Суднові холодильні установки, системи кондиціонування повітря та їх експлуатація

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Методичні вказівки до виконання курсової роботи

Суднові холодильні установки, системи кондиціонування повітря та їх експлуатація

Вступ

холодильний тепловий регенеративний

Методичні вказівки призначені для студентів судномеханічного факультету очної і заочної форми навчання. Вони будуть корисними при виконанні курсової роботи (КР) з дисципліни «Суднові холодильні установки, системи кондиціонування повітря та їх експлуатація».

Курсова робота є індивідуальним завданням, яке курсанти (студенти) отримують на кафедрі або вибирають з даного посібника самостійно через «Internet», згідно своєму варіанту.

У вказівках дана методика теплового розрахунку і вибір основних елементів суднових холодильних машин (компресора, теплообмінних апаратів, регулятора перегріву), характеристики яких містяться в таблицях, що приведені у додатках та спеціальній технічній літературі.

Використовуючи вказівки і технічну літературу, студенти отримують практичні навички самостійного виконання розрахунків холодильних машин суднових холодильних установок, закріплюють та узагальнюють знання, отримані при вивчені курсу.

1. Методичні вказівки

Варіант і вихідні дані для виконання КР курсант (студент) вибирає з таблиці варіантів завдань (додаток 1.1) відповідно двом останнім цифрам шифру залікової книжки і заповнює бланк завдання (додаток 1.2).

Виходячи із конкретного завдання розрахунки і оформлення КР виконують в такій послідовності.

Вступ. Призначення та використання холодильної техніки на водному транспорті.

Вибрати і накреслити принципову схему холодильної установки, коротко описати призначення і взаємозв'язок усіх її складових елементів і принцип роботи. Перебуваючи в рейсі, курсанту (студенту) є сенс використати схему холодильної установки даного судна.

По вихідним даним вибрати температурний робочий режим холодильної установки.

Побудувати цикл одноступінчастої холодильної машини в діаграмі i-lgР (додатки 1.5, 1.6) і визначити робочі параметри холодоагенту в вузлових точках, що характеризують роботу холодильної машини.

Виконати тепловий розрахунок холодильної машини і зробити вибір компресора.

Виконати розрахунки і зробити вибір теплообмінних апаратів (конденсатора, випарника, регенеративного теплообмінника).

Охарактеризувати холодильну установку як об'єкт автоматизації, пояснити призначення приладів автоматики та принцип їх роботи: терморегулювального вентиля (ТРВ), термостата, пресостата, моно - контролера, реле контролю змазування.

Зазначити характерні несправності холодильних установок, їх причини і способи усунення.

Указати літературу, що використовувалась при виконанні роботи.

КР виконується на стандартних аркушах формату А4 (297х210 мм) в комп'ютерному або рукописному варіантах. Титульний аркуш та зміст роботи виконуються відповідно додаткам 1.3 і 1.4.

Захист роботи проводиться індивідуально в термін зазначений кафедрою згідно з програмою дисципліни і робочим планом.

2. Вихідні дані до розрахунку

Вихідними даними для розрахунку є: вантаж, що підлягає термообробці, холодопродуктивність холодильної машини (Q_о, кВт), температура в рефкамері (рефтрюмі) (t_о,^оС), температура забортної води (t_з.в.,^оС), холодоагент, що використовується, система охолодження.

Відповідно до завдання вибираеться безпосередня або повітряна система охолодження. При цьому для охолодження рефприміщень застосовують:

батарейне (тихе) охолодження, при якому виникає природна циркуляція повітря;

охолодження повітроохолоджувачами з примусовою циркуляцією повітря.

Температуру в охолоджуваному приміщенні t_о вибирають із таблиці 2.1, відповідно до роду вантажу, що підлягає термообробці.

