Полезная информация для электромехаников / Судовые Электроэнергетические Системы для Механиков

На морских судах с фреоновыми холодильными установками встречаются три принципиально различных схемы регуляторов перегрева, которые представлены на рисунке 4:

а - с внутренним уравнением; б - с внешним уравнением;

в - с двумя термочувствительными системами; Регулятор перегрева первого типа, как правило, устанавливается на испарителях

судовых провизионных камер, а второго типа - на испарителях, в которых происходит ощутимое падение давления из-за гидравлических сопротивлений.

Типичными представите.лями их яв.ляются воздухоохладители судовых кондиционеров. Перегрев пара в таких испарителях нельзя определить как разность между температурой пара у выхода из испарителя и температурой кипения у входа в него, так как из-за падения давления температура кипения в конце испарителя понижается.

Для компенсации падения давления в испарителе ставится регулятор с внешним уравнением. Нижняя его полость под мембраной сообщается с выходом из испарите.ля таким образам, что понижение давления в последнем приводит к одинаковому падению его как; в верхней, так и в нижней полости регулятора.

Поэтому клапан будет открыт на заданную величину. Перегрев, необходимый для получения расчетной производительности, слагается из величины закрытого перегрева. Последний же зависит от настройки регулятора и изменения перегрева, необходимого для перемещения клапана в положение расчетной производительности.

Конструктивные особенности регуляторов перегрева представлены на рисунке

5.

Настройка регуляторов перегрева.

Настройка регуляторов перегрева (ТРВ) в условиях эксплуатации судна производится только при дозарядках системы холодильным агентом.

Во всех других случаях настройка ТРВ не требуется и может оказаться даже вредной. Вращая винт настройки ТРВ, механик воздействует на пружину регулятора, а не на увеличение или уменьшение дроссельного отверстия. Соответствующая настройка ТРВ приводит к изменению цикла, а давление кипения агента остается

почти на прежнем уровне. Это значит, что температура кипения агента в испарителе мало меняется.

До настройки ТРВ следует помнить, что задача регулятора перегрева - предохранить компрессор от попадания жидкого агента в цилиндр, который при этом обеспечивает максимальное заполнение жидким агентом испарителя. Лучше всего представить себе ТРВ как регулятор уровня жидкости.

Настройка регулятора перегрева.

Производится последовательно по следующим двум этапам:

а) перед дозарядкой системы жидким агентам ТРВ на всех испарителях (при многокамерной системе) ставят на максимальный перегрев. Это делается для того, чтобы, в случае переполнения системы агентом, при пуске компрессора не произошло гидравлического удара.

Нельзя забывать, что разные конструкции ТРВ имеют разную маркировку при настройке. На судах принято в основном 4 типа маркировки: холод - тепло;

уменьшение перегрева - увеличение перегрева; уменьшение - холод - увеличение; открыт - закрыт.

Если во всех камерах иней не достигнет термобаллона при минимальном перегреве, это означает, что в систему необходимо добавить холодильный агент. Но перед этим все ТРВ устанавливают на максимальный перегрев и производят настройку с самого начала.

Однако в период эксплуатации системы возможны различные неполадки в работе ТРВ.

При замене старого на новый ТРВ перед монтажом следует продуть. Струя воздуха должна свободно проходить через седло прибора при комнатной температуре. Если термочувствительная система повреждена, воздух через ТРВ не пройдет. Распределение холодильного агента в испарителе.

Всудовой практике часто встречаются испарите.ля с параллельными змеевиками большой длины и с подачей холодильного агента через один регулятор перегрева. Для равномерного заполнения таких испарителей агентом применяют специальные распределительные устройства.

Вуказанных испарителях, широко используемых для кондиционирования воздуха, гидравлическое сопротивление отдельных змеевиков и их нагрузка, как; правило, неодинаковы. Поэтому требуются специальные меры для обеспечения нормального заполнения жидким холодильным агентам каждого змеевика.

