- •Оглавление
- •Введение
- •1. Обоснование выбора темы дипломного проекта.
- •2. Описание экспериментальной холодильной установки.
- •2.1. Описание основных узлов холодильной установки.
- •3. Методика проведения эксперимента.
- •3.1. Подготовка холодильной установки к эксперименту.
- •3.2. Приготовление рассола.
- •3.3. Подготовка приборов измерения .
- •3.4. Монтаж приборов измерения.
- •3.5. Монтаж датчиков на места измерений температуры.
- •3.6. Подготовка Холодильной установки к пуску.
- •3.7. Пуск холодильной установки.
- •3.8. Описание эксперимента.
- •3.9. Обработка полученных данных.
- •4. Автоматизация холодильной установки.
- •4.1. Система аварийной защиты.
- •4.2. Система автоматического управления.
- •4.3. Система автоматического регулирования.
- •4.4. Система измерений для проведения эксперимента.
- •5. Экономическое обоснование.
- •6. Техника безопасности при эксплуатации холодильной установки.
- •6.1. Общие положения.
- •6.2. Устройства защиты.
- •6.3.Обслуживание рефрижераторных установок.
- •7. Выводы.
- •8. Библиография.
2. Описание экспериментальной холодильной установки.
Основу экспериментальной холодильной установки составляет холодильный агрегат обеспечивающий охлаждение рассола, который, в свою очередь, охлаждает экспериментальную камеру и систему предварительного охлаждения рыбы (СПО). Для наблюдения за параметрами холодильной машины установлены приборы многоточечного измерения температуры (наши приборы), а также манометры на линии всасывания ступени низкого давления, промежуточного давления и давления нагнетания высокой ступени. Пуском-остановкой компрессора в автоматическом режиме управляет сигнализатор давления всасывания и термостат температуры хладоносителя. Также предусмотрена аварийная защита по давлению масла, давлению всасывания и нагнетания.
В состав агрегата входят: двухступенчатый поршневой компрессор, два пластинчатых рассольных испарителя, пластинчатый конденсатор, пластинчатый регенеративный теплообменник, переохладитесь жидкого фреона типа труба в трубе, линейный ресивер, маслоотделитель, фильтр-осушитель, центробежный рассольный насос, расширительный бак для рассола.
Установка работает по циклу двухступенчатого сжатия на фреоне R22. Жидкий холодильный агент дросселируется в пластинчатые испарители, где кипи. Затем пары попадают в регенеративный теплообменник и подогреваются в результате теплообмена с отепленным жидким холодильным агентом и всасываются ступенью низкого давления компрессора, сжимаются до промежуточного давления Pm и подаются на ступень высокого давления, охлаждаясь при этом, подаваемым из переохладителя жидкого фреона холодным паром. Сжатый пар нагнетается в конденсатор, где происходит сбив перегрева, конденсация и охлаждение холодильного агента. Теплый фреон из конденсатора проходит через регенеративный теплообменник и охлаждается в результате теплообмена с холодным паром, идущим из испарителя. Из регенеративного теплообменника охлажденный жидкий ХА поступает в линейный ресивер. Под действие разницы давления кипения P0 и давления конденсации Pк фреон из линейного ресивера подаётся на переохладитель жидкости при этом часть холодильного агента отделяется от основного потока и дросселируется в межтрубное пространство. В результате теплообмена основной поток жидкости переохлаждается и поступает в испаритель, а пар, образовавшийся в межтрубном пространстве, подается в компрессор для промежуточного охлаждения.
2.1. Описание основных узлов холодильной установки.
Пластинчатые испарители
Теплопередача в пластинчатых испарителях осуществляется между потоком однофазного хладоносителя и кипящим хладагентом. Потоки движутся в смежных щелевых каналах сложной формы. Промышленностью выпускаются разборные, полуразборные, сварные или паяные теплообменники. Учитывая условия работы теплообменников холодильных(низкие температуры, высокие давления, специфические свойства рабочих веществ) предпочтительными для холодильной техники являются паяные и сварные аппараты.
Сравнение характеристик пластинчатой теплообменной аппаратуры с традиционной кожухотрубной свидетельствует о существенных преимуществах пластинчатых теплообменников, таких как:
высокие коэффициенты теплопередачи при сравнительно небольших гидравлических сопротивлениях;
компактность, меньшие массы пластинчатых аппаратов, а также существенное сокращение внутреннего объема по рабочим средам, что имеет особое;
высокая степень турбулентности потоков способствует некоторому самоочищению теплообменной поверхности и, следовательно, снижению продолжительности и стоимости ее очистки;
наличие многочисленных точек контакта гофров пластин практически сводит на нет вибрацию аппарата;
простота очистки теплообменной поверхности: химический способ — промывка с применением специальных составов, не разрушающих материал пластин и припоя для паяных или сварных. Открытый способ очистки — для разборных или полуразборных аппаратов;
свободный доступ к теплообменной поверхности разборных аппаратов, ремонтопригодность, возможность легкой замены пластин или изменения требуемой площади теплообменной поверхности аппарата;
расположение патрубков для входа и выхода рабочих сред на одной плите, отсутствие фундамента существенно упрощает монтаж аппаратов; компонуя определенным образом каналы выхода пара из испарителя и входа отепленного теплоносителя, можно получить на выходе из испарителя перегретый на несколько градусов пар, что обеспечивает сухой ход компрессора;
как показывает практика, замерзание одной из сред в каналах пластинчатого аппарата не приводит к его разрушению (как в кожухотрубных теплообменниках), после размораживания его функции восстанавливаются. Последнее обстоятельство особенно важно при эксплуатации испарителей холодильных машин, когда возможна эксплуатация их при пониженных температурах кипения, выход из строя насоса хладоносителя или снижение концентрации хладоносителей [1].
