К0НТР0ЛЬН0Е ЗАДАНИЕ ПО МДК 01.02.

группа

461-20

Контрольная работа

По «МДК. 01. 02. Управление технической эксплуатацией холодильного оборудования (по отраслям) и контроль за ним»

Студента заочного отделения

Коробков Е. В.

Г. Омск ул. Любинская 13, кв 1

+79509593066

К0НТР0ЛЬН0Е ЗАДАНИЕ ПО МДК 01. 02.

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

49. Определение теплопритоков Q3; Q4 и Q5. Отклонение от оптимального режима: повышенная температура нагнетания и повышенный перегрев всасываемых паров, причины и их устранение

Расчет теплопритоков в камеры холодильника

Цель такого расчета – определить потребность в холоде каждой камеры и по всему холодильнику, чтобы на этой основе подобрать оборудование компрессорного цеха и камерное оборудование в каждую камеру.

При этом следует помнить, что в камерах холодильника поддерживаются не одинаковые температуры: в камерах охлаждения и хранения охлажденных СПП, как правило, поддерживается температура в пределах 0... плюс 5 °С, в камерах хранения замороженных грузов минус 18... минус 25 °С, а в камерных морозилках минус 28... минус 32 °С.

В соответствии с этим необходимо, чтобы в компрессорном цеху вырабатывался аммиак с температурами кипения в камерных приборах охлаждения, соответственно, минус 7... минус 10°С, минус 28 … минус 33 °С и минус 38... минус 42 °С. Для этого в компрессорном цеху необходимо иметь три автономные холодильные установки.

Расчет теплопритоков в каждую из камер проводят по следующей схеме:

, (10. 4)

где Q₁ – теплопритоки через ограждения камеры. Вт;

Q₂ – теплопритоки, связанные с термической обработкой груза, Вт;

Q₃ – теплопритоки, связанные с вентиляцией камеры, Вт;

Q₄ – эксплуатационные теплопритоки, Вт;

Q₅ – теплоприток от «дыхания» продукции растительного происхождения, Вт.

Теплоприток Q₁ определяют для каждого из шести ограждений камеры по формуле:

, Вт (10. 5)

где k – коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/(м²× К);

F – площадь поверхности ограждения, м²;

Dt – разность температур наружного воздуха и воздуха в камере, °С.

При строительстве нового холодильника принимают нормативные значения k_н для различных ограждений, а при реконструкции старого холодильника (когда здание уже существует) значение k можно рассчитать для каждого из ограждений по формуле типа (9. 3).

Площади поверхностей ограждения камеры выбирают из чертежей холодильника, либо измеряют непосредственно в камере.

Несколько сложнее обстоит дело с величиной температурного напора Dt. Для наружных ограждений холодильника она рассчитывается по формуле:

. (10. 6)

Температура воздуха в камере t_{в. к} обычно известна, а температура наружного воздуха t_{н. в} принимается как расчетная летняя температура для данного региона (ее определяют как среднюю из четырех наиболее теплых пятидневок
25-летнего периода для данной местности) [2, с. 417]. Температуру в неохлаждаемых коридорах, тамбурах, вестибюлях в крупных холодильниках не определяют. При расчете теплопритоков через внутренние ограждения, отделяющие холодильные камеры от этих помещений, расчетный температурный напор принимают как часть температурного напора, определенного по формуле (10. 6). Так, для помещений, сообщающихся с наружным воздухом, эта часть составляет 70 % от Dt, а для помещений, не сообщающихся с наружным воздухом – 60 % и т. д. Существуют также правила расчета разности температур при определении теплопритоков через потолки, полы, лежащие на грунте и расположенные над подвалами и т. д. Подробнее с этими правилами можно познакомиться в [2, 3].

