Текст
                    № 3
Автоматизация оборудования компрессорных цехов холодильников
5
производственных холодильниках, как
например это было сделано в первом квартале
1964 г. на холодильнике Вологодского
мясокомбината.
Наряду с этим необходимо создание в
высших учебных заведениях групп по подготовке
высококвалифицированных специалистов по
приборам холодильной автоматики.
Для успешного проведения работ по
автоматизации необходимо резко повысить качество
проектной документации, развивать
сотрудничество между головным институтом по
автоматизации «Пищепромавтоматика» и
отраслевыми проектными институтами.
Важное значение для эффективного и
скорейшего решения практических вопросов
автоматизации имеет создание
научно-теоретической базы автоматизации холодильных ус-
становО'К.
Широкое внедрение достижений
отечественной и зарубежной науки и техники в практику
автоматизации промышленных холодильных
установок будет способствовать прогрессу в
холодильной промышленности.
УДК 725.355:621.565.59-52
Автоматизация оборудования компрессорных цехов холодильников
Инж. В. С- УЖАНСКИЙ — Всесоюзный научно-исследовательский институт холодильной промышленности,
Иною, М. Г. ИОАННО —институт «Пищепром автоматик а»
за последние годы институтами «Пищепром-
автоматика» и ВНИХИ при участии
работников Роомясорыбторга проведена значительная
работа по автоматизации аммиачных
холодильных установок средних и крупных
холодильников.
В данной статье кратко излагаются
основные рекомендации по автоматизации
холодильных установок с насосно-циркуляционны-
ми системами охлаждения1.
На большинстве современных
холодильников эксплуатируются вертикальные или
V-образные компрессоры с приводом от
асинхронных короткозамкнутых двигателей мощностью
до 100 кет. Установки с таким оборудованием
могут быть автоматизированы комплексно, что
позволит организовать их обслуживание
только в одну смену (в течение остального
времени установка работает без наблюдения).
Для выполнения требований эксплуатации
и правил техники безопасности в систему
автоматизации включаются:
— устройства автоматического управления,
служащие для пуска и остановки
компрессоров и водяных насосов, поддержания заданных
уровней-аммиака в циркуляционных ресиверах
и промежуточных сосудах;
1 Кроме авторов статьи, в работе по подготовке
рекомендаций приняли участие инженеры Ю. Я. Сенягин,
Л. Н. Тихомирова (ВНИХИ), Я. М. Зильберберг,
П. И. Войтенко и М И. Мечтович («Пищепромавтома-
тика»).
— противоаварииная защита манжн и
аппаратов от опасных режимов;
— технологическая и аварийная
сигнализация работы установки.
Автоматизированные установки должны
строиться в соответствии с действующими
нормами проектирования [1].
Для нормального функционирования систем
автоматизации необходимо, чтобы холодоиро-
из!водитель'ность установки в целом и
отдельных ее-узлов была больше максимальных
нагрузок.
Приборы и устройства автоматики
необходимо выбирать и устанавливать в соответствии
с требованиями взрывобез опасности [2].
Рассматриваемые ниже принципиальные
схемы автоматизации отдельных узлов
холодильной установки изображены способом,
принятым в настоящее время при проектировании
(ГОСТ 3925—59). Регулирующие и
сигнализирующие приборы обозначены в виде
прямоугольников, 'внутри которых указаны
контролируемые величины: Н — уровень, р — давление,
Ар — разность давлений, t — температура,
At — разность температур, Q — расход.
Измерительные приборы изображаются кружками
с теми же символами. Первая буква в
обозначении прибора на схеме, 'например РТ или GT,
показывает назначение прибора: Р —
регулирующий, С — сигнализирующий или
защитный. Связи между датчиками, основными
приборами и (исполнительными механизмами
обозначаются арабскими цифрами.


6 Автоматизация оборудования компрессорных цехов холодильников № 3 Управление насосно-циркуляционной системой На рис. 1 показана принципиальная схема автоматизации насосно-циркуляционной системы, в которую входит циркуляционный ресивер ЦР, отделитель жидкости ОЖ, аммиачный насос АН и дренажный ресивер ДР. Испарительная система пополняется жидким аммиаком с помощью регулятора уровня 1РУ, состоящего из реле уровня, датчик которого установлен на циркуляционном ресивере, и соленоидного вентиля 1СВ. При понижении уровня вентиль 1СВ открывается, при повышении закрывается. Ручным вентилем 1В регулируется расход. Сигнализатор уровня ЗСУ подает сигнал нормальной работы, а также аварийные сигналы, если уровень поднимается выше или опускается ниже нормы. Иногда вместо трехпозиционной сигнализации применяют двухпозиционную, показывающую нормальный и высокий уровни. При нормальном уровне обычно загорается белая лампа, высоком — красная и низком — зеленая. Для защиты испарительной системы от переполнения и компрессоров от гидравлических ударов служат два сигнализатора — 1СУ и 2СУ, которые подают команду на остановку компрессоров и включают аварийную сигнализацию. При этом датчики этих сигнализаторов можно устанавливать на одном уровне или несколько смещать относительно друг друга, однако выходы их надо соединять так, чтобы аис Защита компрессора Звук об ой сигнал t t Управление компрессоров Рис. 1. Принципиальная схема автоматизации насосно-циркуляционной системы: I—всасывающая линия компрессора, II — жидкий аммиак от распределительного коллектора, III — пар от охлаждающих устройств, IV—дренажная линия, V—жидкий аммиак к охлаждающим устройствам, МП — магнитный пускатель.
№ 3 Автоматизация оборудования компрессорных цехов холодильников 7 компрессоры останавливались при срабатывании любого из них. Применение двух защитных приборов диктуется требованиями высокой надежности. В схеме предусмотрены вентили, позволяющие быстро проверить исправность защитных сигнализаторов уровня. При проверке вентиль 4В, соединяющий колонку датчиков с отделителем жидкости, закрывают, вентиль 2В открывают. Когда уровень в колонке достигнет аварийного, оба сигнализатора должны сработать. С помощью вентиля ЗВ (при закрытых 1В, 2В и 4В) можно проверить работу соленоидного вентиля: в закрытом- положении 1СВ колонка должна оставаться пустой, а в открытом — быстро наполняться. Если в качестве циркуляционного ресивера применяется вертикальный сосуд, выполняющий также функции отделителя жидкости, то в нижней части устанавливаются регулятор и сигнализатор, а в верхней—приборы защиты. Работа аммиачного насоса (контролируется сигнализатором разности давлений 1СДД (сигнализатор давлений дифференциальный), чувствительные элементы которого подключаются к всасывающей и нагнетательной сторонам насоса. При разности давлений ниже нормы электродвигатель насоса останавливается и подается аварийный сигнал. Во избежание слива жидкости из нагнетательного трубопровода, а также для того, чтобы подключать резервный насос, на нагнетательном трубопроводе устанавливается обратный клапан 1КО. Для удобства наладки системы и контроля за работой насоса применяют индикаторы расхода AИР), например гам- псом етры. Для поддержания заданной температуры кипения предусматриваются реле температуры 1РТ, 2РТ и т. д. по числу компрессоров. Их датчики устанавливаются на всасывающей линии аммиачного насоса. При использовании многоточечных регуляторов вместо температурных реле подключают соответствующее число точек регулирования. Дренажный ресивер оборудуется двух- или трехпозиционным сигнализатором 4СУ, воздействующим на аварийную сигнализацию при недопустимом повышении уровня. Управление компрессорами Автоматическое управление компрессором (агрегатом) включает в себя пуск и остановку его в соответствии с заданной программой, а также защиту от опасных режимов. Управление одно- и двухступенчатыми компрессорами осуществляется с помощью комплекта электромагнитных реле и переключателей. Автоматизированный компрессор может работать на одном из трех режимов: — автоматическом, при котором пуск и остановка происходят без вмешательства персонала, по сигналам соответствующих приборов, причем устройства защиты полностью функционируют; — полуавтоматическом, при котором пуск и остановка осуществляются персоналом вручную нажатием кнопок «пуск» или «стоп», при этом функционируют устройства защиты; — ручном, при котором все функции управления и защиты выполняются персоналом. Компрессор переводится с режима на режим с помощью переключателей. Переключатель перевода на ручной режим нормально опломбирован и пользование им допускается лишь в исключительных случаях. Схема построена так, что при срабатывании любой из защит компрессор, включенный на автоматическую или полуавтоматическую работу, немедленно останавливается. Если в момент срабатывания защиты компрессор стоял, то его пуск в указанных режимах невозможен. В обоих этих случаях подается аварийный сигнал и схема блокируется в отключенном состоянии. Деблокировка защиты и повторный пуск могут быть осуществлены лишь после вмешательства персонала. Автоматическое управление по температуре кипения предусматривается только для компрессоров, обслуживающих данную испарительную систему. При нескольких компрессорах, работающих на одну систему, температурные реле настраиваются ступенчато [3, 4, 5]. Если компрессор переключают на другую испарительную систему, то его переводят на полуавтоматический режим. Во избежание аварий, возможных при переключении компрессоров с одной системы на другую, схема защиты строится так, что при срабатывании реле уровня в любом из отделителей жидкости останавливаются все компрессоры, независимо от того, к какой из систем они фактически присоединены. Для экстренной остановки компрессоров в помещении цеха и вне его устанавливают кнопки или выключатели, воздействующие на цепи защиты всех компрессоров. Кроме того, электрические схемы строятся так, что при нажатии кнопки «стоп» двигатель останавливается независимо от положения переключателей режимов.' Учет работы компрессоров производят с помощью счетчиков времени работы, числа цик-
8 Автоматизация оборудования компрессорных цехов холодильников № 3 лов работы и числа аварийных остановок, которые должны предусматриваться для каждого компрессора. Рассмотрим более подробно принципиальные схемы автоматизации одно- и двухступенчатых компрессоров. Схема автоматизации одноступенчатого 'компрессора показана на рис. 2. 7777777777 Уровень 6 ОМ \Приборь\ ПО месту. Пульт ^продления компред^ сором 1СЛ \2СД 1СТ \2СЛД\ АР 2СТ t 1СР 77777777777 Температура кипения 9 k 1 МП 0 в • 0 в в 0 0 W3 \г\1ЯУ Збукобой сигнал Рис. 2. Принципиальная схема автоматизации одноступенчатого компрессора: I — всасывающая линия от ОЖ, II — нагнетательный трубопровод, III — вода, 1АЗ и 1АУ — комплекты устройств соответственно автоматической защиты и управления одноступенчатого компрессора. Для контроля за его работой применяются приборы защиты, приведенные в табл. 1. При автоматическом и полуавтоматическом режимах всасывающий и нагнетательный вентили компрессора постоянно открыты. Для разгрузки электродвигателя при пуске применяются автоматический байпас (вентиль 2СВ) и обратный клапан 2КО. В табл. 2 приведен рекомендуемый порядок пуска и остановки одноступенчатого компрессора, работающего в автоматическом или полуавтоматическом режиме. Весь процесс пусков 'и остановок разделен на такты. При этом предполагается, что операции внутри одного такта происходят одновременно. Схема а в том а тиз аци и двухступенчатого компрессора (рис. 3) строится по тому же принципу, что ,и рассмотренная выше схема автоматизации одноступенчатого компрессора. Для ее осуществления используются приборы защиты, приведенные в табл. 3. Порядок .пуска и остановки двухступенчатого компрессора, работающего в автоматическом или полуавтоматическом режиме, (показан в табл. 4. Если двухступенчатая установка составлена из двух компрессоров с раздельными электродвигателями, то приборы защиты от понижения давления и повышения температуры масла устанавливаются на каждом компрессоре. Порядок пуска и остановки в основном сохраняется. Дополнительно вводится выдержка времени между пуском двигателя компрессора I ступени и пуском двигателя компрессора II ступени. Кроме указанных выше устройств, в двухступенчатую установку входит регулятор уровня аммиака в промежуточном сосуде, причем для этой цели можно использовать регулятор любого типа. На рис. 3 в качестве примера показан регулятор, состоящий из реле уровня 2РУ, датчик которого установлен в колонке промежуточного сосуда, и соленоидного вентиля 7СВ. В некоторых случаях схему управления вентилями 7СВ связывают с системой управления компрессоров. В результате вентиль принудительно за- крьшается при остановке компрессора. Система вентилей 7В, 8В и 9В позволяет проверить работу всех приборов уровня, датчики которых установлены в колонке промежуточного сосуда. Порядок проверок аналогичен рассмотренному выше дл>я отделителей жидкости. Автоматизация системы оборотного водоснабжения При автоматизации системы оборотного водоснабжения ставятся следующие основные
№ 3 Автоматизация оборудования компрессорных цехов холодильников 9 б 8д % R— /7 % ЯЬ ' / '--'/' (рмператури УрОбРНЬ в OJH хиПРии» | ] J | | | | J j(|) ( J f j ЩД ЫШТ \?СР\5СУ \6СУ ЩШ I \Ш ylpudo- \ры по месту ц Щ \зс т ЩЩ щ тусщстусрусу щ щй 36у повой согнал Рис. 3. Принципиальная схема автоматизации двухступенчатого компрессора: I — всасывающая линия I ступени, II—линия сброса -из промежуточного сосуда на вход ОЖ, Iil— нагнетательная линия II ступени, IV — вода, V — жидкий аммиак, 2АЗ и 2АУ — комплекты устройств соответственно автоматической защиты и управления двухступенчатого компрессора. Гра дирн9 Ж V У МУ \1У \к/ Лроборы по месту Главный ш,ит автоматики 1 ч , 1 Г ?У 1 fPTi At 1 1 '* 5 6 Й Й Е ту е в ? п\ ъ ~1 1 1С 1 Л 6 9 t м р 1~^ :д 10 \ р 7 ~Л 777T777f/ Рис. 4. Принципиальная схема автоматизации системы оборотного водоснабжения.