Таблиця 2.1. Норми завантаження охолоджуваних приміщень на суднах і оптимальні умови перевезення швидкопсувних вантажів

Вантаж	Питомий навантажувальний обє'м, Vг, м3/т	Температура зберігання t0,°С	Відносна вологість, %	Число обмінів свіжого повітря на добу, n
Масло, жири	2,0-2,	-4… - 2	85 - 90	1 - 2
М'ясо морожене	2.3-2,7	-20… - 18	95 - 100	1 - 2
М'ясо охолоджене	3,3-3,7	-3…+1	85 - 90	2 - 4
Овочі в ящиках	3,5-4,0	0…6	85 - 90	2 - 4
Риба морож. в бло-ках і картон. тарі	2,5-2,7	-20… - 25	70 - 100	1 - 2
Фрукти в ящиках	2,2 - 2.8	0…4	85 - 90	2 - 4

Вибрати і накреслити принципову схему холодильної установки (машини), що працює по регенеративному циклу, або іншу схему, в тому числі і реальну схему конкретного судна.

3. Розрахунок холодильної машини

Холодильна машина - це комплекс вузлів, який забезпечує відведення теплоти від об'єкта, що охолоджується (рефкамера, холодоносій).

Наприклад, для компресійної холодильної машини це випарник, компресор, конденсатор і дросельний устрій (ТРВ), поєднані між собою трубопроводами в певній послідовності у замкнуту герметичну систему. В комплект холодильної машини можуть входити допоміжні устрої (фільтри, осушники, регенеративні теплообмінники та ін.).

Холодильна машина є складовою частиною холодильної установки разом з об'єктами охолодження і додатковими допоміжними устроями.

У процесі розрахунку термодинамічний аналіз можна проводити як для холодильної машини, так і для холодильної установки, однак холодильна установка не має термодинамічного циклу. Термодинамічний цикл може описувати тільки схемне рішення холодильної машини.

В курсовій роботі дана методика розрахунку холодильної машини суднової холодильної установки (СХУ).

3.1 Вибір розрахункового робочого режиму холодильної машини

Правильно вибраний температурний режим роботи холодильної машини визначає в цілому ефективність роботи СХУ.

Робочий режим характеризується температурами кипіння холодоагенту t_и, конденсації t_к, переохолодження t_п, всмоктування t_вс, що залежать від заданої температури в рефприміщенні t_о відповідно до вантажу, що підлягає термообробці та навколишнього середовища (повітря, забортної води).

Температура конденсації залежить від температури і кількості води, що подається на конденсатор. Тому прийнявши температуру забортної води t_з.в.^оС, послідовно визначаємо усі температурні параметри, що характеризу-ють цикл холодильної машини (рис. 2.1б).

Температуру води на вході в конденсатор приймають такою, що дорівнює температурі забортної води, або на 1-2 ^оС вище, тобто:

Температура води на виході із конденсатора, ^оС

.

Температура конденсації холодоагенту, ^оС

,

Температура рідкого холодоагенту на виході з конденсатора t_п=t₄ з урахуванням переохолодження в конденсаторі ^оС

.

Температура рідкого холодоагенту перед ТРВ при наявності РТО з урахуванням переохолодження в РТО t_п=t₅, ^оС.

При відсутності РТО температура перед ТРВ дорівнює температурі холодоагенту на виході із конденсатора, тобто t₄.

Температура кипіння холодоагенту у випарних апаратах, ^оС:

- для випарних батарей безпосереднього охолодження

;

- для повітроохолоджувачів

.

Температура холодоагенту на виході з випарних апаратів з урахуванням часткового перегріву у випарнику.

;

В системі без РТО цю температуру умовно приймаємо на всмоктуванні в компресор, тобто t₇= t₁ (без урахування перегріву в трубопроводах на шляху до компресора).

При наявності РТО температура пари холодоагенту на всмоктуванні у компресор приблизно можна визначити як

,

Більш точно t₁ можна визначити по ентальпії і₁ з рівняння теплового балансу. При цьому використовується термодинамічна діаграма i-lgР.

;

.

По ентальпії і₁ на діаграмі знаходять точку 1, після чого визначають в ній температуру t₁, та інші параметри.

Рекомендується саме цей варіант визначення температури t₁.