Теплоприток Q₁ учитывает и влияние солнечной радиации на некоторые поверхности холодильника, т. е. тот дополнительный теплоприток в камеру холодильника, который вызван непосредственным воздействием солнечных лучей. Расчет этого теплопритока выполняют по аналогичной формуле:

, (10. 7)

где Dt_{c. p} – некоторый условный температурный напор, вызванный именно солнечным излучением.

Значения Dt_{c. p} приведены в справочной литературе в зависимости от ориентации поверхности в пространстве, ее окраски и географического месторасположения холодильника [2, с. 418-420]. Естественно, что этот теплоприток будет иметь место только через те поверхности камеры, которые подвергаются солнечному воздействию.

Процессы охлаждения, а, тем более, замораживания грузов в камерах холодильника очень энергоемки. Поэтому они, как правило, проводятся в специальных помещениях холодильника – камерах охлаждения, либо камерах замораживания (камерных морозилках). В камерах хранения груз только хранится и в редких случаях, когда его температура немного повысилась (например, при перевозке), приходится снова его охлаждать.

Теплоприток Q₂ определяют по формуле:

, (10. 8)

где М_гр – суточное поступление груза в холодильную камеру, кг/сутки;

i_н, i_к – энтальпия груза, соответственно, при начальной и конечной температурах, Дж/кг;

t – время термической обработки груза в холодильной камере, ч.

Если груз поступает на холодильник в таре, то следует учесть и теплопритоки, связанные с охлаждением тары:

, (10. 9)

где М_т, с_т – масса и удельная теплоемкость материала тары, соответственно, кг и Дж/(кг·К);

t_н, t_к – начальная и конечная температуры, °С.

Теплоприток Q₃ учитывает необходимость вентиляции камер холодильника. При этом из камер удаляется холодный воздух, а поступает в камеру теплый, который снова необходимо охладить:

, (10. 10)

где п – кратность воздухообмена в камере, величина, указывающая сколько раз в течении суток воздух в камере заменяется;

V – объем камеры, м³;

r, с_в – плотность и удельная теплоемкость воздуха, соответственно, кг/м³ и Дж/(кг·К).

Несколько мелких теплопритоков, связанных с эксплуатацией камеры, учитывается теплопритоком Q₄. Сюда относят теплопритоки, учитывающие электрическое освещение камеры, наличие в ней работающих людей и электродвигателей, теплопритоки при открывании дверей и т. д. Каждый из этих теплопритоков легко вычислить, если известны конкретные условия эксплуатации камеры. Однако они, как правило, неизвестны. Поэтому теплоприток Q₄ часто принимают как некоторую часть теплопритоков Q₁ и Q₃:

(10. 11)

Большие значения численных коэффициентов характерны здесь для камер малой емкости.

Теплоприток Q₅ учитывают только в специализированных холодильниках для плодов и овощей и в камерах для плодов и овощей распределительных холодильников. Появление такого теплопритока связано с «дыханием» продукции растительного происхождения, т. е. с выделением теплоты при биохимических процессах их созревания. Этот теплоприток можно определить по формуле:

, (10. 12)

где Е_к – емкость камеры, т;

q_n, q_хр – удельные тепловыделения продукции при температурах поступления и хранения, соответственно. Численные значения этих величин приведены в справочной литературе [2, с. 430].

Итоги расчета теплопритоков в камеры холодильника сводят в общую таблицу и суммируют по каждой камере в отдельности. Эти величины и являются расчетными нагрузками при определении поверхности и выборе камерных приборов охлаждения.

При расчете нагрузки на компрессор итоги по каждой камере суммируют для групп камер с примерно одинаковыми температурами .

Тепловую нагрузку на компрессор для такой группы камер определяют по формуле:

, (10. 13)

где k – коэффициент, учитывающий потери холода в трубопроводах (k = 1, 05... 1, 12 для различных систем охлаждения);

b – коэффициент рабочего времени компрессора (b = 0, 7... 0, 95).

Часто, когда необходимо только оценить численные значения теплопритоков в группу одноименных камер холодильника, используют приближенную методику такого расчета.