10 Автоматизация оборудования компрессорных цехов холодильников № 3 задачи: в зависимости от тепловой нагрузки на конденсатор включать необходимое число насосов, 'при выходе из строя основного насоса подавать соответствующий сигнал и включать резервный насос, автоматически пополнять систему свежей водой. Схема автоматизации системы с конденсатором и градирней представлена на рис. 4. Водяной насос НС № 1 (основной) включается в работу при пуске любого из компрессоров. Его исправность контролируется с помощью реле давления 7СД. При 'неисправности подается сигнал я в работу включается резервный насос НС № 3. При работе основного насоса с помощью реле 1РТД контролируется разность между температурами воды после конденсатора и воды, подаваемой на него. Когда разность температур возрастет до заданной, в работу включается дополнительный насос НС № 2, исправность которого сигнализируется реле давления 8СД. При большем числе насосов схема строится аналогично, но при этом на каждый дополнительный насос требуется по одному реле разности температур. Пополнение системы свежей водой происходит в зависимости от уровня воды в бассейне. Для этой цели используется регулятор уровня ЗРУ, псоторый может быть любой конструкции. Таблица 1 Сигнализация Автоматизированная установка снабжается рабочей и аварийной сигнализацией. Световые сигналы размещаются на местных щитах и пультах и на главном щите автоматики. Как правило, на главном щите изображается мнемоническая схема установки, в которую вмонтированы необходимые сигнальные лампы и табло. Нормальная работа сигнализируется лампами белого или желтого цвета. Аварийные сигналы обычно красного цвета. Если используется источник мигающего света, то сигналы могут 'быть и красного и белого цвета Световой аварийный сигнал сопровождается звонком или гудком. Чтобы освободить персонал от необходимости выключения звукового сигнала, необходимо предусматривать его кратковременное однократное включение на 10—15 секунд. Световой аварийный сигнал остается включенным до устранения причины, его вызвавшей. Контролируемый параметр Низкое давление всасывания | /Вышкое давление нагнетания Высокая температура нагнетания Низкое давление в системе смазки •Высокая температура смазочного масла Малый расход охлаждающей воды Высокий ура-вень жидкого аммиака в отделителе жидкости Тип щрибсфа Реле давления Реле давления Реле температуры Реле разно|сти давлений (сигнализатор давления дифференциальный) Р еле темп ер атуры Реле протока (<или расхода) Реле уровня Ооозна- чение на схеме 1 СД 2 СД 1 СТ 2 СДД 2 СТ 1 СР 1 СУ 2 СУ MieaTO присоединения чувствительного элемента Трубопровод до всасывающего вентиля Нагнетательная сторона компрессора до нагнетательного вентиля Нагнетательный трубо- провод до обратного клапана и до места присоединения байпаса В^ход низкого давления присоединяется к картеру компрессора, вход высокого давления — к н агйетател ьному трубо - проводу маслюнаооса Маслопровод на входе или выходе маолона- соса Сливная тр|уба на выходе из охлаждающей доубашш 'Колонка, ирисоединен - на я к отделителю жидкости Примечание Мож1бт быть применено комбинированное реле с элементами низкого и высокого давления Место установки должно быть уточнено для каждого конкретного типа компрессора Ом. рис. 1
№ 3 Автоматизация оборудования компрессорных цехов холодильников 11 Таблица 2 Такты Операции Обозначение на схеме Примечание Пуск Команда «пуск» Пускается двигатель компрессора Открывается соленоидный вентиль подачи воды в охлаждающую рубашку Открывается соленоидный вентиль байпаса Начинается отсчет времени от момента пуска На время пуска отключаются защиты от прекращения протока воды и от понижения давления в системе смазки Заканчивается отсчет времени с момента пуска Закрывается соленоидный вентиль байпаса Включаются защиты от прекращения протока воды и от понижения давления в системе смазки Д1к ЗСВ 2СВ 1СР 2СДД 2СВ 1СР 2СДД Оста н о в к а Команда «стоп» Останавливается двигатель компрессора Закрывается соленоидный вентиль подачи охлаждающей воды Дне ЗСВ В автоматическом режиме — от реле тем пературы 1РТ, 2РТ или др. (рис. 1), в полуавтоматическом —¦ от пусковой кнопки (Применяются также схемы, в которых компрессор может быть пущен только после орабаты в а н и я 1С Р В автоматическом режиме — от реле температуры 1РТ, 2РТ или др. (рис. 1), в полуавтоматическом — от кнопки «стоп» При односменном обслуживании установки целесообразно устраивать щитки-дублеры, которые выносятся в помещения с круглосуточным дежурством и на которые подаются лишь аварийные сигналы. При переводе сигнализации на дублер основной щит может быть выключен. Размещение приборов и средств автоматизации Как правило, при автоматизации крупных и средних установок первичные приборы и реле-датчики защиты устанавливают непосредственно на машинах и аппаратах или вблизи них. Элементы схем управления и защиты компрессоров, а также относящиеся к ним сигнальные лампы размещают на пультах или щитках вблизи компрессоров. Устройства общей сигнализации, управления сосудами и насосами, реле температуры, управляющие компрессорами (в том числе и многоточечные регуляторы) располагают в помещении главного щита автоматики, смежном с компрессорным цехом и оборудованном в соответствии с правилами устройства электроустановок [2]. Отказ от пультов управления компрессорами и сосредоточение всех элементов их схем на главном щите автоматики целесообразно лишь для небольших компрессорных цехов (до 3—5 компрессоров). Большинство рекомендаций, изложенных в данной статье, практически проверено на хо-
12 Автоматизация оборудования компрессорных цехов холодильников № 3 Таблица 3 Контролируемый параметр Тип прибора Обозначение на схеме Место п риоо единен ия чувствител иного элемента Примечание Низкое давление всасывания I ступени Высокое давление нагнетания I ступени Высокая температура нагнетания I ступени Низкое давление всасывания II ступени (е промежуточном сосуде) Высокое давление нагнетания II ступени В ы сок а я темпер а тур а нагнетания II ступени Низкое давление в системе смазки Высокая температура смазочного масла Малый расход охлаждающей воды Высокий уровень жидкости в промеж уточном сосуде Высокий уровень жидкости в отделителе жидкости Реле давления То же Рел/е температуры Реле давления То же Реле температуры Реле разности давлений (сигнализатор давления дифференциальный) Реле температуры Реле протока (или расхода) Реле уровня То же ЗСД 4СД ЗСТ 5СД 6СД 4СТ ЗСДД 5СТ 2СР 5СУ 6СУ 1СУ 2СУ Трубопровод до всасывающего вен шля I ступени Нагнетательная сторона I ступени до нагнетательного вентиля Нагнетательный трубопровод Трубопровод до всасы вающего вентиля II сту пени Нагнетательная сторо на II ступени до нагне тательного вентиля Нагнетательный трубопровод II ступени до места соединения байпаса Вход низкого давления присоединяется к кар теру компрессора, вход высокого давления — к нагнетательному труб о проводу масляного насоса Маслопровод на входе или выходе масляного насоса Сливная труба на выходе из охлаждающей рубашки Колонк а, при соединен - на я к промежуточному coqynjy Колонка, пр-исюединенная к отделителю жидкости Может быть применено комбинированное реле с элементами низкого и высокого давления Место установки должно быть уточнено для каждого конкретного типа компрессора См. рис. 1
№ 3 Автоматизация оборудования компрессорных цехов холодильников 13 Таблица 4 Такты 1 2 3 *4 1 2 Операции Команда «туск» Пускается двигатель компрессора Открывается соленоидный вентиль подачи воды в охлаждающие рубашки Закрывается соленоидный вентиль байпа- аа I ступени Открывается соленоидный вентиль байпаса II ступени Начинается отсчет времени от момента цуска На время пуска отключаются защиты от прекращения протока воды, от понижения давления в системе омязтаи и в промежуточном сосуде Заканчивается отсчет времени Закрывается вентиль байпаса II ступени Вводятся в работу ранее отключенные защиты Команда «стоп» Останавливается двигатель компрессора Закрывается соленоидный вентиль подачи охлаждающей воды Открывается вентиль байпаса I ступени Обозначение на схеме Пуск ;Г*2к 6СВ 4СВ 5GB — 2СР ЗСДД 5СД — 5СВ 2СР ЗСДД 5СЦ О с тановк а Д2к 6СВ 4СВ Примечайте В автоматическом режиме — от реле температуры 1РТ, 2РТ или др. (ом. рис. 1), в полуавтоматическом — от пусковой кнопки Компрессор включается при условии, что к моменту пуска соленоидный вентиль 4СВ байпаса I ступени открыт (контролирует сигнализатор давления 4СДД) В автоматическом режиме — от реле температуры 1РТ, 2РТ или др., <в .полуавтоматическом — от кнопки «стоп» лодильниках (Жуковском, Московских № 12 и 2. Правила устройства электроустановок, гл. VII, № 13, Ленинградском № 1—2). Опыт показал, Госэнергоиздат. ЧТО при соблюдении правил эксплуатации ав- лАВ' С' Ужански<й> «Холодильная техника», 1961, томатизированные установки работают надеж- 9 НО И бесперебойно. 4. Л. В. Коломенский, «Холодильная техника», ЛИТЕРАТУРА 1962' N° 6- 1. Рекомендации по проектированию холодильных ус- 5. В. С. У ж а н с к и й, «Холодильная техника», 1963, тановок, ВНИХИ, 1962. № 5.
УДК 621.382.52 Полупроводниковый измеритель разности температур для настройки ТРВ Канд. техн. наук И. А. ПАВЛОВА, инж. Л. А. ГОЛОВАЦКАЯ, канд. техн. наук В. М. ШАВРА — Всесоюзный научно-исследовательский институт холодильной промышленности За последние годы в предприятиях торговли и общественного питания значительно увеличилось число малых холодильных установок. Для автоматического регулирования заполнения испарителей этих установок холодильным агентом применяют в основном регуляторы перегрева — ТРВ. В эксплуатационных условиях ТРВ обычно настраивают в зависимости от обмерзания всасывающих трубопроводов, так как установка специальных термометровых гильз усложнила бы монтаж машины, .к тому же эти гильзы использовались бы весьма короткое время (лишь при наладке установки после ее монтажа). Настройка ТРВ по обмерзанию всасывающего трубопровода может быть только приблизительной, так как зависит от навыков механика, длины всасывающего трубопровода, окружающей температуры и т. п. Между тем настройка ТРВ существенно влияет на эффективность работы машины. Поэтому создание компактного переносного прибора, по объективным показаниям которого можно было бы быстро и правильно настроить ТРВ, являлось весьма актуальной задачей. Такой прибор.— полупроводниковый измеритель разности температур (ПИРТ) был создан лабораторией контрольно-измерительных приборов и автоматики и лабораторией малых холодильных машин ВНИХИ в содружестве с трестом Росторгмонтаж и Московским ремонтно-монтажным комбинатом. Общий вид прибора и его электрическая схема показаны на рис. 1, а и б. В качестве датчиков температуры использованы полупроводниковые термосопротивления типа ЕМТ-1, более компактные и менее инерционные, чем термопары и проволочные термометры. Для измерения разности температур к двум Рис. 1. Общий вид (а) и электрическая схема (б) прибора ПИРТ.
№ 3 Полупроводниковый измеритель разности температур для настройки ТРВ 15 омежным -плечам неравновесного моста подключают термометры сопротивления п и Г2 В одну из диагоналей моста включают измерительный прибор — микроамперметр типа М-24. Питание схемы обеспечивается от сухих элементов типа «Сатурн» напряжением 1,5 в. Когда 'прибор не работает, элементы отключаются от схемы выключателем В. Напряжение на вершинах моста контролируется 'переключением тумблера П в отложение /С При этом стрелка прибора должна установиться на контрольную отметку шкалы. Если стрелка отклоняется от контрольной отметки, напряжение на вершинах моста не соответствует расчетному. Это 'напряжение регулируется реостатом гэ, установленным в цепи питания. При перешпочении тумблера П в положение И измеряется разность температур по шкале прибора, отградуированной в °С. Чем больше разность температур, а следовательно, и сопротивление термометров, тем больше нарушение баланса моста и отклонение от 0 стрелки прибора, которая указывает величину этого разбаланса в °С. Термосопротивления имеют нелинейную зависимость омического сопротивления от температуры, поэтому шкала прибора нуждается в линеаризации. Для этого в схеме предусмотрен специальный контур линеаризации, состоящий: для первого датчика — из постоянного сопротивления rs, включенного параллельно с термосопротивлением, и гв, включенного последовательно; для второго датчика — соответственно из сопротивлений rs и п. В схеме имеются также постоянные сопротивления плеч моста п = Г4: и постоянные сопротивления контроля напряжения питания мостовой схемы гк1 и гк2. Прибор собран в легком алюминиевом корпусе. Все переключающие и регулирующие устройства, а также шкала измерительного прибора расположены на одной лицевой панели, а все постоянные сопротивления мостовой схемы и сухие элементы — внутри корпуса прибора. Прибор предназначен для измерения разности температур поверхности трубопроводов (диаметр от 14 до 20 мм) при входе (после ТРВ) в испаритель и 'выходе из него. Датчики прижимаются к трубопроводам при помощи струбцин. Провода от датчиков присоединяются зажимными клеммами к схеме прибора. Первый датчик п устанавливается сразу же после ТРВ, на входе в испаритель, а второй Г2 — на выходе из испарителя, в месте крепления термобаллона ТРВ. Технические данные прибора ПИРТ Пределы измерения разности температур, °С . . 0—25 Абсолютные значения измеряемых температур, °С —30-4-20 Класс прибора 2,5 Длина проводов, соединяющих датчики с измерительным прибором, м - 2,5—3 Габаритные размеры, мм 130X220X110 Вес, кг 1,8 После градуировки в специальных термостатах в лаборатории 'Контрольно-измерительных приборов и автоматики приборы были испытаны на стендах лаборатории малых холодильных машин. Правильность показаний прибора и его инерционность проверяли на холодильной установке производительностью 3000 ст. ккал/нас, охлаждавшей стационарную камеру. Фреон, пройдя ручной регулирующий вентиль (в машинном отделении), поступал в две пристенные батареи ИРСН-12,5. Один из датчиков прибора был помещен за РВ, вне пределов камеры, а другой — при выходе фреона из батарей (внутри камеры). Контрольные измерения температуры проводились ртутными лабораторными термометрами с ценой деления 0,1°. Термометры были установлены в гильзах. Расстояние от гильз до мест нахождения датчиков не превышало 50 мм. О 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20%пим Рис. 2. Результаты проверки инерционности и правильности показаний прибора ПИРТ. Результаты испытаний при изменении перегрева QWa в широких пределах с помощью ручного регулирующего вентиля показаны на рис. 2. Из рис. 2 видно, что инерционность прибора ПИРТ меньше, чем ртутных термометров, так как кривая 0«2=/ (т), построенная по его показаниям, «опережает» кривую, построенную
16 Полупроводниковый измеритель разности температур для настройки ТРВ № 3 12 14 16 18 20 22Г,мин Рис. 3. Изменение перегрева в«2 на выходе из испарителя холодильного шкафа Т-2-125М. по показаниям ртутных термометров. Когда перегрев не меняется, наказания прибора совпадают с показаниями ртутных термометров. Испытания прибора в эксплуатационных условиях проводились совместно с работниками Московского ремонтно-монтажно'го комбината. Проверялась настройка ТРВ, регулирующих заполнение иапарителей (батареи ИРСН-5, ИРСН-Ю, ИРСН-12,5) стационарных камер, а также испарителей различного торгового холодильного оборудования (шкаф Т-2-125М, прилавок-витрина АПВ-1, прилавок «Пингвин», шкаф Т-60). На рис. 3,а приведены характерные кривые изменения перегрева на выходе из испарителя шкафа Т-2-125М за три цикла работы машины. Подача фреона в испаритель регулировалась с помощью ТРВ типа ТМ-1,5Ф. В течение 3—5 минут после включения компрессора перегрев колебался от 3 до 8°. Затем колебания не превышали 2°. На рис. 3,6 приведены кривые изменения перегрева на выходе из испарителя того же шкафа за два цикла работы, но поступление фреона регулировалось с помощью ТРВ-2М Тартуского приборостроительного завода. В первом цикле при средней величине перегрева около 8° колебания были не более 2°. Затем настройка ТРВ была изменена — регулировочная пружина ослаблена на два оборота. После этого средняя величина перегрева была около 4°, а колебания перегрева стали больше B—5°). Рост амплитуды колебаний регулируемого перегрева объясняется увеличением производительности ТРВ при ослаблении регулировочной пружины. Большие колебания регулируемого перегрева E—10°) были установлены 'С помощью прибора ПИРТ еще в ряде случаев, когда производительность ТРВ была значительно больше тепловой нагрузки испарителя. Эксплуатационные испытания показали, что прибор ПИРТ надежен в работе, удобен в обслуживании и имеет малую инерционность. На присоединение датчиков к трубопроводам требуется не более 2—4 минут. С помощью прибора ПИРТ можно быстро определять в эксплуатационных условиях перегрев пара на выходе из испарителей малых холодильных установок, что дает возможность правильно настроить ТРВ, а (следовательно, обеспечить оптимальные условия работы холодильной машины.
