122898 (Бытовой холодильный прибор; разработка системы охлаждения герметичного компрессора)
Описание файла
Документ из архива "Бытовой холодильный прибор; разработка системы охлаждения герметичного компрессора", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "промышленность, производство" из , которые можно найти в файловом архиве . Не смотря на прямую связь этого архива с , его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "курсовые/домашние работы", в предмете "промышленность, производство" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "122898"
Текст из документа "122898"
Введение
В современном мире из всего ассортимента бытовой техники, наибольшее использование нашли холодильные приборы (в дальнейшем холодильники). Холодильники используют как в промышленной, так и в бытовой сферах жизни человека.
Холодильник предназначен для длительного хранения продуктов (пища, вода и т.д.), что значительно уменьшает затраты как и предприятия в целом (например, хранение полуфабрикатов), так и человека.
Основной частью холодильника является мотор-компрессор (в дальнейшем компрессор). От исправности и надлежащей работы компрессора зависит уровень производительности холодильника, а также его срок службы.
Компрессоры различают: винтовой, поршневой и т.д. В настоящее время наиболее широкое применение нашли поршневые герметичные мотор-компрессоры.
Поэтому, в данной курсовой работе рассматриваются системы охлаждения герметичных поршневых мотор-компрессоров.
Для дальнейшего рассмотрения темы данной курсовой работы необходимо начать с определения «герметичный компрессор холодильный». В силу обязательной герметичности компрессоров, примем определение «компрессор холодильный».
-
Компрессор холодильный
Холодильный компрессор определяет производительность и экономичность холодильной установки.
Любой холодильный компрессор представляет собой устройство, обеспечивающее циркуляцию хладагента в системе холодильного агрегата. Именно качество работы компрессора становится решающим фактором, определяющим работоспособность холодильной установки, ее производительность и экономичность. Винтовой компрессор и поршневой компрессор: использование в различных отраслях производства
Компрессор – это сердце холодильной установки. Область использования данного типа компрессоров достаточно обширна. Винтовой компрессор, предназначен для работы в широком диапазоне температур и климатических условий. Они предназначены для работы в составе установок систем хладоснабжения промышленного назначения:
•систем кондиционирования;
•охлаждения жидкостей;
•камер и складов хранения;
•систем заморозки и шоковой заморозки продуктов;
•скороморозильных аппаратов.
Поршневой компрессор предназначен для работы в составе установок хладоснабжения коммерческого назначения:
•в составе центральных компрессорных станций;
•для малых и средних камер хранения;
•низкотемпературных камер заморозки и т.д.
Холодильные компрессоры представляют собой устройства, обеспечивающие циркуляцию хладагента в системе холодильного агрегата. Именно качество работы компрессора становится решающим фактором, определяющим работоспособность холодильной установки, ее производительность и экономичность.
Высокие эксплуатационные качества компрессоров также не вызывают сомнений. Полугерметичные и винтовые компрессоры пользуются заслуженной популярностью.
-
Система охлаждения компрессоров холодильных
Компрессор, бесспорно, является важнейшей частью холодильной установки, однако ее эффективная и безаварийная работа невозможна без надежной системы охлаждения. В современных холодильных установках используется как воздушное, так и жидкостное охлаждение.
Конденсатор воздушного охлаждения (конденсатор воздушный) - это теплообменный аппарат, в котором хладагент переходит из парообразного состояния в жидкое. Сжатые пары хладагента, поступая в конденсатор воздушный, охлаждаются и конденсируются, - это и есть переход в жидкое состояние. Процесс сопровождается выделением тепла, поступающего во внешнюю среду.
Холодильные поршневые компрессоры уже много лет успешно используются в различных областях охлаждения: от глубокой заморозки до аэрокондиционирования.
Компрессоры «Поколение 2» имеют единую техническую концепцию, охватывают всю область применения.
Традиционные и хлор-несодержащие HFC хладагенты.
Основные характеристики:
•передовая конструкция клапанных досок;
•высочайшее качество и износостойкость коленвалов и шатунно-поршневой группы;
•высокоэффективные встроенные электромоторы с охлаждением всасываемыми парами;
•апробированная система возврата масла;
Для низкотемпреатурного применения на R22 компрессоры оснащаются системами «Varicool», «CIC», используются в качестве Бустер-ступеней.
Основные характеристики последней разработки — «Октагон-серии»:
•компактность;
•малое требуемое место для установки;
•универсальное применение;
•минимальная потребляемая мощность;
•особенно малая шумность;
•отсутствие вибрации.
-
Система охлаждения компрессора «CIC»
CIC-система - электронно контролируемый впрыск хладагента в одноступенчатый герметичный поршневой компрессор.