Согласно такой методике:

, (10. 14)

где F_стр – строительная площадь всех камер с i-той температурой на холодильнике, м²;

– удельная среднестатистическая тепловая нагрузка, отнесенная к 1 м² пола камер данного типа.

Неполадки в работе холодильной установки приводят к нарушению технологии хранения и обработки груза, снижению холодопроизводительности, увеличению эксплуатационных затрат, а иногда и к авариям.

Отклонения от оптимального режима выявляются сравнением действительных температур и давлений различных элементов холодильной машины с их оптимальными значениями.

Признаком недостаточной подачи охлаждающей воды является ее повышенный нагрев в конденсаторе. Разность температур воды, входящей в конденсатор и выходящей из него, должна составлять 2—5 °С. При большей разности необходимо увеличить количество подаваемой воды в аппарат.

Загрязнение внутренних поверхностей конденсатора отложением ила, водорослей, образованием водяного камня, замасливание поверхностей теплообменных труб со стороны хладагента и скопление воздуха в полости хладагента приводят к высокой разности температуры конденсации и температуры воды на выходе из конденсатора, которая должна составлять 5—7 °С. Дополнительным признаком наличия воздуха в конденсаторе является перегрев паров в конце сжатия выше нормы и сильное дрожание стрелки манометра, установленного на нагнетательной стороне компрессора. Для устранения причин, вызывающих повышение температуры и давления конденсации, необходимы чистка поверхностей и выпуск воздуха.

Высокая температура паров в конце сжатия приводит к ухудшению смазки всех трущихся частей компрессора из-за снижения вязкости масла и его повышенного уноса в систему. Ухудшение смазки сказывается на долговечности работы трущихся пар.

Высокая температура нагнетания может быть следствием значительного перегрева на всасывающей стороне компрессора, повышенного давления в конденсаторе, а также при неисправностях компрессора. Значительный износ цилиндропоршневой группы вызывает увеличенное перетекание горячего пара через поршневые кольца из нагнетательной полости во всасывающую, неплотность или неисправность клапанов также способствует смешению холодного пара из испарителя с горячим из нагнетательной полости, что приводит к нагреванию всасываемого пара и, в конечном итоге, к повышению температуры нагнетания. Нарушение охлаждения компрессора из-за недостаточной подачи воды в его рубашку или засорение водяных полостей, неисправность предохранительного клапана также могут быть причиной высокого перегрева пара. Влажный ход компрессора одно из серьезных нарушений в работе холодильных установок, нередко приводящих к серьезным авариям. Влажный ход создает угрозу гидравлических ударов и резко снижает холодопроизводительность компрессора из-за уменьшения коэффициента подачи. Признаком начала влажного хода компрессора служит снижение перегрева всасываемых паров и уменьшение температуры нагнетания. Если при работе компрессора с сухим ходом обмерзает только корпус всасывающего вентиля, то при поступлении влажного пара начинают обмерзать стенки цилиндра, звонкий стук насадки клапанов на седло становится глухим. Возможно также появление стуков в цилиндрах. Основные причины влажного хода компрессора следующие: избыточная подача жидкого хладагента в испарители; выброс жидкости в затопленных испарителях при резком снижении в них давления или резком повышении тепловой нагрузки. Особую опасность представляет неправильное подключение новых испарителей или включение испарителей после снятия снеговой шубы. Во избежание бурного вскипания жидкости в подключаемом испарителе и опасности гидравлического удара необходимо сначала прикрыть всасывающий клапан компрессора и осторожно открыть запорный клапан на паровой полости подключаемого испарителя.

В аммиачных установках гидравлические удары могут возникать не только из-за переполнения испарителей хладагентом, но также вследствие скопления маета во всасывающем трубопроводе. В этом случае гидравлический удар может произойти при выбросе скопившегося масла во всасывающий коллектор компрессора.