УДК 621.565.59-52 Реле контроля смазки типа РКС-1 Инж. К. Д. ТИМОШЬНКОВ — Орловское специальное конструкторское бюро по приборостроению и средствам автоматизации (СКБПрибор) Орловским специальным конструкторским бюро было разработано и '.передано Орловскому заводу приборов для освоения промышленного производства реле контроля смазки типа РКС-1. В настоящее время этот прибор выпускается заводом серийно. Реле контроля смазки типа РКС-1 представляет собой дистанционный двухпозиционный прибор, предназначенный для 'контроля (регулирования) установленной величины минимальной разности давлений жидких или газообразных неагрессивных сред (фреоны, масло, воздух и др.). Основное назначение прибора — защита от нарушений в режиме смазки компрессоров. В бескрейцкопфных компрессорах давление всасывания масляного насоса зависит от давления всасывания компрессора. Таким образом, требуется 'контролировать разность давлений всасывания и нагнетания насоса. Эту величину контролирует реле контроля смазки, которое снабжено двумя чувствительными системами (рис. 1). Рис. 1. Схема включения реле контроля смазки типа РКС-1: 1 — картер компрессора, 2 — масляный насос, 3 — нагнетательный трубопровод, 4 — реле контроля смазки, 5 — электрический кабель цепи управления. Во время стоянки компрессора контакты прибора разомкнуты, так как насос не создает давления. При пуске компрессора они должны быть блокированы до момента установления нормального режима смазки. Прибор имеет шкалу настройки разности давлений размыкания контактов от 0,2 до 1,8 кгс/см2 и нерегулируемый дифференциал не более 0,3 кгс/см2. Рабочее давление в полостях чувствительных элементов прибора может изменяться от 0,1 до 6 ата. При стоянке и в период пуска давление может/повышаться до 12 кгс/см2, а разность давлений — достигать 6 кгс/см2. Разрывная (мощность контактов 150 ва при напряжении переменного тока 220 в и индуктивной нагрузке. Прибор вибропрочен. Он предназначен для работы при температуре окружающего воздуха — 40-~50° и его относительной влажности до 80%. Габаритные размеры 232X105X61 мм. Вес 1,1 кг. Внешний вид прибора показан на рис. 2. Рис. 2. Реле контроля смазки типа РКС-1. Принцип действия реле контроля смазки типа РКС-1 основан на уравновешивании силы, создаваемой разностью давлений в чувствительных системах прибора, силой упругой деформации винтовой цилиндрической пружины. Изменение контролируемой разности давлений нарушает равновесие действующих сил, что вызывает перемещение элементов меха-
18 Реле контроля смазки типа РКС-1 № 3 низма, переключающего (контакты электрической цепи. Кинематическая схема прибора показана на рис. 3. Рис. 3. Кинематическая схема прибора. Прибор имеет два сильфонных датчика / и 2, которые соединены между собой штоком 3. Датчик 2 с помощью упора 4 присоединен к рычагу 5, на который действует усилие пружины 6. Пружина 7 обеспечивает постоянный контакт упора 4 с рычагом 5. Настройка по шкале 9 производится винтом 8 с помощью указателя 19. Рычаг 5 соединен с рычагом 10. Взаимное /положение рычагов регулируется винтом 11 и пружиной 12. В точке 0 рычага 10 прикреплена пружина 73 механизма переключения, состоящего из переключателя 14 и контактной планки 15. Зазор между контактами 16 AК) регули* руется винтом 17. Неподвижные упоры /Услужат для защиты механизма прибора от перегрузок давлением. Две стрелки у штока 3 указывают направление перемещения свободных концов датчиков прибора. Контролируемые давления условно обозначены Pi и Рг. При работе компрессора на сильфоны датчиков 1 и 2 действуют давления, разность которых контролируется. Давление в нижней чувствительной системе, соединенной с линией нагнетания масляного насоса, всегда больше, чем в верхней, соединенной с картером компрессора. Величина разности этих давлений при заданном режиме смазки поддерживается масляным насосом. Если усилие, шздаваемое давлением в датчике 2, превышает усилия, создаваемые давлением в датчике / и пружиной 6, контакты 16 прибора замкнуты. Рычаг 5 прижат к верхней части упора 18. При уменьшении разности давлений Рг—Pi в определенный момент наступит равновесие сил P,FQ = PXF, + P^ где: р0 _ эффективная площадь сильфона датчика, Ре — сила упругой деформации пружины 6. При дальнейшем изменении давления усилием .пружины 6 рычаг 5 поворачивается в шарнире F против часовой стрелки, что вызывает перемещение точки О рычага 10 в том же направлении. При этом ось ON пружины 13 совмещается с осью LN переключателя 14. Такое положение перед срабатыванием контактов определяет величину их минимального взаимного нажатия. При дальнейшем повороте рычага 5 и перемещении точки О ось пружины 13 пересекает ось переключателя 14. Это вызывает резкий поворот переключателя 14 в шарнире L и контактной планки 15 в шарнире Oi, при этом происходит размыкание контактов за счет составляющей усилия пружины 13. С увеличением разности давлений элементы схемы перемещаются в обратном направлении и пои Рг Po>Pi Po + Pe (на величину минимального дифференциала) — контакты замыкаются. Графическая зависимость давления контролируемой среды от настроенной разности давлений показана на рис. 4. Если по горизонтальной оси отложить диапазон рабочих давлений в верхней чувствительной системе Рв (датчик / при монтаже подключается к картеру компрессора), а по вертикальной — диапазон рабочих давлений в нижней чувствительной системе Рн , то площадь
№ 3 Реле контроля смазки типа РКС-1 19 BCRF будет определять зону настройки контролируемой разности давлений размыкания электрических контактов прибора. При этом точка F — минимальная возможная настройка прибора при Рн=0,3 ата и Рв =0,1 ата, так как Рн —-Рв = 0,2 кгс/см2, а точка В — минимальная возможная настройка при Рн = 1,9 ата, так как Рн—Рв = 1,8 кгс/см2. Рн, ото Рв, ата Рис. 4. Зависимость давления контролируе- . мой среды от настроенной разности давлений. Таким образом, давление нагнетания может изменяться в пределах 0,3-НЗ атй и давление всасывания — в пределах 0,1-=-5,8 ата. Предположим, прибор настроен на разность давлений Рн—Рв — 1 кгс/см2. Замыкание контактов в этом случае 'возможно при давлении в нижней чувствительной системе 1,4 кгс/см2 (не более) и размыкание — при 1,1 кгс/см2, так как нижний предел давлений для верхней чувствительной системы равен 0,1 ата. При дальнейшем увеличении давления контролируемых сред срабатывание контактов * л iv д ш тт Aiv прибора определяется (прямыми А А и Ai Ai11. При этом безразлично, получена ли разность давлений путем уменьшения давления в нижней чувствительной системе (точки А и Ai) или увеличения его в верхней (точки А и Al ), или путем одновременного изменения того и другого (прямые Ai А или Ai A ). Изменение давления по А^А1 связано с его повышением в нижней чувствительной системе и уменьшением в верхней, а по Al1 A!I — с одновременным увеличением давления в обеих чувствительных системах. Приведенный график позволяет довольно точно определить возможную область применения прибора для контроля или регулирования разности давлений. Наладка прибора, например после ремонта, связанного с разборкой, заключается в следующем: — проверяют и при необходимости устанавливают зазор между контактами (монтажный зазор 1,2-т-1,5 мм на каждый контакт устанавливается с помощью щупа и винта 17, см. рис. 3); — регулируют с помощью штока 3 положение подвижных сильфонных датчиков 1 и 2. Для этого необходимо: а) установить путем поворота винта 5 указатель в крайнее верхнее положение — до упора в корпус прибора; б) изменяя разность давлений в датчиках, замкнуть и разомкнуть контакты прибора. Если дифференциал /прибора не превышает 0,3 кгс/см2, а разность давлений размыкания контактов меньше 0,2 кгс/см2, то прибор настроен правильно; в) уточнить настройку размыкания 'контактов на значение 0,2 кгс/см2 поворотом винта 8. Перемещение указателя при этом более чем на 4 мм от крайнего верхнего положения нежелательно, так как возможно омертвление витков пружины 6 при настройке на разность давлений 1,8 кгс/см2; г) подвести верхнюю риску шкалы под кромку указателя 19 и закрепить шкалу. При этом возможны следующие случаи: — контакты прибора не размыкаются при разности давлений в датчиках 0,2 кгс/см2 и сжатии пружины 6 на 4 мм от крайнего верхнего положения; —контакты прибора размыкаются при разности давлений, большей 0,2 кгс/см2, и крайнем верхнем положении указателя; — контакты прибора не срабатывают при движении рычага 5 в пределах возможного хода, ограниченного упорами 18. Первый и второй случаи означают, что силы упругих деформаций сильфонов не уравновешены. Поэтому необходимо перерегулировать их положение вращением датчика / на резьбе штока 3 (в первом случае против часовой стрелки, во втором — по часовой). Один полный оборот чувствительной системы от ранее установленного положения изменяет разность давлений размыкания контактов при-
20 Применение термосопротивлений при автоматизации холодильных установок № 3 мерно на 0,2 кга]см2. В третьем случае необходимо подрегулировать положение рычагов 5 и 10 путем поворота винта //. Дифференциал более 0,3 кгс/см2 может быть у прибора, имеющего дефекты сборки (перекосы в соединениях элементов, затирания между подвижными частями передаточного механизма и т. д.). Необходимые для правильного монтажа сведения изложены в инструкции по -монтажу и эксплуатации прибора, однако нужно помнить следующее. — Прибор предназначен для неутепленного монтажа и должен устанавливаться вертикально. Возможны и другие положения прибора, однако установка неподвижными контактами вниз нежелательна. — Чувствительные системы приборов при поставке имеют дроссельные отверстия диаметром 0,5 мм для контроля давлений газообразных сред. При контроле давлений жидких (Сред (например, масла) отверстие в дросселе требуется раюсверлить до диаметра 3 мм. — При затягивании накидной гайки нужно поддерживать вторым ключом шестигранник штуцера, так как провертывание любой из двух чувствительных систем нарушает регулировку прибора. — При работе с прибором необходимо обесточить электрическую цепь. Прибор должен быть надежно заземлен. — Во время эксплуатации нужно следить за герметичностью соединений. Нельзя допускать перегрузку прибора по давлению. В 1963 г. в СКБПрибор разработана и получила рекомендации для промышленного производства вторая модификация прибора — реле контроля смаэки типа РКС-1к. Промышленное производство его будет освоено на Орловском заводе приборов в 1964 г. В настоящее время разрабатывается третья модификация указанного прибора — реле контроля смазки типа РКС-В16, предназначенное для работы в машинных отделениях аммиачных установок. Серийное производство прибора намечено на 1965 г. Этот прибор отличается от выпускаемого большей разрывной мощностью контактов (до 300 ва при напряжении 220 в переменного тока индуктивной нагрузки), нечувствительностью к вибрации, устойчивостью к коррозии при относительной влажности воздуха до 98%. Остальные характеристики приборов совпадают с указанными. Одновременно будут разрабатываться реле контроля смазки, предназначенные для работы в условиях тропического климата. УДК 621.382.52:621.565.59 — 52 Применение термосопротивлений при автоматизации холодильных установок Инж. Р. М. ЛA3ЕБИИК — Гипронисэлектрошахт В -последнее время при автоматизации холодильных установок широко применяются термосопротивления (термисторы) — объем- ные полупроводниковые нелинейные сопротивления, обладающие большим отрицательным температурным коэффициентом. Отделом автоматики Гипронисэлектрошахт были разработаны простые устройства температурной защиты и сигнализатор уровня жидкого аммиака, принцип действия которых осно: ван на использовании свойств полупроводниковых термосопротивлений. На рис. 1 ,а приведена схема у с т р о й с т в а защиты подшипников компрессора от перегрева. В качестве чувствительного элемента датчика RT использовано полупроводниковое термосопротивление типа КМТ-11. Вольт-амперные характеристики этих термосопротивлений имеют участки, где динамическое сопротивление термистора R: = -^- < 0. ' dl Наличие участков с отрицательным динамическим сопротивлением объясняется самонагревом термосопротивления проходящим через него током. Каждой температуре соответствует своя вольт-амперная характеристика термосопротивлений, причем чем выше температура, тем меньше ординаты точек характеристики. Наибольшее изменение претерпевают ординаты точек, лежащих в области максиму-