3.2 Побудова циклу холодильної машини

По визначеним температурам у діаграмі i-lgР для прийнятого холодоагенту (додаток 1.5, 1.6) будують робочий цикл холодильної машини, визначають параметри у вузлових точках циклу, які заносять в таблицю 3.1.

Таблиця 3.1. Параметри холодоагенту у вузлових точках циклу

Вузлові точки	Температура t,°C	Тиск р, МПа	Ентальпія i, кДж/кг	Питомий об'єм v, м3/кг	Агрегатний стан холодоагенту
1
…
7

Побудова циклу виконується у такій послідовності:

На діаграмі i-lgР наносять ізотерми t_и, t_к, t_п, t_вс, які визначають режим роботи машини. В області насиченої пари між пограничними кривими насиченої рідини (х=0) і сухої насиченої пари (х=1) ізотерми сов падають з ізобарами і є постійними, тобто t=const; Р=const.

В результаті побудови циклу отримують характерні точки:

7 - на перетині ізотерми t₇ з ізобарою р_и в області перегрітої пари, характеризує стан холодоагенту на виході із випарника;

1 - на перетині ізотерми з ізобарою р_и в області перегрітої пари, характеризує стан холодоагенту на всмоктуванні в компресор після РТО. Із рівняння теплового балансу точка 1 знаходиться на перетині ентальпії і₁ з ізобарою р_и в області перегрітої пари. Ізотерма, що проходить через точку 1 визначає на верхній пограничній кривій (х=1) температуру При відсутності РТО ізотерма t₁=t_вс=t₇;

2 - на перетині адіабати S=const, яка проходить через точку 1, з ізобарою р_к, характеризує стан холодоагенту в кінці стиску в компресорі;

3 - на перетині ізотерми t_к (ізобари Р_к) з верхньою пограничною кривою сухої насиченої пари (х=1), характеризує початок конденсації;

4 - на перетині ізотерми t_п=t₄ і ізобари р_к в області переохолодженої рідини, характеризує стан холодоагенту на виході із конденсатора. Перетин ізотерми t_к з нижньою пограничною кривою насиченої рідини (х=0), характеризує кінець конденсації;

5 - на перетині ізотерми t_п=t₅ з ізобарою р_к в області переохолодженої рідини, характеризує стан холодоагенту після РТО перед ТРВ. При відсутності РТО стан холодоагенту перед ТРВ характеризується точкою 4;

6 - на перетині ентальпії і=const, що проходить через точку 5 з ізотермою t_и (ізобарою р_и) в області вологої насиченої пари, характеризує стан холодоагенту після дроселювання в ТРВ.

Питомий об'єм v, м³/кг визначається тільки для точки 1 по ізохорі, що проходить через указану точку.

Цикл одноступінчастого стиску, що показаний на рис. 2.1, б складається із слідуючих процесів:

6-7 - кипіння у випарнику при t_и=const і р_и=const з частковим перегрівом холодоагенту у випарнику при р_и=const (від верхньої пограничної кривої сухої насиченої пари до точки 7);

7-1 - перегрів пари холодоагенту в РТО при р_и=const;

1-2 - адіабатний стиск (S =const) в компресорі;

2-4 - процес відбору тепла в конденсаторі, де 2-3 - охолодження перегрітої пари до стану насичення (зняття перегріву) при р_к=const;

3-4 - конденсація холодоагенту при t_к=const і р_к=const з частковим переохолодженням в конденсаторі при р_к=const (від нижньої пограничної кривої насиченої рідини до точки 4);

4-5 - переохолодження рідкого холодоагенту в РТО при р_к=const;

5-6 - дроселювання холодоагенту в ТРВ від тиску і температури конденсації р_к, t_к до тиску і температури випарювання р_и, t_и по лінії ентальпії і=const.

