Методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов магистратуры по специальности

Методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов магистратуры по специальностиМетодические указания к выполнению лабораторных работ для студентов магистратуры по специальности.

Устройство и принцип работы холодильной установки 5-ти вагонной рефрижераторной секции БМЗ.

Цель работы: Изучить конструкцию холодильной установки 5-ти вагонной рефрижераторной секции постройки Брянского машиностроительного завода (ВР-1-М.

2.1. Краткие сведения из теории.

Автоматизированные холодильные установки ВР-1-М непосредственного охлаждения обеспечивают поддержание температуры в грузовых помещениях вагонов от –20 до +14°С. Система запуска и остановки холодильной машины автоматическая. Каждая холодильная установка имеет.

1) 8-цилиндровый компрессор – диаметр цилиндра 67,5 мм, n = 960 об/мин, объём, описываемый поршнями = 82,5 м 3 /ч.

2) конденсатор воздушного охлаждения с поверхностью теплообмена = 90 м 2.

3) испаритель ребристый с теплопередающей поверхностью 87,5 м 2.

4) регулирующий вентиль, вспомогательные аппараты, трубопроводы, запорную арматуру, приборы регулирования контроля и защиты.

Мощность электродвигателя компрессора – 10 кВт, электродвигателей вен­тиляторов конденсатора и испарителя – по 2,2 кВт. Электрический ток пере­менный, напряжением 380/220 В.

Компрессор, конденсатор, вентилятор конденсатора, ресивер, фильтр-осушитель, теплообменник, реле давления РД-1Б и РД-2Б, реле контроля смазки РКС-1Б, два соленоидных вентиля СВМ-15, автоматический регулятор давления АДД-40. Обратный клапан, запорная арматура и соединительные тру­бопроводы смонтированы в один компрессорно-конденсаторный агрегат на общей раме.

Рисунок 2.1. Схема холодильной установки ВР-1М.

Компрессор (1) – блок-картерный. Блок-картер с крышками создаёт гер­метизированную полость компрессора, внутри которой размещены подвижные детали кривошипно-шатунного механизма и встроенный электродвигатель. Данная блок-картерная конструкция включает в себя четыре блока цилин­дров со всасывающими и нагнетательными полостями, картер.

Конденсатор (10) – воздушный, ребристый, 8-секционный, батарея выпол­нена из медных трубок 15×1 мм.

Вентилятор конденсатора (9) – осевой УК-2М №5, диаметр рабочего коле­са 500 мм, n = 2870 об/мин, V вк =1500 м 3 /ч. Привод вентилятора – асинхронный электродвигатель А 02-31-28.

Ресивер (11) – сосуд, работающий под давлением. Является дополнительной емкостью для жидкого фреона в системе. Линейный, горизонтальный, емкостью 30 л. Рабочее давление 2 кг/см 2. рабочая температура 30-50°С.

Фильтр-осушитель (7) – предназначен для отбора влаги из фреона. Погло­титель — гранулированный цеолит.

Теплообменник (6) – поверхность теплообмена 0,3 м 2. диаметр кожуха 108 мм; общая длина 770 мм.

Реле давления РД-1Б – служит для защиты компрессора от чрезмерного падения давления всасывания, реле высокого давления (маноконтролер) – для защиты от повышения давления нагнетания (РД-2Б). Оба прибора включаются в электрическую сеть компрессора. При размыкании контактов прибора останавливается компрессор.

Реле контроля смазки РКС-1Б (8) – применяется для остановки компрес­сора при снижении давления масла в системе. Подключается в систему смазки компрессора до и после масляного шестеренчатого насоса.

Соленоидные вентили СВМ-15 (14) – применяются на жидкостной и байпасной линиях. СВМ-15 является запорным вентилем автоматического дейст­вия. Один вентиль (на жидкостной линии, соединяющей ресивер с испарите­лем) служит для прекращения подачи жидкого фреона при остановке компрессора. Второй вентиль установлен на байпасной линии и служит для разгрузки электродвигателя компрессора при запуске путем перепуска паров хладагента из нагнетательной полости компрессора во всасывающую. Тип – мембранный, условный проход D y = 15 мм, рабочее давление 16 кг/см 2. температура рабочей среды от –40 до 45°C. Род тока – переменный напряжением 220 В.

Дроссель автоматический по давлению «после себя» АДД-40 (3) – предна­значен для пропорционального регулирования производительности компрессо­ра путём дросселирования газообразного фреона на линии всасывания. Служит для защиты компрессора от перегрузов. Пропускная способность не менее 500 кг/ч, рабочее давление 16 кг/см 2.

