Калорический расчёт холодильной установки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Калорический расчёт холодильной установки

1.1 Выбор строительных конструкций холодильника

1.1.1 Расчет коэффициента теплопередачи

1.1.2 Расчёт наружной стены холодильной камеры

1.2 Расчет покрытия холодильной камеры

1.3 Расчет полов охлаждаемых помещений

1.4 Проверяем ограждающие конструкции на условие невыпадения конденсата

1.5 Расчет теплопритоков в охлаждаемые помещения и определение тепловой нагрузки для подбора камерного оборудования и компрессоров

1.5.1 Теплопритоки через ограждающие конструкции

1.5.2 Теплопритоки через стены и покрытие

1.5.3 Теплоприток через пол

1.5.4 Теплопритоки от грузов при холодильной обработке

1.5.4.1 Теплоприток от продуктов при холодильной обработке в камерах охлаждения и замораживания периодического действия

1.5.4.2 Теплоприток от тары

1.5.5 Эксплуатационные теплопритоки

1.5.5.1 Теплоприток от освещения

1.5.5.2 Теплоприток от пребывания людей

1.5.5.3 Теплоприток от работающих электродвигателей

1.5.5.4 Теплоприток при открывании дверей

1.6 Определение нагрузки для подбора компрессора

2. Расчет и подбор компрессора и теплообменных аппаратов

2.1 Выбор расчетного режима

3. Расчёт теплообменных аппаратов

3.1 Расчёт конденсатора

3.2 Расчёт воздухоохладителя

4. Подбор вспомогательного оборудования

4.1 Отделитель жидкости

4.2 Ресиверы

4.3 Маслоотделитель

4.4 Маслосборники

5. Автоматизация

6. Безопасность жизнедеятельности

6.1 Требования к обсуживающему персоналу

6.2 Требования к машинному залу

6.3 Работы с оборудованием в закрытых помещениях

6.4 Работа с сосудами под давлением

6.5 Работа с хладагентами

6.6 Воздействие хладагентов на организм человека

6.6.1 Тепловое разложение

6.6.2 Попадание хладагента на кожу и в глаза

6.6.3 Обморожение

Библиографический список

Введение

холодильный камера строительный теплоотдача

Основные сведения.

Быстрое замораживание полностью прекращает развитие микроорганизмов и биохимические процессы в плодах и ягодах. Основное преимущество быстрозамороженных плодов и ягод заключается в более высокой сохраняемости исходных свойств сырья, чем при других методах переработки.

В замороженном сырье хорошо сохраняются витамины, ароматические, красящие и другие вещества. Такие продукты мало чем отличаются от свежих, поэтому этот метод консервирования - самый прогрессивный и перспективный, особенно при производстве продуктов для детского и диетического питания.

Иное наблюдается во время замораживания плодов и ягод при низкой температуре (- 25...-40°С). Сырье охлаждается быстро, так как вода кристаллизуется в межклеточном пространстве и в клетках одновременно. Кристаллы льда мелкие и не разрывают стенки клеток. При дефростации быстрозамороженного сырья потери сока незначительны.

Требования, предъявляемые к сырью.

Для быстрого замораживания используют свежие плоды и ягоды: абрикосы, алычу, вишню, кизил, персики, сливу, черешню, груши, рябину, яблоки, виноград, ежевику, землянику, клюкву, крыжовник, малину, облепиху, красную смородину, чернику. В данном случае мы рассчитываем холодильную камеру для сливы сорта "Венгерка итальянская".

Плоды и ягоды должны быть здоровыми, полностью вызревшими, но не перезрелыми, плотными, мясистыми, без механических повреждений.

Плоды многих сортов плодовых и ягодных культур считаются пригодными для замораживания. Однако без специальной проверки плоды различных сортов брать для замораживания нельзя. Сорта, плоды которых пригодны к замораживанию, подбирают в каждой зоне. Стандартом определены размеры сливы - 20 мм. У слив удаляют плодоножки, целые плоды сливы накалывают.

1. Калорический расчёт холодильной установки

Общая нагрузка на компрессор будет складываться из нагрузок от охлаждения холодильной камеры и охлаждаемого помещения.

.

1.1 Холодильная камера

Рис. . Камера холодильная в разрезе.

1.1.1 Выбор строительных конструкций холодильника

Камера:

V=80, h=2 м, l=8 м, b=5 м.

Принимаем, что холодильная камера размещается в здании. Здание выполнено по бескаркасной схеме. Покрытие бесчердачного типа. Камера изготовлена из сэндвич панелей.

Таблица 1.

Наименование, конструкция ограждения	№ слоя	Наименование, материал слоя	Толщина , м	Коэффициент теплопроводности ,	Тепловое сопротивление ,
Разрез стены, пола и покрытия охлаждаемой камеры.	1 2 3	Сталь оцинкованная 1-го сорта. Пенополиуретан. Сталь оцинкованная 1-го сорта.	Требуется определить	47 0,03 47	Требуется определить

1.1.2 Расчет коэффициента теплопередачи

Общий коэффициент теплопередачи многослойной ограждающей конструкции с последовательно расположенными слоями рассчитывают по формуле:

,

где - общее сопротивление теплопередаче многослойной ограждающей конструкции, ;

- сопротивление теплопередаче соответственно с наружной или более теплой стороны охлаждения,;

,

- сопротивление теплопроводности i-того строительного слоя конструкции (кроме теплоизоляции),;

,

- сопротивление теплоотдаче с внутренней стороны ограждения,;

,

- сопротивление теплопроводности термоизоляционного слоя,;

,

и коэффициенты теплоотдачи с наружной и внутренней стороны ограждения, ;

- толщина строительных слоев конструкции, м;

- коэффициент теплопроводности строительных слоев конструкции,;

- толщина теплоизоляционного слоя, м;

- коэффициент теплопроводности изоляционного слоя,.