Рассмотрим использования CIC-системы в герметичных поршневых компрессорах фирмы BITZER.
3.1 Общее описание
Использование хладагента R22 вместо R502 в низкотемпературных системах предъявляет особенно высокие требования к компрессору и системе смазки. Температура нагнетаемого газа может вместе с повышенным давлением конденсации быстро достигать недопускаемых значений, где срок стабильности холодильного масла очень короток и поэтому срок службы компрессора уменьшается. CIC-система (прибор электронного контроля впрыска требуемого хладагента), это действующий надежный метод ограничения температуры нагнетания 4 и 6 цилиндровых одноступенчатых поршневых компрессоров.
3.2 Описание функций
C компрессорами большой производительности, при достаточном внешнем принудительном воздушном охлаждении, как и с VARICOOL-системой, не используется. Причина этому - менее благоприятные взаимоотношения, при увеличивающейся производительности, тепла двигателя и компрессора к внешней поверхности охлаждения компрессора. Для улучшения охлаждения в ограниченной термо-области, BITZER разработал систему, где охлаждение всасываемого газа, внешняя поверхность охлаждения и управляемый впрыск хладагента объединены.
Центральной единицей данного объединенного метода охлаждения является система-CIC с контрольным модулем (2), температурным сенсором (3) и импульсный клапан впрыска (5). Первичной функцией данных компонентов является продолжительный контроль температуры нагнетания, регулируемый модулем управления (рис.1). Когда температура нагнетания достигает определенного значения - жидкий хладагент впрыскивается в камеру всасывания компрессора (после двигателя) и в направлении против стенок горячего цилиндра, при помощи специальной диафрагмы (4). Импульсный клапан впрыска (5) гарантирует точно дозированную количественную регуляцию. Жидкий хладагент охлаждает область цилиндра, благодаря испарению, и в то же время сокращает температуру всасываемого газа (перегрева) передаваемого из двигателя. Эта мера объединена с внешним принудительным охлаждением. Этот метод устанавливает температуру нагнетаемого газа в одноступенчатом сжатии на уровне, рассматриваемом как безопасный, при практических условиях. При понижении температуры, впрыск прерывается, и затем снова запускается по требованию. В случае недостаточного охлаждения или слишком критических условий работы компрессор отключается для безопасности. Ошибка может быть зарегистрирована при помощи потенциального свободного пускового реле.
Рисунок 1. Герметичный поршневой компрессор с CIC-системой и дополнительным вентилятором
-
Компрессор.
-
Модуль управления.
-
Температурный сенсор.
-
Сопло впрыска.
-
Импульсный клапан впрыска.
-
Добавочный вентилятор.
3.3 Диапазон применения
Несмотря на высокую степень развития этой системы охлаждения, предел применения должен быть меньше, чем у двухступенчатого компрессора или такой же производительности, по техническим причинам. Это надо рассматривать как направленный впрыск хладагента для охлаждения компрессора, произведенный по специальным условиям. При большем количестве впрыска, из-за особенно высоких требований охлаждения (крайние условия работы), существует повышенная опасность смывания масляной пленки со стенок цилиндра, благодаря высокому насыщению масла невыпаренным хладагентом. В добавление - объемный поток из испарителя меньше и поэтому производительность хладагента и эффективность работы уменьшается. Следуя девизу BITZER “максимум производственной надежности и эффективности”, эта система рекомендуется только там, где температура конденсации регулируется потоком газа и где исключаются большие объемы. В добавление к этому, перегрев всасываемого газа следует сохранять на таком низком уровне, как только можно, и температура, испарения не должна достигать слишком низких значений. Впрыск г аза затем будет происходить только периодически в работе и поэтому сокращается влияние на производительность и уменьшается опасность теплового износа ведущих частей.
Пояснение к диаграмме: (1) Применение в этой области также технически возможно, тем не менее следует ограничивать к исключениям из-за сокращенной холодопроизводительности, эффективности и рабочей надежности (смотри объяснения). Так же возможна работа с высокими температурами испарения (Tоmax. - 5C).
3.4 Схема холодильного цикла
Холодильный цикл в основном идентичен с другими нормальными технологиями. Наиболее важное отличие - добавочное трубное подсоединение от жидкостной линии к импульсному клапану впрыска на компрессоре. Чтобы обеспечить доступ кипящей свободной жидкости, трубопроводы следует устанавливать на горизонтальной секции жидкостной линии и прежде всего направлять вниз. Фильтр должен быть установлен для защиты импульсного клапана впрыска и компрессора; смотровое стекло дает возможность визуальной проверки жидкостного снабжения. Размеры жидкостной линии к импульсному клапану впрыска: 10 мм (3/8”). Конструкция и управление цикла имеет важное влияние от цикла впрыска и поэтому от полной производительности изделия. Перегрев всасываемого газа и разницу между давлением конденсации и всасывания следует сохранять как можно меньше (устанавливайте минимальный перегрев!).