Обратный клапан (13) – пропускает поток газообразного хладагента только в одном направлении и не позволяет фреону протекать по время пуска из конденсатора в компрессор.

Щит приборов – представляет собой щиток, на котором закреплены два терморегулирующих вентиля ТРВК-10, два запорных вентиля D y 15. Нормальную работу установки обеспечивает один терморегулирующий вентиль, второй является запасным. Третий вентиль D y 15 используется для оттайки испарителя.

Щит манометров имеет манометр, два мановакууметра и три запорных вентиля D y 6. Манометр служит для контроля давления нагнетания, мановакууметр — для контроля величины давления всасывающей стороны компрессора. Второй мановакууметр предназначен для контроля давления масла в системе смазки компрессора и соединён через запорный вентиль с нагнетательной ли­нией масляного насоса.

Циркуляция хладагента в системе холодильной машины: испаритель – теплообменник — «АДД-40» — компрессор — обратный клапан – конденсатор — ресивер — осушитель фреона — «СВМ-15» — теплообменник — тепловой запорный вентиль — «ТРВК-10» — испаритель.

Автоматизация заботы холодильной установки ВР-1-М и электропечей отопления осуществляется при помощи полупроводников термостатов ПТР-2 и ПТР-3, чувствительные элементы которых размещены в грузовом помещении вагона. Сами приборы устанавливаются в машинном отделении. Кроме того, предусмотрено и ручное дистанционное включение и выключение холодиль­ных машин и электропечей. Ручное управление может осуществляться со щита в машинном отделении грузового вагона и с главного распределительного щита вагона – дизель — электростанции. Габаритные размеры холодильной установки (длина х ширина х высота): компрессорно-конденсаторный агрегат 2210x890x960, воздухоохладитель (2 испарителя) 2270x930x976, электронагре­ватель 2090х610х235мм.

Компрессор 1 отсасывает пары хладагента из воздухоохладителя 5 через теплообменник 6, сжимает их и нагнетает в конденсатор 10. Там пары охлаждаются и конденсируются, отдавая тепло воздуху, обдувающему трубы кон­денсатора. Чем больше воздуха и чем он холоднее, тем ниже температура кон­денсации. Воздух прогоняется через конденсатор вентилятором 9, снабжённым приводом от электродвигателя.

Жидкий хладагент из конденсатора 10 поступает в ресивер 11, а затем через фильтр-осушитель 7 — в испаритель (воздухоохладитель), где кипит и охлаждает воздух, поступающий из грузового помещения вагона. Полученные пары вновь отсасываются компрессором, процесс повторяется.

Установка ВР-1М оборудована электронагревателем, запорной apмaтурой (проходные и угловые вентили), соленоидным и терморегулирующими вентилями, автоматическим регулятором давления, реле низкого и высокого давления, обратным клапаном. Каждая установка воспринимает 75% максимальной тепловой нагрузки.

В каждой холодильной установке имеются: восьмицилиндровый компрес­сор с ходом поршня 50 мм, диаметром цилиндров 67,5 мм, частотой вращения вала 960 об/мин и объёмом, описываемым поршнями, 82,5 м/ч; воздушный конденсатор с поверхностью теплопередачи 90 м 2 ; испаритель с поверхностью 87,5 м 2. Мощность электродвигателя компрессора составляет 10 кВт, электродвигатель вентилятора конденсатора и испарителя 2.2 кВт.

Нa щите приборов расположены два мембранных терморегулирующих вентиля с запорными вентилями, манометр, два мановакууметра и один запорный вентиль, предназначенный для оттаивания инея. Нормальную работу установки обеспечивает один терморегулирующий вентиль (другой является запасным), который авто­матически регулирует подачу хладагента в испаритель в зависимости от пере­грева паров, выходящих из него. Щит манометров укреплен на перегородке машинного отделения.

2.2. Порядок выполнения работы.

1. Ознакомиться с холодильной машиной ВР-1-М.

2. Изучить устройство, конструктивные особенности, назначение основных вспомогательных аппаратов, приборов регулирования, приборов защиты и кон­троля.

3. Ознакомиться с порядком эксплуатации и требованиями техники безопасности.

4. Составить принципиальную схему холодильной установки. Схему дополнить стрелками, показывающими направление циркуляции хладагента в систе­ме, спецификацией холодильного оборудования, отразить размещение холо­дильного оборудования в грузовом вагоне 5-вагонной секции БМЗ.

