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