Холодильное и вентиляц оборудование Белов ЕЛ

11

2.6. Содержание отдельных разделов и тем учебной дисциплины

Введение

Вентиляционная, холодильная и криогенная техника и ее использование в сельском хозяйстве. Особенности низкотемпературной обработки с.-х. продукции с сохранением ее свойств. Системы холодоснабжения, кондиционирования и вентиляции. Формирование микроклимата хранилищ и цехов первичной переработки с.-х. продукции. Улучшение систем холодильного и вентиляционного оборудования для энергетической и экологической программ. Использование нетрадиционных источников энергии.

12

Раздел 1. Теоретические основы холодильного и вентиляционного оборудования

1.1. Теплотехнические и термодинамические основы холодильных машин

Способы получения низких температур. Фазовые превращения или основа машинной холодильной техники. Тепловые диаграммы T-S и P-h.

Обратный цикл Карно, как термодинамическая основа машинной холодильной техники. Температурные напоры в процессах испарения и конденсации. Холодильный коэффициент. Зависимость величины холодильного коэффициента от значений температур "горячего" и "холодного" источников, а также от значений температурных напоров в испарителе и конденсаторе.

1.2. Циклы холодильных машин компрессорного типа

Цикл с расширительным цилиндром, как основа компрессорной холодильной машины. Достоинства и недостатки этого цикла. Причины малого использования.

Цикл компрессорной холодильной машины с регулировочным вентилем (ТРВ). "Сухой ход" компрессора. Переохлаждение жидкой фазы и перегрев сухого пара хладагента. Отделители жидкой фазы. Промежуточный теплообменник и его роль в повышении эффективности цикла холодильной машины.

Оптимальные циклы компрессорной одноступенчатой холодильной машины при работе на аммиаке и на фреонах. Отображение циклов на тепловых диаграммах.

Оптимальные значения температур испарения, конденсации, переохлаждения и перегрева при работе на аммиаке и на фреонах. Влияние способа водоснабжения на выбор температур конденсации и переохлаждения.

Циклы двухступенчатого сжатия с двойным регулированием и неполным промежуточным охлаждением; с двойным регулированием и полным промежуточным охлаждением; с двойным регулированием и с теплообменником внутри промежуточного сосуда. Схемы аппаратурного оформления, отображение на тепловых диаграммах. Основы расчета циклов.

13

Диаграмма температур затвердевания растворов. Эвтектическая точка. Выбор вида хладоносителя для конкретных условий работы холодильной установки.

1.3. Способы охлаждения камер холодильников

Достоинства, недостатки и область использования отдельных способов охлаждения - непосредственного батарейного, воздушного, рассольного. Принципиальные схемы установок. Схемы обвязки компрессора испарителя.

Способы и схемы воздушного охлаждения камер. Рабочие схемы компрессорной установки и холодильной установки в целом.

1.4. Тепловой расчет холодильников

Тепловой баланс холодильника. Расчет теплопритоков через ограждения, от термической обработки продукции с наружным воздухом при вентиляции камер и др.

Определение тепловой нагрузки на компрессоры и конденсатор.

1.5. Теоретические основы вентиляции

Требования к вентиляции предприятий по первичной переработке с.-х. продукции. Оптимальные параметры воздуха.

Диаграммы влажного воздуха. Летний, зимний и промежуточный режимы работы установок вентиляции.

Раздел 2. Типы хладагентов

Характеристики аммиака, хладонов и азеотропных смесей с точки зрения эффективности, отношений к воде и к смазочным маслам, техники безопасности.

Связь выбора аппаратурного оформления холодильной установки с видом хладагента. Выбор материалов (сталей, прокладочных материалов, смазочных масел) в соответствии с видом хладагента.

Вопросы охраны труда и техники безопасности при работе с различными видами хладагентов.

Характеристика хладоносителей и требования к ним.

14

Раздел 3. Классификации, назначение, устройство и принцип работы оборудовании

3.1. Компрессоры холодильных машин

Классификация компрессоров для холодильных машин.