1.1.3 Расчёт наружной стены холодильной камеры

Состав стены показан в таблице 1. Температура воздуха в камере . Требуемое значение коэффициента теплопередачи (т.к. камера находится в отапливаемом помещении, принимаем среднегодовую температуру в отапливаемом помещении, принимаем среднегодовую температуру в помещении ):

Таблица 2.

Среднегодовая температура воздуха в районе строительства	Коэффициент теплопередачи наружных стен и покрытий при внутренней температуре .
	-40-30	-25-20	-15-10	-4	0	4	12
0 и ниже
Выше 0 - ниже +9
+9 и выше

Чем больше значение коэффициента теплопередачи ограждения, тем больше теплоты будет проникать в охлаждаемый объем холодильника, следовательно значение , с учетом того что камера будет располагаться в помещении с температурой воздуха более выбираем согласно таблице 2, ( .

Коэффициент теплоотдачи принимаем по таблице 3 ( таблица 8.1, стр. 47):

Таблица 3.

Поверхности	Коэффициент теплоотдачи ,	Сопротивление теплоотдаче R,
Наружные поверхности стен и бесчердачных покрытий	23	0,043
Внутренние поверхности помещений без принудительной циркуляции воздуха (при батарейном охлаждении камер) стены полы и потолки	8 6-7	0,125 0,167-0,143
Внутренние поверхности помещений с умеренной циркуляцией воздуха (хранение охлажденных грузов)	9	0,111
Внутренние поверхности помещений с интенсивной циркуляцией воздуха (камеры охлаждения и замораживания)	11	0,091

Суммарное термическое сопротивление слоев конструкции, (кроме теплоизоляции):

.

Зная , можно определить по формуле требуемую толщину теплоизоляционного слоя:

;

,

где (для наружных стен и бесчердачных покрытий), (с интенсивной циркуляцией воздуха).

Теплоизоляционный слой имеет фиксированное значение, значить необходимо рассчитанное значение округлить. Округление толщины изоляционного слоя производится в сторону увеличения, с тем, чтобы действительное значение коэффициента теплопередачи было не больше требуемого по таблице. Принимаем толщину теплоизоляционного слоя кратного стандартной толщине (один слой пенополиуретана по выпускаемому стандарту равен 0,8 м).

Определим действительное значение коэффициента теплопередачи по формуле:

,

где - принятая толщина теплоизоляционного слоя, м.

.

1.2 Расчет покрытия холодильной камеры

Конструкции и состав покрытия изображены в таблице 1. Требуемый коэффициент теплопередачи покрытия для камеры с температурой и бесчердачным покрытием согласно таблице 2

.

Коэффициенты теплоотдачи принимаем по таблице 3:

; .

Суммарное термическое сопротивление слоев конструкции, (кроме теплоизоляции):

.

Требуемая толщина теплоизоляционного слоя:

;

.

Теплоизоляционный слой имеет фиксированное значение, значить необходимо рассчитанное значение округлить. Округление толщины изоляционного слоя производится в сторону увеличения, с тем, чтобы действительное значение коэффициента теплопередачи было не больше требуемого по таблице. Принимаем толщину теплоизоляционного слоя .

Определим действительное значение коэффициента теплопередачи по формуле:

;

.

1.3 Расчет полов охлаждаемых помещений

Конструкции и состав покрытия изображены в таблице 1. Требуемый коэффициент теплопередачи покрытия для камеры с температурой и бесчердачным покрытием согласно таблице 2:

.

Коэффициенты теплоотдачи принимаем по таблице 3:

; .

Суммарное термическое сопротивление слоев конструкции, (кроме теплоизоляции):

.

Требуемая толщина теплоизоляционного слоя:

;

.

Теплоизоляционный слой имеет фиксированное значение, значить необходимо рассчитанное значение округлить. Округление толщины изоляционного слоя производится в сторону увеличения, с тем, чтобы действительное значение коэффициента теплопередачи было не больше требуемого по таблице. Принимаем толщину теплоизоляционного слоя .

Определим действительное значение коэффициента теплопередачи по формуле:

;

.

1.4 Проверяем ограждающие конструкции на условие невыпадения конденсата

Если толщина теплоизоляции недостаточна, то температура поверхности ограждения со стороны помещения с более высокой температурой может опуститься ниже температуры точки росы воздуха в этом помещении и на поверхности ограждения выпадает конденсат в виде росы или инея. Это приводит к переувлажнению ограждающих конструкций и их ускоренному разрушению.

Чтобы не происходило влаговыпадения, температура поверхности перегородки в этой камере должна быть выше температуры точки росы внутреннего воздуха. По диаграмме i-d влажность воздуха устанавливаем, что при и .

Температуру поверхности определяем по формуле 8.4 (, стр.49):

;

.

Так как температура внутренней поверхности перегородки выше температуры точки росы , выпадение конденсата не произойдет. Следовательно, толщина теплоизоляционного слоя принята правильно.

1.5 Расчет теплопритоков в охлаждаемые помещения и определение тепловой нагрузки для подбора камерного оборудования и компрессоров

Для поддержания заданной температуры в охлаждаемом помещении необходимо, чтобы все теплопритоки отводились камерным оборудованием.

При определении этой нагрузки учитывают следующие теплопритоки: через ограждающие конструкции помещения ; от продуктов (грузов) или материалов при их холодильной обработке ; с наружным воздухом при вентиляции помещений ; от различных источников при эксплуатации камер . В практике дипломного проектирования пользуются методикой расчета, при которой все теплопритоки считаются постоянными во времени и приходящимися на летний период времени.

Нагрузку на камерное оборудование определяют как сумму всех теплопритоков в данную камеру, так как камерное оборудование должно обеспечить отвод теплоты при самых неблагоприятных условиях.

.

