Изучение и разработка оборудования для заправки холодильных агрегатов компрессионного типа маслом и хладагентом
Изучение и разработка оборудования для заправки холодильных агрегатов компрессионного типа маслом и хладагентом
Введение
Оснащение предприятий по ремонту бытовых машин высокопроизводительным оборудованием, приспособлениями и специальными инструментами--одно из важнейших условий создания индустриальных методов ремонта, повышения его качества и снижения трудовых затрат.
Характерной особенностью ремонтных предприятий является многообразие технологических процессов, применяемых при ремонте бытовых машин. Это обстоятельство обусловливает использование большого количества оборудования различных видов и типажа, значительная часть которого является нестандартным, т. е. серийно не выпускаемого промышленностью. В настоящее время стоимость нестандартного оборудования составляет около 30--40% от общей стоимости технологического оборудования предприятий по ремонту бытовых машин. Это объясняется наличием технологических процессов, специфических только для ремонтного производства, например снятие старой краски, разборка, мойка, специальные способы очистки и т. д., а также различием в масштабах ремонтируемых бытовых машин. Проводимые мероприятия по укрупнению масштабов производства и специализации ремонтных предприятий позволяют постоянно повышать удельный вес стандартного оборудования, но для комплексного решения вопросов механизации основных производственных и вспомогательных процессов потребуется еще значительное количество нестандартного оборудования. Основные направления механизации производственных и вспомогательных процессов на ремонтных предприятиях предопределяются удельным весом отдельных видов работ в общих трудовых затратах, а также необходимостью создания должных санитарно-гигиенических условий труда на работах, связанных с загрязнением воздуха вредными выделениями.
Значительное количество на мировом рынке холодильников и морозильников приводит к необходимости улучшения технического обслуживания их при эксплуатации.
Созданы специальное оборудование и аппаратура для диагностики неисправностей и проверки качества работы отремонтированной бытовой холодильной техники. Для восстановления неисправных сборочных единиц холодильной бытовой техники организованы специализированные предприятия.
Оборудование и контрольно-измерительная система таких предприятий представляют собой технический комплекс, на котором последовательно выполняют все необходимые ремонтные работы.
Цель курсового проекта - изучение и разработка оборудования для заправки холодильных агрегатов компрессионного типа маслом и хладагентом.
Задачи курсового проекта:
- приобретение навыков работы с нормативно-правовыми документами по изучаемой проблеме;
- изучение конструкции, устройства и принципа работы холодильных агрегатов компрессионного типа;
- выявление неисправностей, требующих заправки холодильного агрегата;
- определение последовательности выполнения операции по заправке холодильного агрегата;
- изучение и разработка конструкции, устройства и принципа работы оборудования для заправки холодильных агрегатов компрессионного типа.
1. Аналитический раздел
1.1 Общие сведения о компрессионных холодильных агрегатах
1.1.1 Общие сведения о компрессионных холодильниках
Компрессионные холодильники занимают 90% рынка холодильников.
Бытовые компрессионные холодильники предназначены для хранения в домашних условиях свежих и замороженных продуктов, а также для приготовления пищевого льда.
Первые компрессионные холодильники были изобретены немецким инженером Линде в 1875 г. и использовались для технических целей. Первые бытовые холодильники этого типа появились у нас в стране в конце 30-х годов.
Принципиально бытовой электрический холодильник компрессионного типа состоит из шкафа, электрической схемы с приборами автоматики и управления и герметичного холодильного агрегата.
1 - конденсатор; 2 - фильтр-осушитель; 3 - дроссельное устройство;
4 - испаритель; 5 - терморегулятор; 6 - шкаф; 7 - герметичный компрессор.
В холодильной камере установлены терморегулятор, съемные решетчатые полки и специальные сосуды.
В задней части корпуса встраивается холодильный агрегат.
Низкотемпературное отделение располагается в верхней части камеры и закрывается декоративной дверцей. Холодильники типизированы и выпускаются заводами по базовым моделям и отличаются внешним оформлением и отдельными узлами.
В процессе работы холодильника на стенках испарителя собирается сконденсированная влага в виде снежного покрова (снеговой шубы). Для периодического удаления (оттаивания) снеговой шубы бытовые холодильники снабжаются соответствующими устройствами ручного, полуавтоматического или автоматического действия.
Теплоизоляцией заполняют все свободное пространство между стенками холодильной камеры и корпусом, а также между внутренней облицовочной накладкой и обечайкой двери. При плотно закрытой двери теплоизоляция значительно ограничивает теплопритоки в холодильную камеру. Для обеспечения плотного и герметичного закрывания двери по всему периметру внутренней облицовочной накладки устанавливается специальный эластичный уплотнитель в виде открытого баллона особого профиля. Необходимая плотность прилегания уплотнителя по всему периметру двери обеспечивается специальными механическими или магнитными затворами.
