор.
4. Сопло впрыска.
5. Импульсный клапан впрыска.
6. Добавочный вентилятор.
7. Смотровое стекло.
8. Фильтр.
9. Конденсатор.
10. Жидкостной ресивер.
11. Вентиль расширительный (испаритель).
12. Испаритель.
3.5 Фитингидля компонентов CIC-системы
Когдакомпрессор заказан вместе с CIC-системой, модуль управления(2), температурныйсенсор(3) включающий подсоединительный кабель и диафрагма в корпусе ужесмонтированы. Диафрагма (два сопла для 6-ти цилиндрового компрессора) заделанопри помощи гаечной заглушки. См рис.1. Импульсный клапан впрыска(5) включающийтрубное подсоединение также входит в состав, упакованные отдельно для избежаниятранспортных повреждений, и следует монтировать перед тестом давления (3.5.5). Вслучае крепления CIC-системы на месте все компоненты поставляются отдельно иследует монтировать в соответствии следующим описаниям.
3.5.1 Подготовка для монтажа
Компрессорпод давлением нагнетания(защищенный газ). Необходимо сбросить давление припомощи обычных средств до начала работы компрессора.
3.5.2 Модуль управления (2)
Фитинговыескобы следует закрепить первыми к корпусу двигателя. В связи с этим крепежныевинты следует устранить. Фиксирующие скобы следует затем закрепить используяприложенные длинные винты, которые следует прикрепить с моментом затяжки 125Нхм. Модуль управления следует затем привинтить к скобам (винтыМ4х8).Фиксирующие отверстия в модуле управления становятся доступны после тогокак крышка удалена. Как альтернатива к стандартному положению на корпуседвигателя модуль можно закрепить в другом положении, т.е. на раме агрегата. Длятандемов вторые фиксирующие скобы следует монтировать как в зеркальномотражении (правая сторона подсоединяемой части).
3.5.3Температурный сенсор (3)
Заглушку(1/8” NPTF) следует удалить и заменить температурным сенсором. Чтобы убедитьсяв креплении нить сенсорного элемента следует обмотать PTFE пленкой. Моментзатяжки: 10...13 Нхм. Кабель сенсора направляется к модулю управления (2)через смонтированный PG железный кабель (прямого рельефа) и соединенный склеммами Т21/Т22. Защитный экран (сотканная коса) следует присоединить кклеммам РЕ/2. Внимание следует уделить кабельному подсоединению,чтобы убедиться в хорошем контакте и твердости крепления.
3.5.4 Диафрагма
Передмонтажом диафрагмы проверяют, что они свободны от каких-либо включений и чтошнур шестиугольника согласовывается со всеми составляющими. Можноиспользовать только специально сконструированную вставку соответствующегокомпрессора. Соответствующие подсоединения (1/8” NPTF) следует удалить изаменить подходящим соплом. Чтобы удовлетвориться в креплении, (1/8” NPTF)следует обмотать PTFE пленкой. Момент затяжки: 10...13 Нхм.
3.5.5 Импульсный клапан впрыска
Клапан ужезакреплен с необходимыми подсоединениями труб (включая гайки) для диафрагмы.Для 6-ти цилиндровых компрессоров труба сконструирована в виде вилки.
Когдадиафрагма (2-е диафрагмы у 6-ти цилиндрового компрессора) смонтирована назаводе, сначала немного ослабляют крепящую гайку и освобождают давлениенагнетания для защиты газовой зарядки, гайки затем можно удалить. Следующаяступень — подсоединение соединительных трубопроводов к диафрагме и закреплениегаек, используя второй открытый гаечный ключ для того, чтобы закрыть диафрагму.Благодаря позиции фиксирующих скобок и трубного фиксатора направление входаклапана устанавливается сразу в соответствующее положение для 4-х цилиндровогокомпрессора. Перед монтажом фиксирующих частей жидкостную линию следует запаятьк входу импульсного клапана впрыска. Клапан должен быть защищен подходящимисредствами от возможности перегрева. Такое же применение к другимтеплочувствительным частям в местах пайки.