Соленоидные вентили.

Соленоидные вентили в судовых холодильных установкам служат исполнительными запорными механизмами двухпозиционных регуляторов термостатов и прессостатов. На судах отечественной постройки наибольшее распространение получили Соленоидные вентили СВФ -10 трех типов, выпускаемые Ленинградским заводом "Знамя труда".

Рассмотрим устройство и работу такого вентиля, устанавливаемого на .линии холодильного агента. Он довольно универсален, и его можно применять на трубопроводах с водой или природным газам.

Клапан работает при температуре окружающего воздуха от - 20°С до +35°С и при относительной влажности 90 процентов. Приводом клапана яв.ляется электромагнит типа ЭВ -1, питание к которому подается через уплотнительную коробку.

При подаче электрического тока в катушку электромагнита сердечник 1 втягивается в катушку. Клапан 2, изготовленный из фреономаслоотойкой резины, открывает разгрузочное отверстие 3 и давление сверху клапана 4 и снизу уравнивается. Так; как холодильный агент поступает справа, а клапан 4 снизу имеет кольцевой пояс, то избыточная сила, возникающая за счет разности площадей сверху и снизу, приоткрывает этот клапан.

Дальнейшее открытие его происходит за счет сердечника, так как; последний при помощи штифта в клапане 2 соединен с клапаном 4. При прекращения подачи электроэнергии к электромагниту сердечник, под действием собственного веса и пружины, опускается и клапан 2 закрывает сначала разгрузочное отверстие, а затем садит на место клапан 4.

После этого давление над ним увеличится, потому что агент через отверстие в корпусе клапана 4 поступает в его верхнюю часть, чем обеспечивается герметичное его закрытие. Клапан можно открыть при помощи винта вручную.

Основным недостатком всех соленоидных вентилей можно считать заклинивание клапанов и самопроизвольное их открывание вследствие загрязнения самого клапана и отверстий в нем. Для обеспечения длительной и надежной работы соленоидных вентилей необходимо тщательно проверять и осматривать фильтры и силикагелевые осушители.

Регулировка давления конденсации.

Давление конденсации зависит от температуры забортной воды и ее расхода, которая при эксплуатации судна меняется в широких пределах - от 0 до 34С.

Всвязи с тем, что расход этой воды на конденсаторы судовой холодильной установки почти неизменный, создаются исключительно неблагоприятные условия для эксплуатации.

Вконденсаторах давление меняется от 9 до 3 кг/см2, что приводит к серьезным нарушениям всего цикла работы компрессора. Следует, к сожалению, отметить, что на морских судах нет работоспособного регулятора давления в конденсаторе, и создание такого регулятора яв.ляется острейшей проблемой.

Водорегулирующие вентили (ВРВ) на судовых установках, как правило, отсутствуют, а там, где их и устанавливают, они не работают, так как клапанные седла

уних исключительно быстро разрушаются. Пока нет надежных ВРВ для морских холодильных установок, механикам можно рекомендовать делать на конденсаторах

обводы из труб, сечением меньше основных, и с клапанами, которые дают возможность переводить охлаждение с одного сечения труб на другое, то есть изменять расход воды на конденсатор.

Решение практических задач эксплуатации судовых холодильных установок при помощи тепловых диаграмм.

Работа судовой холодильной установки обусловлена свойствами применяемых холодильных агентов, из которых наиболее распространены фреон 12 и фреон 22.

Их тепловые диаграммы позво.ляют решать ряд эксплуатационных задач. Наиболее уязвимым местом поршневых компрессоров яв.ляются

автоматические клапаны. Чаще всего они выходят из строя при работе компрессора по влажному циклу, когда капельки жидкого холодильного агента попадают на линии всасывания в цилиндры компрессора, что приводит к местным переохлаждениям, деформации и появлению трещин.

При повреждении клапанов уменьшается холодопроизводительность установки и возрастает температура на линии нагнетания.