№ 3 Применение термосопротивлений при автоматизации холодильных установок 21 ма. Эти свойства вольт-амперных характеристик термосопротивления 'позволяют построить «простую и надежную схему защиты от перегрева и получить релейный эффект при изменении температуры окружающей среды 2Н- R -CZZh Rdod -1ГГ р ГЛ>10Л Рис. 1. Схема защиты подшипников компрессоэа от перегрева (а) и вольт- амперные характеристики термосопротивления (б) при различных температурах окружающей среды. Принцип работы схемы (см. рис. 1) заключается в следующем. При любой температуре ток )в цепи определяется пересечением соответствующей вольт-амперной характеристики термосопротивления -с характеристикой линейного сопротивления, представляющего собой сумму омических сопротивлений реле /?р и добавочного /?ДОб. Как видно из рис. 1,6, при некоторой температуре Го линейная характеристика становится касательной к вольт-амперной характеристике в точке, лежащей в области максимума. Точка касания характеризует неустойчивое состояние. Поэтому при малейшем повышении тока начинается его релейное нарастание от значения h до значения h. Расчет цепи с термосопротивлением приведен в литературе [1,2]. В качестве реле Р (см. рис. 1,а) выбрано реле типа РКМ. При срабатывании реле его нормально открытый контакт шунтирует термосопротивление, предохраняя его от длительного протекания большого тока. Конструкция датчика изображена на рис.2. Температура коренных подшипников компрессора контролируется косвенным методом— Рис. 2. Датчик защиты подшипников компрессора от перегрева: 1 — гайка прижимная, 2 — прокладка резиновая, 3 — стакан, 4 — втулка сменная, 5 — термосопротивление, 6 — битум. измерением температуры масла, которое стекает с подшипников в картер. Рассматриваемое устройство защиты подшипников компрессора от перегрева имеет ряд преимуществ по сравнению с серийно выпускаемыми Львовским заводом «Теплоавтомат» сигнализаторами температуры типа УТС-1. К ним относятся: — возможность регулирования уставок по температуре (см. рис. 1,а, потенциометр R); — меньшая инерционность (гильза датчика залита битумным наполнителем, тепло-
22 Применение термосопротивлений при автоматизации холодильных установок № 3 проводи ость которого IB 30 с лишним раз выше теплопроводности 'воздуха); — простота устройства. Предлагаемая схема защиты подшипников компрессора от перегрева может быть частью общей схемы автоматизации аммиачной холодильной установки. При этом не требуется отдельного блока литания, который составляет Рис. 3. Схема сигнализатора уровня жидкого аммиака. значительную часть устройства УТС-1,а реле, включенное последовательно с термосопротивлением, может воздействовать своими контактами непосредственно на элементы аварийного отключения и сигнализации [3]. к компрессору Из испарителя Из ресивера к испарителю Рис. 4. Схема установки датчика сигнализатора уровня аммиака в отделителе жидкости: / — отделитель жидкости, 2 — датчик сигнализатора уровня, 3 — труба для установки датчика. Датчик выпускается в пылевлагонепроница* емом исполнении, поэтому его можно применять в машинных залах аммиачных холодильных установок (класс помещений В-16). Термисторы КМТ-11 по номиналу имеют небольшой разброс. Поэтому при их замене не требуется доеолнительной подгонки. Точность срабатывания 1—2°. Принцип действия сигнализатора уровня жидкого а<М(Миа)ка основан на резком изменении температуры термосопро- тивления, а следовательно, и величины его сопротивления, при смене фаз пар — жидкость и токах, практически не вызывающих нагрева термосопротивления. Релейное действие самой среды и малая инерционность применяемого термосопротивления МКМТ-16 позволили создать несложную, достаточно надежную схему сигнализатора (рис. 3). Рис. 5. Датчик уровня жидкого аммиака: / — колпак, 2 — штанга, 3 — коробка, 4 •— термосопротивление.
№ 3 Расчет пластин нагнетательных клапанов фреоновых герметичных компрессоров 23 Термосопротивление ГС составляет одно плечо делителя напряжения, читающего несимметричный триггер с эммитерной связью. Нагрузкой триггера является реле Р типа МКУ-48. При достижении жидким аммиаком измерительной головки датчика резко увеличивается сопротивление термистора, вследствие чего триод #i закрывается, триод Яг — открывается, реле Р срабатывает. Схема установки датчика сигнализатора уровня аммиака в отделителе жидкости показана на рис. 4, конструкция датчика — на рис. 5. В датчике термистор заключен в стальную головку с тонкими стенками для защиты его от механических повреждений. На отделителе жидкости датчик работает в вертикальном положении. Крепление его дает возможность легко устанавливать уровень жидкости, регулируя глубину погружения датчика. Отделитель жидкости, кроме своей основной функции, выполняет еще роль промежуточной емкости. Поэтому в нем при нормальной работе всегда имеется некоторый уровень жидкого аммиака, температура которого значительно ниже температуры паров аммиака в неизолированной трубе 3 (см. рис. 4). При повышении уровня аммиака в отделителе жидкости до измерительной головки датчика сигнализатор срабатывает. Испытания электронной части схемы (показали достаточную стабильность температур. Разработанная схема потребляет очень мало энергии при низких напряжениях. В связи с этим датчик легко изготовить в искробез- опасном исполнении. Устройство защиты подшипников компрессоров от перегрева и сигнализатор уровня жидкого аммиака внедрены на холодильной установке Донецкого маргаринового завода. Сравнительно продолжительная их эксплуатация показала, что приборы надежны в работе. ЛИТЕРАТУРА 1. Г. К. Нечаев, Полупроводниковые термосопротивления в автоматике, Гостехиздат УССР, 1962. 2. Г. К. Нечаев, Н. П. У д а л о в, Реле и датчики с полупроводниковыми термосопротивлениями, Гос- знергошдат, 1961. 3. В. Б. Якобсон, Автоматизация холодильных уста- иовок, Госторгиздат, 1962. УДК 621.512-213.34 Расчет пластин нагнетательных клапанов фреоновых герметичных компрессоров Инж. И. Н. ШВАРЦ—Харьковский завод торгового машиностроения Рабочие коэффициенты и долговечность компрессора зависят от работы нагнетательного клапана. Правильно спроектированный нагнетательный клапан должен полностью открываться (пластина клапана должна достигать ограничителя подъема) и своевременно закрываться в верхней мертвой точке (в. м. т.). Преждевременное закрытие нагнетательного клапана вызывает увеличение затрат мощности на проталкивание пара. Запаздывание приводит к уменьшению коэффициента подачи и увеличению скорости удара пластины о седло при посадке. Жесткость пластины, необходимую для своевременной посадки ее на седло, необходимо выбирать в зависимости от холодильного агента, геометрических размеров цилиндра, числа оборотов, высоты подъема клапана и давления нагнетания. Для расчета жесткости было проинтегрировано безразмерное дифференциальное уравнение движения пластины [1—5]. Из уравнения траектории на участке опускания получена безразмерная зависимость [5], позволяющая определить при проектировании жесткость пластины, обеспечивающую своевременное закрытие клапана -в в. м. т. при заданных параметрах компрессора и нагнетательного 'клапана. Графически она изображена на рис. 1. На горизонтальной оси координат отложены значения безразмерного ком-
24 Расчет пластин нагнетательных клапанов фреоновых герметичных компрессоров № 3 па ю- щ 2б\ 24 22\ 20\ 18 16 П 12\ ю\ б У, W U У У s г~ У У уЛ У S S ,s у у / у > { It tK- • е =( — W — коэффициент, характе- О ? 4 6 8 W 12 U 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38Пб* Рис. 1. Зависимость 1Ъ=/ (L; Ш), при которой обеспечивается своевременная посадка пластины на седло. плекса, который зависит от конструктивных размеров компрессора и характеризует поток пара, вытекающий из отверстия в седле я2*п3м. Здесь: П3 = 1 = mh0 8е2 критерий, характеризу- 60 ющий давление пара на пластину клапана; -среднее давление в нагнетательном трубопроводе; -площадь пластины, воспринимающая силу давления потока, (вытекающего из отверстия в седле; М = т == период вращения вала компрессора; р — коэффициент давления потока; m—приведенная масса пластины; hQ — высота полного открытия клапана; ¦ критерий скорости по- 2V тока; V— геометрический объем цилиндра; [х — коэффициент расхода; а — скорость звука; fQ =5 тг dc hQ — площадь щели клапана; dc—средний диаметр буртика седла (рис 2); к — показатель адиабаты; ризующии сжимаемость пара при проходе через клапан; р — давление пара в цилиндре. При значениях М <; 0,3 приближенно принимаем е = 0,95. На вертикальной оси координат отложены значения критерия жесткости, представляющего собой отношение квадрата собственной частоты колебаний пластины клапана к 'квадрату вынужденной частоты m где с — жесткость пластины. Зависимость Ib^f (L) получена при нескольких значениях критерия ГЦ, характеризующего начальное натяжение П -°И*-. где Qo — начальное натяжение. В значение комплекса L входит величина среднего давления рн в нагнетательном трубопроводе, поэтому выбор жесткости пластины может быть сделан только для определенного режима. При значительном изменении давления нагнетания клапан будет запаздывать или опускаться преждевременно. Так как запаздывание сильнее влияет на объемные и энергетические показатели компрессора, чем преждевременное опускание, то целесообразно в качестве расчетного давления выбрать максимальное давление нагнетания. Безразмерная зависимость n2 = f (L) была проверена на специальном испытательном стенде, позволившем моделировать процесс выталкивания в различных по конструкции фреоновых компрессорах (ФГ, ФГН и др.). На стенде был установлен одноцилиндровый компрессор 2ФВ-4/4,5 (диаметр цилиндра 40 мм, ход поршня 45 мм, отношение радиуса кривошипа к длине шатуна 0,284, объем всасывающей полости компрессора 80 еж3, объем нагнетательной полости 85 см\ линейное мертвое пространство 0,6 мм, толщина клапанной доски 11 мм, отверстие в седле нагнетательного клапана 7,5 мм). Электродвигатель постоянного тока позволял изменять скорость вращения от 600 до 1700 об/мин. Число оборотов измерялось стробоскопом. При обработке осциллограмм показания стробоскопа корректировались по отметкам в. м. т. и отметчику времени.
