Порядок выполнения курсовой работы
По заданным параметрам наружного воздуха и внутреннего определить параметры и расходы обрабатываемого воздуха. Составить схему обработки воздуха и определить тепловую нагрузку на основное оборудование кондиционера.
1. В объём расчёта СКВ входит расчёт теплопритоков, теплопотерь и влагоизбыток судовых помещений, определение параметров и расходов обрабатываемого воздуха, построение процессов тепловлажностной обработки воздуха в i-d диаграмме и определение тепловой нагрузки на охладители (нагреватели) воздуха (Qв.о., Qв.н.), расчёт площади В0, Вн.
Определение рабочей холодопроизводительности холодильной машины. Расчёт компрессора для СКВ.
Тепловлажностный расчёт системы основан на решении уравнения теплового, газового и влажностного режима помещений. Круглогодичная СКВ рассчитывается графоаналитическим методом (использование диаграммы i-d) для двух режимов работы (летнего и зимнего).
I. Параметры обрабатываемого воздуха для судов с неограниченным районом плавания принимаются из таблицы № 1.
Таблица № 1
|
№ |
t н.в. |
φ н.в. % |
t п. |
φ п. % |
Q явк. кВт |
№ схемы |
|
0 |
0 |
90 |
19 |
60 |
15 |
№1 |
|
1 |
35 |
45 |
22 |
50 |
10 |
№2 |
|
2 |
5 |
85 |
20 |
55 |
12 |
№3 |
|
3 |
28 |
40 |
23 |
60 |
18 |
№1 |
|
4 |
-2 |
95 |
22 |
55 |
20 |
№2 |
|
5 |
25 |
45 |
20 |
45 |
22 |
№3 |
|
6 |
4 |
90 |
23 |
65 |
15 |
№1 |
|
7 |
3 |
85 |
22 |
50 |
20 |
№2 |
|
8 |
30 |
45 |
25 |
65 |
18 |
№ 3 |
|
9 |
8 |
80 |
22 |
60 |
12 |
№ 1 |
Согласно санитарных норм для судовых каютных помещений комфортными значениями являются следующие величины tпомещ. летом= 2226 0С, tп – зимой=1822 0С, относительная влажность п=(5010) %, скорость движения воздуха в=0,15 м/с, tg – допустимая разность температур для каютных воздухораспределителей принимается от 47 0С, где tg= tп-tg, где tg – температура воздуха, подаваемого в помещении после обработки в ВР (воздухораспределитель) – для летнего режима, зимнего.
По заданным параметрам воздуха строится процесс тепловлажностной обработки воздуха в централизованной одноканальной рециркуляционной СКВ для летнего (зимнего) режимов. При построении процесса необходимо использовать конспект лекций по дисциплине.
1. Находим теплопритоки (теплоизбытки) помещения по формуле:
Qт.п.=
Qявн.+
Qт.с.,
кВт,
где Qявн- явная теплота, поступающая или теряемая в помещении – сумма всех теплопритоков (потерь) принимается для каждого варианта задания;
Qт.с- скрытая теплота – теплота, содержащаяся в водяном паре, вносимом в помещение воздухом.
Qт.с.
=ib.n.W,
кВт
где ib.n.- энтальпия водяного пара содержащегося в воздухе = 25302550 кДж/кг;
W- влагоизбытки помещения, считаются по формуле:
Wл=10-3лm/3600,
где л – влаговыделение одного человека при различной интенсивности работы. По санитарным нормам считается нормальными влаговыделения при спокойном состоянии человека – 50 г/ч.
Количество людей в помещении – m принимается самостоятельно.
2. Расход воздуха, необходимый для отвода избыточной теплоты в летний период или подвода недостающей теплоты в зимний период, определяется из уравнения теплового баланса помещения:
Qт.п.=G(in-ib)
где Gв- количество подаваемого воздуха, in – энтальпия воздуха помещения, ib – энтальпия подаваемого воздуха.
Решая уравнения, находим количество воздуха подаваемого в помещении кг/с
3. Зная расход воздуха через ВО (ВН) можно определить тепловую нагрузку на воздухоохладитель ВО, воздухонагреватель (ВН).
,
где ib1 – энтальпия воздуха перед ВО,
ib2 – энтальпия после ВО.
4. Требуемую рабочую холодопроизводительность холодильной машины можно определить по формуле:
Qo=Qv.o.,
где Qb.o – тепловая нагрузка на ВО (ВН),
= 1,041,15 – коэффициент запаса холодопроизводительности.