1.5.1 Теплопритоки через ограждающие конструкции

Камера: h=2 м (высота), l=8 м (длина), b=5 м (ширина).

Площади западной и восточной стен:

F= hl=28=16 .

Площади южной и северной стены:

F= hb=25=10 .

Площадь перекрытия и пола:

F= bl=58=40 .

Таблица 4.

Ограждение	,	F,
Стена наружная северная		10	20	50
Стена наружная южная		10	20	50
Стена наружная западная		16	20	50
Стена наружная восточная		16	20	50
Покрытие		40	20	50
Пол		40	20	50
Всего:

Теплопритоки через ограждающие конструкции определяют как сумму теплопритоков (через стены, перегородки, через пол), вызванных наличием разности температур снаружи ограждения и внутри охлаждаемого помещения , а также теплопритоков в результате воздействия солнечной радиации , через покрытия и наружные стены. Но в описываемой холодильной камере солнечная радиация отсутствует, т.к. холодильная камера находится в помещении. Следовательно:

.

1.5.2 Теплопритоки через стены и покрытие

,

где - действительный коэффициент теплопередачи ограждения, определяемый при расчете толщены изоляционного слоя, ;

F - расчетная площадь поверхностей ограждения, ;

- расчетная разность температур (температурный напор) ;

- расчетная температура воздуха с наружной стороны ограждения ;

- расчетная температура воздуха внутри охлаждаемого помещения.

Стена наружная северная:

Стена наружная южная:

Стена наружная восточная:

Стена наружная западная:

Покрытие:

.

1.5.3 Теплоприток через пол

,

где - действительный коэффициент теплопередачи ограждения, определяемый при расчете толщены изоляционного слоя, ;

F - расчетная площадь поверхностей ограждения, ;

- расчетная разность температур (температурный напор) ;

- средняя температура поверхности устройства для обогрева грунта ;

- расчетная температура воздуха внутри охлаждаемого помещения.

.

.

1.5.4 Теплопритоки от грузов при холодильной обработке

1.5.4.1 Теплоприток от продуктов при холодильной обработке в камерах охлаждения и замораживания периодического действия

где - коэффициент учитывающий неравномерность тепловой нагрузки;

- суточное поступление продукта в камеру, ;

- разность удельных энтальпий продукта до и после обработки, ;

- продолжительность холодильной обработки, .

;

1.5.4.2 Теплоприток от тары

- суточное поступление тары, принимаемое пропорционально суточному поступлению продукта, ;

- удельная теплоемкость тары, ;

- начальная и конечная температуры тары ( принимаются равными начальной и конечной температурам продукта).

Масса тары составляет 10% от массы груза. Удельную теплоемкость тары [в ] принимают в зависимости от материала. Для деревянной тары она равна [1]:

.

1.5.5 Эксплуатационные теплопритоки

Эти теплопритоки возникают вследствие освещения камер, пребывания в них людей, работы электродвигателей и открывания дверей. Теплопритоки определяют от каждого источника тепловыделений отдельно.

1.5.5.1 Теплоприток от освещения

,

где - теплота, выделяемая источниками освещения в единицу времени на 1м² площади пола, принимаем ;

- площадь камеры, .

кВт.

1.5.5.2 Теплоприток от пребывания людей

,

где 0,35- тепловыделение одного человека при тяжелой физической работе, кВт;

- число людей, работающих в данном помещении.

.

1.5.5.3 Теплоприток от работающих электродвигателей

,

где - суммарная мощность всех работающих электродвигателей, кВт.

При расположении электродвигателей вне охлаждаемого помещения следует учесть КПД электродвигателя .

В предварительных расчетах мощность устанавливаемых электродвигателей можно ориентировочно принимать для камер замораживания .

Следовательно:

.

1.5.5.4 Теплоприток при открывании дверей

,

где - удельный приток теплоты от открывания дверей ( таблица 9.2, стр. 61), ;

- площадь камеры, .

.

Эксплуатационные теплопритоки определяются, как сумма теплопритоков отдельных видов:

.

1.6 Определение нагрузки для подбора компрессора

Нагрузка на компрессор складывается из всех видов теплопритоков.

,

где - коэффициент учитывающий потери в трубопроводах и аппаратах холодильной установки, ;

2. Расчет и подбор компрессора и теплообменных аппаратов

2.1 Выбор расчетного режима

Расчётный (рабочий) режим холодильной установки характеризуется температурами кипения t₀, конденсации t_k, всасывания (пара на входе в компрессор) t_вс и переохлаждения жидкого хладагента перед регулирующим вентилем t_н.

При проектировании хладоновых установок температуру кипения принято принимать на 4?С ниже температуры воздуха в камере:

=- -30-4= .

В установках с воздушным охлаждением конденсатора температуру конденсации принимаем на 1012 ?С выше расчётной температуры наружного воздуха:

= + (1012)=20+12=32 ?С;

Подогрев воздуха в воздушном конденсаторе =56?С.

Для хладоновых машин с регенеративным теплообменником температуру всасываемых паров принимаем 1520 ?С (см. [1], стр.72).

Температуру жидкого хладагента перед регулирующим вентилем принимают по удельной энтальпии жидкости, которую, в свою очередь, находят из теплового баланса теплообменника.

На основании принятой структурной схемы и расчётного режима построим холодильный цикл в тепловой диаграмме (i-lgp).



Определение удельных параметров цикла ХМ на =-34°C:

Таблица 5.