Оценку состояния автоматических клапанов производят так: на тепловой диаграмме находят точку конца сжатия и сравнивают ее с действительной температурой на .линии нагнетания.

Техническое обеспечение и организация обслуживания устройств автоматики. Персонал, который обслуживает и эксплуатирует судовую холодильную

установку, должен иметь необходимый набор инструментов и измерительных приборов, позволяющий проводить проверку, наладку и текущий ремонт автоматических устройств.

Периодичность профилактических работ определяется в зависимости от условий эксплуатация судовой холодильной установки и ее назначения. Во всех случаях должна существовать система проверок и контроля, исключающая отказы в работе установки и аварии. Такая система может быть разработана на базе специального журнала профилактических и ремонтных операций.

Анализируя данные журнала, можно установить периодичность проверок приборов автоматики. Проверка всех приборов автоматики должна производиться не реже одного раза в два месяца. Ее следует начинать с регуляторов перегрева и убедиться в том, что система в достаточном количестве заполнена холодильным агентом и ТРВ работает нормально. Проверка прессостатов и моно контроллеров производится путем плавного и постепенного закрывания всасывающего (для прессостата) и нагнетательного (для моно контроллера) вентилей.

При этом наблюдают за показаниями соответствующих манометров. Закрывая нагнетательный вентиль, необходимо соблюдать осторожность, ибо в случае несрабатывания моно контроллера (реле высокого давления) или его неверной регулировки, возможны поломки компрессора. Вот почему надо тщательно следить за ростом давления, а если моно контроллер не срабатывает, сразу и быстро открыть нагнетательный вентиль или остановить компрессор.

Для проверки автоматического устройства на основе заводской инструкции составляют поэтапную инструкцию проверки каждого прибора. Те из них, что не могут быть отремонтированы на месте, отправляют в специальные мастерские. За всеми электрическими контактами в схемах управления холодильной установки необходимо организовать плановый уход. Если контакт не имеет наплавов и следов эрозии, а лишь покрыт нагаром, его чистят жесткой щеткой, смоченной в спирте или авиационном бензине. Но при этом не допускается применение ацетона, дихлорэтана и других растворителей, не рекомендуется и использование щеток с синтетическим волосом.

При правильной организации обслуживания средств автоматики аварийные ситуации и отказы приборов в работе исключительно редки. Бывает, однако, что тот или иной прибор отказал. Все подобные случаи, необходимо тщательно учитывать и анализировать, для чего рекомендуется вести специальный журнал.

Базовая Электротехника .... Читать! Обязательно прочитать весь раздел! Медленно, но Верно!

Основные определения - Основные пояснения и термины Основные законы электрических цепей Эквивалентные преобразования схем Электрические машины переменного тока

Анализ цепей постоянного тока с одним источником энергии Анализ сложных электрических цепей с несколькими источниками энергии Трёхфазные цепи Синхронные двигатели Вращающееся магнитное поле Асинхронные двигатели

Информационные электрические машины Магнитные цепи Основные определения.

Основные пояснения и термины.

Электротехника - это область науки и техники, изучающая электрические и магнитные явления и их использование в практических целях.

Каждая наука имеет свою терминологию. Запомним термины, понятия электротехники. Электрическая цепь - это совокупность устройств, предназначенных для производства, передачи, преобразования и использования электрического тока. Все электротехнические устройства по назначению, принципу действия и

конструктивному оформлению можно разделить на три большие группы.

1.Источники энергии, т.е. устройства, вырабатывающие электрический ток (генераторы, термоэлементы, фотоэлементы, химические элементы).

2.Приемники, или нагрузка, т.е. устройства, потребляющие электрический ток (электродвигатели, электролампы, электромеханизмы и т.д.).

3.Проводники, а также различная коммутационная аппаратура (выключатели, реле, контакторы и т.д.).