5. По определенной рабочей холодопроизводительности рассчитываем компрессор
для СКВ.
6. По тепловой нагрузке на ВО (ВН) находим площадь ВО (ВН)
,
м2
где к – коэффициент теплопередачи для ребристых ВО - 1217 вт/м2,
- средняя разность температур между воздухом помещения и температурой кипения нижнего хладагента в ВО.
Последовательность расчета компрессора:
-
Необходимо построить цикл в тепловой диаграмме lgPi для Ф-22. Для этого рассчитываются необходимые параметры для построения цикла.
Холодильная машина работает на Ф-22 с перегревом на всасывании и переохлаждением перед РВ.
Для воздушного способа охлаждения помещения t0=tn-(18÷120), где tn –температура воздуха помещения.
Перегрев паров фреона перед всасыванием находится в пределах 10÷28 tвс=t0+∆tпер.= t0+(10÷200).
Температура конденсации tк и tn – переохлаждения зависят от температуры охлаждающей среды, т.е. tн.в.
Таким образом tк=tн.в.+(10÷200) tп=tн.в.+(5÷150).
По рассчитанным температурам строится цикл холодильной машины в диаграмме lgPi и определяются параметры узловых точек. Параметры заносятся в таблицу и используются для дальнейшего расчёта.
Диаграмма lg P-i
lg P
tп tk
3’ 3 tk 2’ 2
Pk
tпер
t0
3’
v1
P0 1’
4 1
x=0 x=1 t0 tпер tx tнаг
i
Таблица 2
|
№ |
t0 |
РМПа |
i кДж/кг |
v м3/кг |
|
|
1' |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
3' |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
При расчете определяем
-
Удельную холодопроизводительность, кДж/кг,
=
.
-
Объемную производительность, кДж/м3,
где
-
объём всасываемых паров компрессором.
-
Из формулы Q0=Gа·q0 можно определить массовый расход циркулирующего в машине хладагента кг/с Ga=Q0/q0 кг/с, где Q0 – тепловая нагрузка на холодильную машину. Обычно эта нагрузка рассчитывается как сумма всех теплопритоков в охлаждаемое помещение. В нашем случае Q0 – является также Qяв.
-
По формуле Qv=Qo/v1 можно рассчитать объемную производительность компрессора м3/ с.
-
Работа, затрачиваемая на сжатие 1 кг хладагента считается по формуле:
,кДж/кг. -
Считаем действительный холодильный коэффициент эффективности работы холодильной машины
.
В случае работы холодильной машины по
циклу теплового насоса (нагрев воздуха),
эффективность работы оценивается
тепловым коэффициентом, учитывающим
потери в прямом и обратном цикле
холодильной машины. Этот коэффициент
можно посчитать по формуле
Для
расчета мощности компрессора холодильной
машины надо учитывать все энергетические
и объемные потери мощности действительного
цикла холодильной машины. Эти потери
учитываются коэффициентом подачи и
учитывают степень заполнения рабочего
объема цилиндров, всасываемых паром
хладагента
;
а)
–
объемный или индикаторный коэффициент,
учитывающий объемные потери от наличия
мертвого пространства и сопротивление
в клапанах.
где С – отношение мертвого пространства к объему цилиндра:
для фреоновых компрессоров С = 0,03 ÷0,04;
б)
–
коэффициент подогрева, учитывающий
объемные потери от теплообмена в
цилиндре,
,
Т=(273 + t oC)
– в градусах Кельвина;
в)
–
коэффициент, учитывающий неплотности
в цилиндре; зависит от конструкции и
степени износа компрессора,
.
-
Действительный объём, описываемый поршнем компрессора, м3/с
.
По найденному объему можно по каталогу подобрать марку компрессора, объемная подача которых, должна быть на 20÷40 % больше требуемой мощности привода компрессора :
-
Определяем теоретическую (адиабатическую) мощность сжатия:
,
кВт -
Определяем действительную мощность сжатия, кВт
,
где
-
индикаторный коэффициент для малых
компрессоров – (0,7÷0,8) -
Мощность на валу компрессора (эффективная мощность кВт)
,
где
-
для современных малых компрессоров
0,9. -
Электрическая мощность, т.е. мощность потребляемая электродвигателем компрессора, кВт:
,
для малых компрессоров
=0,85÷0,9.
С учётом найденной объемной производительности, мощности двигателя компрессора и работы компрессора на хладагенте Ф-22 по каталогу либо справочнику подбирается компрессор для холодильной машины.