3.5.6 Кабельное подсоединение между модулем управления (2)и импульснымклапаном впрыска (5)
Эта частьне входит в комплект поставки CIC-системы. Подсоединение следует осуществлять снормальным 3-х жильным кабелем предназначенный для 230-ти Вольт. Следуетуделить внимание тому, чтобы кабель не входил в контакт с какими-либо другимигорячими частями компрессора.
3.6 Электрическое подсоединение
Электрическиеподсоединения двигателя, а также защитных и добавочных компонентов не меняетсяпри креплении CIC-системы. Добавочная защита температуры нагнетаемого газа нетребуется: эти функции монитора также включены в CIC-систему. КомпонентыCIC полностью приготовлены для работы: следует подсоединить в соответствииследующей диаграммы. Интеграция в управлении схемой показана на схематическойдиаграмме проводки (рис.4).
/>
Рисунок 3.Схема подсоединения составляющих системы-CIC.
· В6 CICмодуль управления
· А1/А2Контакт тревоги (потенциально свободные контакты)
· М1/М2Цикл управления контактором компрессора (потенциально свободные контакты)
· L/NИсточник энергии
· PEКлемма на заземление
· РЕ/2Клемма для защиты температурного сенсора
· R10Температурный сенсор “Газ нагнетания”
· Y5Импульсный клапан впрыска (потенциально свободные контакты)
/>
/>
Рисунок 4.Схема проводки одноступенчатого поршневого герметичного компрессора сCIC-контролем [PW(YY) двигатель]
Спецификациядля рисунка 4.
Обозначение на схеме Расшифровка Обозначение на схеме РасшифровкаВ1
Управление термостатомК6
Контактор “добавочный вентилятор”В6
Модуль управления “CIC”К5
Вспомогательный контакторF1
Главный предохранительК1Т
Реле времени “PW-старт”(0,5с) (разгруженный старт)F2
Предохранитель компрессораК2Т
Стирающее контактное реле “противо-цикл”-стирается на включении — (300 с)F3
Предохранитель управленияМ1
КомпрессорF4
Прибор защиты двигателя INT69VSМ4
Добавочный вентиляторF5
Реле контроля давления маслаQ1
Главный выключательF6
Реле низкого давленияR1-6
РТС-сенсор (двигатель)F7
Реле высокого давленияR8
Нагреватель картераF12
Теплая защитаR10
РТ1000-сенсор “температура нагнетаемого газа”F13
Предохранитель добавочного вентилятораS1
Вкл./Выкл. “сброс INT69VS”F14
Предохранитель “CIC” модуля (4а)S2
Сброс “CIC”H1
Сигнальная лампа “неисправность двигателя”Y1
Соленоидный вентиль “байпас на старт”Н2
Сигнальная лампа “неисправность масляного давления”Y2
Соленоидный вентиль “жидкостная линия”
Н3
Сигнальная лампа “ неисправность “CIC” “ **Y5
Импульсный клапан впрыска “CIC-система”
К1
Контактор**
«Проверочные функции»
К2
Контактор/> /> /> /> />
3.7 Проверочные функции
3.7.1Предварительные меры/проверки
Необходимособлюдать следующие условия:
· закрепленное сопротивление (1кОм) установлено между клеммамиТ11/Т12 модуля управления;
· источник энергии с данными на плато;
· стартовое реле правильно подсоединено;
· включенный источник питания:
· стартовое реле М1/М2 должно закрыться после примерно 2 секунд.Если присутствует ошибка, (ошибка регистрируемая стартовым реле А1/А2 более чем2 сек.), проверьте подсоединение температурного датчика (Т21/Т22) и установкусопротивления (Т11/Т12).
3.7.2Проверка от разрыва кабеля сенсора или закорачивания цепи сенсора
· Выключите источник питания.