Номер точки	Параметры
		P, МПа	i, кДж/кг	v, м3/кг
	-34	0,18	362,03	0,1115
1	5	0,18	379,392	0,1323
2	77,988	1,49	431,995	0,0169
	32	1,49	248,98	-
3	14	1,49	220,95	-
4	-34	0,18	220,93	0,0393

Удельная массовая холодопроизводительность R404A:

кДж/кг;

Удельная работа сжатия компрессора:

Удельная тепловая нагрузка на конденсатор:

Требуемая холодопроизводительность компрессора:

;

Массовый расход циркулирующего хладагента, требуемого для отвода теплопритоков:

;

Объёмная производительность компрессора:

где - удельный объём всасывания пара, м³/кг (точка 1 цикла);

- коэффициент подачи компрессора, определяемый в зависимости от отношения давлений значить, следует применять специальные компрессоры с малым мертвым объёмом (С=2 %).

Значение принято по графику рис. 11.2 ([1],стр. 73) для бессальниковых поршневых компрессоров.

Коэффициент рабочего времени компрессора:

следовательно машина подобрана правильно.

По значению выбираем холодильную машину Bitzer 6FE-44Y-2NU, массовый расход которой .

Действительная холодопроизводительность компрессора:

.

Мощность привода компрессора определяем в следующем порядке:

1) Определяем теоретическую (адиабатическую) мощность сжатия:

;

2) Рассчитываем действительную (индикаторную) мощность сжатия:

где - индикаторный КПД, .

3) Находим мощность на валу компрессора (эффективную мощность):

где - механический КПД компрессора, значение которого зависит от отношения давлений , следовательно .

4) Определяем электрическую мощность, т.е. мощность потребляемую электродвигателем из сети:

где - КПД электродвигателя, .

Действительная нагрузка на компрессор:

3. Расчёт теплообменных аппаратов

3.1 Расчёт конденсатора

.

При расчете воздушных конденсаторов принимают, что температурный напор , а коэффициент теплопередачи k=23 .

Площадь теплопередающей поверхности:

На основании результатов расчета выбираем конденсатор фирмы Alfa-Laval VCMS902BT, площадь теплопередающей поверхности которого

. Технические характеристики приведены ниже:

Длина l=3036 мм;

Высота h=1520 мм;

Ширина b=1150 мм;

Вес стандартного аппарата - 442,8 кг;

Материал рёбер - алюминий;

Материал трубок - медь;

Межрёберное расстояние - 2,1 мм;

Патрубки 242 мм - 235 мм.

3.2 Расчёт воздухоохладителя

.

Площадь теплопередающей поверхности воздухоохладителя рассчитываем по формуле:

где - тепловой поток, кВт;

- общий коэффициент теплопередачи, ;

- средний температурный напор.

Для воздухоохладителя с оребрённой наружной поверхностью коэффициент теплопередачи примем в зависимости от температуры кипения.

, следовательно k=12 , ([1], стр.92).

Температурный напор в воздухоохладителе примем .

На основании результатов расчета выбираем воздухоохладитель фирмы Alfa-Laval AB150H633BT, площадь теплопередающей поверхности которого

. Технические характеристики приведены ниже:

Длина l=3803 мм;

Высота h=2189 мм;

Ширина b=1345 мм;

Вес стандартного аппарата - 1436 кг;

Материал рёбер - алюминий;

Материал трубок - медь;

Межрёберное расстояние - 7 мм;

Патрубки 235 мм - 276 мм.

4. Подбор вспомогательного оборудования

4.1 Отделитель жидкости

Для защиты компрессора от попадания в них жидкого хладагента и, следовательно, гидравлических ударов в схему включен отделитель жидкости (рис.6 гравитационный отделитель жидкости типа ОЖ)

Жидкость отделяется от пара вследствие резкого изменения скорости и направления движения хладагента. Скорость пара в сосуде должна быть не более 0,5 м/с.

Отделитель жидкости снабжен автоматическими приборами, выключающими компрессор при опасном изменении уровня жидкости в сосуде.

Подбирают отделитель жидкости по диаметру всасывающего патрубка компрессора.

Рис.15. Гравитационный отделитель жидкости типа ОЖ.

4.2 Ресиверы

Выпускают ресиверы двух типов: горизонтальные РД и вертикальные РДВ. Ресиверы РД (рис.7) могут быть использованы в качестве циркуляционных, защитных или дренажных.

Рис.16.Горизонтальный ресивер типа РД.

При использовании горизонтального ресивера в качестве защитного или циркуляционного, его устанавливают вместе с отделителем жидкости, соединяя оба аппарата трубопроводами.

Требуемый объем линейных ресиверов при условии их заполнения не более чем на 80% определяют по формулам:

для ресиверов горизонтального типа:

,

где V_б и V_о - внутренний объем труб ресиверов и воздухоохладителей

В данном случае устанавливается горизонтальный ресивер.

Горизонтальный ресивер хладагента R404А:

Объем V=1 дм³;

Максимальное наполнение хладагентом -кг;

Вес - кг;

Входной патрубок d_вх= мм;

Выходной патрубок d_вых= мм.

4.3 Маслоотделитель

Для удаления масла, уносимого из компрессора вместе с парами нагнетаемого хладагента, служат маслоотделители. Наибольшее распространение получили маслоотделители инерционного типа с сетчатой набивкой и без неё. Устанавливают маслоотделитель за компрессором на линии нагнетания. Его подбирают по диаметру нагнетательного патрубка компрессора. В данном случае нам подходит маслоотделитель.

4.4 Маслосборники

Перепуск масла из компрессоров и аппаратов осуществляется с помощью маслосборника, число которых определяется числом, размерами и расположением обслуживаемых аппаратов. Из маслосборника масло перепускают в бак отработавшего масла, устанавливаемый снаружи и соединённый трубопроводом с атмосферным воздухом. Трубопровод соединяющий маслосборник с баком отработавшего масла, должен иметь небольшое гидравлическое сопротивление (0,01-0,02 МПа), что достигается установкой маслосборника поблизости от бака.

В данном случае мы используется маслосборник марки.

Таким образом, спроектирована установка, включает следующие основные элементы: холодильный компрессор, конденсатор воздушного охлаждения, ВО холодильной камеры, ВО климатической установки, запорную и регулирующую аппаратуру и шкаф управления.