1.1.2 Устройство и принцип работы холодильного агрегата бытового холодильника компрессионного типа
В бытовых холодильниках компрессионного типа применяются различные по габаритным размерам и конфигурации конструктивных элементов холодильные агрегаты, но принцип их работы по созданию холодильного эффекта для всех агрегатов одинаков. С целью устранения утечек холодильного агента из системы холодильного агента они конструктивно выполняются герметичными. Холодильный агрегат предназначен для осуществления термодинамического цикла с целью получения искусственного охлаждения и создания минусовых температур при циркуляции холодильного агента в замкнутой герметичной системе агрегата.
1 - герметичный компрессор (мотор-компрессор);
2 - конденсатор;
3 - фильтр-осушитель;
4 - капиллярная трубка;
5 - испаритель;
6 - всасывающий трубопровод;
7 - нагнетательный трубопровод.
В процессе осуществления термодинамического цикла с целью получения искусственного провода агрегатное состояние периодически (циклично) изменяется, т. е. холодильный агент при определенных температурах и давлениях в системе агрегата переходит из одного фазового состояния в другое из жидкого в газообразное или из газообразного в жидкое. В основу создания холодильного эффекта положен процесс дросселирования. Пары хладона-12 отсасываются из испарителя 5 компрессором 1 и проходят внутри кожуха, охлаждая обмотку электродвигателя. Сжатые в компрессоре пары хладагента по нагнетательной трубке 7 поступают в охлаждаемый окружающим воздухом конденсатор 2. Давление паров хладона в конденсаторе равно 600 - 1050 кПа. В конденсаторе пары хладона переходят в жидкое состояние, отдавая тепло окружающей среде.
Жидкий хладон из конденсатора поступает через фильтр-осушитель 3 в капиллярную трубку 4, где происходит его дросселирование, а затем в испаритель 5. Капиллярная трубка 4 создаёт необходимый для работы перепад давления между конденсатором и испарителем. Давление хладагента на выходе из капиллярной трубки (на входе в испаритель) понижается до 90…110 кПа. Жидкий хладон при низкой температуре кипит в испарителе, отнимая тепло от его стенок и воздуха холодильной камеры. Из испарителя пары хладагента по всасывающей трубке 6 снова поступают в кожух компрессора, и цикл повторяется. Холодные пары хладагента, проходя из испарителя в компрессор по всасывающей трубке, охлаждают хладон, который поступает по капиллярной трубке из конденсатора в испаритель. Теплообменником служит участок всасывающей и капиллярной трубок, спаянных между собой. В некоторых холодильниках капиллярная трубка пропущена внутри всасывающей.
Компрессор приводится в движение встроенным однофазным электродвигателем переменного тока. Для запуска электродвигателя и защиты его от токовых перегрузок применяется пускозащитное реле. Заданная температура в холодильной камере поддерживается автоматически датчиком-реле температуры (терморегулятором). Электрическая лампа накаливания для освещения камеры шкафа включена в сеть параллельно цепи двигателя и последовательно с дверным выключателем. При открывании двери холодильника контакты выключателя замыкаются, включая лампу независимо от электродвигателя.
1.1.3 Функциональные элементы герметичных агрегатов компрессионного типа
К функциональным элементам герметичных агрегатов бытовых холодильников и морозильников компрессионного типа относят компоненты рабочей среды и адсорбент, используемый в фильтрах-осушителях.
Компонентами рабочей среды компрессионной холодильной техники являются хладон 12 и смазочное масло типа ХФ-12-18(16). Хладон 12 должен соответствовать требованиям ГОСТ 19212-87 и характеризоваться физико-химическими показателями, представленными в таблице 1.1.
Объемная холодопроизводительность хладона 12 при стандартном режиме
t0=-15oC; tk=30oC примерно в 1,5 раза ниже, чем аммиака, используемого в адсорбционных холодильниках, но более низкие давления позволяют использовать его при температуре конденсации до 70оС. Температура хладона 12 в конце сжатия составляет 60…70оС.
Таблица 1.1
Показатель
|
Норма
|
|
Массовая доля нелетучего осадка, %, не более
|
0,005
|
|
Кислотность
|
Окраска индикатора не должна изменяться
|
|
Объемная доля дифторхлорметана, %, не менее
|
99,0
|
|
Объемная доля примесей, определяемых хроматографическим методом, %, в сумме не более В том числе не конденсирующихся примесей (воздуха или азота), %, не более
|
0,4
0,2
|
|
Массовая доля воды, %, не более
|
0,0004
|
|
|
По токсичности хладон 12 - один из наименее вредных хладагентов. Он в 4,3 раза тяжелее воздуха. При его утечке находящиеся в помещении люди могут ощущать недостаток кислорода, у них появляются головная боль, слабость. Пары хладона 12 бесцветны и имеют слабый запах.