Лабораторная работа № 3.

Устройство и принцип работы установки кондиционирования.

1. Ознакомить студента с системой охлаждения и распределения воздуха в пассажирских вагонах.

2. Ознакомить с устройством холодильной установки.

3. Ознакомить с требованиями технического обслуживания УКВ.

4. Ознакомить с основными неисправностями холодильной установки и способами их устранения.

3.1. Климатическая установка МАБ-II.

Климатическая установка обеспечивает в теплое время года охлаждение пас­сажирского помещения вагона в соответствии с установленным диапазоном температур.

Зимой же свежий воздух, подаваемый в вагон вентиляционным агрегатом по­догревается, проходя через калорифер водяного отопления и электрокалорифер.

Климатическая установка состоит из системы передачи и распределения воз­духа, установки подогрева подаваемого в вагон свежего воздуха и холодильной установки, охлаждающей подаваемый в вагон воздух.

Холодильная установка состоит из компрессорного и конденсаторного агрегатов, расположенных под вагоном, воздухоохладителя, расположенного над малым коридором котловой стороны, приборной панели, а также необходимых регулирующих и контрольных приборов. Компрессорный агрегат работает на хладагенте фреон 12.

3.1.1. Наблюдение за работой климатической установки МАБ-II. За 5 часов до пуска холодильной установки после длительного простоя следует включить обогрев картера компрессора.

3.1.2. Во время работы холодильной установки клапаны во всасывающем воз­душном канале должны быть открыты.

3.1.3. Работу холодильной установки не менее двух раз в день следует прове­рять по показаниям манометров на приборном щите.

При работающем компрессоре манометры должны показывать следующие значения.

1. манометр на стороне всасывания (23.

2,15-3,19 кг/см 2 = 211 кПа-312кПа.

2. манометр на стороне нагнетания (22.

6,6 — 12,9 кг/см 2 р 648 кПа — 1265 кПа.

3. манометр давления масла (24.

2,92 — 4,49 кг/см 2 = 292 кПа — 440 кПа.

Между показаниями манометра на стороне всасывания (23) и манометра дав­ления масла (24) должна быть разница в пределах 0,8-1,3 кг/см 2 =78,4-128 кПа.

Если эта разница не имеет место, холодильную установку следует остановить, выявить и устранить причину слишком низкого давления масла.

Ручные запорные вентили манометров должны быть закрыты. Они открываются только при считывании показаний манометров.

3.1.4. Кроме проверки показаний манометров следует.

— ежедневно проверять уровень масла в картере компрессора по смотровому стеклу.

— проверять состояние измерительных фреонопроводов и приборов управления на их целостность, риски и трещины.

— ежедневно проверять уровень фреона в ресивере по смотровому стеклу.

— регулярно заменять загрязненные фильтры во всасывающем воздушном канале.

3.2. Техническое обслуживание установки.

3.2.1. Подготовка установки к эксплуатации.

Для ввода климатической установки в эксплуатацию нужно, прежде всего, проверить открыты ли запорные вентили, расположенные на компрессорном и конденсаторном агрегатах.

Для того, чтобы открыть вентили, необходимо.

а) отвернуть колпачок поворотом влево.

б) повернуть нажимную втулку на ¼ оборота против часовой стрелки ослабить затяжку сальника.

в) вращать шпиндель против часовой стрелки до упора.

г) затянуть сальник, вращая по часовой стрелке нажимную втулку.

д) навернуть и плотно затянуть колпачок. Вентили открыть до упора.

Если предполагается, что длительное время, от 3-х до 4-х недель, климати­ческой установкой пользоваться не будут, то на стоянке вагона следует отсо­сать фреон в ресивер и закрыть все запорные вентили. Для этого нужно.

а) закрыть вентиль (18.

б) переключатель климатической установки (3b2) поставить в положение «охлаждение» и режимный переключатель холодильного нагрева ( 4b2 ) в положение «охлаждение 2/3.

в) когда давление по манометру на стороне всасывания опустится до 0,2 кг\см 2 (19,2 кПа), переключатель климатической установки на «выключено.

г) тотчас же после выключения климатической установки закрыть сначала (15), а затем вентили (8), (17), (16.

Прежде чем начать вращать шпиндель вентилем (16),(17),(18), следует осла­бить затяжку сальника; после этого, как вентиль закрыт, сальник снова следует затянуть так же, как и при вводе климатической установки в эксплуатацию.