Параллельно с работой холодильной камеры возможна работа климатической установки.

В установке применен компрессор фирмы со ступенчатым регулированием холодопроизводительности; все теплообменные аппараты разработки фирмы; применено частотное регулирование скорости вращения вентиляторов - разработки японских фирм; запорная и регулирующая аппаратура, а также система текущего и удаленного мониторинга - базируется на датчиках и контроллерах фирмы.

Инструкция по эксплуатации универсальной холодильной установки с конденсатором воздушного охлаждения приведена в приложении.

5. Автоматизация

Цели автоматизации:

1. Обеспечение оптимальных режимов работы установки

2. Обеспечение бесперебойного режима работы

3. Исключение человеческого труда

В данном разделе дипломного проекта рассмотрена автоматизация режимов производительности компрессора.

Элементы электрической схемы управления производительностью компрессора:

Управление производительностью компрессоров.

6. Безопасность жизнедеятельности

6.1 Требования к обсуживающему персоналу

К обслуживанию холодильных систем и систем кондиционирования допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие медицинское освидетельствование и имеющие документ об окончании специального учебного заведения или курсов [2, 3, 4].

К самостоятельному обслуживанию холодильных систем и систем кондиционирования могут быть допущены работники только после прохождения под руководством опытного наставника стажировки в течение одного месяца и соответствующей проверки знаний.

Выполнение работ в машинных и аппаратных отделениях, а также в холодильных камерах и других помещениях, где имеется холодильное оборудование, работниками, не связанными с обслуживанием холодильной системы и эксплуатацией холодильных камер (ремонт, теплоизоляция, покраска, оборудования и труб и пр.), производится после соответствующего инструктажа и под наблюдением работника, ответственного за эксплуатацию холодильной системы.

Допущенный к работе персонал должен быть проинструктирован об опасных последствиях повреждения элементов холодильных систем и систем кондиционирования о недопустимости использования оборудования и труб в качестве опор для рабочих площадок (подмостей), лестниц и средств подъема материалов и о запрещении курения в помещениях.

Лица, допущенные к техническому обслуживанию конкретной системы, кроме общетеоретических знаний и требований Правил безопасной эксплуатации холодильной установки, должны знать:

- устройство, правила обслуживания и принцип работы холодильной системы, включая систему трубопроводов;

- порядок выполнения работ по пуску, остановке холодильной системы и ее элементов, регулированию режима их работы (в соответствии с инструкциями организации изготовителя по обслуживанию установленного оборудования);

- нормальный режим работы холодильной системы;

- правила заполнения хладагентом, маслом и хладоносителем;

- порядок ведения эксплуатационного журнала холодильной системы;

- правила пользования средствами индивидуальной защиты;

- правила охраны труда и оказания доврачебной помощи, в том числе при поражении электротоком.

Периодическая проверка знаний обслуживающего персонала правил, нормативных документов по техническому обслуживанию холодильной системы и охраны труда, а также практических действий должна проводиться не реже 1 раза в год комиссией, состоящей из специалистов по холодильной технике и охране труда. Состав комиссии утверждается работодателем.

6.2 Требования к машинному залу

В машинном зале должен быть установлен монитор качества воздуха, способный определять концентрации применяемых хладагентов до уровней EEL или STEL. Необходимо также предусмотреть соответствующие сигнальные системы, срабатывающие при достижении уровня AEL концентрации хладагентов либо при уровне ниже AEL и оповещающие персонал за пределами машинного зала о наличии утечки. Разгрузочные коллекторы предохранительных клапанов и спускные вентили должны быть выведены за пределы машинного зала и отключены от всех воздухозаборников, соединенных со зданием. В случае ухудшения качества воздуха следует воспользоваться местной вытяжкой для вентиляции производственного помещения.

В машинном зале или других помещениях, где находятся с основное время дежурные смены, обсуживающие холодильные системы, на видном месте должны быть вывешены:

- принципиальные технологические схемы трубопроводов (хладагента, воды, хладоносителей) и размещения на них холодильного и технологического оборудования, с пронумерованной запорной арматурой, нанесением мест размещения КИПиА и краткими пояснениями;

- планы размещения холодильного технологического оборудования, трубопроводов и отсечной запорной арматуры;

- режимные карты работы холодильных установок;

- инструкции по остановке холодильных установок и о действиях при возникновении аварийных ситуаций;

- списки, телефоны и адреса должностных лиц и спецподразделений (пожарной команды, скорой помощи, электросети и др.), которые должны быть немедленно извещены об аварии или пожаре; - указатели местонахождения аптечки и средств индивидуальной защиты.

У входов в охлаждаемые помещения (коридор, эстакада) должны быть вывешены инструкции по охране труда при проведении работ в этих помещениях и защите охлаждающих устройств и трубопроводов от повреждений.

При осмотре холодильного оборудования, расположенного в закрытых помещениях, а также трубопроводов в колодцах и туннелях необходимо удостовериться в отсутствии в воздухе хладагента, например, с помощью галоидного или другого течеискателя. В случае обнаружения паров хладагента в этих объектах вход в них запрещен до их проветривания.

Проходы вблизи холодильного оборудования должны быть всегда свободны, а полы проходов - в исправном состоянии.

Запрещается эксплуатация холодильной системы с неисправными приборами защитной автоматики.

Для диагностирования работы холодильных систем с зарядкой до 50 кг хладагента (хладона) допускается применение съемных приборов, например, манометрической станции. Проверка герметичности установок должна проводиться в зависимости от массы заправленного хладагента и числа возможных мест утечек.

Курение в машинных отделениях, а также в других помещениях, где установлено холодильное оборудование, запрещается. Сварка и пайка при ремонте машин, агрегатов, аппаратов, трубопроводов действующих холодильных систем должны применяться под наблюдением старшего технического персонала и при наличии письменного разрешения работника, ответственного в организации за исправное состояние, правильную и безопасную эксплуатацию холодильных систем.