3.3 Тепловий розрахунок холодильної машини і характеристик компресора

В процесі розрахунку необхідно визначити питомі величини, що характеризують роботу холодильної машини, масову і об'ємну кількість холодоагенту, що циркулює в системі, коефіцієнт подачі компресора з урахуванням об'ємних збитків, геометричний об'єм, що описують поршні і по якому може бути вибрано компресор, потужність компресора з урахуванням енергетичних збитків, що характеризуються коефіцієнтами корисної дії, теоретичний і дійсний холодильні коефіцієнти, що в цілому характеризують економічну і енергетичну ефективність холодильної машини.

Розрахунки виконуються в такій послідовності.

Питома масова холодопродуктивність, кДж/кг

q₀ =і₇ - і₆.

Питома об'ємна холодопродуктивність, кДж/м³

,

де v₁ - питомий об'єм пари на вході в компресор, м³/кг, (в точці 1, рис. 2.1, б)

Питома теоретична (адіабатна) робота стиску в компресорі (робота затрачена на цикл), кДж/кг

l_о=і₂ - і₁;

Теоретичний холодильний коефіцієнт

.

Дійсна маса холодоагенту G₀, що надходить у компресор із випарника (дійсна масова подача компресора), кг/сек

.

Дійсний об'єм пари холодоагенту V₀, що надходить у компресор із випарника (дійсна об'ємна подача компресора), м³/сек

V_о=G_оv₁.

Коефіцієнт подачі компресора

,

де с - відносна величина шкідливого простору (с = 0,015ч0,05);

р_к, р_и - тиск конденсації й кипіння холодоагенту, МПа;

Т_к, Т_и - температура конденсації й кипіння холодоагенту, К, (Т=273+t ^оС).

Об'єм, що описують поршні компресора (теоретична об'ємна подача компресора), м³/сек

.

Об'єм V_h, м³/сек. також можна визначити по формулі

.

Теоретична (адіабатна) потужність компресора, кВт

N_a = l_о G_о.

Індикаторна потужність компресора, кВт

N_i= N_a /з_i,

де з_i - індикаторний коефіцієнт корисної дії (ККД).

Для визначення індикаторного ККД можна використати емпіричну формулу Лєвіна,

з_i = л_щ+b · t_u,

де - об'ємний коефіцієнт, що оцінює втрати, які пов'язані із підігрівом холодоагенту за рахунок теплообміну пари зі стінками циліндра,

- для прямоточних компресорів ;

- для непрямоточних компресорів

b - емпіричний коефіцієнт. Для хладонових компресорів b = 0,0025, для аміачних - 0,001;

t_u - температура кипіння холодоагенту у випарнику, ^оС (підставляється в формулу зі своїм знаком).

Потужність механічних втрат у компресорі, кВт

,

де р_тр. - питомий тиск тертя,

р_тр. = 0,02ч0,035 МПа - для фреонових непрямоточних компресорів;

р_тр. = 0,04ч0,06 МПа - для фреонових прямоточних;

р_тр. = 0,05ч0,07 МПа - для аміачних.

V_h - об'єм, що описують поршні компресора, м³/сек.

Потужність механічних втрат залежить від розмірів і режиму роботи компресора.

Ефективна потужність на валу компресора, кВт

N_e = N_i + N_м.

Механічний коефіцієнт корисної дії компресора

з_м=N_i /N_е.

Механічний ККД залежить від конструктивних особливостей, режиму роботи, якості монтажу і стану компресора.

Потужність на валу електропривода

де з_ел.д. - ККД електродвигуна, з_ел.д.=0,8ч0,9;

з_пер. - ККД клиноремінної передачі, з_пер. = 0,96ч0,99.

Потужність електродвигуна вибирають із запасом 10ч15%, щоб запобігти перевантаженню.

Ефективний коефіцієнт корисної дії

Ефективний ККД оцінює сумарні індикаторні і механічні збитки в компресорі.

Електричний коефіцієнт корисної дії

Електричний ККД враховує, крім того, і збитки в електродвигуні. Електричний ККД використовують для оцінки енергетичних збитків головним чином у герметичних і безсальникових компресорах, тобто із вбудованими в корпус компресора електродвигунами.

Енергетична ефективність холодильних компресорів, як і енергетична ефективність холодильних машин в цілому, характеризується дійсними холодильними коефіцієнтами.