Установленные на приборном щите манометры предназначены для контроля климатической установки в режиме охлаждения. По ним можно определить от­клонения от нормальной работы климатической установки и иногда даже воз­можную причину неисправности.

3.3.1. Давление на стороне всасывания (давление, соответствующее тем­пературе испарения) зависит от температуры и влажности воздуха, который проходит через воздухоохладитель, т.е. от состояния воздуха как внутри, так и снаружи вагона. Чем выше температура и влажность, тем выше температура испарения.

Температура испарения зависит также от количества подводимого свеже­го воздуха, которое в режиме охлаждения должно составлять около 5000 м 3 /час. Чем меньше это количество, тем ниже температура испарения.

3.3.2. Давление на стороне нагнетания (давление, соответствующее тем­пературе конденсации) зависит от температуры наружного воздуха. Чем выше температура наружного воздуха, тем выше температура конденсации, и наоборот. Температура конденсации зависит, далее, от количества продуваемого че­рез конденсатор воздуха. Чем меньше количества воздуха на какой-либо ступе­ни, тем выше температура конденсации. Нормально температура испарения из­меняется в том же направлении, что и давление конденсации.

3.3.3. Давление масла в системе смазки компрессора равно разности показания масляного манометра и манометра на стороне всасывания.

Отдельные манометры в зависимости от состояния и количества протекающего воздуха в четырехцилиндровом режиме компрессора должны давать следующие показания.

Манометр на стороне всасывания.

Для контроля температуры испарения могут быть приняты следующие величины.

— температура испарения в четырехцилиндровом.

режиме работы компрессора – около + 5°С.

— при температуре наружного воздуха – +40°С.

— влажности наружного воздуха – 30.

— температура внутри вагона – + 25°С.

— влажности воздуха внутри вагона – 50.

В двухцилиндровом режиме работы компрессора температура испарения ле­жит на 1-2°С, в одноцилиндровом на 2-3°С выше.

Температура конденсации нормально работающей установки на 15°С выше температуры наружного воздуха. Например, при температуре наружного воздуха 40°С температура конденсации около 55°С (12,9 атм = 1265 кПа.

Все данные относятся к работающей установке. После выключения ком­прессора давление в системе через некоторое время выравнивается и все три манометра показывают одинаковое давление.

Вентили перед манометрами должны быть нормально закрыты. Они открываются только для снятия с манометров показаний.

Возможные неисправности холодильной установки, их внешние признаки, причины и устранение.

Для выявления неисправности установку следует включить на ручные ре­жимы 1/3, 2/3, 3/3, так как при автоматическом режиме работы трудно опре­делить, на какой ступени работает холодильная установка.

При нормальной работе ручное включение блокируется и может быть включено только с помощью специального ключа на электрораспредели­тельном щите. После ремонта ручное включение должно быть опять заблокировано.

3.4. Принцип действия и обслуживание.

климатической установки МАБ-II.

Холодильная установка включается главным выключателем установки кон­диционирования воздуха (3Ь2). Этот выключатель подключен к центральной цепи управления. Если установка электроснабжения работает в батарейном режиме, то в случае снижения напряжения установки ниже 101 В центральная цепь управления отключается через реле минимального напряжения. Положения выключателя.

2 – переходное отопление.

3 – основное отопление.

4 – дежурное отопление.

Вентилятор работает, если выключатель находится в одном из положений 2, 3, 5, а холодильная установка только при положении выключателя 5. При положении 5 выключателя (охлаждение) действует избирательный выклю­чатель охлаждения (4Ь2.

Он имеет следующие положения.

1 — ручной режим 1/3.

2 — ручной режим 2/3.

3 — ручной режим 3/3.

4 — автоматика от 22°С до 24°С.

5 — автоматика от 23°С до 25°С.

6 — автоматика от 24°С до 26°С.

Положения выключателя 1, 2 и 3 для ручного управления холодильной уста­новки действительны только после включения кнопочного выключателя с при­ставкой под ключ /4b1/ (402). Эти положения включения должны использо­ваться только в случае отказа автоматики.

В нормальных условиях кнопка /4b1/ (402) выключена.

При положениях 4, 5, 6 холодильная установка работает автоматичес-ки.

— охлаждение 1/3 при превышении нижнего предельного значения темпе­ратуры (22°С.

— охлаждение 2/3 при превышении температуры между обоими предель­ными значениями (23°С-25°С.

— охлаждение 3/3 при превышении верхнего предельного значения темпе­ратуры (26°С.