Перед сваркой или пайкой следует удалить хладагент из ремонтируемого холодильного оборудования или трубопровода. Сварка и пайка должны производиться в соответствии с требованиями Правил пожарной безопасности в Российской Федерации. Нагнетательный вентиль компрессора следует закрыть только после устранения возможности автоматического пуска этого компрессора.

Запрещается снимать ограждения с движущихся частей и прикасаться к движущимся частям холодильного оборудования, как при работе, так и после остановки этого оборудования, пока не будет предотвращено его случайное или несанкционированное включение.

Вскрывать компрессоры, аппараты и трубопроводы холодильных систем разрешается только после того, как давление хладагента будет понижено до атмосферного и останется постоянным в течение 20 мин.

Запрещается вскрывать холодильные аппараты с температурой стенок ниже минус 35 °С (до их отепления).

Концентрация хладоносителя должна быть такой, чтобы температура замерзания была не менее чем на 8 °С ниже температуры кипения хладагента при рабочих условиях.

Холодильные системы должны быть обеспечены первичными средствами пожаротушения в соответствии с действующими нормами. Размещение и хранение в помещениях холодильных установок посторонних предметов не допускается.

6.3 Работы с оборудованием в закрытых помещениях

Перед началом работы с оборудованием в закрытых помещениях убеждаются в том, что разгрузочные коллекторы предохранительных клапанов и спускные вентили выведены за пределы помещения и отключены от всех воздухозаборников, соединенных со зданием. Проверяют, хорошо ли вентилируется помещение. При необходимости для рассеивания паров хладагентов можно воспользоваться вспомогательными вентиляционными системами (например, воздуходувками или вентиляторами). Прежде чем войти в закрытые помещения, проверяют его на наличие кислорода. Для испытания на наличие кислорода нельзя пользоваться монитором наличия утечек, так как с его помощью нельзя установить, достаточно ли в помещении кислорода для жизнедеятельности. Для контроля за наличием кислорода в производственных помещениях должны быть предусмотрены специальные приборы.

6.4 Работа с сосудами под давлением

При работе с сосудами под давлением, к некоторым из опасных факторов относятся следующие:

- в переполненном контейнере, емкости или трубопроводе при повышении температуры может произойти опасный подъем гидростатического давления, что, в свою очередь, может вызвать утечки под высоким давлением или даже разрыв емкости;

- в случае, если правильно наполненный возвратный или разовый баллон разогревается до температуры, превышающей рекомендуемую (52 °С), это может привести к подъему давления до опасного уровня, превышающего давление, на которое рассчитан баллон;

- возвратный или разовый баллон для хранения хладагентов, соединенный с линией нагнетания холодильной системы, может подвергнуться воздействию давлений, на которые не рассчитана прочность предохранительных клапанов баллона, что может вызвать разрушение баллона.

Баллон запрещается помещать у источников теплоты и открытого пламени (печи, отопительные устройства, паровые трубы и пр.) и токоведущих кабелей и проводов.

Для наполнения хладагентом из холодильной системы должны использоваться только баллоны не с просроченной датой их технического освидетельствования. Норма заполнения не должна превышать допустимых значений, указанных, в частности, в Правилах устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением. Проверка наполнения баллонов должна выполняться взвешиванием.

Нельзя повышать давление в системах или емкостях, содержащих хладагенты, воздухом для проведения испытаний на утечку или в любых иных целях. Нельзя хранить баллоны под прямыми солнечными лучами, где температура может превысить 52 °С, Не следует пользоваться горелками или открытым пламенем для разогрева баллона во время работ по заправке хладагента. Нельзя без необходимости трогать клапаны или устройства сброса давления. Запрещается заполнять повторно разовые баллоны отработавшими хладагентами или смазочными материалами, а также чем бы то ни было. Любые остатки хладагентов необходимо использовать или перелить в сборные контейнеры; пустой баллон подлежит соответствующей утилизации. Транспортировка исходных баллонов, заполненных отработавшими хладагентами, запрещена законом.

Запрещается использовать разовые баллоны для хладагентов в качестве емкостей для сжатого воздуха. Баллоны с хладагентами не имеют соответствующего внутреннего покрытия, в связи с чем влага, содержащаяся во влажном воздухе, приведет к возникновению коррозии. Это может ослабить прочность баллона и вызвать взрыв. До разрушения баллона следов ослабления его прочности может и не обнаружиться. Необходимо всегда хранить баллоны с хладагентами в сухом помещении на специальном складе. Хранение во влажном помещении может привести к возникновению коррозии, которая со временем приведет к ослаблению прочности баллонов. В машинном зале разрешается хранить не больше одного баллона с хладагентом (хладоном).

При работе с баллонами следует медленно открывать вентили. Необходимо убедиться в том, что этикетка хладагента соответствует цветному коду либо этикеткам на оборудовании. Не следует пытаться регулировать без должной подготовки любые предохранительные устройства на баллонах, расположенных рядом с холодильным оборудованием. Нельзя ронять баллон, допускать появления вмятин и других механических повреждений. Нельзя закреплять соединения с усилием.

Освидетельствование и эксплуатация баллонов должны проводиться в соответствии с требованиями действующих Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением.

6.5 Работа с хладагентами

Первичную заправку или дозаправку холодильной системы хладагентом (хладоном) в условиях эксплуатации рекомендуется выполнять по жидкой фазе хладагента, если иное не предусмотрено организацией-изготовителем. При дозаправке используют капиллярную трубку или другое устройство, обеспечивающее дросселирование жидкости, для предотвращения возможности попадания жидкого хладагента во всасывающую полость компрессора.