Приложение 1
Приложение 2
Таблица возможных неисправностей установок кондиционирования воздуха и способы
их устранения.
|
Неисправность |
Возможная причина |
Способ устранения |
|
1 |
2 |
3 |
|
Установка на работе |
1. Перегорел предохранитель. 2. Не замыкаются контакты реле температуры. 3. Перегорел предохранитель трансформатора. 4. Перегорел трансформатор. 5. Неисправная электропроводка. |
1. Заменить предохранитель. 2. Настроить реле на заданную температуру 3. Заменить предохранитель. 4. Заменить трансформатор. 5. Устранить неисправность электропроводки или затянуть клеммы соединений. |
|
Комперессорно-конденсаторный агрегат не работает |
1. Перегорел предохранитель агрегата. 2. Слишком высокая установка реле температуры. 3. Перегорела катушка пускателя. 4. Подгорели контакты пускателя. 5. Разомкнуты контакты защитного реле компрессора. 6. Реле высокого давления отключило агрегат. 7. Реле низкого давления отключило агрегат. 8. Неисправна электропроводка или не затянуты клеммы соединений. |
1. Заменить предохранитель. 2. Отрегулировать реле температуры. 3. Заменить катушку. 4. Заменить контакты. 5. Определить причину и устранить перегрузку. 6. См. неисправность «Высокое давление нагнетания». 7. См. неисправность «Низкое давление всасывания». 8. Устранить неисправность электропроводки или затянуть клеммы соединений
|
|
Компрессор не включается |
1. Неисправны контакты пускателя. 2. Разомкнуты контакты защитного реле компрессора. 3. Неисправен пусковой конденсатор. 4. Неисправно пусковое реле. 5. Неисправен рабочий конденсатор. 6. Перегорел электродвигатель компрессора. 7. Компрессор заклинен |
1. Заменить контакты. 2. Определить причину и устранить перегрузку 3. Заменить пусковой конденсатор 4. Заменить пусковое реле. 5. Заменить рабочий конденсатор 6. Отремонтировать электродвигатель или заменить компрессор. 7. Заменить компрессор.
|
|
Электродвигатель вентилятора конденсатора не включается |
1. Неисправна электропроводка или не затянуты клеммы соединений. 2. Перегорел электродвигатель вентилятора. 3. Изношены подшипники электродвигателя вентилятора. |
1. Устранить неисправность электропроводки или затянуть клеммы соединений 2. Заменить электродвигатель вентилятора 3. Заменить подшипники или электродвигатель
|
|
Компрессор гудит, но не работает |
1. Неисправен пусковой конденсатор. 2. Неисправно пусковое реле. 3. Перегорел электродвигатель компрессора. 4. Компрессор заклинен. 5.Неисправные контакты пускателя 6. Низкое напряжение в электросети. |
1. Заменить пусковой конденсатор 2. Заменить пусковое реле. 3. Отремонтировать или заменить компрессор 4. Заменить компрессор. 5. Заменить контакты. 6. Определить причину и устранить неисправность |
Продолжение приложения 2
|
1 |
2 |
3 |
|
Компрессор работает циклично, но с перегрузкой |
1. Неисправен пусковой конденсатор. 2. Неисправно пусковое реле. 3. Неисправен рабочий конденсатор. 4. Недостаточна мощность защитного реле. 5. Неисправны контакты пускателя. 6. Низкое напряжение в электросети. 7. Перегорел электродвигатель компрессора. 8. Избыток хладагента в системе. 9. Недостаточно хладагента в системе. 10. Высокое давление всасывания. 11. Воздух или неконденсирующиеся газы в системе. |
1.Заменить пусковой конденсатор 2. Заменить пусковое реле 3. Заменить рабочий конденсатор 4. Заменить защитное реле. 5. Заменить контакты. 6. Определить причину и устранить неисправность 7. Отремонтировать или заменить компрессор 8. Выпустить избыточное количество хладагента. 9. Устранить утечку хладагента и дозарядить систему. 10. Понизить тепловую нагрузку на испаритель или отремонтировать компрессор. 11. Выпустить воздух или неконденсирующиеся газы |
|
Компрессор выключается реле высокого давления |
1. Избыток хладагента в системе. 2. Загрязнения |
1. Выпустить избыточное количество хладагента
|
|
Компрессор работает циклично, при этом выключение происходит от реле низкого давления |
в системе.
вентилятора испарителя.
испарителя. Местное сопротивление в схеме циркуляции хладагента. |
и дозировать систему.
ремень вентилятора.