Направленное движение электрических зарядов называют электрическим током. Электрический ток может возникать в замкнутой электрической цепи. Электрический ток, направление и величина которого неизменны, называют постоянным током и обозначают прописной буквой I. Электрический ток, величина и направление которого не остаются постоянными, называется переменным током. Значение переменного тока в рассматриваемый момент времени называют мгновенным и обозначают строчной буквой i. Для работы электрической цепи необходимо наличие источников энергии. В любом источнике за счет сторонних сил неэлектрического происхождения создается электродвижущая сила. На зажимах источника возникает разность потенциа\ов или напряжение, под воздействием которого во внешней, присоединенной к источнику части цепи, возникает электрический ток.

Различают активные и пассивные цепи, участки и элементы цепей. Активными называют электрические цепи, содержащие источники энергии, пассивными - электрические цепи, не содержащие источников энергии.

Электрическую цепь называют линейной, если ни один параметр цепи не зависит от величины или направления тока, или напряжения.

Электрическая цепь является нелинейной, если она содержит хотя бы один нелинейный элемент. Параметры нелинейных элементов зависят от величины или направления тока, или напряжения. Электрическая схема - это графическое изображение электрической цепи, включающее в себя условные обозначения устройств и показывающее соединение этих устройств. На рис. 1.1 изображена электрическая схема цепи, состоящей из источника энергии, электроламп 1 и 2, электродвигателя 3.

Пассивные элементы схемы замещения.

Простейшими пассивными элементами схемы замещения являются сопротивление, индуктивность и емкость. В реальной цепи электрическим сопротивлением обладают не только реостат или резистор, но и проводники, катушки, конденсаторы и т.д. Общим свойством всех устройств, обладающих сопротивлением, является необратимое преобразование электрической энергии в тепловую. Тепловая энергия, выделяемая в сопротивлении, полезно используется или рассеивается в пространстве. В схеме замещения во всех случаях, когда надо учесть необратимое преобразование энергии, включается сопротивление.

Сопротивление проводника определяется по формуле: R=ρ(l/S) (1.1) где l - длина проводника;

S - сечение;

ρ - удельное сопротивление.

Величина, обратная сопротивлению, называется проводимостью. g=1/R

Рис. 1.1

Для облегчения анашза электрическую цепь заменяют схемой замещения. Схема замещения. - это графическое изображение электрической цепи с

помощью идеальных элементов, параметрами которых являются параметры замещаемых элементов.

На рисунке 1.2 показана схема замещения.

Из формулы (1.3) видно, что напряжение на зажимах реального источника ЭДС уменьшается с увеличением тока. У идеального источника напряжение на зажимах не зависит от тока и равно электродвижущей силе. Возможен другой путь идеализации источника: представление его в виде источника тока. Источником тока называется источник энергии, характеризующийся величиной тока и внутренней проводимостью.

Идеальным называется источник тока, внутренняя проводимость которого равна нулю.

Поделим левую и правую части уравнения (1.2) на Ri и получим: E/Ri=U12(l/Ri)+I

где E/Ri=J - ток источника тока; gi=1/Ri - внутренняя проводимость.

J=U12gi+I у идеального источника тока gi = 0 и J = I.

Последовательным называют такое соединение участков цепи, при котором через все участки проходит одинаковый ток. При параллельном соединении все участки цепи присоединяются к одной паре узлов, находятся под одним и тем же напряжением.

Любой замкнутый путь, включающий в себя несколько ветвей, называется контуром.

Режимы работы электрических цепей.

В зависимости от нагрузки различают следующие режимы работы: номинальный, режим холостого хода, короткого замыкания, согласованный режим.

При номинальном режиме электротехнические устройства работают в условиях, указанных в паспортных данных завода-изготовителя. В нормальных условиях величины тока, напряжения, мощности не превышают указанных значений.

Режим холостого хода возникает при обрыве цепи или отключении сопротивления нагрузки. Режим короткого замыкания получается при сопротивлении нагрузки, равном нулю. Ток короткого замыкания в несколько раз превышает номинальный ток. Режим короткого замыкания является аварийным.

