Исследование энергетических характеристик компрессора

Размещено на http://www.allbest.ru/

Исследование энергетических характеристик компрессора

Автоматический расходомер позволяет осуществлять тестирование компрессоров работающих с охлаждающей жидкостью в данных рабочих условиях. Расходомер состоит из трех основных элементов:

-устройство для подсоединения тестируемого компрессора;

-пневматический контур, используемый для установки и корректировки термодинамических условий охлаждающей жидкости;

-система обработки информации - для подбора и хранения в памяти данных теста.

Основным элементом является ПК, через который можно запрограммировать последовательность выполнения тестов, характеристики тестируемого компрессора, и параметры выполняемого теста.

Основная часть

Тестируемый компрессор должен иметь стабилизированное и управляемое напряжение питания. База данных содержит все типы компрессоров, их соответствующие номинальные значения напряжения и частота. Во время теста система обработки информации производит измерение установленного напряжения и постоянно производит его корректировку. Используемый генератор может подавать питание на компрессор более низкого или высокого напряжения чем номинальное.

Пневматический контур (рисунок 1) расположен в помещении с кондиционированием воздуха где постоянно поддерживается температура равная 32 °С. Он состоит их калориметрического контура и параллельных станций осуществляющих тестирование сразу по нескольким величинам. На главной панели управления показаны измеряющие инструменты, трубки и из соединения, электромагнитные клапаны и теплообменники.

Используется три типа измерительных инструментов:

- температурные щупы: РТ100s - используются для измерения температуры охлаждающей жидкости, термопары типа К используются для измерения температуры воды в теплообменниках, и температуры металлических элементов (корпуса компрессора или труб, или нагревающихся устройств);

- датчики давления на 4 - 20 мА: датчик, расположенный в калориметрическом контуре измеряет подаваемое давление, тогда как каждая станция имеет устройство, подсоединяемое непосредственно к подающей трубке для измерения давления всасывания;

- расходомер Кориолиса на 4 -- 20 мА: расходомер расположен на выпуске компрессора: для обеспечения высокого качества измерений, прибор должен быть закреплен в калориметрическом контуре во избежания действия ударов или существенных вибраций.

Рисунок 1 - Пневматический контур

Электронные платы, расположенные в панели осуществляют регулировку давления и температуры следующим образом: электронный контур сравнивает измеряемое значение с соответствующим запрограммированном сигналом и при этом активизирует устройство привода до тех пор, пока эти значения не станут равны. Давление всасывания и спуска контролируется двумя клапанами (VPR1 и VPR2) которые корректирует расход газа. Нагревательный элемент обматывается и подсоединяется к плате регулировки температуры, для обеспечения того, что охлаждающая жидкость не окажет значительного влияния на колебания температуры (возможное изменение фазового состояния) в критичных точках контура (длинные трубки или зоны со значительным изменением давления).

В калориметрическом контуре так же расположены следующие устройства:

- теплообменники в контуре всасывания расположен противоточный конденсатор (SС5), который использует воду в качестве вторичной жидкости: температура воды устанавливается (при помощи SС4 ) таким образом, чтобы всасываемый газ сохранял установленную температуру. В контуре спуска расположен водный теплообменник (SС1) и два масляных теплообменника (SС2 и SСЗ), которые используются для поддержания первоначальных термодинамических условий газа;

- компрессор для возврата газа: используется для перекачки обратно в емкость газа, оставшегося в компрессоре после проведения калориметрического теста;

- вакуумный насос: используется для удаления воздуха, находящегося внутри пневматического контура после подключения компрессора к соответствующей станции. Охлаждающая жидкость остается в емкости;

- фильтр: удаляет возможную грязь и механические примеси находящиеся внутри компрессора во время теста. Кроме того, он улавливает на сколько это возможно масло, находящееся в контуре. Патрон с фильтром необходимо регулярно менять;

- электромагнитные клапаны: клапаны с электрическим управлением на 24 В переменного тока, закрытые или открытые в нормальном состоянии.

Результаты всех измерений, выполняемы при калориметрическом тесте поступают на электронные платы, которые соединяют ПК с измеряющим инструментом. Непосредственно получаемые величины следующие:

- напряжение питания (Вольт), потребляемый ток (Ампер), электрическая мощность (Ватт);

- расход (Кг/час);

- давление всасывания и спуска (абсолютный бар);

- температура всасывания и спуска, температура корпуса компрессора, комнатная температур (С).