JSfg 3 Расчет пластин нагнетательных клапанов фреоновых герметичных компрессоров 25 Испытывали нагнетательный клапан компрессора ФГК-0,7 (рис. 2). Пластина 'клапана прижималась к седл^/ ленточной пружиной, имеющей небольшое начальное натяжение. Изменяя толщину ленточной пружины, можно было менять жесткость клапана. ^ш|Ш1^ Т mm^m Рис. 2. Нагнетательный клапан компрессора ФГК-0,7. Ограничителем подъема клапана являлся стержень, положение которого регулировалось микрометрическим винтом. Высота подъ- Рис. 3. Расположение датчиков в компрессоре: 1 — индикатор перемещения пластины клапана, 2 — индуктивный датчик клапана, 3 — датчик давления в полости, 4 — датчик давления в цилиндре, 5 — контактные датчики нижнего и .верхнего положения клапана. ема клапана изменялась от 0,5 до 4 мм и измерялась с точностью до 0,05 мм. Давление за компрессором определялось образцовым манометром с ценой деления 0,03 атм, давление всасывания — ртутным манометром, температура всасывания — ртутным термометром с ценой деления 0,5°, температура в «нагнетательной полости — хромель- копелевой термопарой. С помощью осциллографа записывали индикаторную диаграмму компрессора, диаграмму изменения давления в нагнетательной полости и траекторию пластины клапана. В опытах был применен электронный индикатор с тензометричеаким датчиком [6]. Индикатор перемещения пластины клапана ('рис. 3) представлял собой индуктивный датчик [7], расположенный над или (в других опытах) под клапаном. Кроме того, нижнее и верхнее положения пластины контролировались с помощью контактных датчиков. Нижний контактный датчик показывал момент отрыва пластины нагнетательного клапана от седла и момент посадки ее на седло; верхний— время соприкосновения пластины с ограничителем подъема. Отметка в. м, т. фиксировалась с точностью до 1° индуктивным датчиком, установленным на маховике компрессора. После проведения опытов эта отметка была сверена с отметкой, полученной с помощью индуктивного датчика перемещения поршня, установленного на клапанной доске. Расхождение при этом не превышало 1° [8]. На рис. 4,а показана осциллограмма, записанная при высоте подъема клапана, равной 1 мм, жесткости пластины 57 г/мм, начальном натяжении 37 г при числе оборотов ИЗО в минуту.Жесткость пластины выбрана в соответствии с графиком на рис. 1 (L = 37 . 103; П4=1 • 103; П2^16 . 103). Опыты были проведены при температуре кипения — 15° и конденсации 30°. Как видно из осциллограммы, пластина поднималась за относительно короткое время. К концу подъема она обладала значительной кинетической энергией. От удара о жесткий ограничитель пластина отскакивала, затем снова под действием потока пара, выходящего из отверстия, ударялась об ограничитель и т. д. В результате этих колебаний пластина теряла свою кинетическую энергию и начинала опускаться, имея ускорение, равное нулю. При этом она своевременно опускалась в в. м. т. При 850 об/мин (П2^1,8П2Расч) пластина начинала опускаться преждевременно
26 Расчет пластин нагнетательных клапанов фреоновых герметичных компрессоров № 3 (рис. 4,6). При угле поворота кривошипа меньше 360° она ударялась о седло, затем потоком пара подбрасывалась вверх и опускалась на седло шасле в. м. т., что приводило к некоторым объемным потерям. S а Рис. 4. Осциллограммы, полученные в процессе работы нагнетательного клапана при жесткости: а — совпадающей с расчетной; б — превышающей расчетную на 70°/»; в — меньше расчетной; / — траектория нагнетательного клапана, 2 — индикаторная диаграмма, 3 — изменение давления в нагнетательной полости, 4 — отметка верхней мертвой точки, 5 — отметка времени (/=1000 гц). Индикаторная диаграмма компрессора при запаздывании (Пластины нагнетательного клапана 'показана на рис. 4,в. На рис. 5 показаны траектории пластины нагнетательного клапана компрессора ФГ 0,7 без рессоры. Приведенная масса пластины 0,4 г, высота подъема клапана 1,35 мм, толщина 0,25 мм. При изменении температуры конденсации от 30 до 50° комплекс L изменялся от 3,84• 103 до 6-Ю4. Пластина не имела начального натяжения, поэтому Ш = 0. Жесткость пластины клапана была выбрана в соответствии с рис. 1 для значения L = 3,85 • 103 (П2 = 8,7-102). Пластина своевременно опускалась на седло при температуре конденсации 30°. Бели 360й Рис. 5. Траектории пластины нагнетательного клапана компрессора ФГ 0,7 при: я) /„=бв, в);0=5°, д)А>=—15°, 4=30°; 'к = 50°; <к = 50°; б) <0=5°, tK = 40°; г) *0=-5°, *к = 50°; е) *0=-25°, ^=50°. кла- тра- температура конденсации была равна 50°, пан несколько запаздывал. При малых степенях сжатия (—<5) ектория пластины состояла из трех участков: подъема, колебаний возле ограничителя подъема, опускания. При — > 5 пластина после удара об огра- Р\ ничитель начинала сразу опускаться. Скорость удара о седло возрастала. На рис. 6,а показана осциллограмма, полученная при температуре конденсации 50° на низкотемпературном компрессоре ФГН-0,35, имевшем нагнетательный клапан с рессорой. Высота подъема клапана 1 мм, начальное натяжение 10 г, приведенная масса пластины и рессоры 0,75 г, толщина пластины и рессоры по 0,25 мм, жесткость их 47 г/мм. При температуре конденсации 50° L = = 10,7-103. Для L= 10,7-10» и П4 = 2,3.102 величина критерия жесткости по рис. 1 должна быть П2=Г2-102. Действительное значение П2=10,9-102. При этих условиях пластина своевременно опускалась на седло. Нагнетательный клапан низкотемпературного компрессора ФГН-0,35 желательно унифицировать с клапаном среднетемпературного компрессора ФГ0,7
ДОд 3 Расчет пластин нагнетательных клапанов фреоновых герметичных компрессоров 27 Для своевременного опускания пластины нагнетательного клапана при работе компрессора на фреоне-12 нужна меньшая жестмость, чем ори работе на фреоне-22. Траектория пластины изменилась из-за увеличения жесткости относительно расчетной. Однако клапан практически закрывался в в. м. т. (рис. 6,6), что подтверждает возможность применения для этих компрессоров одной и той же конструкции пластины и рессоры нагнетательного клапана. Жесткость прямоугольной пластины, прикрепленной с одной стороны к доске, зависит от ее размеров [5]: ьъ*Е с= > 2/да(з —-у) где: b — ширина пластины клапана; 6 — толщина пластины; а — расстояние от места защемления до края пластины; / — расстояние от места защемления до центра отверстия в седле; Е — модуль упругости. При проектировочном расчете толщину пластины выбираем из условия прочности. Опыт, накопленный в лабораториях ХЗТМ и ХОКБ, и анализ ряда конструкций клапанных групп иностранных фирм, хорошо зарекомендовавших себя в эксплуатации, показал,' что для нагнетательных клапанов фреоновых компрессоров целесообразно принимать ->- 0,025 (d — диаметр отверстия «в клапане). Остальные размеры пластины 'выбирают из условия получения необходимой жесткости. Зависимость I\2=f (L) была использована ХЗТМ и ХОКБ при разработке клапанной группы низкотемпер атуриых компрессоров ФГН-0,35 и ФГН-0,55, модернизации клапанной группы среда етемпературных герметичных компрессоров ФГ 0,7 и ФГ 0,45, а также при разработке клапанной группы высокооборотных герметичных компрессоров ФВГК и модернизации клапанной группы открытых компрессоров ФАК [8]. Проведенные испытания свидетельствуют о долговечности этих клапанных групп. ЛИТЕРАТУРА 1. Н. А. Доллежаль, Прикладная теория всасывающего клапана поршневого компрессора, «Общее машиностроение», 1941, № 1. 2. Н. А. Доллежаль, Расчеты основных параметров самодействующих пластинчатых клапанов поршневого ко мл рессор а, «Общее машиностроение», 1941, № 9. 3. Л. И. Френкель, Поршневые компрессоры, Маш- гиз, 11960. 4. С. Е. 3 а х ар чен'К'О, Г. В. Карпов, О работе самодействующих клапанов поршневого компрессора, Труды Л ПИ No 177, 1955. 5. И. Н. Шварц, Исследование процесса выталкивания в малом фреоновом герметичном компрессоре, Труды Межвузовской конференции по перспективам внедрения холода в народное хозяйство, Госторг- издат. 6. И. А. Элькин, И. М. Зеликовский, И. Н. Шва|рц, Тензометрические датчики давления для индицирования герметичного холодильного компрессора, «Холодильная техника», 1960, № 6. .И. Н. Шварц, Индикаторы перемещения клапанов холодильных компрессоров, «Холодильная техника», 1961, № 1. . И. Н. Шварц, Отчеты лаборатории ХЗТМ, 1961— 1963, Л А —Л ± * Л А К 1 К 2 у у " ¦ ы v v V v-г б Рис. 6. Осциллограмма траектории пластины нагнетательного клапана а — компрессора ФГН-0,35: 1 — траектория нагнетательного клапана, 2 — отметки в. м. т., 3 — отметки времени (/=1000 гц)\ б — компрессора ФГ 0,7: 1 — траектория клапана, 2 — отметки в. м. т., 3 — отметки времени (/=1000 гц).
УДК 621.512-213.34 Исследование различных систем охлаждения герметичных компрессоров Инженеры Л. Г. МЕЛЬНИЧЕНКО, Е. Д, КРИЦКИЙ, Б. Д. РЕДКОЗУБ, Ю. В. ГЛУВКО При создании ряда компактных герметичных компрессоров, 'предназначенных для работы на фреоне-22 в режимах кондиционирования воздуха, <выя,вилась значительная напряженность температурных полей компрессора- электродвигателя. При проведении теплотехнических испытаний 'в качестве исходной модели был 'взят 'компрессор (рис. 1,а), техническая характеристика которого приведена ниже холодапроизводительность (при to=5° и *к = 40°), ккал /час 4000 мощность на валу электродвигателя, кет 1,2 число оборотов в минуту 1440 ток трехфазный напряжение, в . 220 частота, гц 50 смазочное масло ХФ-12 Всасываемый пар поступает в верхнюю часть кожуха и далее в цилиндры через трубки с Всасывание 1 I фр^ Нагнетание Вода Рис. 1. Системы охлаждения компрессора-электродвигателя: а — исходная модель, / — буферная емкость, 2 — масло, 3 — нижние лобовые части, 4 — верхние лобовые части, 5 — всасывающая трубка, 6 — вход во всасывающую трубку, 7 — полость всасывания, 8 — полость нагнетания, х — места установки термопар, б — орошение верхних лобовых частей маслом, в — в кожухе компрессора установлена диафрагма, г — блоккартер запрессован в кожух, буферная емкость вынесена из корпуса. -
№ 3 Исследование различных систем охлаждения герметичных компрессоров 29 входным отверстием, расположенным у верхних лобовых частей обмотки. Испытания проводились на калориметрическом стенде то методике ВНИХИ, в соответствии с условиями, предусмотренными ГОСТом 9666—61 на герметичные поршневые компрессоры малой холодопроизводительности. Погрешность опытов при определении весовой производительности не превышала 3—5%. Полученные в результате опытов кривые приведены на рис. 2. При испытаниях на режиме с U = 0° и tK= 50° температура обмоток в нижних лобовых частях над цилиндрами достигала 109°. Это не позволило испытывать компрессор на более тяжелом температурном режиме (to = — 10° и tK =' 50°), предусмотренном ГОСТом 9666—61. В работе, выполненной В. Б. Якобсоном (ВНИХИ) по исследованию зарубежных герметичных компрессоров на фреоне-22, даже при обдуве компрессора специально приспособленным вентилятором температура обмоток достигала 120° и выше [1]. Это показывает, что температура обмоток испытанных нами компрессоров является нормальной для машин особо 'компактной конструкции, работающих на фреоне-22. Изоляция обмоток электродвигателя в таких машинах должна быть более теплостойкой, чем изоляция класса А. В связи с тем, что в настоящее время в СССР разрабатываются конструкции (компрессоров, работающих на фреоне-22, требуется создать отечественные термостойкие материалы для изоляции встроенных электродвигателей, а также смазочные масла, стабильные при высоких температурах. Вместе с тем, для создания компактных герметичных компрессоров необходимо выбирать эффективные способы снижения температурного поля компрессора-электродвигателя до величины, не превышающей допустимых значений. Это обеспечит надежность компрессоров, а также позволит сократить габариты электродвигателей после внедрения отечественной фреоновой изоляции класса В и соответствующих масел. В результате анализа обширного материала по способам охлаждения герметичных компрессоров можно указать следующие основные системы охлаждения: I — маслом, II — жидким фреоном, III — организованным потоком (прососом) фреона. В рассмотренной нами литературе нет данных для количественной и качественной оценки этих систем. Нами было испытано по нескольку вариантов каждой системы охлаждения. Сопоставление полученных результатов позволило выявить достоинства и недостатки отдельных систем, а также выбрать наиболее целесообразную систему для заданных конкретных условий. Было принято, что при работе на самом тяжелом температурном режиме (/о — —10°, 4 = 50°) температуры обмоток и масла, определяющие надежность и долговечность компрессора, не должны превышать 105° (ГОСТ 10612—63). Испытывались следующие варианты I и II систем охлаждения. 