Экспериментальная холодильная установка включает в себя два пластинчатых паянных испарителя фирмы «Alfa laval».
Общие данные :
Рабочая температура мин.: -50 ° C
Рабочая температура макс.: +150 ° C
Рабочее давление мин.: - вакуум
Рабочее давление макс.: 3,45, МПа
Диапазон мощностей: 50 – 200, кВт
Максимальное число пластин: 230
Высота H: 487, мм
Ширина W: 247, мм
Расстояние между патрубками по вертикали: E, D: 391/397, мм
Расстояние между патрубками по горизонтали F, G: 157.2/163.7, мм
Толщина пакета пластин А: 8+(2.2*NP), мм
Вес, в опорожненном состоянии: 6.5+(0.38*NP), кг
Где NP – число количество пластин.
Рис.6 Эскиз пластинчатого паянного испарителя.
Пластинчатый конденсатор
Пластинчатый паяный конденсатор Alfa Laval
Общие данные :
Рабочая температура мин.: -196° C
Рабочая температура макс.: +175 ° C
Рабочее давление мин.: - вакуум
Рабочее давление макс.: 36 бар
Максимальное число пластин: 150
Высота H: 527, мм
Ширина W: 113, мм
Расстояние между патрубками по вертикали VC: 466, мм
Расстояние между патрубками по горизонтали HC: 50, мм
Толщина пакета пластин А: 13+(2.35*NP), мм
Вес, в опорожненном состоянии: 3.1+(0.18*NP), кг
Где NP – число количество пластин.
Рис. 7. Эскиз пластинчатого конденсатора.
Пластинчатый регенеративный теплообменник
Пластинчатый паяный регенеративный теплообменник Alfa Laval
Общие данные :
Рабочая температура мин.: -196° C
Рабочая температура макс.: +175 ° C
Рабочее давление мин.: - вакуум
Рабочее давление макс.: 36 бар
Максимальное число пластин: 150
Высота H: 527, мм
Ширина W: 113, мм
Расстояние между патрубками по вертикали VC: 466, мм
Расстояние между патрубками по горизонтали HC: 50, мм
Толщина пакета пластин А: 13+(2.35*NP), мм
Вес, в опорожненном состоянии: 3.1+(0.18*NP), кг
Где NP – число количество пластин.
Рис. 8. Эскиз пластинчатого регенеративного теплообменника.
Переохладитель жидкости типа «труба в трубе» schmöle K3 5WT
Общие данные:
Производительность: 5 кВт
Материал кожуха: медь
Материал труб: медь
Поток: 0,6 м3/ч
Размеры, мм:
А: 310 мм
В: 315 мм
Н: 110 мм
а: 280 мм
h: 77 мм
Рис.9. Эскиз переохладителя жидкого фреона.
Центробежный рассольный насос
Общие данные:
Тип: hilge hygia bloc l/12 1LA5090 – 2AA
Производительность: 15 м3/ч
Напор: 15 м.
Мощность двигателя 1.5 Квт
Частота: 50 Гц
Напряжение: 220/380
Частота вращения: 2900 об/мин
I = 6.2/3.6 А
Рис.10. Эскиз центробежного рассольного насоса.
Маслоотделитель henry valve s 5588
Общие данные:
Размер соединения : 3,125, мм
Размеры, мм:
A - 100, мм
В – 525, мм
Производительность в тоннах ХА (R22):
При температуре кипения -40С: 9 т
При температуре кипеня 4С: 10,5 т
Рис.11. Эскиз маслоотделителя
Линейный ресивер Bitzer
Общие данные:
Вес: 23,6 кг
Ширина: 824 мм
Высота: 287 мм
Объем ресивера: 25 л
Максимальный заряд хладагента при 20:
R22 – 27.2 кг
R134a – 27,6 кг
R407C – 26,1 кг
Рис.12. Эскиз линейного ресивера.
Поршневой полугерметичный компрессор Bitzer S4T-5.2
Общие данные:
Qo на R22 при to=-30oC, tk=+40oC, 6,46кВт
Объемная производительность НД/ВД (1450 об/мин): 19.70 / 12.60 м3/ч
Объемная производительность НД/ВД (1750 об/мин): 23.78 / 15.21 м3/ч
Количество цилиндров: 4
Диаметр цилиндров НД/ВД: 60/48, мм
Ход поршня: 40 мм
Макс. избыточное давление (НД/ПД/ВД): 19 / 19 / 28 бар
Присоединение линии всасывания: 28 мм
Присоединение линии нагнетания: 22 мм
Тип масла для R404A/R507A: BSE32
Тип масла для R22: B5.2
Напряжение мотора (др. по запросу): 380-420V PW-3-50Гц
Максимальный рабочий ток: 14.0 A
Соотношение обмоток: 50/50
Пусковой ток (ротор блокирован): 39.0 A Y / 68.0 A YY
Вес: 136 кг
Рис.13. Эскиз поршневого компрессора.
Электронный регулирующий вентиль Danfoss TQ5
Регулирование подачи жидкого хладагента в испарители осуществляется электронным регулирующим вентилем производительностью 14,5 кВт.
Терморегулирующий вентиль Danfoss TX 2
Регулирование подачи жидкого хладагента в переохладитель жидкости осуществляется терморегулирующим вентилем производительностью 2,5 кВт.
Общие данные:
Вес: 0.28 кг
Материал корпуса: латунь
Максимальное рабочее давление: 34 бар
Диапазон температур: -40 – 10 оС
Рис.14. Эскиз ТРВ Danfoss TX 2