Практичне заняття №7

Тема: Компресорні холодильні машини.

Навчальна мета:

Знати: Будову та принцип роботи водохолодильної установки АВ-30 і побутового холодильника.

Уміти: Пояснити роботу електрообладнання водохолодильної установки АВ-30 в автоматичному режимі керування.

Основні питання заняття

1. Призначення, будова та принцип роботи водохолодильної установки АВ-30. Схема керування установкою АВ-30. Робота установки в автоматичному режимі.

2. Побутовий компресійний холодильник, будова та принцип роботи. Схема керування.

Література:

1. Марченко О.С. Механізація та автоматизація у тваринництві і птахівництві – К.: Урожай, 1995. – 416 с.

2. Коваль О.С. Поради сільському електрику. – К.: Урожай, 1990. – 160 с.

3. Бородин И.Ф., Недилько Н.М. Автоматизация технологических процессов. – М.: Агропромиздат, 1986. – 386 с.

1. Призначення, будова та принцип роботи водохолодильної установки АВ-30. Схема керування установкою АВ-30. Робота установки в автоматичному режимі.

Пристрої, які здійснюють перенесення теплоти від середовища з більш низькою температурою до середовища з більш високою, називаються трансформаторами теплоти.

В залежності від мети процесу один і той же трансформатор теплоти може охолоджувати робоче середовище, працюючи як холодильна машина, або нагрівати робоче середовище, працюючи як тепловий насос, або одночасно охолоджувати робоче середовище та нагрівати інше (комбінований режим). Останній режим найбільш ефективний в енергетичному та економічному відношенні.

Трансформатори теплоти (холодильники та теплонасосні установки)поділяють на такі види:

• компресійні (механічні);

• абсорбційні (термохімічні);

• напівпровідникові (термоелектричні).

Переваги та недоліки холодильних установок наведено в таблиці 7.1.

Таблиця 7.1

Переваги та недоліки холодильників

Типи	Переваги	Недоліки
Компресійні, місткістю 40-400 л	Температура, °С: -6, -12, -18. Вдвічі економніші від абсорбційних за витратою електроенергії	Шум при роботі
Абсорбційні, місткістю 24-100 л	Не мають рухомих частин, тому працюють тихо. Мають більший строк служби. Внаслідок невеликої місткості мають рівномірний розподіл температур, ніж компресійні	Знижують температуру лише до 2-5оС. Витрати електроенергії майже вдвічі більші ніж у компресійних
Термоелектричні	Не мають рухомих деталей і холодоагенту, тому безшумні і довговічні. Найбільш перспективні	Високі експлуатаційні витрати

Водохолодильна установка АВ-30 призначена для охолодження води, використовується на молочних фермах та комплексах при охолодженні молока в проточних ємностях-охолодниках (РПО-1,6, РПО-2,5.). Температура охолодження молока 4-5°С. Установка працює по замкнутому циклу (рис. 7.1).

Пари холодоагенту (фреон-Р12) поступають в компресор 1 з випарника 12, стискаються компресором 1 і потрапляють у конденсатор 10, де фреон у вигляді газу перетворюється в рідину і подається в ресивер 9. З ресивера 9 рідкий холодоагент поступає у випарник 12, проходячи послідовно через теплообмінник 6, фільтр-осушувач 7 і терморегульований вентиль 8 . У випарнику 12 холодоагент випарюється і тепло відбирається від холодної води, яка зрошує поверхню випарника 12.

Пари холодоагенту поступають у регенеративний теплообмінник 6, де нагріваються за рахунок теплообміну з рідким фреоном і відсмоктуються в компресор 1. Установка комплектується малогабаритною градирнею ГПВ або МГ. Установка може працювати в автоматичному та напівавтоматичному режимах. Основний режим роботи установки автоматичний. Напівавтоматичний застосовується при знаходженні неполадок та налагодженні.

Рис. 7.1. Схема роботи водохолодильної установки АВ-30:

1 – компресор; 2-3 – манометри; 4-5 – реле тиску та контролю мащення;

6 – теплообмінник; 7 – фільтр-осушник; 8 – терморегулюючий вентиль; 9 – ресивер;

10 – конденсатор; 11, 20 – водяні насоси; 12 – випарник; 13 – бак; 14, 17 – водяні фільтри;

15 – охолодник молока; 16 – градирня; 18 – вентилятор; 19 – зрошувач; 21 – молочний насос; 22 – ємність для молока.

Перед початком роботи необхідно ввімкнути вимикач QF та вибрати режим роботи керування перемикачем S1 та S2 (рис. 7.2). При установці перемикачів S1 та S2 в положення «А» (автоматичний режим) відбувається запуск електродвигунів в послідовності: М2, М3 та М1. Двигун М4 привода вентилятора градирні вмикається температурним реле SK2 при температурі води на виході з градирні вище 23,5°С. Коли температура знижується, двигун М4 вимикається. Температура холодоносія контролюється температурним реле SK1. При зниженні температури нижче встановленого рівня контакти реле SK1 розмикаються і електродвигуни компресора та насоса градирні вимикаються. Реле часу КТ контролює режим мащення компресора. Якщо в процесі запуску тиск масла в компресорі недостатній для змикання контактів реле тиску SP2, то через 90 секунд після ввімкнення реле КТ установка вимикається. Реле тиску SP1 від’єднує установку при підвищенні тиску фреону вище норми.