Главный выключатель кондиционирования воздуха /3b2/(401), (445) нахо­дится в положении «охлаждение», а избирательный выключатель кондицио­нирования воздуха /4b2/ в положении «автоматика» 22°С до 24°С.

Реле времени /4u4d1/(414), /4u4d2/(4l5) и /4u4d3/(416) находятся под напряжением и втягивают контактор /4с1/(445). Двигатель /4m3/(448) работает на ступени 1 через сопротивление /1u4r5/(448.

3.4.2. Автоматическая работа.

Температура в термостате приточного воздуха /3u10/ ниже + 12°С — нет ох­лаждения, вентилятор работает на ступени 1, контактор /4с1/ включен.

Температура в термостате приточного воздуха /3u10/ + 12°C или выше — /3u10f1/(402) замкнут.

A) температура помещения ниже 22°С.

Нет охлаждения, вентилятор работает на ступени 1 через контактор /4с1.

Б) температура помещения ниже 22°С до 23°С — охлаждение 1/3.

Реле /4dl/ (404) втягивает, и вследствие этого с задержкой отключается реле времени /4u4d1/ и включаются магнитные клапаны /4sl/(418), 4s3/(422), 4s4/(424.

После отпадания реле времени напряжение подается контактору /4г4с1/(426), который включает двигатель компрессора /4ml/(438) на первую ступень пуска через ограничительные сопротивления якоря /4u4r1/ и /4u4r2/(438). Одновременно контактор /4u4с1/(426) отключает второе реле вре­мени /4u4d2/(415) и включает цепь управления контактора в готовность к экс­плуатации.

После отпадания реле времени /4u4d2/(415) напряжение подается контактору /4u4с2/(428), шунтирующему ограничительное сопротивление якоря /4u4r1/(438) и таким образом, переключающий двигатель компрессора на вто­рую ступень пуска.

Одновременно контактор /4u4с2/(428) отключает третье реле времени /4u4d3/(416) и включает цепь управления контактора /4u4с3/(430) и реле /4d2/(408) в готовность к эксплуатации.

После отпадания реле времени /4u4d3/(416) выключается контактор /4u4c3/(430), шунтирующий ограничительное сопротивление якоря /4u4r2/(438.

Этим заключается процесс пуска, и компрессор теперь работает на ступени «охлаждение 1/3» Одновременно через контактор /4u4сЗ/(430) включается кон­тактор /4с2/(412), который шунтирует ограничительное сопротивление якоря /1u4r5/(448) и освобождает ограничительное сопротивление возбуждения /1u4r5/(448) и освобождает ограничительное сопротивление возбуждения /1u4r6/(449), так что вентилятор теперь работай на ступени II.

Контактор /4u4с3/ включает цепь управления /4d3/(410) в готовность и вклю­чает сигнальную лампу /4h3/(436.

B) температура помещения от 23 до 25 С — охлаждение 2/3 коммута­ционный процесс соответствует пункту б.

Дополнительно через температурный щуп 23°С включается реле /4d2/(408). Реле отключает магнитный клапан /4s3/(422) и включает контактор /4u4с3/(432). Контактор на пути тока (441) шунтирует ограничительное сопро­тивление якоря /4u4r4/(442), так, как двигатель вентилятора работает на ступе­ни II. Одновременно через /4u4сЗ/ цепь управления /4d3/(410) включается в полную готовность.

Г) температура помещения 24°С или выше.

Температура приточного воздуха 14°С или выше — охлаждение 3/3 коммутаци­онный процесс соответствует пунктам б) и в.

Дополнительно через температурный щуп 24°С включается магнитный кла­пан /4s2/(420) и отключает /4s4/(424). Одновременно включается контактор /4u4с5/(434). Этот контактор шунтирует второе ограничительное сопротивление якоря /4u4r5/(442) двигателя вентилятора конденсатора и освобождает ограничительные сопротивления возбуждения /4u4r3/(439) и /4u4r6/(443), вслед­ствие чего двигатель компрессора /4m1/ и двигатель вентилятора /4m2/ работа­ет на максимальных оборотах.

Компрессор работает на ступени.

охлаждение 1/3 в одноцилиндровом режиме.

охлаждение 2/3 в двухцилиндровом режиме.

охлаждение 3/3 в четырехцилиндровом режиме.

В случае снижения температуры ниже указанных значений установка пере­ключается на следующую более низкую ступень.

Если установка электроснабжения работает в батарейном режиме, то через контакт реле /1d1/(410) блокируется третья ступень охлаждения. В случае сра­батывания реле минимального напряжения холодильная установка отключается через провод КЦ I.