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

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

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.

Перспективными направлениями производства бытовых холодильных приборов является:

- увеличение емкости низкотемпературного и холодильного отделений;

- разработка комбинированных моделей типа холодильник-морозильник;

- снижение энергопотребления;

- использование озонобезопасных хладагентов.

1.2 Требования к отремонтированным холодильникам компрессионного типа

1.2.1 Технические требования к отремонтированным холодильникам

ГОСТ Р50939-96 на отремонтированные холодильники, морозильники, холодильники-морозильники компрессионного типа предусматривает технические требования, которыми следует руководствоваться при выполнении ремонтных работ.

Отремонтированные холодильные приборы должны соответствовать следующим техническим требованиям и эксплуатационным показателям:

1. Допускается отклонение эксплуатационных показателей отремонтированных холодильников в течение срока службы не более чем на 20% по сравнению с новыми. После срока службы показатели могут быть установлены по согласованию с заказчиком при приеме холодильника в ремонт.

2. Расход электроэнергии, потребляемой холодильником, должен соответствовать данным, установленным в нормативной документации изготовителя.

3. Средняя температура в холодильной камере холодильника на одной из установок терморегулятора при температуре окружающей среды (20±5) °С должна быть от 5 до 7°С.

Температура в низкотемпературном отделении — согласно звездочной маркировке:

• для холодильников, маркированных одной звездочкой — не выше - 6 °С;

• для холодильников, маркированных двумя звездочками, — не выше - 12 °С;

• для морозильников, маркированных тремя звездочками — не выше - 18 °С.

При отсутствии маркировки о низкотемпературном режиме холодильного прибора температура должна соответствовать паспортным данным изготовителя.

4. Прибор автоматического или полуавтоматического управления должен функционировать безотказно и обеспечивать надежное поддержание заданных режимов работы в соответствии с нормативной документацией на конкретную модель.

5. Крепежные детали холодильника должны быть затянуты равномерно, без перекосов. Головки винтов и шурупов не должны иметь сорванных шлицев, а головки болтов и гаек - деформированных граней. Испаритель морозильной камеры должен быть надежно закреплен по месту монтажа.

6. Двери холодильных приборов при открывании должны легко проворачиваться на осях, без заеданий и перекосов. Уплотнители дверей в закрытом положении должны плотно прилегать к корпусу шкафа по всему периметру.

7. Затвор двери, где это предусмотрено конструкцией, должен обеспечивать надежное ее закрывание.

8. Освещение холодильной камеры должно включаться при открывании двери и выключаться при ее закрывании.

9. Подвеска мотор-компрессора должна обеспечивать свободную амортизацию во время работы.

10. Ручка терморегулятора холодильной камеры должна проворачиваться легко и плавно, без заеданий.

11. Лакокрасочное покрытие и окраска шкафа холодильника производится по согласованию с заказчиком.

12. Холодильные агрегаты должны быть герметичны. Замена неисправных участков трубопроводов холодильных агрегатов осуществляется пайкой.

13. Ребра испарителя морозильной камеры должны быть равномерно покрыты тонким слоем инея.

14. Уровень шума работающего холодильного прибора, измеренный на расстоянии 1 м, не должен превышать 45 дБА.

Страницы: 1, 2