Дійсний ефективний холодильний коефіцієнт

Дійсний електричний холодильний коефіцієнт

Компресор може бути вибраний по розрахованому об'єму V_h, що описують поршні компресора. Використовуючи основні конструктивні виміри вибраного компресора, об'єм V_h, м³/сек. можна уточнити по формулі

,

де D - діаметр циліндра, м;

S - хід поршня, м;

n - частота обертання вала, об/хв.;

z - кількість циліндрів.

Але треба мати на увазі, що холодопродуктивність одного і того ж компресора залежить від температурних умов роботи і може змінюватися в широких межах. Умови роботи, при яких фактично працює холодильна машина, називають робочими, а холодопродуктивність при цих умовах - робочою холодопродуктивністю. Оскільки робоча холодопродуктивність компресора при V_h=const і п=const (п - частота обертання) залежить від умов роботи, то вона не може служити характеристикою компресора при його виборі.

Паспортні дані компресорів приводяться в стандартних режимах, які не совпадають з розрахунковими. Для того, щоб бути впевненим в правильності вибору компресора, доцільніше його вибирати по необхідній холодопродуктивності у стандартних умовах Q_о.с. і перевіряти по величині V_h.

Тому необхідну розрахункову холодопродуктивність Q_о, кВт, перераховують на стандартні умови роботи компресора, якими є:

t_к.с.=30 ^оС - температура конденсації;

t_п=25 ^оС - температура перед ТРВ;

t_и..= -15 ^оС - температура випарювання;

t_вс= t₁=15^оС - температура всмоктування.

Залежність між стандартною холодопродуктивністю і робочою виражається слідуючим рівнянням:

,

де Q_о, Q_о.с. - холодопродуктивність компресора при робочих і стандартних умовах, кВт;

q_v, q_vс - питома об'ємна холодопродуктивність при робочих і стандартних

умовах, кДж/м³

для хладона R-22 q_vс = 2160 кДж/м³;

для хладона R-134а q_vс ? 1286 кДж/м³;

л, л_c - коефіцієнт подачі при робочих і стандартних умовах.

л_c визначають аналогічно робочим умовам.

Компресор вибираємо по таблицям - додатки 3.3, 3.4, а по вибраному компресору вибираємо холодильну машину по таблиці - додаток 3.5.

Умовні позначення до таблиць - додатки 3.3, 3.4.

Компресор: П - поршневий сальниковий; ПБ - поршневий без сальниковий; ПГ - поршневий герметичний; ПБД - поршневий без сальниковий двоступінчастий; БС - безсальниковий із вбудованим електродвигуном; С - сальниковий із зовнішнім приводом; Р - ротаційний; Ф - фреоновий; В-вертикальний; V-V-подібний; W - W-подібний; VV-VV-подібний; S - короткий хід поршня; L - довгий хід поршня.

Холодопродуктивність Q_о і потужність N приведені до стандартних умов.

За більш докладною інформацією по вибору компресора і холодильних машин та їх характеристиками необхідно звернутися до літератури [1, 2, 3, 5].

3.4 Тепловий розрахунок теплообмінних апаратів

Основними теплообмінними апаратами в схемах суднових холодильних установок є конденсатори, випарники для охолодження холодоносія, випар-ники для охолодження повітря, переохолоджувачі, регенеративні теплообмін-ники.

Тепловий розрахунок любого теплообмінного апарата заключається у визначенні поверхні теплообміну.

Розрахунок конденсатора

Конденсатор - апарат, в якому відбувається процес конденсації перегрітої пари холодоагенту, що подається компресором, за рахунок охолодження водою, повітрям.

В суднових холодильних установках найбільш розповсюджені горизонтальні кожухотрубні і кожухозмійовикові конденсатори, що охолоджуються забортною водою, а також повітряні конденсатори з примусовим рухом повітря (в агрегатах рефконтейнерів, установках кондиціонування повітря).