· Отсоедините кабель сенсора от клемм Т21 или Т22.
· Включите источник питания.
· Стартовое реле М1/М2 остается открытым.
· Стартовое реле А1/А2 (тревога) должно одновременно закрыться.
· Выключите источник питания снова. (в то же время функция “Сброс”)
· Заново подсоедините кабель сенсора в начальную позицию иподключите клеммы Т21/Т22 с кусочком кабеля. Включите источник питания.
· Стартовое реле М1/М2 остается открытым.
· Стартовое реле А1/А2 (тревога) должно одновременно закрыться.
· Выключите источник питания (в то же время функция “Сброс”).Удалите соединение между клеммами Т21/Т22 и закрепите клеммы с кабелем сенсора.
3.7.3Проверочные функции впрыскиваемого клапана впрыска
· Выключите источник питания добавочного вентилятора.
· При агрегате воздушного охлаждения используйте щит, чтобыизолировать компрессор от потока воздуха.
· Запустите компрессор/нормальная система
· После периода времени измерьте температуру линии нагнетаемого газа(яркая металлическая поверхность, примерно 10 см после запорного вентилянагнетания).
Еслитемпература ниже 110С:
· Если давление всасывания точно в положительном диапазоне, закройтезапорный вентиль на всасывании на столько, чтобы температура испарениядостигала примерно -40С (манометры крепятся на измеряемое подсоединение назапорном вентиле).
· Если давление всасывания же на много выше, и температураконденсации также ниже, временно увеличьте давление конденсации, т.е. изменяявоздушный поток или путем выключения соответствующего вентилятора.
· Снова регулярно измеряйте температуру на линии нагнетаемого газа.При температуре примерно 120С+/- 5К контактное реле 11/12 периодическизакрывается и импульсный клапан впрыска (рис.3/4 поз.Y5) срабатывает.
Еслиимпульсный клапан впрыска открыт продолжительное время и температура все ещеувеличивается или если безопасный выключатель сработал (регистрация тревогиА1/А2), могут присутствовать следующие неисправности:
· Несоответствующий хладагент (газ кипит в жидкостном смотровомстекле до импульсного клапан впрыска).
· Функционирование агрегата за допускаемыми пределами работы (температураиспарения слишком низкая, температура конденсации и/или температуравсасываемого газа слишком высока).
· Несрабатывание или засорение импульсного клапана впрыска(интеграционный фильтр — применяемый к трубной арматуре без гаек)
· Засорение диафрагмы
· Исправьте ошибку и повторите тестирование. Если защитныйвыключатель сработал, то нажмите сброс или прервите снабжение энергией (в обоихслучаях около 2 секунд).
· Выключите компрессор и проверьте, чтобы импульсный клапан впрыскабыл закрыт крепко. Возможные утечки могут быть очевидны в смотровом стекле илиоттайка после вентиля или в области диафрагмы.
· Найдите причину и исправьте ошибку.
· Последующие меры следует выполнять до последней проверки:
· Откройте запорный вентиль на всасывании (если он в закрытомположении)
· Сбросьте давление конденсации регулятором (если имеется) допервоначального значения.
· Включите источник питания для добавочного вентилятора, удалитезащитную доску от потока воздуха у агрегата воздушного охлаждения.
3.8Технические данные
Источник питания
(другое напряжение по требованию) 230 В пер.ток +/- 10% Частота 50/60 Гц Энергия поглащения max. 2VA Рабочий цикл 100% Тип сенсора РТ1000Стартовое реле:
Включение напряжения max. 250В пер.ток Включение тока max. 8А пер.ток Включение мощности max. 2000 VA Предохранитель для прибора и контакты включения max. 5АКлеммы
Винтовой фиксатор 1,5 кв.мм Рабочая температура — 20… + 55С Допускаемая относительная влажность без конденсации 10… 95% rF/RH/HR Класс защиты IP54 Вес 450 г Габаритные размеры модуля 120 x 122