Перед заполнением холодильной системы хладагентом следует удостовериться в том, что в баллоне содержится соответствующий хладагент. Проверка проводится по величине давления паров хладагента при температуре баллона, равной температуре окружающего воздуха. Перед проверкой баллон должен находиться в данном помещении не менее 6 часов. Зависимость давления хладагента от температуры окружающего воздуха проверяется по таблице насыщенных паров.

Запрещается заполнять холодильную систему хладагентом, не имеющим документации, подтверждающей его качество.

Открывать колпачковую гайку на вентиле баллона необходимо в защитных очках. При этом выходное отверстие вентиля баллона должно быть направлено в противоположную сторону от работника.

При заполнении холодильной системы хладагентом (хладоном) следует пользоваться осушительным патроном.

Для присоединения баллонов к холодильной системе разрешается пользоваться отожженными медными трубами или маслобензостойкими шлангами, испытанными давлением на прочность и плотность.

Не допускается оставлять баллоны с хладагентом, присоединенными к холодильной установке, если не производится заполнение или удаление из нее хладагента.

Заполнение хладагентом полностью агрегатированных холодильных установок рекомендуется производить в организации-изготовителе, если это не противоречит документации к установке. Пополнение установок хладагентом должно производиться в соответствии с требованиями, изложенными в инструкции организации-изготовителя, и только после выявления и устранения причин утечки хладагента.

Первоначальное заполнение холодильной установки хладагентом должно оформляться актом (с приложением расчета необходимого количества хладагента). Для холодильных установок полной заводской готовности акт о первоначальном заполнении установки хладагентом не составляется (при отсутствии утечки хладагента при транспортировке).

Для обнаружения места утечки хладагента разрешается использовать галоидные и другие течеискатели, мыльную пену, полимерные индикаторы герметичности. Наличие следов масла в разъемных соединениях, пузырьков при обмыливании соединений, изменение цвета пламени указывают на утечку хладагента.

При обнаружении утечки хладагента необходимо, по возможности, удалить хладагент из поврежденного участка холодильной установки, остановить установку, перекрыть запорной арматурой поврежденный участок, включить вытяжную вентиляцию и устранить утечку.

Холодильные системы, работающие на озоноопасных хладагентах, должны эксплуатироваться с обязательным сбором хладагента для его утилизации при ремонтах (ревизиях) установок.

Хладагенты нельзя смешивать с любыми воспламеняющимися газами или жидкостями, какими бы причинами это не было вызвано, поскольку эти смеси могут приобрести непредсказуемые свойства, стать способными к воспламенению и, следовательно, опасными.

Хладагенты нельзя подвергать воздействию открытого пламени либо электрических нагревательных элементов. Высокие температуры и пламя могут вызвать разложение хладагентов с выделением токсичных и разлагающих дымов. Помимо этого, пламя горелки может резко увеличиться в размерах либо изменить окраску в присутствии многих традиционных (озоноопасных) хладагентов, включая R500 или R22, а также многих альтернативных хладагентов при условии их высокой концентрации. Такое увеличение пламени может вызвать испуг у персонала или даже привести к травме. Многие хладагенты ГХФУ и ГФУ могут стать горючими, если их смешать с воздухом, а затем разогреть и увеличить давление. В прошлом при работе с ХФУ обычными были испытания смесей воздуха и хладагента с возрастанием давления. Однако при работе с ГХФУ или ГФУ таких испытаний следует избегать, так как, например, R134a может воспламеняться при абсолютном давлении 139 кПа и температуре 177 °С, если его смешать с воздухом в концентрациях, обычно превышающих 60 % (по объему воздуха). При более низких температурах для придания смеси горючести требуются более высокие давления. R22 также может воспламеняться при давлениях, превышающих атмосферное, если смешать его с воздухом при высоких концентрациях. Поскольку альтернативные хладагенты содержат компоненты ГХФУ или ГФУ, предполагается, что их поведение окажется аналогичным. По этой причине их не следует смешивать с воздухом ни в каких концентрациях для проведения испытаний с целью обнаружения утечек. Нельзя допускать, чтобы эти хладагенты находились под давлением, превышающим атмосферное, в смеси с воздухом.

6.6 Воздействие хладагентов на организм человека

6.6.1 Тепловое разложение

Хладагенты разлагаются под воздействием высоких температур, вызванных открытым пламенем либо электрическими нагревателями. При разложении могут выделяться токсичные и раздражающие соединения, в частности, хлориды водорода и фтора. Сильный запах, испускаемый разложившимся хладагентом, вызывает у обслуживающего персонала раздражение слизистой оболочки носа и горла. Выделяемые кислотные пары опасны, и во избежание их воздействия на персонал производственное помещение необходимо немедленно освободить от людей и проветрить. Человека, подвергшегося воздействию продуктов разложения хладагентов, необходимо вывести на свежий воздух и немедленно оказать ему медицинскую помощь. Не следует продолжать работу в присутствии таких паров, поскольку это может нанести вред здоровью персонала.

Альтернативные хладагенты не вызывают острых или хронических отравлений при работе с ними, если их концентрация не превышает рекомендуемых уровней предельно допустимого воздействия, например, предела допустимого воздействия (AEL), установленного фирмой "Du Pont", либо допустимого порогового значения (TLV), установленного американской конференцией государственных специалистов по промышленной гигиене (ACGIH). Установлены также предел краткосрочного воздействия STEL и аварийный предел воздействия EEL. Уровень AEL определяет средневзвешенную во времени концентрацию хладагента в воздухе, воздействию которой могут неоднократно подвергаться почти все работники без негативных эффектов в течение 8- или 12-часового рабочего дня, либо 40-часовой рабочей недели. На практике краткосрочные воздействия не должны превышать более чем в три раза предел воздействия (AEL, PEL, TLV или иной индекс), установленный фирмой-изготовителем, либо 1250 ррm (частей на миллион) в зависимости от того, какой уровень окажется ниже. Многократное воздействие паров хладагентов при уровне концентраций, превышающем предельные значения, рекомендуемые фирмой-изготовителем, может нанести вред здоровью персонала, а поэтому его следует избегать. При обнаружении утечек следует немедленно провести ремонт и в дальнейшем следить за утечками из холодильного оборудования для максимального снижения концентраций хладагентов на рабочем месте. Предел краткосрочного воздействия STEL определяет средневзвешенную во времени концентрацию, воздействующую в течение 15 мин., которую нельзя превышать в любое время в течение рабочего дня.