Розрахунок конденсатора передбачає визначення площі тепло обмінної поверхні, по якій підбирають марку і кількість конденсаторів із сумарною площинною поверхні, що дорівнює розрахунковій.

Крім того визначають витрати охолоджувальної води, що проходить через конденсатор і вибирають відповідну марку насоса.

Площа теплообмінної поверхні кожухотрубного конденсатора, м²

,

де Q_к=Q_к.т. - теоретичне теплове навантаження на конденсатор з урахуванням переохолодження холодоагенту в конденсаторі, кВт

,

Q_к=Q_к.д - дійсне теплове навантаження на конденсатор з урахуванням збитків в процесі стиску в компресорі, кВт

Q_к.д=Q_о+N_і;

Оскільки Q_к.т < Q_к.д, розрахунки рекомендується виконувати по формулі дійсного теплового навантаження.

К_к - коефіцієнт теплопередачі, віднесений до внутрішньої поверхні теплообмінних трубок, Вт/м²К, вибираємо по таблиці - додаток 3.6;

и_к - повний температурний напір у конденсаторі,°С (середня логарифмічна різниця температур), ^оС

;

з_к - коефіцієнт запасу поверхні (на заглушку частини трубок при їхньому ушкодженні); з_к = 1,05ч1,1.

Марку конденсатора і його характеристики вибираємо по таблицям - додатки 3.7, 3.8, відповідно до розрахункової площі F_к, м².

Умовні позначення до таблиці - додаток 3.7, наприклад:

Конденсатор марки МКТНР-10:

М - морського виконання;

К - конденсатор;

Т - трубчастий;

НР - накатними ребрами.

Площа зовнішньої теплообмінної поверхні трубок дорівнює 10 м².

Умовні позначення до таблиці - додаток 3.8.

Фірма SABROE випускає серію кожухотрубних конденсаторів типу SК-6 у горизонтальному виконанні для фреонових холодильних машин, наприклад:

Конденсатор марки SК6-8,5/8 «F45:

кількість трубок n=45;

діаметр обичайки D=8,5/8»=219 мм;

зовнішня поверхня F=16,5 м²;

довжина апарата L=2500 м;

витрата води G_w=3,83 кг/с;

втрата напору ДР=12,5 кПа.

Продуктивність насоса охолоджувальної води, що надходить у конденсатор, м³/год

,

де c_щ= 4,19 кДж/(кг·К) - теплоємність води;

с = 1011ч1028 кг/м³ - щільність морської води;

з_щ = 1,05ч1,1 - коефіцієнт запасу подачі насоса;

t_щ1, t_щ2 - температура води на вході в конденсатор і виході із нього

Марку насоса і його характеристики вибираємо по таблиці - додаток 3.9.

Розрахунок випарника

Випарник - теплообмінний апарат, у якому кипить холодильний агент за рахунок теплоти, що відбирається від середовища, яке охолоджується (повітря, розсол, вода) і завдяки чому досягається ефект охолодження. Відповідно до роду охолоджувального середовища розрізняють випарники для охолодження проміжного холодоносія (кожухотрубні, кожухозмійовіко-ві) і охолодження повітря в рефприміщеннях. Випарники для охолодження повітря при його вимушеній циркуляції називаються повітроохолоджувачами, а при природній - батареями безпосереднього охолодження.

На рефрижераторних і транспортних суднах з системами безпосереднього і повітряного охолодження для зберігання вантажу в трюмах і провізійних камерах застосовують пристінні батареї безпосереднього охолодження з оребреними трубами, фреонові повітроохолоджувачі і панельні батареї екранного типу.

Кожухотрубні випарники застосовують на рефрижераторних суднах з розсольними системами.

Панельні батареї екранного типу представляють собою гладкотрубні батареї з припаяним з однієї бокової сторони латунним листом-екраном.

Маючи розвинуту поверхню охолодження, такі батареї добре екранують вантаж від проникнення зовнішніх теплопритоків, що приводить до зниження природного збитку продуктів.

Зважаючи на деякі конструктивні особливості випарників екранного типу і зокрема панельних систем, їх методика розрахунку у даній КР не приводиться, як і розсольних кожухотрубних.