1. Верхние лобовые части орошаются маслом. Масляный насос соединен с торцом вала. 2. Как в первом случае, но с дополнительным впрыском жидкого фреона в верхнюю или нижнюю части кожуха. Фреон отбирается после конденсатора (рис. 1,6). 3. Масло охлаждается путем разбрызгивания на стенки кожуха сепаратором, закрепленным на верхнем торце вала. 4. Как в первом случае, но масло охлаждается водой в специальном теплообменнике. Температура воды во всех случаях была примерно равна 30°, расход — 150 л/час. Результаты испытаний приведены в табл. 1. Как видно из табл. 1, охлаждение маслом и впрыск фреона выравнивают температурное поле. При этом сохраняется холодопроизводи- тельность компрессора. Однако температура нижних лобовых частей снижается недостаточно (около 90° при температуре воздуха 15°), поэтому I и II системы не были испытаны на самом тяжелом режиме. Все варианты системы охлаждения маслом оказались недостаточно эффективными, в связи с чем применять такие системы, по нашему мнению, нецелесообразно. Наилучшие результаты показал вариант с орошением лобовых частей маслом, предварительно охлажденным водой. Однако он имеет недостатки, присущие системам с водяным охлаждением, и, кроме того, требует установки специального насоса и дополнительного вывода масла из герметичного кожуха, что снижает надежность компрессора. Система охлаждения III с прососом фреона была испытана в следующих вариантах. 1. Установлена диафрагма, разделяющая кожух на две изолированные полости. Фреон попадает во всасывающие трубки в районе диафрагмы с нижней ее стороны (рис. 1,в). 2. Статор электродвигателя запрессован в герметичный кожух. Буферная емкость под-
30 Исследование различных систем охлаждения герметичных компрессоров № 3 Показатели Температура, °С: верхних лобовых частей электродвигателя . . . • нижних лобовых частей электродвигателя . . . . фреона у всасывающей в полости всасывания . . . в полости нагнетания . . . Холодопроизводительность, Потребляемая мощность, кет . Удельная холодопроизводительность, ккал/квт-ч . . . Температура окружающей Исходная модель (рис. I 55 77 46 55 103 54 4250 1,47 2900 19 1, а) II 82 108 67 78 139 71 2740 1,56 1760 19 орошаются 1 верхние лобовые i 1 ¦ 74 79 46 63 103 76 4150 1,47 2820 19 засти Р 1 п 96 100 61 95 137 100 2780 1,54 1810 19 Охлаждение электродвиган с впрыском жидкого фреона сверху е ж 1 . I 1 И 65 72 48 64 97 65 4250 1,45 2940 13 84 89 68 80 120 79 2860 1,56 1840 15 с впрыском жидкого фреона снизу и м I 67 73 48 60 96 66 4250 1,45 2940 14 И 89 92 87 83 123 70 2800 1,58 1770 16 Т ¦еля маслом масло на стенках кожуха ы I 78 85 58 68 100 72 4170 1,41 2960 16 " 105 113 85 95 125 95 2760 1,54 1790 17 аб л и ц а 1 масло охлаждается водой I 1 И 1 59 63 41 52 94 60 4150 1,41 2940 19 72 77 50 68 118 78 2700 1,43 1890 18 Примечание. I режим—?0—5°, fK—40°; II режим—?0 = 0°, fK = 50( нята на линию нагнетания над уровнем масла (рис. 1,г).- Результаты испытаний приведены в табл. 2. Для всех вариантов систем охлаждения с прососом фреона через электродвигатель характерно настолько значительное снижение температуры его обмоток, что определяющими при выборе наилучшего варианта становятся температуры всасывания и масла при работе на тяжелом режиме. При установке диафрагмы температура масла и обмоток на этом режиме была равна соответственно 110° и 104°. В варианте с запрессованным 'статором, вследствие дополнительной теплоотдачи в окружающую среду, температура нижних лобовых частей снизилась до 93°, а с выносом буферной емкости, уменьшающим общий подогрев компрессора и масла до 86°, температура масла снизилась до 98°. При установке диафрагмы дополнительный перегрев фреона после электродвигателя меньше, чем при запрессовке статора. Это можно объяснить тем, что во втором случае высота и объем пространства ,в которое поступает фреон после электродвигателя, значительно меньше, поэтому происходит более интенсивный теплообмен фреона с маслом и с горячими головками цилиндров. Вследствие этого при установке диафрагмы была достигнута более высокая холодопроизводительность и удельная холодопроизводительность, чем при запрессовке статора. Некоторое уменьшение холодопроизводи- тельности E—7%) в последнем случае в связи с дополнительным подогревом фреона во всасывающем трубопроводе, по нашему мнению, имеет менее важное значение, чем повышение надежности и долговечности компрессора. Был проверен также вариант со всасыванием фреона непосредственно из-под нижних лобовых частей, без попадания в нижнюю часть кожуха. В результате температура всасывания снизилась, а температура масла из-за прекращения отвода тепла от него фреоном повысилась до 117°. При дополнительном охлаждении компрессора водой C0°, 150 л/час) температура во всех точках снижалась, при этом характер температурного поля не изменялся. При охлаждении масла водой в варианте
№ 3 Исследование различных систем охлаждения герметичных компрессоров 31 Показатели Температура, °С: верхних лобовых частей электродвига- нижних лобовых частей электрод в и га- фреона у всасывающей трубки .... в полости всасывания . » в полости нагнетания . . масла . . . Холодопроиз- водительность, \ккал\час . . . Потребляемая мощность, Удельная холодопроиз- водительность, ккал/квш-ч . . Температура окружающей среды, °С . . . Исходная модель (рис. 1э а) В кожухе компрессора установлена диафрагма I 55 77 46 55 103 54 4250 1,47 2900 19 II 82 108 67 78 139 71 2740 1,56 1760 19 Ш —. — _ — __ — - — — I 42 55 46 53 105 61 4150 1,42 2920 17 II 66 80 64 78 140 86 2700 1,49 1810 16 ш| 92 104 89 104 166 ПО 1520 1,2 1270 17 В кожухе компрессора установлена диафрагма, в масле— змеевик Р е I | 39 51 43 49 99 37 4250 1,39 3060 17 и | ш 58 71 49 67 130 39 2820 1,43 1970 17 71 81 67 81 143 43 1620 1,17 1380 15 основной вариант ж и I I 42 52 59 70 102 68 3960 1,52 2600 20 И | Ш 61 73 84 97 132 89 2590 1,56 1660 20 82 93 ПО 125 159 111 1420 1,27 1120 18 Т а б ли ц а 2 Блоккартер запрессован в кожух 1 верхняя часть кожуха охлаждается водой м ы I | II | III 39 48 53 65 97 62 4100 1,51 2720 21 48 58 71 84 122 80 2660 1,53 1740 21 57 66 87 103 138 92 1540 1,24 1240 19 буферная емкость вынесена буферная емкость вынесена, верхняя часть кожуха охлаждается водой I | II | III | I | II 37 46 56 63 97 54 3940 1,51 2600 20 56 67 86 95 134 79 2570 1,59 1620 23 74 86 111 120 157 97 1410 1,28 1100 25 34 44 54 60 96 51 4050 1,53 2650 20 46 56 75 83 122 71 2670 1,52 1760 26 ш 50 64 85 97 134 78 1520 1.26 1210 24 Примечание. I режим —t0=5°t *к = 40°, II режим—^0-0°, fK=50°, III режим —f0=—10°, tK = b0° с диафрагмой отмечена самая низкая температура масла, равная 43° на тяжелом режиме. В случае значительного (падения температуры охлаждающей воды в зимнее время при нерегулируемом ее расходе это может привести к недопустимому повышению вязкости масла. Испытания показали [2], что при изменении температуры от 100 до 0° вязкость масла ХФ-12 возрастает от 5 до 420 ест. Указанные недостатки, а также уменьшение надежности из-за наличия змеевика в масле делают этот вариант неприемлемым. Самые низкие температуры нижних лобовых частей при вполне допустимых температурах во всех остальных точках обеспечивает вариант с запрессованным статором, вынесенной буферной емкостью и навитым водяным змеевиком. На тяжелом режиме температуры нижних лобовых частей электродвигателя и масла достигали, соответственно, 64° и 78°. Из приведенных данных видно, что с точки зрения надежности и экономичное ги наилучшим является вариант с запрессованным блок- картером, вынесенной буферной емкостью и навитым водяным змеевиком.
Исследование различных систем охлаждения герметичных компрессоров № 3 л/час 5000 3000 гооо won — — ...... ...| 1 - i 1 L Л..1 IV i ^_ Ы t/sd ЛОЛ 1,8 1,6 и< 1,2 1,0 _.!..- * ^ f~— EF -I гЫ] ^~№эд ! i 60 t;c 70 50 30 10 -10 40Q0\ 3000V г " ¦ I— -M-- i i I ^,' j^ — t Lh Wr< v^ -5Z/ Я? *0, °? «5 Q4 rsm Л "jS 5? И 70 Ve? Рис. 2. Характеристики компрессора: a — холодопроизводительность, б — потребляемая мощность, в — удельная холодопроизводительность, г — коэффициент подачи, х — исходная модель, А — статор запрессован в кожух, буферная емкость вынесена о— верхняя часть кожуха охлаждается водой. VC, Мо\ 120\ юо\ ,,,! , I J \ I , I II ill i I—I а XT imi:r44jJ 80 t;c 90 70 50\ ,,зо\ ШЕ -10 -5 0 д 10t0X Рис. 3. Распределение температур в герметичном компрессоре (^=50°): а — температура нижних лобовых частей, б — нагнетания, в — у всасывающей трубки, г —верхних лобовых частей, д — масла, е — в полости всасывания; х — исходная модель, А—статор запрессован в кожух, буферная емкость вынесена, о — верхняя часть кожуха охлаждается еодой.
№3 Испытание конструкционных материалов в холодильных агентах 33 Однако использование охлаждающей воды не всегда возможно и связано с некоторыми трудностями. Поэтому вопрос о применении дополнительного охлаждения должен решаться в каждом конкретном случае отдельно. Для сравнения на рис. 2 и 3 даны теплотехнические характеристики и температурные поля компрессора исходной модели и варианта с запрессованным блоккартером (в двух исполнениях). Все испытания компрессора как исходной модели, так и с различными системами охлаждения проводились -при температуре всасывания -в компрессор гКМ1 = 15°. Зависимости холодопроизводительиости, мощности, коэффициентов подачи и удельных хштдопроиэводительно'стей от темпер атуры кипения аналогичны полученным на стендах ВНИХИ при испытаниях (подобных компрессоров [1, 3]. Выводы Применение специальных мероприятий, обеспечивающих снижение температуры компрессоров-электродвигателей, является необходимым условием создания компактных и надежных герметичных 'компрессоров, работающих на фреоне-22. Незначительное 'снижение при этом холодо- проиэводателыности и удельной холодопроиз- вод'ительности, вызванное уменьшением расхода фреона при повышении температуры всасывания в цилиндрах, является допустимым. Это вероятно присуще герметичным компрессорам данного типа «в связи с напряженностью их температурных полей. Наиболее эффективным вариантом охлаждения, обеспечивающим надежную работу компрессоров на всех режимах, предусмотренных ГОСТом 9666—61, является вариант с прососом фреона через ротор электродвигателя с запрессованным статором, вынесенной буферной емкостью и водяным змеевиком снаружи кожуха компрессора. При некотором сужении диапазона температур хорошие результаты дает применение этого варианта и без охлаждения водой. ЛИТЕРАТУРА В. Б. Якобсон, Испытание малых компрессоров на фреоне-22, Отчет ВНИХИ, 1958,* «Холодильная техника», 1960, № 3. Т. Т. Киселева, И. Н. Кругляк, О. С. Обухова, Выбор масел для агрегатов домашних холодильников, «Холодильная техника», 1962, № 3. А. Л. Ч е \р и я к, В. Б. Якобе о н, Низкотемпературные герметичные компрессоры, «Холодильная техника», 1963, № 3. УДК 621.564:53:54 Испытание конструкционных материалов в холодильных агентах Канд. техн. наук А. Г. РОТЕНБЕРГ, инж. С. Э. МЕШАЛОВА — Всесоюзный научно-исследовательский институт холодильной промышленности Рациональный выбор материалов для всех деталей конструкции прибора, машины или установки так же необходим, как и правильный выбор схемы и конструктивных фору этих устройств. Известно, (например, что ошибка в выборе материала для прокладки, мембраны или сильфона может привести к выходу из строя установки или к аварии. Особое внимание следует уделять материалам для деталей, подвергающихся воздействию агрессивных сред — аммиака, рассола, фреона и др. Все более широкое применение упругих и уплотнительных элементов из резины и пластмасс, замена известных по (своей стойкости к холодильным агентам материалов пластмассами также вызывает необходимость более тщательного подхода к выбору конструкционных материалов. Между тем (сведений о воздействии холодильных агентов на эти материалы в отечественной и зарубежной литературе почти нет. В связи с этим в лаборатории конструирования измерительных и автоматических приборов ВНИХИ были проведены исследования воздействия холодильных агентов и холодо- носителей на конструкционные, и особенно, уплотнительные материалы. Результаты этих испытаний позволили выбрать уплотнительную резину и материал для мембраны соленоидных вентилей СВМ, моторных вентилей МВ-50,