Согласованный режим - это режим передачи от источника к сопротивлению нагрузки наибольшей мощности. Согласованный режим наступает тогда, когда сопротивление нагрузки становится равным внутреннему сопротивлению источника. При этом в нагрузке выделяется максимальная мощность.

Основные законы электрических цепей.

На рис. 1.7 изображен участок цепи с сопротивлением R. Ток, протекающий через сопротивление R, пропорционален падению напряжения на сопротивлении и обратно пропорционален величине этого сопротивления.

Рис. 1.7

Падением напряжения на сопротивлении называется произведение тока, протекающего через сопротивление, на величину этого сопротивления.

Основными законами электрических цепей, наряду с законом Ома, являются законы баланса токов в разветвлениях (первый закон Кирхгофа) и баланса напряжений на замкнутых участках цепи (второй закон Кирхгофа). В соответствии с первым законом Кирхгофа, алгебраическая сумма токов в любом узле цепи равна нулю:

Рис. 1.8

Токам, направленным к узлу, присвоим знак "плюс", а токам, направленным от узла - знак "минус". Получим следующее уравнение:

I1-I2+I3-I4=0 или I1+I3=I2+I4

Возьмем схему на рис. 1.8 и запишем для нее уравнение по первому закону Кирхгофа.

Согласно второму закону Кирхгофа, алгебраическая сумма ЭДС вдоль любого замкнутого контура равна алгебраической сумме падений напряжений в этом контуре

-

Возьмем схему на рис. 1.9 и запишем для внешнего контура этой схемы уравнение по второму закону Кирхгофа.

Рис. 1.9

Для этого выберем произвольно направление обхода контура, например, по часовой стрелке. ЭДС и падения напряжений записываются в левую и правую части уравнения со знаком "плюс", если направления их совпадают с направлением обхода контура, и со знаком "минус", если не совпадают.

При определении тока в ветви, содержащей источник ЭДС, используют закон Ома для активной ветви.

Возьмем ветвь, содержащую сопротивления и источники ЭДС. Ветвь включена к узлам а-b, известно направление тока в ветви (рис. 1.10).

Рис. 1.10

Возьмем замкнутый контур, состоящий из активной ветви и стрелки напряжения Uab, и запишем для него уравнение по второму закону Кирхгофа. Выберем направление обхода контура по часовой стрелке.

Получим: I R1+I R2-Uab=E1-E2

Из этого уравнения выведем формулу для тока: I=(Uab=E1-E2)/(R1+R2)

В общем виде:

ЭДС в формуле записывается со знаком "плюс", если направление ее совпадает с направлением тока и со знаком "минус", если не совпадает.

Закон Ома

Немецкий физик Георг Ом (1787 -1854) экспериментально установил, что сипа тока I. текущего по однородному металлическому проводнику (т. е. проводнику, в котором не действуют сторонние силы), пропорционально напряжению U на концах проводника:

Эквивалентные преобразования схем.

Эквива\ентным называется преобразование, при котором напряжения и токи в частях схемы, не подвергшихся преобразованию, не меняются. Последовательное соединение элементов электрических цепей На рис. 2.1 изображена электрическая цепь с последовательно соединенными сопротивлениями.

Рис. 2.1

Напряжение на зажимах источника ЭДС равно величине электродвижущей силы. Поэтому часто источник на схеме не изображают. Падения напряжений на сопротивлениях определяются по формулам:

В соответствии со вторым законом Кирхгофа, напряжение на входе электрической цепи равно сумме падений напряжений на сопротивлениях цепи.

сопротивление.

Эквивалентное сопротивление электрической цепи, состоящей из п последовательно включен элементов, равно сумме сопротивлений этих элементов.

Параллельное соединение элементов электрических цепей.

На рис. 2.2 показана электрическая цепь с параллельным соединением сопротивлений.