Курсовая работа: Изучение и разработка оборудования для заправки холодильных агрегатов компрессионного типа маслом и хладагентом
Курсовая работа: 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 |
Страницы: 1, 2, 3
|