Розрахунок випарника (трубної батареї, повітроохолоджувача) полягає у визначенні теплопередаючої поверхні.

Розрахункова поверхня випарних апаратів, м²

,

де Q_и - теплове навантаження випарних апаратів: батарей безпосереднього охолодження і повітроохолоджувачів, кВт, з урахуванням коефіцієн - та запасу поверхні теплообміну (1,05ч1,15)

Q_и = (1,05ч1,15) Q_о;

b = 0,7ч0,8 - коефіцієнт робочого часу апарату;

К_и - коефіцієнт теплопередачі випарних апаратів, Вт/(м²·К), вибирається по таблиці - додаток 3.6;

- різниця температур повітря в рефприміщенні і у випарнику,°C.

Марку і характеристики випарників (повітроохолоджувачів або батарей) обираємо з таблиць - додатки 3.10, 3.11, 3.12, 3.13, 3.14, 3.15.

Повітроохолоджувачі марки ВОМВ установлюють в спеціальних ви городках трюмів, а електровентилятори монтують над ними. Технічна характеристика - додаток 3.11.

Для безпосереднього охолодження суднових провізійних камер використовують сухі хладонові повітроохолоджувачі порівняно невеликих розмірів марки ВО і МВОФ. Технічна характеристика - додатки 3.10, 3.11.

У повітроохолоджувачів марки МВОФ-Э для зняття снігової шуби (інея) вбудовані електронагрівачі.

Батареї типу БНР - батарея настінна ребриста. Їх технічна характеристика приведена у додатку 3.12. Виконання батарей звичайне і тропічне. У разі тропічного виконання до індексу батареї добавляють букву Т (наприклад БНР - 6,6 Т).

Батареї типу ИРСН - випарник (И - испаритель) ребристий, сухий, настінний. Технічна характеристика - додаток 3.13.

Батареї типу БН і БНИ - гладкотрубні батареї безпосереднього випарювання. Вони мають конструктивні відмінності, а також різну поверхню теплопередачі в залежності від марки.

Розрахунок регенеративного теплообмінника

В регенеративному теплообміннику (РТО) здійснюється теплообмін між рідким холодильним агентом, що поступає із конденсатора до терморегулювального вентиля (ТРВ) і паром холодильного агента, який відбирає компресор із випарника (рис. 2.1, а). Цей процес дозволяє здійснити регенерацію тепла у циклі холодильної машини. В процесі теплообміну рідкий холодильний агент переохолоджується, тобто температура його знижується у порівнянні з температурою конденсації, а пари холодильного агенту перегріваються у порівнянні з температурою випарювання.

Переохолодження рідкого холодоагенту зменшує збитки при дроселюванні у ТРВ, що приводить до збільшення холодопродуктивності холодильної машини, а перегрівання перед всмоктуванням гарантує сухий хід компресора і покращує його дійсні процеси. Крім того, перегрівання пари викликає виділення масла, що повертається у компресор.

По конструктивному виконанню теплообмінники бувають кожухотрубні і кожухозмійовикові. По змійовику чи трубах проходить рідкий холодоагент, а по між трубному простору - пара.

Теплообмінники підбирають по площі теплопередаючої поверхні

,

де Q_то. - теплове навантаження (тепловий потік) на теплообмінник, кВт;

К - коефіцієнт теплопередачі теплообмінника, Вт/(м²К),

К=180ч300 Вт/(м²К);

Дt_ср. - середня різниця температур у теплообміннику між середньою температурою переохолодженої рідини t_по.р і середньою температурою перегрітою пари t_пг.п.

;

t₁, t₄, t₅, t₇ - температура у розрахункових точках циклу ^оС (табл. 3.1).

Тепловий потік у теплообміннику визначається із умови теплового балансу, кВт

Q_mо.=G_о(і₄-і₅)=G_о(і₁-і₇),

де G_о - маса циркулюючого холодоагенту, кг/с;

і₄, і₅ - ентальпія рідини, що входить у теплообмінник і виходить із нього, кДж/кг;

і₇, і₁ - ентальпія пари, що входить у теплообмінник і виходить із нього, кДж/кг.