Конструкции одноступенчатых поршневых компрессоров. Основные детали и узлы (описание, устройство, применяемые материалы, смазка); системы условных обозначений и маркировок.

Поршневые многоступенчатые компрессоры. Их устройство, характеристики, смазка, подбор.

Ротационные компрессоры с катящимся ротором и пластинчатые. Область применения. Особенности эксплуатации. Достоинства и недостатки по сравнению с поршневым компрессором.

Винтовые компрессоры. Особенности конструкции; системы смазки. Достоинства и недостатки. Области рационального использования.

Компрессионные агрегаты.

Действительные рабочие процессы одноступенчатого и двухступенчатого поршневых компрессоров. Отображение их на диаграммах P-V, S-T и i -lg P. Объемные потери действительного поршневого компрессора и коэффициенты, определяющие их.

Холодопроизводительность компрессора. Стандартные условия работы. Энергетические характеристики компрессора.

Тепловой расчет и подбор одноступенчатого и двухступенчатого компрессоров.

3.2. Теплообменные аппараты холодильных установок

Конструкции конденсаторов, испарителей, переохладителей и теплообменников различного назначения. Тепловой расчет и подбор.

3.3. Вспомогательное оборудование холодильных установок

Ресиверы и их классификация. Назначение, конструкция. Маслоотделители и маслособиратели. Воздухоотделители. Фильтры-осушители и механические фильтры. Арматура и трубы. Насосы для хладагентов.

3.4. Абсорбционные холодильные машины

15

Особенности абсорбционных холодильных машин. Область рационального использования. Достоинства и недостатки.

Схемы и расчет абсорбционной установки. Способы повышения тепловой эффективности.

Аппаратурное оформление абсорбционной холодильной машины. Абсорбционная холодильная машина с инертным газом, ее достоинства

по сравнению с другими видами абсорбционных машин. Причины сравнительно малого использования. Схема. Отображение па тепловых диаграммах.

Пароэжекторная холодильная машина. Достоинства, недостатки. Схема. Отображение на тепловых диаграммах.

Бромисто-литиевые холодильные машины. Их достоинства, недостатки. Область использования.

3.5. Холодильники перерабатывающих предприятий

Назначение и классификация. Расчет вместимости или площади холодильника. Принципы планировки.

3.6. Изоляционные и строительные материалы и конструкции холодильников

Виды и характеристики применяемых материалов. Расчет требуемой толщины изоляции.

Раздел 4. Выбор и технико-экономическая эффективность использования оборудования при хранении и первичной переработке сельскохозяйственной продукции

4.1.Торговое холодильное оборудование. Бытовые холодильники

Виды, конструкции, характеристики холодильников.

4.2.Холодильные установки для сельского хозяйства

Особенности требований к холодильному оборудованию для сельского хозяйства. Типы, марки и характеристики холодильных установок.

4.3. Ледяное и льдосоляное охлаждение

Способы заготовки льда. Хранение льда. Льдогенераторы и ледники. Системы льдосоляного охлаждения, их характеристики, достоинства, недостатки, область использования.

16

4.4. Кондиционирование воздуха

Схемы и уравнения теплового и влажного баланса кондиционируемого помещения. Отображение на диаграмме влажного воздуха прямоточного кондиционирования.

Устройство кондиционеров и их технические характеристики. Типы и марки. Наладка работы и обслуживание кондиционеров.

Установки неполного кондиционирования: увлажнители, охладители, и

др.

Особенности работы установок кондиционирования при производстве и переработке с.-х. продукции.

4.5. Оборудование систем вентиляции.

Вентиляторы. Классификация, конструкции, области применения. Параллельная работа вентиляторов. Противошумовые устройства. Правила техники эксплуатации.

Воздуховоды. Конструкции. Расчет. Определение расхода воздуха в воздуховоде. Применяемые приборы и методика. Испытания воздуховодов. Борьба с шумом.

Установки местных притоков и отсосов. Конструкции, виды. Расчет и Выбор установок.

