Описание стенда
Стенд СИПТН-1 (Рис. 2) состоит из стойки, на которой размещены все узлы и устройства, обеспечивающее работу теплового насоса: 1.Компрессор. 2. Ресивер. 3. Фильтр. 4.Клапан. 5.Терморегулиющее реле. 6.Испаритель. 7.Конденсатор. 8.Реле высокого давления. 9. Реле низкого давления. 10.Манометр высокого давления. 11.Манометр низкого давления.
На панели 12 размещены: 13 - счётчик расхода воды, проходящей через конденсатор; 14 - вентиль регулировки расхода воды, проходящей через конденсатор; 15 - счётчик расхода воды, проходящей через испаритель; 16 -вентиль регулировки расходав воды, проходящей через испаритель.
На панели 17 установлены: 18 - прибор для измерения температуры «Сосна002»; 19-вольтметр; 20 - ваттметр.
Внизу стойки, на панели 21 установлены элементы управления стендом: 22 - автоматический выключатель; 23 - кнопки включения и выключения компрессора, а также арматура, сигнализирующая о подаче напряжения сети и включения компрессора. На этой же панели установлен разъём 24, предназначенный для подключения к стенду электропитания переменного тока и розетка 25, для подключения компьютера.
На задней панели 26 установлена вентиляционная сетка 27, а также: 28 -коллектор подвода воды от централизованной магистрали; 29 - коллектор для отвода воды из теплообменников. На выходе испарителя установлен датчик температуры терморегулирующего реле 30.
Испаритель и конденсатор имеют одинаковую конструкцию и представляют собой змеевик, выполненный из медной трубки диаметром 10мм. Испаритель имеет 25 витков, а конденсатор 37 витков. Змеевик помещён в трубный кожух, выполненный из нержавеющей стали.
На стенде установлены 12 термопар. Номера термопар и объекты, температура которых измеряется представлены в таблице 1.
ПОДГОТОВКА СТЕНДА К РАБОТЕ
Перед началом работы на стенде необходимо произвести следующие действия:
Проверить наличие и качество крепления заземляющего провода.
Установить автоматический выключатель 22 в положение СЕТЬ.
Визуально осмотреть качество крепления термопар.
Визуально осмотреть крепление шлангов подачи и отвода воды из конденсатора и испарителя.
Убрать все посторонние предметы со стенда.
Открыть вентили подачи воды в конденсатор и испаритель 14 и 16 соответственно.
Открыть кран подачи воды от водопровода.
Осмотреть систему подачи воды в испаритель и конденсатор и, в случае появления течи в местах присоединения шлагов к стенду, подтянуть хомуты.
Закрыть вентили 14 и 16.
Вставить вилку питающего кабеля в розетку электрической сети.
Включить стенд, установив автоматический выключатель в положение ВКЛ. При выполнении последней операции, загорится сигнальная лампочка, сигнализирующая о подачи на стенд напряжения.
Включить термоизмерительный прибор 18, поставив тумблер включения прибора в положение ВКЛ.
После проверки работы прибора, стенд готов к проведению лабораторной работы.
Таблица 1
Исследование работы парокомпресионного теплового насоса
МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
Работу на стенде необходимо производить в следующей последовательности:
Открыть магистральный кран и подать воду на коллектор входа воды 18.
Открыть вентили подачи воды в конденсатор и испаритель 14 и16 до конца, обеспечив максимальный расход воды.
Включить компрессор, нажав кнопку ПУСК.
Дать поработать тепловому насосу в течение 10 мин.
Зафиксировать расход воды через конденсатор и испаритель. Расход воды определяется скоростью вращения первой стрелки на счетчиках воды (самая быстрая стрелка). Полный оборот стрелки соответствует прохождению одного кг воды. Замеряют время Т за n полных оборотов первой стрелки (при больших расходах минимум 3-4 оборота).
Расход воды равен: G=n/T (кг/с).
С помощью термоизмерительного прибора измерить температуру теплового насоса в точках указанных в таблице 2.
7. Тепловой насос может работать при расходе воды через конденсатор и испаритель в диапазоне 50 - 360 литров в час. Давление при этом, в тракте нагнетания может находиться в диапазоне 8-17 атмосфер (0,8-1,7 Мпа), а в тракте всасывания - в диапазоне 3-6 атмосферы. (0,3 - 0,6 Мпа). Температура на выходе хладона из конденсатора и испарителя должна соответствовать его давлению в линиях нагнетания и испарения. В случае повышения, или падения давления, ниже установленного, тепловой насос с помощью реле давления 8 и 9, установленных на линии нагнетания и всасывания, отключается. Повторное включение теплового насоса произойдёт автоматически после спада, или повышения давления через некоторое время после отключения. Если давление в трактах не устанавливается до величины необходимой для включения теплового насоса, его можно повысить или понизить путём изменения расхода воды через теплообменники с помощью вентилей 14 и 16.
Для повышения давления в конденсаторе, расход воды необходимо уменьшить, а для понижения давления - увеличить.
Для повышения давления в испарителе, расход воды необходимо увеличить, а для понижения давления - уменьшить.
Стенд позволяет контролировать работу парокомпрессионного теплового насоса, также, с помощью компьютера. Измеренные термоизмерительным прибором «Сосна-002», показания термопар сохраняются в виде файла и одновременно отображаются на экране. При проведении лабораторных работ на установке с компьютером необходимо включить компьютер и запустить файл СИПТН.ехе; после запуска программы, установить интервал запроса и нажать кнопку «Установить»
После завершения работ необходимо выполнить следующие операции.
1 .Выключить компрессор, нажав красную кнопку ВЫКЛ.
2.Закрыть программу и выключить компьютер.
З.Ваключить прибор «Сосна002».
4.Выключить автоматический выключатель.
5.Закрыть кран подачи воды от водопроводной магистрали к коллектору 18.
6. Вентили подачи воды в конденсатор и испаритель, во избежание перегрева конденсатора и переохлаждения испарителя, при повторном включении, рекомендуется не закрывать. В конденсаторе и испарителе, в процессе проведения работ, всегда должна находится вода.
ПРИ РАБОТАЮЩЕМ СТЕНДЕ ВОСПРЕЩАЕТСЯ
-перемещать термопары, размещённые на стенде; производить ремонтные работы;
-допускать попадание воды на компрессор, ресивер, приборы и другие элементы теплового насоса;
-отключать провод, соединяющий корпус стенда с заземляющим контуром;
-деформировать капиллярную трубку, идущую от термореле к выходу испарителя;
-подтягивать муфты, соединяющие трубопроводы, шланги подачи воды к стенду;
-работать тепловому насосу при давлении на линии нагнетания более 18 атмосфер (1,8 МПа).
Если, при достижении давления выше 1,8 МПа компрессор не отключится, выключить его вручную, поставив автоматический выключатель в положение ВЫКЛ.