Марку і характеристику РТО вибирають по таблиці - додаток 3.16.

4. Автоматизація суднових холодильних установок

На сучасних суднах використовують холодильні установки з високим ступенем автоматизації, що надійно захищає їх від аварій, забезпечує підтримку заданого температурного режиму в рефприміщеннях, підвищує економічність установки.

Комплексна автоматизація СХУ включає три системи: систему автоматичного регулювання (САР); систему автоматичного захисту (САЗ); систему автоматичної сигналізації (САС).

САР управляють роботою холодильної установки. Вони підтримують задані температурні режими в об'єктах охолодження, забезпечують безопас-ну і ефективну роботу холодильної машини.

САЗ забезпечують виключення компресора при надмірному підвищенні тиску або температури нагнітання, пониження тиску всмоктування або тиску в системі змазування компресора.

САС видає попереджувальний або аварійний сигнал в залежності від ступеню відхилення параметра, що регулюється.

Кожна із систем комплектується відповідними автоматичними приладами, які також можна розділити на три групи: регулювання, управління і захисту.

В залежності від принципу дії автоматичні прилади бувають двох типів: позиційної і безперервної (плавної) дії.

Автоматичні прилади мають діапазон регулювання і диференціал (зона нечутливості, тобто зона, де прилад не реагує на зміну величини параметра, що регулюється).

Номенклатура приладів автоматики, що використовують в СХУ досить численна. Для їх детального вивчення необхідно звертатися до спеціальної літератури. В КР необхідно коротко охарактеризувати основні прилади авто-матики СХУ.

Одним із основних елементів в схемі холодильної машини (рис. 2.1, а) є пропорційний регулятор прямої дії, який звичайно називають терморегулю-вальним вентилем (ТРВ).

Він служить для автоматичної підтримки перегріву пари, що виходить із випарника, в заданих межах. Тому ТРВ має ще іншу назву - регулятор перегрі-ву. Регулювання перегріву здійснюється зміною кількості холодоагенту, що проходить через ТРВ. Таким чином регулятор перегріву опосередковано регу-лює ступінь заповнення випарника холодоагентом.

На транспортних суднах застосовують ТРВ з внутрішнім і зовнішнім зрівнянням. Перший тип ТРВ використовують переважно у випарниках систем охолодження провізійних камер, а другий у випарниках великої холо-допродуктивності.

Для маркірування ТРВ використовують індекси:

ТРВ - скорочене найменування приладу; 12 (R134а), 22 - умовне позначення холодоагенту (для фреону R12 альтернативним є - R 134а); число після позначення ТРВ вказує на мінімальну холодопродуктивність при визначених температурних умовах; М - конструкція ТРВ модернізована; Н і В-темпера-турний діапазон використання ТРВ; У2 - для роботи в умовах помірного клімату; Т2 - для роботи в умовах тропічного клімату; ОМ5 - для роботи у приміщеннях з підвищеного вологістю на морських суднах; К - корабельне виконання; ТМ5 - для роботи у приміщеннях, в яких може бути наявність води або конденсації вологи на переборках.

Для знайомства з маркіруванням ТРВ інших іноземних фірм необхідно звертатися до довідкової літератури і технічної документації.

При виконанні КР терморегулювальний вентиль можна вибрати із таблиці основних технічних характеристик ТРВ (додаток 4.1) по номінальній холодопродуктивності холодильної установки Q, кВт.

Крім того, використовуючи літературу [1, 3, 4, 5] і технічну докумен-тацію, охарактеризувати холодильну установку як об'єкт автоматизації, процеси, що підлягають автоматизації, призначення і принцип дії основних приладів автоматики, таких як: реле температури (термостат); реле низького тиску (пресостат); реле високого тиску (моно контролер); реле контролю змазування; соленоїдного вентиля (електромагнітний клапан); водорегулювального вентиля.

Размещено на Allbest.ru

...