S4 Испытание конструкционных материалов в холодильных, агентах №~3 MB-100 и для других устройств, разработанных лабораторией. Затем был проведен ряд опытов по заказам завода «Каучук», НИИПластмасс и др. Вначале материалы испытывали только на набухание, т. е. определяли вес образцов, зафиксированный непосредственно после извлечения их из среды *. В дальнейшем образцы испытывали на набухание и изменение веса. Эти испытания не являются достаточно полными и систематичными, однако они позволяют наметить (простой путь проверки материалов на воедеиствие холодильных сред. Результаты проверки ряда материалов 230 ка и наполнение сосуда средой просты и не требуют много времени, заполнение сосуда жидкостью визуально контролируется, детали сосуда, соприкасающиеся 'со 'средой, выполнены из нержавеющей стали. Конструкция сосуда показана на рис. 1 и 2. В цилиндрический корпус вставляется катушка, удерживающая образцы. В прорези внутренних дисков катушки можно вставить десять образцов. Прорези значительно шире толщины образцов, а расстояние 'между дисками больше длины образца. Таким образом, на установку и извлечение образцов затрачивается минимум времени, они надежно удерживаются в сосуде и не соприкасаются друг с другом. Вид Я 27 1 г 3 4 5 6 7 3 б'б Рис. 1. Сосуд для испытания пластмасс в аммиаке: / — гайка, 2, 4, 6, 10 — прокладки, 3 — шток, 5 — крышка, 7 — стекла, 8 — накидная гайка, 9 — шайба, // — корпус, 12 — катушка. могут служить ориентировочными данными для определения их пригодности к работе в различных условиях (см. таблицу). Для проведения испытаний была разработана конструкция специального 'сосуда, отвечающая следующим требованиям: сосуд вмещает несколько образцов, образцы можно быстро устанавливать в сосуд и извлекать из него, образцы не соприкасаются друг с другом, объем сосуда и его вес минимальны, сборка, р^збор- 1 Испытания были проведены бывшей сотрудницей лаборатории инж. Г. И. Эстриной. При испытании образцов из мягких материалов в прорези могут быть вставлены пластинки из нержавеющей стали, разделяющие объем сосуда на секторы. Полый шток служит для (Крепления крышки сосуда к его корпусу и для заполнения 'сосуда холодильным агентом. Прокладка из резины марки 4770 завода «Каучук» между крышкой и корпусом и прокладка из паронита под фланцем штока надежно герметизируют внутреннюю полость сосуда. На шток навернут пробковый вентиль, служащий для заполнения сосуда холодильным агентом. Два «глазка» с толстыми круглыми
Л-3 испытание конструкционных материалов в Холодильных агентах 3$ стеклами позволяют проверить, вся ли катушка покрыта жидкостью. Геометрические оси «глазков» раюположены так, чтобы поверхность жидкости, заполняющей сосуд, освещен- После пребывания в среде образцы извлекают, осматривают и определяют следующие характеристики: набухание,: изменение веса по! Рис. 2. Сосуд для испытания материалов: -- а — ъ сборе с вентилем, б — в разобранном виде (вентиль и «глазок» не отвертывают). ная через один «глазок», была хорошо видна г через другой. Для сборки (или разборка) сосуда достаточно завернуть (или отвернуть) шток/ Размеры сосуда 230 (без вентиля) Х88 Х70 мм, вес 2,2 кг. Сосуд рассчитан на рабочее давление до 18 ати. Гидравлические испытания проводятся при давлений 30 атиГ Методика испытаний. Образцы обезжиривают и взвешивают на технических весах 1 класса, например типа «Т1» с предельной нагрузкой 1 кг. В сосуды устанавливают по 3—10 образцов (в каждый сосуд помещают образцы только одного материала). Затем сосуды заполняют холодильным агентом и образцы выдерживают согласно программе при заданной температуре определенный срок. •f*.:;-- ••! •*? Рис. 3. Образцы фторопласта 42Б, установленные | в катушке: а — перед испытаниями, б — после испытаний. ! отношению .к первоначальному после высуши- вания^образца до:постоян до:го BecajB шкафу с* ?<30°. Некоторые (материалы, например; |ПО-100, высушивают при комнатной темпера-^ туре, ; Набухание /и изменение веса -данного мате-
36 Испытание коНс?рукЦионных материалов в холодильных агёнМх № 3 Результаты испытаний конструкционных материалов Материалы Фторопласт 40 Фторопласт 4МС-10 Фторопласт 30 Фторопласт 4 Фторопласт ЗМ Фторопласт 4ФМ-10 Фторопласт 4ФК-3 Фторопласт 4Н-10 Фторопласт 42Б Фторопласт 4ФМ-3 Фторопласт 4Н-40 Фторопласт 4ФК-10 Фторопласт 4Н-3 Фторопласт 4МС-3 Фторопласт 3 Среда Аммиак » • Фреон-12 Фреон-22 Рассол СаС12 Рассол NaCl Аммиак • Аммиак 1 • Аммиак • Фреон-12 Фреон -22 Рассол СаС12 1 Рассол NaCl Аммиак • • Аммиак ¦ » Аммиак I • Аммиак Аммиак Аммиак * Аммиак • Аммиак » Аммиак 9 Аммиак Аммиак • Температура среды,°С 1 ~33 i 154-20 -33 —33 } -33 1 15-4-20 1 -33 15-ь20 —33 -33 —33 -33 | —33 —33 -33 -33 -33 ) -зз lS-f-20 1 Время нахождения образцов в среде» 1 дни 78 188 49 30 34 53 44 1 77 188 1 78 187 76 188 49 27 34 53 44 36 189 56 79 187 78 188 77 187 75 59 188 75 188 78 1 187 76 1 187 78 1 187 78 188 '49 Пределы набухания образцов* 1 % 0,8—1,7 0,2-0,5 2,2—2,3 2,7-2,8 1,2-1,8 2,0-2,8 0/j-0,6 0,4-0,5 0,0-0,1 4,4-4,7 8,8-10,3 11.6-12,4 0,4-1,1 0,6—1,3 0,1-0,2 0,0-0,1 0,1-0,2 0,1-0,2 24,2-26,4 0,0-0,1 0,0-0,2 0,3-0,8 0,6-1,2 1 0,8-1,1 0,4-0,9 1 0,5-0,6 0,0-0,1 I Набухание образцов. 1 С/° 1.2 0,3 0,2 2,3 2,7 0,0 1 0,0 1,4 2,5 0,5 0,4 0,1 0,0 0,0 4,7 3,9 0,0 0,0 4,5 9,3 11,9 0,8 0,8 0,2 0,0 0,1 0,2 25,1 0,2 1 0,1 | 0,1 0,5 0,8 1 1,0 1 0,0 1 0,0 0,5 1 0,5 0,1 0,0 0.1 вменение Ееса образцов, % -0,1 -0,1 1,0 2,0 -0,2 -0,1 0,0 -0,1 3,0 4,9 5,3 —0,1 0,0 -0,1 -0,1 0,0 0,0 -0,1 0,0 0,1 0,1 -0,1 1 -0,1 1 -0,1 1 0,0 0,2 1 0,4 1 -0,1 -0,1 Внешний вид образца Без изменения То же ¦ш На некоторых образцах разрушен поверхностный слой > Без изменения Образец стал мягким \ Без изменения Цвет образцов изменился. На их поверхности появились пузырьки | Без изменения То же ш Образцы разрушились 1 Без изменения То же * 1 я " р 1
№ 3 Испытание конструкционных материалов в холодильных агентах 37 Продолжение таблицы Материалы Фторопласт 3 Полиэтилен 100 (ПО-100) Капрон-ЮО (КО-100)^ Текстолит Ш Текстолит П2 Стеклотекстолит Эбонит Плексиглас Паронит Винипласт Латунь Среда Фреон-12 Фреон-22 Рассол СаС12 Рассол NaCl Аммиак » Аммиак » • Фреон-12 Фреон-22 Рассол СаС12 Рассол NaCl Аммиак Фреон-12 Фреон-22 Рассол СаС12 Рассол NaCl i Аммиак Фреон-12 Фреон-22 Рассол СаС12 Аммиак Фреон-12 Фреон-22 Рассол СаС12 Рассол NaCl Аммиак Фреон-12 Фреон-22 Рассол СаС12 Рассол NaCl Аммиак Фреон-12 Рассол СаС12 Рассол NaCl ! Аммиак Фреон-12 Фреон-22 Рассол СаС12 Рассол NaCl Аммиак Фреон-12 Фреон-22 Рассол СаС12 Рассол NaCl Аммиак Фреон-22 Рассол СаС12 Рассол NaCl Температура среды» °С 154-20 —33 ) -33 154-20 154-20 154-20 154-20 15-20 154-20 154-20 154^20 154-20 Врем яг нахождения образцов в ере; е» дни 30 34 53 44 1 59 189 75 -1 189 56 27 34 53 44 ! 49 30 34 53 44 49 30 34 53 49 30 34 53 44 1 38 46 11 33 44 38 46 33 44 38 46 11 33 44 38 46 11 33 44 1 38 И 33 44 Пределы набухания 1 образцов, % 3,6—4,2 2,4-5,3 0,3-0,9 0,3-0,6 4,2-4,3 1 3,6-5,0 2,8-3,6 1,4-2,3 46,3-57,5 1 0,6-0,8 1,5-1,9 3,0-3,9 72,3-75,1 0,6-0,8 3,0-4,1 0,1-0,5 1,2-1,3 2,6-2,7 —0,2-1—0,4 5,3-8,6 1,3-1,6 0.5-0,9 1 1,0—1,4 0,5-0,8 Набухание образцов. % 3,9 3,8 0,0 0,0 0,6 0,4 4,3 1 4,4 3,2 1,8 0,7 1,4 0,0 1 1.9 1 51,9 0,7 1,1 1,7 3,5 73,7 1 0,7 1,0 1 3,6 0,1 0,3 1,3 0,4 1,5 I 0,1 0,8 0,0 0,1 2,7 -0,3 0,0 1 0,0 7,0 1,5 0,7 1,2 J 0,7 6,0 —0,2 0,6 -0,3 0,0 1 -3,1 -0;2 -0,4 -0,4 Изменение веса образцов, °/о 0,1 0,0 ( -1,3 1 -0,3 -0,5 Внешний вид образца! Без изменения | То же * I * » • 1 * I Образцы покороби- \ ЛИСЬ > Без изменения Тоже Образцы покороби- \ ЛКСЬ > Без изменения То же
38 Испытание конструкционных материалов в холодильных агентах № 3 Продолжение таблицы .,. Материалы Алюминий ¦ '- • 1 Олово г Цинк у " "Среда .. | Фреой-12 г Фреог|-22 ¦ Рассол СаС12 Рассол NaCl Аммиак Фреон-12 ' Фреон-22 ! Рассол NaCl Фреон-12 Фреон-22 \ PaccojJ СаС12 Рассол NaCl 1 Резина марки 4611 | Аммиак [ ! 1 Аммиак Резина марки 518 i i \ 1 Фреон-12- 1 Резина марки 6220! Резина марки 6220 | (сокабу) 1 Резина марки 6220-1 Резина марки 6220^2 1 Резина марки 6220-3 | Резина марки 6220-5 Фреон-22- Фреон-22 Фреонг2^ X* Фреон-22 Е Фреон-22 Фреон-22 к; Резинамарки 6220-70| Фреон-22 |Резина марки 6220-100 | Резина марки 4472 Резина марки 1751 | f неву лк-анизира- - ванная) i Резина марки 6188 | Резина марки 4327 j И 1 ; I! | Резина марки 6138 , \ 1 Фреонг22 ¦ ] Фреон-22 Аммиак | Аммиак ФреонЛ2 Фреон-22 ,-. Рассол1 СаС12 Рассо-л NaCl - Аммиак Аммиак ; Фреон-12 Фреон-12 -Фреон-22 Рассол СаС12 Рассол. NaCl- Аммиак , _! > е Фреон-12 Фреон-?2 Рассол I СаС12 \\ Рассол |Na?jfi " ; ? Темяе'ра- ¦:м тура среды, °С * 15^20 15-20 154-20 154-20 15-f2b 154-20 1 15—20 " 15-ьф 15ч-20 .154-20 ' 154-20 154-20 154-20 15—20 154-20 154-20" -; i . 1 154-20 154-20 Времянахождения образцов ,в с реле, дни 46 11 33 1 44 38 46 11 44 1 46 11 33 f 44 46 8. 27 7 [;-- 5~ 7 7 7 7 1 г * 7 1 ) 30 49 30 34 53 Г '¦44" 6 1 ';6 ! зо 34 53 1 44 49; 30 34 53'.' i 4< i . Пределы набухания i ! образцов, °/р 1 11,0-12,5- 11,7-11,8 11,8-11,9 111;, 5^12,8 17,6-21,7 12,4-12,5 10,8—11,0 ! i,i-3,i : 2,4-4,2 j 5,8-6,3 ! э;9— 1о,о 0,4-0,7 0,6-0,7 | 17,74—8,2 -_ 3,54—5,7 ; 0,3-0,7 ; 14,5-8,2 j 1,5—2,1 4,5—5,4 j0y9MU 1,2-1,3 Набухание образцов, °/о 0,0 -0,2 -0,3 -1,1 -0,2 i. —0,1 -0,1 -0,1 1 -0,1 -0,4, 0,0 1 -0,9 Изменение веса образцов, °/о | " ¦ ; - г- Внешний вид образца Без изменения То же N 1 21,0 | | .. | 5,3/1 ; 3,0 I \ , 6,1 V \ | 11,8 i 11,8 1 11,9 : 12,3 1 юл 12,5 10,9 3,4 2,1 ' 1 3,3 6,1!? 10,0 0,6 0,6 -2,2; — 16,1 -5,0 -8,0х —4,« 0,5 -0,3 ;6,4Л ... 1,8 | 5,0 1,2 * В 1 » т * i '» ' j [И • I ; Г.'\/'.г *•¦ ш • " и 1 Деформироьа лея один край | 1 в 1 ( Без изменения т 1 Покрылась пузырями, стала мягкой Покрылась мелкими пузырями 1 > Без изменения
№ 3 Испытание конструкционных материалов в холодильных агентах 39 Продолжение таблицы Материалы Резина марки 6144 Резина марки НО-68-1 Резина марки 4770 Терелен Пленочный лавсан АМ-93, непресован- ная ткань, промазка клеем 222/225 АМ-93, прессован- 1 ная ткань, промаз- ка клеем 222/225 Прорезиненная ткань марки 4327 Прорезиненная ткань марки М-47 Среда Аммиак Фреон-12 Фреон-22 Рассол СаС12 Рассол NaCl Аммиак Фреон-12 Фреон-22 Фреон-142 Рассол СаС12 1 Рассол NaCl Аммиак » Фреон-12 Фреон-22 Фреон-142 Рассол СаС12 Рассол NaCl Аммиак Аммиак Фреон-12 Аммиак Фреон-12 Аммиак Фреон-12 Аммиак Фреон-12 Фреон-22 Рассол СаС12 ! Рассол NaCl Аммиак Фреон-12 Фреон-22 Фреон-142 Рассол СаС12 Рассол NaCl Температура среды, °с 15-20 || } 154-20 10 1 154-20 ' 15ч-20 10 15-Т-20 -33 154-20 15ч-20 15-Г-20 154-20 15—20 10 1 15-5-20. Время нахождения образцов 1 в среде, дни 49 30 34 | 53 44 8 49 30 34 64 53 1 44 8 49 30 7 34 64 53 44 59 5 30 11 6 6 6 49 1- 30 L 34 - 53 - 44 6 6 34 64 53 44 Hpe^eibi набухания образцов, % 8,0-11,5 14,1-14,4 —6,1-5—6,5 -5,6ч—5,7 —2,94—3,2 0,4-0,6 | 0,8-1,0 0,7-0,9 —0,4ч—0,5 3,2-3,5 2,4—3,5 1,5-1,8 13,9- 8,5- 6,8- 0,2- 0,3- —14,4 — 9,4 -- 6,9 h- 0,3 ¦— 0,6 -2,04—2,2 0,0—0,5 Набухание обрас-цов, /о 1 9,7 10,6 14,2 0,4 0,2 1,7 -6,3 -5,7 ~3,1 4,0 0,5 1 0,9 1.3 0,8 —0,5 3,3 3,0 1,6 1,7 1 1,6 12,0 4,7 9,0 4,0 -14,0 -9,0 -6,8 -0,3 —0,5 2,9 1,3 -2,1 4,3 1,5 0,2 Изменение ьеса образцов, % —13,5 -7,2 -4,8 Внешний вид образца Край деформировался, стал мягким | Без изменения То же * Образцы полностью растворились Образцы полностью растворились Вес и толщина образцов не изменились Без изменения То же и м Примечание: 1. В таблице указаны марки пластмасс НИИПластмаюс (г. Москва) и марки резин московского завода «Каучук». 2. Набухание и изменение веса образцов определялись и подсчитывались с точностью до сотых долей процента. Чтобы упростить пользование таблицей и показать, на какую точность может претендовать -методика аслытанин, приведены данные, округленные до десятых долей процента.