Величины сопротивления и температуры проводки, охлаждающая проводка и С.О.Р. вычисляются косвенно при помощи формул.

Перед началом любого теста, проверяем, что температура в помещении, где расположен калориметрический контур находится в пределах допустимых отклонений, установленных оператором. Если результат проверки отрицательный, тест прерывается. Газ, оставшийся внутри компрессоров должен быть возвращен.

Перед выполнением операции возврата, система ожидает две минуты для осуществления балансировки верхнего и нижнего давления компрессора СР (рисунок 4.6), после старта системы включается обходной клапан VP1 и выбирается компрессор, спуск которого необходимо осуществить. Продолжительность восстановления газа тестируемого компрессора - параметр, который устанавливается при конфигурации, и давление внутри компрессора должно быть менее 1 бара. Неисправность при восстановлении (например не работает СР) сбоя не вызывает.

Тест утечки разделен на три фазы:

- измерение сопротивления обмотки, пока она холодная и синхронизация с температурой корпуса;

- всасывание воздуха во внутрь компрессоров (при помощи вакуумного насоса) для предотвращения загрязнения охлаждающей жидкости;

- проверка наличия утечек в пневматическом контуре.

Тест утечки должен выполняться после герметичного подсоединения всех компрессоров к соответствующим станциям.

Цель испытаний на функционирование - определение охлаждающей способности (в Ккал/час) и коэффициента (СО.Р.) компрессора для охлаждающих жидкостей. Оба значения рассчитываются при помощи формул.

Определение значения суточного потребление электроэнергии заключается в измерении потребления электроэнергии холодильника в установившемся режиме не менее 24 часов, при этом период измерений должен содержать целое число циклов работы холодильного агрегата.

Все испытания представляли собой стандартное измерение потребления электроэнергии при температуре окружающей среды t= 25 °С в соответствии с ISO 15502. Во всех испытаниях использовалась исходная доза заправки хладагентом.

Здесь приведены среднестатистические результаты испытаний серийно выпускаемого компрессора НКВ и усовершенствованного ОКВ.

В таблице 1 приведены среднестатистические результаты выборочных испытаний компрессора НКВ 8-3-К, проведенные ПАО «НОРД» в марте 2005 года.

энергетический тест компрессор

Таблица 1 - Среднестатистические результаты испытаний компрессоров

В таблице 2 приведены среднестатистические результаты суточного потребления электроэнергии холодильника ДХ 271 в котором установлен компрессор модели НКВ8-3-К

Таблица 2. Потребление электроэнергии ХП с использованием компрессора НКВ 8-3-К

Компрессор НКВ 8-3-К, нас не устраивает в виду своего низкого коэффициента удельной холодопроизводительности Ке, поэтому было принято решения провести модернизацию данного компрессора.

Усовершенствования компрессора проводились в следующих основных направлениях:

1.Снижение механических потерь:

-применение масла пониженной вязкости с уменьшением диаметрального зазора в паре поршень-цилиндр до 5ч8 мкм;

-снижение эксцентриситета вала до 10 мм;

-увеличение длины шатуна до 41,5 мм.

2.Уменьшение «мертвого» пространства:

-уменьшение допустимой величины мертвого пространства до 5ч9 мкм:

-уменьшение размеров фасок, циковок на поршнях, цилиндрах и клапанной плите;

-уменьшение диаметра на прокладках под все типоразмеры поршня.

3.Повышение эффективности электродвигателя:

-применение улучшенной динамной стали;

-увеличение высоты пакета статора;

-изменение сечения эмаль-проводов.

Для снижения суточного потребления электроэнергии были изготовлены экспериментальный образцы компрессора с улучшенными характеристиками теплоэнергетических параметров. Новый усовершенствованный компрессор получил наименование ОКВ 8-3-К, его экспериментальные показатели приведены в таблице 3

Таблица 3 Результаты испытаний нового компрессора ОКВ 8-3-К

Установив новый компрессор, в базовый бытовой холодильник и проведя эксперимент, согласно вышеизложенной методике мы получили следующие результаты, которые приведены в таблице 4

Таблица 4 Потребление электроэнергии ХП с использованием компрессора ОКВ 8-3-К

В результате испытаний суточное потребление электроэнергии холодильника, с установленным новым компрессором ОКВ 8-3-К, составило 0,734 кВт*ч, что по прежнему соответствует классу энергетической эффективности А.

Размещено на Allbest.ru