Спрацювання будь-якого елементу захисту в колі котушки пускача KM2 приводить до розшунтування реле K1. При цьому відбувається перерозподіл напруги між обмотками реле К1 та магнітного пускача КМ2. Пускач від’єднується, а на реле К1 подається живлення через додатковий резистор R1. При замиканні контакту апарату захисту (SP1, SP2, KK1, KK2, KK3, KK4) магнітний пускач КМ2, а також і установка в цілому автоматично не вмикається. Обслуговуючий персонал повинен привести схему в вихідне положення: вимкнути та ввімкнути перемикач S1. Світловий індикатор HL1 вказує на наявність напруги в колі керування, а HL2 про аварійне відключення установки. При установці перемикачів S1та S2 в положення «ПА» (напівавтомат) ввімкнення та вимкнення пускачів КМ1, КМ2, КМ3 та КМ4 виконується тумблерами S3, S4 та S6. Якщо воду із установки АВ-30 подають на проточні охолоджувачі молока, то між затискачами (1) та (2) підключають керуючі контакти від шафи керування резервуара-охолодника.

Рис. 7.2. Принципіальна електрична схема установки АВ-30.

Таблиця 7.2

Технічні характеристики холодильної установки АВ-30

Показники	Значення
Холодопродуктивність при температурі води на виході повітря на вході в конденсатор 23°С, кВт	39,0
Витрата води, м3/год	9,0
Встановлена потужність, при таких же температурах, кВт	1,8
Кількість фреону, заправленого в систему, кг	25
Кількість масла ХФ-12-16, заправленого в систему, кг	–
Утому числі в компресор	–
Діапазон роботи машини: за температурою зовнішнього повітря, °С за температурою води на виході з випарника, °С гранична температура конденсації, °С	– – –
Максимальна встановлена потужність, кВт	–
Допустиме відхилення, %: холодопродуктивності встановленої потужності	– –
Габаритні розміри, мм: довжина ширина висота	1510 1880 1920
Маса установки, кг, у стані: заправленому не заправленому	1610 –
Загальна площа, що займає установка, м2	4,2

2. Побутовий компресійний холодильник, будова та принцип роботи. Схема керування.

Компресійний холодильник складається з двох трубчастих змійовиків (один з них – випарник 1 (рис. 7.3) – розміщений всередині холодильника, а другий – конденсатор 2 – зовні холодильника на задній стінці) та компресора 3, що перекачує холодоагент з випарника в конденсатор. Холодоагент з конденсатора до випарника проходить через опір (капілярну трубку) або регульований вентиль і різко збільшуючись в об’ємі, випаровується, забираючи на це багато теплоти з трубок випарника, що й потрібно.

До електричної частини холодильника (рис. 7.4) належать електродвигун 8, пускозахисне реле (ПЗР) до складу якого входить теплове реле 5 та пускове реле 6, терморегулятор 1 та лампа 2 для внутрішнього освітлення, контакти дверного вимикача 3. В деяких холодильниках встановлюють прилад керування розморожуванням.

Струм з електромережі надходить до терморегулятора 1, а потім протікає двома шляхами. По одному струм протікає через електролампу 2, її вимикач 3, другий штир вилки і знову в мережу. Друга частина струму протікає через терморегулятор 1, нормально замкнуті контакти 5 теплового реле, котушку 6 електромагніту, контакт 3 двигуна 8, робочу обмотку (РО) двигуна та загальний вивід 2 клемника двигуна, де, з’єднавшись з першою частиною струму, що протікала через лампу, надходить в електромережу.

Рис. 7.3. Схема роботи компресійного холодильника:

1 – випарник; 2 – конденсатор; 3 – компресор з електроприводом.

Рис. 7.4. Схема компресійного холодильника:

1 – терморегулятор; 2 – електролампа; 3 – дверний вимикач;

4 – нормально замкнені контакти терморегулятора; 5 – контакти теплового реле;

6 – котушка електромагніту пускового реле; 7 – нормально розімкнені контакти

пускового реле; 8 – клемник двигуна.

На початку пуску опір робочої обмотки невеликий, тому сила пускового струму в декілька разів перевищує номінальну робочу силу струму, який, протікаючи через котушку 6 викличе втягування в неї осердя, що спричинить замикання нормально розімкнених контактів 7 пускового реле 6. Тепер не весь струм протікатиме через котушку 6, а частина його піде через контакти 7 на контакт 1 клемника двигуна 8 і далі на пускову обмотку (ПО) двигуна. Виконавши роботу, струм з’єднається на загальному виході 2 клемника з тією частиною струму, який проходив через робочу обмотку. Зі зростанням обертів двигуна збільшується опір обмоток і,відповідно, сила струму зменшується, внаслідок чого котушка 6 відпускає осердя, яке під дією власної ваги опускається та розмикає контакти 7. Струм через пускову обмотку припиняється. Двигун обертатиметься доти, поки по робочій обмотці протікатиме струм. Компресор перекачує холодоагент і в морозильній камері знижується спочатку температура стінок, а потім і всього її вмісту.

Контрольні питання

1. Які пристрої називаються трансформаторами теплоти?

2. Поясніть принцип роботи трансформатора теплоти компресійного типу, який працює як холодильна машина.

3. Якими показниками характеризують ефективність роботи холодильних машин і теплових насосів?

4. Поясніть роботу водохолодильної установки АВ-30 за технологічною схемою.

5. Поясніть роботу електрообладнання установки АВ-30 в режимі автоматичного керування за електричною схемою.

6. Поясніть роботу електрообладнання побутового холодильника за електричною схемою.