не работает». Определить причину и устранить местное сопротивление. |
|
Шум в компрессоре |
1. Ослаблены стопорные болты. 2. Недостаточное количество масла в компрессоре. 3. Неисправны клапаны компрессора. 4. Неправильная установка перегрева ТРВ. 5. Заклинен ТРВ. 6. Плохой контакт термобаллона ТРВ со всасывающим трубопроводом 7. Избыток хладагента в системе (установка с капиллярной трубкой). |
1. Затянуть болты. 2. См. неисправность «Унос масла из компрессора». 3. Заменить клапаны или клапанную доску. 4. Отрегулировать ТРВ. 5. Заменить ТРВ. 6. Обеспечить плотный контакт. 7. Выпустить избыточное количество хладагента.
|
|
Унос масла из компрессора |
1. Недостаточно хладагента в системе. 2. Низкое давление всасывания. 3. Заклинено ТРВ в открытом положении |
1. Устранить утечку и дозарядить в систему хладагент и масло 2. См. неисправность «Низкое давление всасывания». |
Продолжение приложения 2
|
1 |
2 |
3 |
|
|
4. Местное сопротивление в системе |
1. Заменить ТРВ. Определить причину и устранить местное сопротивление |
|
Нет охлаждения, компрессор работает непрерывно |
1. Недостаточно хладагента в системе. 2. Неисправны клапаны компрессор. 3. Высокое давление всасывания. 4. Воздух или неконденсирующиеся газы в системе. 5. Неправильная установка перегрева ТРВ. 6. Загрязнен или неисправен ТРВ. 7. Загрязнен испаритель. 8. Загрязнен воздушный фильтр. 9. Проскальзывает ремень вентилятора испарителя. 10. Местное сопротивление в схеме циркуляции хладагента. 11. Загрязнен конденсатор. |
1. Устранить утечку хладагента и дозарядить систему. 2. Заменить клапаны, клапан- ную доску или компрессор. 3. См. неисправность «Высокое давление всасывания» 4. Выпустить воздух или неконденсирующиеся газы. 5. Отрегулировать ТРВ. 6. Заменить ТРВ. 7. Очистить испаритель. 8. Очистить или заменить фильтр. 9. Заменить или натянуть ремень вентилятора. 10. Определить причину и устранить местное сопротивление. 11. Очистить конденсатор.
|
|
Установка вырабатывает слишком много холода; компрессор работает непрерывно |
1.Очень низкая установка реле температуры. 2. Реле температуры размещено неправильно 3.Неисправна электропроводка |
1. Устранить неисправность электропроводки 2. Перемонтировать реле температуры. 3. Устранить неисправность электропроводки. |
|
В компрессор поступает жидкий хладагент (установка с капиллярной трубкой) |
1. Избыток хладагента в системе. 2. Высокое давление нагнетания. 3. Загрязнен испаритель. 4. Проскальзывает ремень вентилятора испарителя. 5. Загрязнен воздушный фильтр. 6. Не работает вентилятор испарителя. |
1. Выпустить избыточное количество хладагента. 2. См. неисправность «Высокое давление нагнетания» 3. Очистить испаритель. 4. Заменить или натянуть ремень. 5. Очистить или заменить фильтр. 6. См. неисправность «Вентилятор испарителя не работает» |
|
В компрессор поступает жидкий хладагент (установка с ТРВ) |
1. Неправильная установка перегрева ТРВ. 2. Заклинен ТРВ в открытом положении. 3. Плохой контакт термобаллона ТРВ со всасывающим трубопроводом 4. Избыток хладагента в системе. 5. Понижена температура воздуха в помещении. |
1. Отрегулировать ТРВ. 2. Заменить ТРВ. 3. Обеспечить плотный контакт. 4. Выпустить избыточное количество хладагента. 5. Отрегулировать реле температуры.