Калориферы. Типы, конструкции. Расчет и подбор. Приточные струи. Воздухораспределители, конструкции, технические характеристики, области использования.

2.7. Учебно-методическое обеспечение учебной дисциплины

Список вопросов для подготовки к экзамену

1.Идеальный газ и его законы.

2.Холодильная криогенная и вентиляционная техника и ее использования в сельском хозяйстве.

3.Физические принципы получения искусственного холода.

4.Процесс конденсации. Изотермы Ван-дер-Ваальса.

5.Критическое состояние и параметры охлаждающих веществ.

6.Адиабатное дросселирование.

17

7.Адиабатное расширение.

8.Вихревой и термоэлектрический эффекты.

9.Холодильные агенты и хладоносители.

10.Области применения хладагентов.

11.Построение на I-d диаграмме процессов нагрева и охлаждения воздуха.

12.Построение на I-d диаграмме процесса увлажнения воздуха.

13.Построение на I-d диаграмме процесса осушения воздуха.

14.Цикл паровой холодильной машины с детандером в области влажного

пара.

15.Цикл паровой холодильной машины с дросселированием в области влажного пара.

16.Цикл паровой холодильной машины с переохлаждением рабочего веще-

ства.

17.Цикл паровой холодильной машины с регенерацией рабочего вещества.

18.Цикл паровой холодильной машины с всасыванием в компрессор сухого или перегретого пара.

19.Цикл и схема паровой многоступенчатой холодильной машины.

20.Способы и системы охлаждения с.-х. продуктов.

21.Воздушные системы и системы смешанного охлаждения.

22.Термодинамика влажного воздуха.

23.Очистка и контроль воздуха в помещениях для охлаждения и хранения сельскохозяйственных продуктов.

24.Термодинамические параметры охлаждающих веществ в Т-s, lg p-i, i-s диаграммах.

25.Теплофизические, физико-химические и физиологические свойства охлаждающих веществ. Области применения.

26.Безнасосная система непосредственного охлаждения.

27.Насосно-циркуляционные системы охлаждения.

28.Системы с промежуточным хладоносителем (рассолы, этиленгликоль, фреоны, твердые хладоносители).

29.Системы с аккумулятором холода.

30.Расчет теоретического цикла паровой одноступенчатой холодильной машины.

31.Поршневые компрессоры, классификация, принцип действия, устройство и работа. Конструкции узлов и деталей поршневых компрессоров.

32.Расчет основных параметров поршневого компрессора: действительная и индикаторная диаграмма, КПД компрессора, определение подачи компрессора и потребной мощности для привода.

33.Принцип действия, технические характеристики, конструкции ротационных и винтовых компрессоров.

34.Пароэжекторные холодильные машины. Принцип действия. Теоретический процесс работы и тепловой коэффициент пароэжекторных машин.

35.Получение холода абсорбционными методами.

36.Скороморозильные аппараты. Конструкция скороморозильных аппаратов. Аппараты воздушной заморозки. Аппараты контактного типа. Конструкции многоплиточных скороморозильных аппаратов.

18

37.Льдогенераторы. Конструкции, принцип действия.

38.Системы кондиционирования. Технологические кондиционеры. Конструктивные особенности и схемные решения.

39.Вентиляторы. Классификация, конструкции, область применения. Системы вентиляции.

40.Расчет воздуховодов. Подбор вентилятора и электродвигателя.

41.Конденсаторы. Классификация. Принцип действия, эксплуатационные характеристики.

42.Испарители. Принцип действия и конструктивные особенности.

43.Воздухоохладители. Сухие воздухоохладители непосредственного испарения и рассольные. Конструктивные особенности.

44.Вспомогательная аппаратура. Теплообменники-переохладители. Промежуточные сосуды. Маслоотделители. Отделители жидкости. Грязеуловители. Ресиверы. Фильтры.

45.Хранилища и холодильники в с.-х. Типы хранилищ для картофеля, овощей, плодов, их характеристика.