Рекомендуемые особенности 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.
-
Компрессор.
-
Модуль управления.
-
Температурный сенсор.
-
Сопло впрыска.
-
Импульсный клапан впрыска.
-
Добавочный вентилятор.
-
Смотровое стекло.
-
Фильтр.
-
Конденсатор.
-
Жидкостной ресивер.
-
Вентиль расширительный (испаритель).
-
Испаритель.
3.5 Фитинги для компонентов CIC-системы
Когда компрессор заказан вместе с CIC-системой, модуль управления(2), температурный сенсор(3) включающий подсоединительный кабель и диафрагма в корпусе уже смонтированы. Диафрагма (два сопла для 6-ти цилиндрового компрессора) заделано при помощи гаечной заглушки. См рис.1. Импульсный клапан впрыска(5) включающий трубное подсоединение также входит в состав, упакованные отдельно для избежания транспортных повреждений, и следует монтировать перед тестом давления (3.5.5). В случае крепления CIC-системы на месте все компоненты поставляются отдельно и следует монтировать в соответствии следующим описаниям.
-
Подготовка для монтажа
Компрессор под давлением нагнетания(защищенный газ). Необходимо сбросить давление при помощи обычных средств до начала работы компрессора.
-
Модуль управления (2)
Фитинговые скобы следует закрепить первыми к корпусу двигателя. В связи с этим крепежные винты следует устранить. Фиксирующие скобы следует затем закрепить используя приложенные длинные винты, которые следует прикрепить с моментом затяжки 125 Нхм. Модуль управления следует затем привинтить к скобам (винты М4х8).Фиксирующие отверстия в модуле управления становятся доступны после того как крышка удалена. Как альтернатива к стандартному положению на корпусе двигателя модуль можно закрепить в другом положении, т.е. на раме агрегата. Для тандемов вторые фиксирующие скобы следует монтировать как в зеркальном отражении (правая сторона подсоединяемой части).
3.5.3 Температурный сенсор (3)
Заглушку (1/8” NPTF) следует удалить и заменить температурным сенсором. Чтобы убедиться в креплении нить сенсорного элемента следует обмотать PTFE пленкой. Момент затяжки: 10...13 Нхм. Кабель сенсора направляется к модулю управления (2) через смонтированный PG железный кабель (прямого рельефа) и соединенный с клеммами Т21/Т22. Защитный экран (сотканная коса) следует присоединить к клеммам РЕ/2. Внимание следует уделить кабельному подсоединению, чтобы убедиться в хорошем контакте и твердости крепления.
-
Диафрагма
Перед монтажом диафрагмы проверяют, что они свободны от каких-либо включений и что шнур шестиугольника согласовывается со всеми составляющими. Можно использовать только специально сконструированную вставку соответствующего компрессора. Соответствующие подсоединения (1/8” NPTF) следует удалить и заменить подходящим соплом. Чтобы удовлетвориться в креплении, (1/8” NPTF) следует обмотать PTFE пленкой. Момент затяжки: 10...13 Нхм.
-
Импульсный клапан впрыска
Клапан уже закреплен с необходимыми подсоединениями труб (включая гайки) для диафрагмы. Для 6-ти цилиндровых компрессоров труба сконструирована в виде вилки.
Когда диафрагма (2-е диафрагмы у 6-ти цилиндрового компрессора) смонтирована на заводе, сначала немного ослабляют крепящую гайку и освобождают давление нагнетания для защиты газовой зарядки, гайки затем можно удалить. Следующая ступень - подсоединение соединительных трубопроводов к диафрагме и закрепление гаек, используя второй открытый гаечный ключ для того, чтобы закрыть диафрагму. Благодаря позиции фиксирующих скобок и трубного фиксатора направление входа клапана устанавливается сразу в соответствующее положение для 4-х цилиндрового компрессора. Перед монтажом фиксирующих частей жидкостную линию следует запаять к входу импульсного клапана впрыска. Клапан должен быть защищен подходящими средствами от возможности перегрева. Такое же применение к другим теплочувствительным частям в местах пайки.
-
Кабельное подсоединение между модулем управления (2)и импульсным клапаном впрыска (5)
Эта часть не входит в комплект поставки CIC-системы. Подсоединение следует осуществлять с нормальным 3-х жильным кабелем предназначенный для 230-ти Вольт. Следует уделить внимание тому, чтобы кабель не входил в контакт с какими-либо другими горячими частями компрессора.