|
Продолжение приложения 2
|
1 |
2 |
3 |
|
Высокое давление нагнетания |
1. Избыток хладагента в системе. 2. Высокая температура окружающей среды. 3. Воздух или неконденсирующиеся газы в системе. 4. Повышение тепловая нагрузка на испаритель. 5. Загрязнен конденсатор. 6. Не работает электродвигатель вентилятора конденсатора. 7. Проскальзывает ремень вентилятора конденсатора |
1. Выпустить избыточное количество хладагента. 2. Обеспечить подачу более холодного воздуха к конденсатору. 3. Выпустить воздух или неконденсирующиеся газы. 4. Снизить нагрузку. 5. Очистить конденсатор. 6. См. неисправность «Электродвигатель вентилятора конденсатора не включается» 7. Заменить или натянуть ремень вентилятора. |
|
Низкое давление нагнетания |
1. Недостаточно хладагента в системе. 2. Неисправны клапаны компрессора. 3. Низкое давление всасывания. 4. Конденсатор обдувается холодным воздухом. |
1. Устранить утечку хладагента и дозарядить систему. 2. Заменить клапаны, клапанную доску или компрессор. 3. См. неисправность «Низкое давление всасывания». 4. Обеспечить подачу более теплого воздуха. |
|
Высокое давление всасывания |
1. Неисправность клапаны компрессора. 2. Избыток хладагента в системе. 3. Высокое давление нагнетания. 4. Высокая температура рециркуляционного воздуха. 5. Повышена тепловая нагрузка. 6. Заклинен ТРВ в открытом положения. |
1. Заменить клапаны, клапанную доску или компрессор. 2. Выпустить избыточное количество хладагента. 3. См. неисправность «Высокое давление нагнетания». 4. Понизить температуру рециркуляционного воздуха. 5. Снизить нагрузку. 6. Очистить или заменить ТРВ. |
|
Низкое давление всасывания |
перегрева ТРВ
12. Засор капиллярной трубки |
и дозарядить систему.
температуры.
ремень
не работает»
устранить местное сопротивление.
«Испаритель обмерзает» Заменить капиллярную трубку |
Продолжение приложения 2
|
1 |
2 |
3 |
|
Вентилятор испарителя не работает |
1. Перегорел предохранитель. 2. Неисправно реле вентилятора испарителя. 3. Перегорел электродвигатель вентилятора испарителя 4. Поврежден ремень вентилятора 5. Неисправна электропроводка или не затянуты клеммы соединений. |
1. Заменить предохранитель 2. Заменить реле вентилятора 3. Заменить электродвигатель вентилятора 4. Заменить ремень 5. Устранить неисправность электропроводки или затянуть клеммы соединений |
|
Испаритель обмерзает |
1. Недостаточно хладагента в системе 2. Низкое давление всасывания 3. Низкая температура рециркуляционного воздуха 4. Вентилятор испарителя не работает 5. Проскальзывает ремень вентилятора испарителя 6. Местное сопротивление в схеме циркуляции хладагента 7. Загрязнен воздушный фильтр 8. Загрязнен испаритель 9. Загрязнен испаритель ТРВ |
1. Устранить утечку хладагента и зарядить систему 2.См. неисправность «Низкое давление всасывания» 3.Повысить установку реле температуры 4.См. неисправность «Вентилятор испарителя не работает» 5. Заменить или натянуть ремень 6.Определить причину и устранить местное сопротивление 7. Очистить или заменить фильтр 8. Очистить испаритель 9. Очистить или заменить ТРВ |
|
Высокие эксплуатационные расходы |
1.Неисправны клапаны компрессора 2. Недостаточно хладагента в системе 3. Избыток хладагента в системе 4. Загрязнен конденсатор 5. Загрязнен испаритель 6. Загрязнен воздушный фильтр 7. Высокое давление нагнетания 8.Проскальзывает ремень вентилятора испарителя или конденсатора |
1. Заменить клапаны, клапанную доску или компрессор 2.Устранить утечку хладагента и дозарядить систему 3. Выпустить избыточное количество хладагента 4. Очистить конденсатор 5. Очистить испаритель 6. Очистить или заменить фильтр 7. См. неисправность «Высокое давление нагнетания» 8. Заменить или натянуть ремень
|
Список используемой литературы:
-
Дудко Н.В., Абрамчук В.В. Справочник механика по судовым и рефрижераторным
Установкам - М.: Транспорт, 1979. – 189 с.
-
Захаров Ю.В. Судовые установки кондиционирования воздуха и холодильные машины - Л.: Судостроение, 1972. - 556 с.
-
Ленгли Б. Справочник по СХУ и ССКВ - М.: Агропромиздат, 1986. – 175 с.
-
Нестеров Ю.Ф. Судовые холодильные установки и системы кондиционирования
воздуха – М.: Транспорт, 1991. – 299с.
-
Покровский Н.К. Холодильные машины и установки – М.: Пищевая промышленность, 1991. – 203 с.
-
Ялвель Б.К. Курсовое и дипломное проектирование холодильных установок и систем
кондиционирования воздуха – М: ВО Агропромиздат, 1989. – 218 с.
-
Кулиш О.В. Конспект лекций.