46.Строительные конструкции. Изоляционные конструкции. Пароизоляция теплоизоляционных конструкций.

47.Теплоизоляция холодильных трубопроводов и аппаратов. Расчет и подбор теплоизоляционных материалов.

48.Расчет теплопритоков. Определение расчетной холодопроизводительности компрессора.

49.Бытовые холодильники и морозильники.

50.Воздушные холодильные машины.

Список основной литературы по курсу:

1.Оболенский Н.В., Денисюк Е.А. Холодильное и вентиляционное оборудование. – М.: КолосС, 2004. – 248 с.

2.Оболенский Н.В., Денисюк Е.А., Баранова Т.А. Практикум по холодильному и вентиляционному оборудованию. – Н.Новгород: Нижегородская ГСХА, 2000.

3.Мамонова Г.В., Ратникова И.Н. Холодильное оборудование. – М.: Колос, 1993. – 222 с.

Список дополнительной литературы по курсу:

1.Холодильные установки. Под редакцией И.Г.Чумака. – М.: Агропромиздат, 1991.

2.Павлухин Л.В., Тетеровников В.Н. Производственный микроклимат, вентиляция и кондиционирование воздуха. – М.: Стройиздат, 1993.

19

3.Практикум по холодильным установкам: Учебное пособие для студентов вузов / Бараненко А.В., Калюнов В.С., Румянцев Ю.Д. – СПб.: Профессия, 2001 – 272 с.

4.Оболенский Н.Б., Терехов М.Б. Процессы и аппараты при переработке растеневодства: Учебное пособие. – Н. Новгород: Нижегородская ГСХА, 2000.

5.Холодильное оборудование и первичная обработка в фермерском хозяйстве /В.Г. Здановская и др. – м.: Информагротех, 1995.

Журналы:

«Достижения науки и техники в АПК», «Кормопроизводство», «Механизация и электрификация сельского хозяйства», «Молочное и мясное скотоводство», «Птицеводство», «Свиноводство», «Сельский механизатор», «Техника в сельском хозяйстве».

Материально-техническое обеспечение дисциплины

1.Тренажерно-диагностический комплекс «Холодильник-1» с ПЭВМ, с блоком ввода неисправностей;

2.Тренажерно-диагностический комплекс «Кондиционер» с блоком ввода неисправностей;

3.Компрессоры различного типа и размеров, вспомогательное оборудо-

вание.

20

Раздел 3. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ РАС- ЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЙ РАБОТЫ

Произвести расчет холодильника, план которого представлен на рис. 1. Варианты индивидуальных заданий приведены в таблице 4.

Сведения о холодильнике

1.Холодильник одноэтажный. Размеры холодильника в плане 48 х 78 м. Сетка колонн 6 х12 м. Высота камер 4,5 м.

2.Камеры № 1, № 2, № 3, № 4, № 8, № 9, № 10 – камеры с универсальным температурным режимом 0 … -20 0С.

3.Камера № 5 является контейнерной камерой с температурным режимом 0 … -10 0С.

4.Камера № 6 является камерой хранения охлажденных продуктов с температурным режимом 0 ОС.

5.Камера № 7 является закалочной с температурой воздуха -30 оС.

6.Помещение № 12 является экспедицией.

7.Помещение № 11 является коридором.

Рекомендуемая последовательность выполнения контрольной рабо-

ты

1.Выбор нормативных значений коэффициентов теплопередачи для наружных стен, перегородок, пола и перекрытия.

2.Выбор изоляционной конструкции и определение толщины слоя изоляции с учетом стандартных размеров изоляционных плит. Определение действительного коэффициента теплопередачи.

3.Определение теплопритоков камеры:

а) теплопритоки из внешней среды через строительные и изоляционные конструкции, в том числе и от солнечной радиации;

б) теплоприток при охлаждении, замораживании, домораживании; в) теплоприток от вентиляции (если она необходима);

г) эксплуатационные теплопритоки (от электрического освещения, от работающих электродвигателей, людей, при открывании дверей).