Аварийные пределы воздействия EEL определяют концентрации в воздухе в течение короткого времени в аварийных ситуациях, которые не должны вызывать устойчивых нарушений здоровья. Значения EEL устанавливаются фирмой "Du Pont" на период времени до 1 ч. с пороговым пределом, который нельзя превышать. Эти предельные уровни следует рассматривать в качестве ориентира при планировании действий на случай аварийных ситуаций, однако они не могут заменить необходимых технических средств контроля. В отношении хладагента R123 EEL установлен на уровне 1000 млн-1 с пороговым пределом на уровне 2500 млн-1.

Вдыхание паров хладагента в больших концентрациях может вызвать временное подавление деятельности центральной нервной системы, сопровождающееся сонливостью, летаргией и слабостью. К другим возможным эффектам можно отнести головокружение, приятное ощущение опьянения, а также потерю координации движений. Длительное вдыхание паров хладагента может вызвать нарушения сердцебиения, потерю сознания, а вдыхание очень больших доз может даже привести к смертельному исходу. Человека, почувствовавшего любой из первоначальных симптомов, необходимо немедленно вывести па свежий воздух и обеспечить ему покой и неподвижность. При остановке дыхания необходимо сделать искусственное дыхание. Если дыхание затруднено, дать кислород и немедленно вызвать врача. Такие симптомы могут проявляться при воздействии самых различных концентраций, а поэтому при появлении любого из этих симптомов следует немедленно покинуть производственное помещение, даже если у других работников, находящихся рядом, эти симптомы не проявляются.

В ходе экспериментальных исследований подопытных животных подвергали воздействию парами хладагентов различных концентраций, после чего им делали инъекции адреналина для моделирования стрессовых реакций сердца человека. Нарушение сердцебиения под воздействием компонентов альтернативных хладагентов наблюдается при концентрациях от 20 до 150 млн-1 или более, что значительно превышает ожидаемый уровень воздействия на рабочем месте. Для сравнения напомним, что подобная реакция под воздействием R11 и R12 наблюдается соответственно при концентрациях около 5 и 50 млн-1. В связи с возможными нарушениями сердечного ритма катехоламиновые препараты, в частности, адреналин, можно использовать только в качестве последнего средства в ситуациях, когда жизнь находится под реальной угрозой.

При большом выбросе хладагента пары могут сконцентрироваться у поверхности пола или на низкорасположенных участках и вытеснить имеющийся там кислород, что вызывает асфиксию. В случае, если выльется большое количество жидкого хладагента или произойдет значительная утечка, необходимо надеть соответствующие средства индивидуальной защиты. При работе в закрытых помещениях, например, в подвалах, где могли скопиться пары хладагента, следует пользоваться автономными дыхательными аппаратами либо респираторами с внешней подачей воздуха. Перед входом необходимо проверить все производственные помещения на наличие кислорода с помощью соответствующего контрольного оборудования. Когда первый работник входит в помещение, второй должен оставаться снаружи, и между ними должен быть протянут спасательный леер.

Для обеспечения циркуляции воздуха на уровне пола и в любых подвальных и расположенных низко помещениях можно воспользоваться воздуходувками или вентиляцией.

Большинство хладагентов имеет такой слабый запах, что его трудно обнаружить даже при опасных концентрациях. Не следует рассчитывать на обоняние для оценки безопасности производственных помещений, предназначенных для персонала. Единственно надежными способами служат регулярные проверки на утечку и мониторинг качества воздуха.

Сознательное вдыхание паров хладагентов может привести к смерти.

6.6.2 Попадание хладагента на кожу и в глаза

При комнатной температуре пары хладагентов не оказывают серьезного воздействия на кожу или глаза. Если существует опасность попадания жидких хладагентов на кожу, нужно обязательно носить защитную одежду, в том числе с длинными рукавами, и перчатки. Среди средств индивидуальной защиты у персонала должны быть защитные очки и лицевой щиток для защиты глаз.

В случае попадания в глаза жидкого хладагента их следует обильно промыть водой, а затем обратиться за медицинской помощью.

6.6.3 Обморожение

Попадание на кожу или в глаза жидкого хладагента приводит к их резкому охлаждению, вызывая обморожение. Если на работника выплеснулся жидкий хладагент, необходимо немедленно снять всю одежду, на которую попал хладагент, чтобы избежать более обширного обморожения. Промыть пораженный участок теплой водой (не холодной и не горячей). Не следует накладывать повязки или использовать мази. Необходимо немедленно обратиться за медицинской помощью.

Библиографический список

1. Б. К. Явнель Курсовое и дипломное проектирование холодильных установок и систем кондиционирования воздуха. М.: Агропромиздат, 1989.- 224 с.

2. Межотраслевые правила по охране труда при эксплуатации фреоновых холодильных установок. ПОТ Р М 015-2000. Изд. УПЦ "Талант" - 2001 - 56 с.

3. Онищенко Н.П. Безопасные методы работы при монтаже, наладке, эксплуатации аммиачных холодильных установок. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984 - 280 с.

4. Правила устройства и безопасной эксплуатации аммиачных холодильных установок. (ПБ-09-220-98) М.: 1999 - 90 с.

Размещено на Allbest.ru

...