Хладон 12 негорюч и невзрывоопасен, но при температуре свыше 400оС разлагается на фтористый и хлористый водород, а также частично образует ядовитый газ фосген. Продукты разложения хладона 12 вызывают раздражение слизистых оболочек, головную боль, рвоту и другие признаки отравления.
При атмосферном давлении хладон 12 испаряется, разрушая озоновый слой атмосферы и способствую парниковому эффекту и увеличению вероятности ультрафиолетового облучения поверхности Земли.
В нашей стране в 1991 году было принято решение о сокращении производства и потребления самого распространенного озоноопасного хладагента R12, который наиболее широко использовался в бытовых холодильных приборах.
С 1 января 1994 года согласно принятым в РФ документам выпуск и применение озоноразрушающих хладагентов были запрещены, но, несмотря на это, их продолжают использовать при производстве некоторых бытовых холодильников и морозильников на российских заводах и при их ремонте.
Частично сокращение применения R-12 может быть компенсировано за счет использования наиболее универсального и одного из самых распространенных хладагентов -- R22, характеризующегося низкой озоноактивностью.
По отношению к металлам хладон 12 инертен, но он хорошо смывает с их поверхности технологические и эксплуатационные загрязнения.
Вода в хладоне 12 почти не растворяется (при температуре 0оC не более 0,0006% массы). Хладон 12 хорошо растворяет минеральное смазочное масло типа ХФ-12-18(16), а также различные органические вещества, например резину. Способность хладона 12 проникать через мельчайшие поры требует тщательной герметизации мест соединений хладоновых магистралей.
При производстве и ремонте холодильной техники хладон 12 используется и в технологических целях (на стадии первичного вакуумирования и при продувке собранного герметичного агрегата).
В холодильных машинах смазочное масло типа ХФ-12-18(16) используется:
- для снижения трения между трибосопряжениями компрессора и предотвращения их интенсивного износа;
- для сохранения определенного перепада давления рабочего тела между сторонами высокого и низкого давлений, т.е. создания масляного уплотнителя;
- для отвода теплоты через стенки кожуха компрессора.
Масла, использующиеся в холодильных машинах, должны удовлетворять требованиям по вязкости, маслянистости, стабильности при разных давлениях, температурах и растворах с хладагентом. Условия работы холодильных машин (высокое давление, перепад температур, длительность непрерывной работы, токсичность рабочих тел, разнородные материалы) требуют, чтобы используемое масло отвечало следующим условиям:
- при низких температурах из масла не должны выпадать тугоплавкие частицы парафина и оно должно оставаться достаточно текучим;
- при высоких температурах в масле не должны возникать процессы коксования, образования асфальтов, смол;
- масло должно быть химически стойким и стабильным при многолетней работе.
В герметичных агрегатах бытовых холодильников и морозильников используется исключительно минеральное нафтеновое масло типа ХФ-12-18(16). Согласно ГОСТ 5546-86 данный тип масла характеризуется показателями, представленными в таблице 1.2.
Для поглощения влаги и кислот из компонентов рабочей среды, циркулирующей в герметичных холодильных агрегатах, в фильтрах-осушителях используют адсорбент - силикагель или синтетический цеолит.
Таблица 1.2
Показатель
|
Норма
|
|
Кинематическая вязкость, сСт: при 20оС, не более при 50оС, не менее
|
-16
|
|
Кислотное число, мг КОН на 1 г масла, не более
|
0,02
|
|
Стабильность: осадок после окисления, %, не более
кислотное число после окисления, мг КОН на 1 г масла, не более
|
0,005
0,04
|
|
Испытание на коррозию
|
Выдерживает
|
|
Содержание водорастворимых кислот и щелочей
|
Отсутствие
|
|
Содержание механических примесей
|
Отсутствие
|
|
Содержание воды
|
Отсутствие
|
|
Температура вспышки, определяемая в открытом тигле, оС, не ниже
|
160
|
|
Температура застывания, оС, не ниже
|
-42
|
|
Температура помутнения смеси масла с хладоном 12, оС, не ниже
|
-32
|
|
Цвет масла без присадки, определяемый со стеклом №2, мм, не менее
|
40
|
|
|
Утечка хладона при эксплуатации холодильников не должна превышать 2-5 г в год. Поэтому при ремонте холодильников особое внимание уделяют герметичности агрегатов.
Среди реальных альтернативных хладагентов на сегодня выделяют соединения НFС (фторэтан R134а) и СH HM (углеводороды) Они озонобезопасны, так как не содержат хлора и не токсичны. Сырьевая база этих хладагентов вполне достаточна, чтобы обеспечить холодильную промышленность в ближайшие 10-15 лет.
В настоящее время общепринятым заменителем R12 в мировой практике является R134а, наиболее близкий по термодинамическим свойствам к R12, полностью озонобезопасный и наиболее перспективный для использования в БХП.
Страницы: 1, 2, 3
|