Прилади автоматики

Агрегат обладнаний засобами автоматики, які забезпечують регулювання основних параметрів робочого процесу установки і захист агрегату при виникненні небезпечних ситуацій.

Для регулювання температури охолоджуваного об’єкту застосовується двопозиційне реле регулювання температури повітря в холодильній камері ТР-1. Регулювання здійснюється за принципом пусків і зупинок електродвигуна компресора.

Реле являє собою прилад манометричного типу, в якому при зміні температури в заданих межах відбувається замикання або розмикання електричних контактів, які керують механізмом. Виконавчий механізм пускає або зупиняє електродвигуни компресора. Температура виключання регулюється натягом пружини. Збільшення стиску пружини призводить до підвищення температури виключання. В систему автоматичного управління і захисту холодильного агрегату входить магнітний пускач П6-121 і автоматичний вимикач АЕ2036-20р з номінальним струмом 1,6А.

4.6. Цикл холодильної компресійної установки

Для побудови циклу холодильної установки і визначення параметрів холодильного агента використовують діаграму координатах h-lgP (ентальпія - тиск).

В h-lgP - діаграмі (рис.9) по осі абсцис відкладають ентальпію, а по осі ординат – абсолютний тиск в логарифмічному масштабі. Сітка діаграми створена ізобарами (горизонтальні лінії) і ізоентальними (вертикальні лінії), на одержану сітку нанесені верхня і нижня граничні криві. Між ними розташована область вологої пари. Нижня гранична крива (х=0) відділяє область вологої пари від області рідини, а верхня (х=1) – область вологої пари від області перегрітої пари. На діаграмі показані лінії сталого об'єму (V=const) сталого ступеня сухотності (х=const) і сталої ентропії (S=const). В області вологої пари ізотерми (t=const) співпадають з ізобарами, а в області перегрітої пари являють собою криві, що круто опускаються в області рідини – криві, що вертикально піднімаються.

Рис. 9. Діаграма h – lg P.

На полі діаграми наносять лінії, які відповідають процесам теоретичного циклу холодильної установки (рис.10).

В цьому циклі процес 1-2 відповідає адіабатному стиску пари холодильного агента в компресорі. Процес 2-3 характеризує відведення тепла від холодильного агента при сталому стиску в конденсаторі, причому 2-2' – відведення теплоти перегріву, 2'-3' – конденсацію, 3'-3 – переохолодження рідини; процес 3-4 – дроселювання холодильного агента, який умовно зображується ізоентальпою. Процес 4-1 – ізобарно-ізотермічний процес відводу теплоти від тіла (середовища), що охолоджується, до холодильного агента при його кипінні в випарнику (4-1') і перегріву в теплообміннику (1'-1)

Для розрахунку побудови теоретичного циклу парової компресійної холодильної машини необхідно знати такі температури холодильного агента: кипіння в випарнику t₀, конденсації t_к, переохолодженого рідкого холодильного агента перед терморегулюючим вентилем t_п і пари на вході в компресор t_вс. Ці температури в сукупності визначають температурний режим роботи холодильної машини і можуть бути приблизно визначені по заданій температурі повітря в холодильній камері біля випарника t_пх і температурі повітря біля конденсатора t_пк шляхом розрахунку, або експериментально.

Для малих холодильних машин, які працюють на фреоні-12, температура кипіння може бути визначена з виразу

, °С.

Температура конденсації в холодильних машинах з конденсаторами повітряного охолодження:

, °С.

Температура переохолодженого рідкого фреону:

, °С.

Температура перегріву пари перед всмоктуванням в компресор:

, °С.

Рис. 10. Цикл холодильної компресійної машини.

Побудову циклу холодильної компресійної машини виконують таким чином. Наносять на діаграму ізотерми процесів кипіння t₀, конденсації t_к, температури переохолодження фреону перед ТРВ – t_п і температури пари на всмоктуванні в компресор t_вс. Визначають ізобари, які відповідають температурам кипіння, Р₀ і конденсації Р_к.

На перетині t_вс і Р₀ знаходять точку 1, яка характеризує стан фреону на вході в компресор. Через точку 1 проводять лінію сталої ентропії S = const до перетину з ізобарою Р_к в точці 2, яка характеризує стан пари фреону в кінці стиску. Лінія 1-2 зображує процес адіабатного стиску в компресорі.

Точка 3, яка відповідає переохолодженому фреону перед ТРВ, знаходиться на перетині ізобари Р_к з ізотермою t_п.

Процес 2-3 відповідає відведенню тепла від фреону в конденсаторі, ресивері і в трубопроводах від конденсатора до ТРВ при Р_к= const. Ізобара Р_к від точки 2 до перетину її з верхньою граничною кривою x = 1 в точці 2' (процес 2-2') відповідає процесу охолодження фреону від стану перегрітої пари до сухої пари; від точки 2' до перетину ізобари з нижньою граничною кривою x = 0 в точці 3' (процес 2'-3') – процесу конденсації пари, а ізобари 3' 3 – процесу переохолодження рідкого фреону.

Процес дроселювання холодильного агента в ТРВ характеризується зниженням його тиску і температури при незмінній ентальпії до стану вологої пари після ТРВ. Його лінія проходить через точку 3 до перетину ізоентальни з ізобарою Р₀ в точці 4 (процес 3-4). Після ТРВ холодильний агент поступає в випарник, де проходить процес пароутворення при сталому тиску Р₀ спочатку до стану сухої пари в точці 1' (перетини ізобари Р₀ з верхньою пограничною кривою), а потім до стану перегрітої пари (точка 1), і цикл змикається. В характерних точках теоретичного циклу (точки 1, 2, 3, 4) визначають з допомогою діаграми h-lgP основні, необхідні для розрахунку, параметри холодильного агента.

4.7. Запитання для самоперевірки і контролю

1. Принцип роботи холодильної машини.

2. Загальна будова холодильної машини.

3. Які холодильні агенти застосовуються в холодильних машинах і їх основні властивості.

4. Призначення і принцип роботи випарника, компресора, конденсатора, ТРВ, приладів автоматики.

5. Методика розрахунку температурного режиму установки.

6. Методика побудови теоретичного циклу холодильної машини.

7. Розповісти роботу холодильної машини по її теоретичному циклу.

Література для підготовки лабораторної роботи

1. Есин В.В. и др. Практикум по теплотехнике и применению тепла в с.х. М.:

«Колос», 1971. – с. 199-207.

2. Захаров А.А. Практикум по применению теплоты в с.х. М.: «Колос», 1979.

– с. 246-258.

3. Мироненко Г.П., Спаська Л.І. Теоретичні основи теплотехніки. Харків –

1999, с. 89-96.

Лабораторна робота

Вивчення будови і робочого процесу парової компресійної холодильної установки

1. Вихідні дані

1. Температура повітря в холодильній камері t_пх = ,°С

2. Температура повітря навколо конденсатора t_пк = ,°С

3. Холодильний агент – фреон-12