40 Климатические зоны испарительного охлаждения воздуха № 3 риала определяют по среднему арифметическому значению веса всех испытываемых образцов этого материала. Результаты испытаний. Воздействие одного и того же холодильного агента или холодоно- сителя на различные материалы, .применяемые в конструкциях (приборов, машин и установок, существенно различно. Это различие особенно сильно 'сказывается при воздействии холодильных агентов 'на пластмассы и резины (рис. 3). Кроме того, различные холодильные агенты неодинаково влияют «а один и тот же материал. Так, если аммиак (полностью растворяет лавсан, то фреон-12 на него не действует. Уплотнительные материалы, стойкие к ряду холодильных агентов, встречаются редко. Поэтому очень трудно обеспечить уплотнительны- ми материалами универсальные конструкции, например соленоидные вентили, .предназначенные для нескольких сред. Стойкими можно считать материалы, набухающие меньше чем на 3%. Вес их изменяется практически одинаково за короткий A-М,5 месяца) или длительный C месяца) период испытаний. В отдельных случаях за более длительный период получается меньшее изменение их веса, так как отклонения в условиях (проведения испытаний п в свойствах образцов данной партии сказываются сильнее, чем действие холодильного агента. Это позволяет -предположить, что в проведении длительных испытаний нет необходимости. УДК 628.88.004.14 Климатические зоны испарительного охлаждения воздуха Инж. Х- А. АБДУЛЬМАНОВ — Астраханский технический институт "рыбной промышленности и хозяйства Разнообразие климатических условий нашей страны усложняет определение областей и районов, в ^которых необходимо предусматривать установки кондиционирования воздуха, а также выбор экономически эффективных способов создания искусственного климата. Лккьл/кз 1 \j^r^ / 1, 7 №/-/ yfi=C0/7St а, г/кг Рис. 1. Схема испарительного охлаждения воздуха в d, /-диаграмме. Известна схема климатического зонирования СССР, предложенная А. А. Гоголиньш [1], который установил пять климатических зон с различным числом жарких дней в году (среднесуточная температура выше 20°). В трех наиболее теплых зонах необходимо искусственное охлаждение воздуха в жилых домах и общественных зданиях. Для определения эффективности испарительного охлаждения должна быть создана другая схема зонирования, учитывающая наиболее ?важные для него климатические факторы. В (простейшем случае процесс испарительного охлаждения проходит примерно по линии постоянного теплосодержания (рис. 1, линия /—2). Пределом снижения температуры воздуха по сухому термометру, при доведении относительной влажности до 100%, является его температура по (влажному термометру. Однако для создания комфортных условий относительная влажность воздуха в помещении не должна превышать 70%. Этому соответствует относительная влажность после увлажнителя — около 80%. За счет теплопритока в вентиляторе и каналах воздух подогревается по линии постоянного влагосодержания примерно на 2° (процесс 2—3). В кондиционируемом помещении происходит дальнейшее его нагревание, причем направление процесса 3—4 определяется тепловлажностным соотношением. В помещениях с умеренными влаговы- делениями и подогревом воздуха примерно на
№ 3 Климатические зоны испарительного охлаждения воздуха Параметры воздуха Таб лица 1 и коэффициент эффективности испарительного охлаждения для различных городов Город Алма-Ата .... Актюбинск .... Астрахань .... Ашхабад . ... Волгоград .... Грозный . ... Днепропетровск . . Запорожье .... Казалинск .... Камышин .... Кзыл-Орда . . . Кировоград . . . Кокчетав .... Красноводок . . . Краснодар .... Кривой-Рог . . . Куйбышев .... Кустанай . ... Ленин аб ад .... Маргелан . ... Москва Наманган . ... Оренбург . ... Павлодар . . . . Ростов-на-Дону . . 'Самарканд . ... . Семипалатинск Симферополь . . . Тбилиси Тургай (Куст. О.) . Туркестан . ... Уральск Форт Шевченко . . Харьков Целиноград . „ . СССР 1 ° 1 ^° 33,1 35,3 33,8 40,7 32,4 29,7 34,8 30,6 28,7 28,7 35,2 32,8 35,4 34,9 35,9 37,2 30,8 33,7 38,2 31,8 33,0 37,0 33,2 33,8 31,3 30,5 31,5 39,0 33,7 37,8 28,5 37,1 Q3,6 32,0 33,8 31,6 33,0 36,5 33,3 33,8 32,4 32,0 37,7 33,1 34,9 39,С 34,9 35,7 31,2 32,4 1 -^° 1 °~ 30,0 23,0 29,0 19,0 38,0 35,0 27,0 32,0 38,0 38,0 28,0 30,0 26,0 25,0 20,0 27,0 33,0 25,0 18,0 29,0 27,0 31,5 38,0 32,0 34,0 35,0 29,5 23,0 28,0 26,0 40,0 26,0 36,0 28,0 24,0 32,0 34,0 18,5 26,0 25,0 30,0 33,0 18,0 28,0 22,0 11,5 23,0 37,0 32,0 25,0 1 о 21,0 20,0 20,2 22,2 21,0 18,9 20,5 18,9 18,8 18,8 21,2 20,06 21,4 20,1 19,5 22,2 19,3 19,3 20,2 19,1 19,7 23,1 22.0 21,0 19,9 19,5 19,0 22,5 20,0 22.9 19,0 22,4 21,8 20,0 19,0 19,6 21,0 19,8 19,3 19,5 19,8 20,1 21,1 19,9 19,3 18,5 19,5 23,7 19,3 18,7 1 ^ 14,30 13,60 18,90 15,60 14,75 12,76 14,02 12,80 12,60 12,60 14,60 13,76 14,72 13,69 13,27 15,54 13.10 13,06 13,82 12,92 13,37 16,46 15,30 14,46 13,50 13,28 12,90 15,82 13,63 16,12 12,86 15,71 15,22 13,40 12,94 13,30 14,51 13,48 13,09 13,18 13,48 13,73 13,81 13,48 13,12 12,56 13,29 16,91 13,05 12,60 о о Ч 1 1 12,1 15,3 13,6 18,5 11,4 110,8 14,3 11,7 9,9 9,9 14,0 12,8 14,01 14,8i 16,4 15,0 11,5 14,4 18,0 12,7 13,3 13,9 11,2 12,8 11,4 п,о 12,5 16,5 13,7 14,9 9,5 14,7 И,8 12,9 14,8 12,0 12,0 16,7 14,0 14,3 12,6 11,9 14,6 13,2 14,6 20,5 15,4 12,0 11,9 13,7 к 0,576 0,714 0,673 0,833 0,543 0,572 0,698 0,620 0,526 0,526 0,660 0,640 0,651 0,735 0,840 0,675 0,595 0,745 0,890 0,665 0,675 0,597 0,510 0,610 0,573 0,564 0,564 0,733 0,685 0,652 0,500 0,656 0,540 0,645 0,770 0,618 0,572 0,844 0,780 0,734 0,636 0,598 0,826 0,664 0,757 1,107 0,790 0,506 0,617 0,723 Коэффициент эффективности испари, ного охлаждения. Для (решения задачи о ь можности применения испарительного охла* дения необходимо установить, при каких параметрах наружного воздуха оно целесообразно и в течение какого промежутка времени (в летний период) (позволяет обеспечить комфортные условия в различных районах нашей страны. Для оценки климатических условий с точки зрения эффективности испарительного охлаждения нами предлагается коэффициент эффективности К, равный отношению психрометрической разности температур воздуха к температуре влажного термометра, т. е. максимально возможного подохлаждения (воздуха к предельной температуре его охлаждения К=- Чух • 3 относительная влажность не превышает 65%, что обеспечивает комфортные условия. Однако при этом требуется повышенная кратность обмена воздуха B0—30 объемов в час). Величины К в различных городах (табл. 1) подсчитаны по климатическим данным для установок кондиционирования воздуха II класса (по СНиП) [2]. Для примера возьмем из этой таблицы три города: Москву, Астрахань и Ашхабад. В Москве температуру воздуха можно понизить на 7° путем его адиабатического увлажнения до 80% -ной относительной влажности, в Астрахани на 10,6° и Ашхабаде на 16,2°. Как видно, наиболее целесообразно испарительное охлаждение применять в Ашхабаде, несмотря на более высокое значение теплосодержания наружного воздуха. В Москве оно мало эффективно. Для общей сравнительной оценки целесообразности испарительного охлаждения можно установить следующие приближенные значения коэффициента эффективности: высокая эффективность три К > 0,75, средняя при К = 0,65-^0,75 и недостаточная (при К < 0,65. Испарительное охлаждение необходимо при довольно высокой температуре наружного воздуха по сухому термометру (выше 30—32°) и сравнительно низкой температуре воздуха по влажному термометру A9—22°). С помощью предложенного коэффициента можно определить эффективность испарительного охлаждения только для заданных температурных (параметров воздуха. Выбор этих параметров составляет особую задачу, так как климатические данные даже в течение суток изменяются в очень широких пределах. Расчетные параметры наружного воздуха для системы испарительного охлаждения. Температура воздуха по сухому термометру имеет один максимум -— в 14—15 часов и один минимум — перед восходом солнца.
42 Климатические зоны испарительного охлаждения воздуха № 3 Таблица 2 'оды 1956 Месяц Май . . Июнь Июль Август . Сентябрь Итого за Климатические данные три Число часов с температурой | в 13 часов о (N СО Л х >> -«J ч* 1 3 2 10 1 летних месяца [ 15 1 1957 1958 Июнь Июль Август . Сентябрь Итого за тол летних месяца Май . . Июнь Июль Август . Сентябрь Итого за три летних месяца 4 7 12 0 23 0 4 3 3 0 10 о СО Л X >> <-* "** 3 3 К) 21 2 39 12 14 19 8 45 1 8 11 11 0 30 V/ 03 "*** 31 22 31 21 28 74 23 23 22 29 68 31 24 28 25 1 29 77 о C5 V/ ч^ 31 19 19 20 28 58 19 12 14 24 45 29 18 11 16 28 45 повторяемости Ар 1 о*° а -' редняя темп ура в 13 час U н | 20,2 27,4 27,6 30,2 — 28,6 28,0 28,3 30,4 26,6 28,9 22,2 2Ь,8 27,9 28,9 19,8 27,9 -0 1 1 н К о х U ° U н оа 39 33 40 36 — 36,3 34 42 31 39 35,3 41 40 42 38 37 40,0 оличество садков, мм X и Нет данных Тоже в — — 13 15 8 12 10 14 23 10 2 - температур в 13 часов з с* о и 1959 1960 1961 Месяц Май .... Июнь . . . Июль . . . Август . . . Итого за три летних месяца Май .... Июнь . . . Июль . . . Август . . . Итого за Tpi* летних месяца Май .... Июнь . . . Июль . . . Август . . . Итого за три летних месяца Итого в среднем за 6 лет по трем летним месяцам . В процентах от общего числа часов E5i2). ДЛЯ Астрахани Число часоЕ с температурой в 13 * (М со Л X +? 0 5 14 5 24 0 5 И 1 17 0 11 6 11 28 117 21,2 о о со Л X >» 'fc* 3 10 23 13 46 0 13 16 3 32 0 13 14 16 43 235 42,6 4асов о V/ ч^ 31 30 25 30 85 31 23 26 31 80 31 26 29 24 79 463 84 о Oi V/ «=: со S-» 31 27 16 18 61 31 17 12 16 4Ь 30 19 18 19 56 310 56,3 *^ О) • редняя темг ура в 13 час и н 28,2 31,4 29,7 29,6 19,3 28,4 30,2 27,9 28,Ь 23,2 29,1 29,9 30,0 ^ 3 1 R * U К к Л Uhm 26 127 30 27,3 78 49 35 38 40, о 43 31 32 30 29,3 31 [ °5 И* у а? Si о К * Я 3 а о 6 7 0 - 16 15 13 13 — 20 1 11 9 J Среднесуточные колебания температур в субтрапических областях составляют летом около 12°, в районах с умеренным климатом— 8—9° [3]. Суточное изменение относительной влажности воздуха находится в обратной зависимости от изменения его температуры. Относительная влажность достигает максимума ночью и минимума днем. Амплитуда колебаний температуры воздуха по влажному термометру за сутки сравнительно невелика. Анализ изменения температуры и относительной влажности 'в течение суток показывает, что в большинстве областей испарительное охлаждение нужно применять только днем, так как в утренние и ночные часы температуры по сухому и влажному термометрам отличаются незначительно. В эти часы суток установка испарительного охлаждения должна работать как вентиляционная. Следовательно, эффективность испарительного охлаждения надо устанавливать на основе ежечасных замеров с 9 до 17 часов. Обработка климатических данных по Ростову и Астрахани за два года по ежечасным замерам позволила установить, что температура воздуха по сухому термометру в 13 часов не превышает средней дневной температуры более чем на 1—2°, а температура воздуха по влажному термометру выше средней дневной на 0,1—0,15°. Таким образом, характеристикой условий для применения испарительного охлаждения
№ 3 Климатические зоны испарительного охлаждения воздуха 43 может служить температура и влажность воздуха по измерениям в 13 часов. Это облегчает определение продолжительности периода испарительного охлаждения. В качестве примера обработаны климатические данные для Астрахани (табл. 2) за шесть лет по-повторяемости в 13 часов температур, величина которых выше или ниже заданных значений. Итоги за каждый год подсчитаны для трех летних месяцев. Данные для мая и сентября показывают нецелесообразность испарительного охлаждения воздуха в это время. ж В табл. 2 приведены два варианта температур. В первом варианте верхний предел по сухому термометру /Принят равным 30°, по влажному — 19°, во втором варианте, соответственно, 32° и 21°. Для условий Астрахани целесообразнее принять первый вариант, так как число часов с температурой, равной или выше 32°, составляет всего 21,2% общего числа часов летнего периода, а число часов с температурой, равной или превышающей 30°, — 42,6%. Следовательно, если считать, что кондиционирование необходимо при температуре воздуха, равной или 'большей 30°, то продолжительность работы установки будет составлять 42,6% летнего периода. Для определения периода, когда испарительное охлаждение обеспечивает необходимые условия в охлаждаемом объекте, достаточно установить отношение числа часов с температурой воздуха по влажному термо- 40' 50' 60' метру ниже или равной 19°, к общему числу часов летнего периода [4]. 310 Так, для Астрахани получаем:— -100 = = 56,3%, т. е. период времени, в течение которого испарительное охлаждение дает необходимый эффект, составляет 56,3% общего числа часов летнего периода. В остальное вре- Рнс. 2. Карта климатических зон испарительного охлаждения.
44 Климатические зоны испарительного охлаждения воздуха № 3 мя такого эффекта не будет, так как температура воздуха по влажному термометру выше 19°. Подобная обработка данных за 'Период 1957—1961 гг. проведена для Волгограда. Продолжительность испарительного охлаждения для этого города составляет 72,5%, а число часов с температурой, превышающей или равной 30°, — 26,2%. Следовательно, в Волгограде кондиционирование воздуха требуется в течение сравнительно короткого промежутка времени, а эффективность испарительного охлаждения достаточно высока (К = 0,7). Применение среднемесячной температуры воздуха! в 13 часов для расчета приводит к завышению относительной влажности и уменьшению температуры (воздуха по сухому термометру, так как даже в течение самого жаркого месяца бывают дни со сравнительно низкой температурой воздуха в это время. До р азр аботки специ а л ыных р. а счетных параметров целесообразно воспользоваться данными для установок 'кондиционирования воздуха II 'класса, поскольку они более точно отражают условия испарительного охлаждения: температура по сухому термометру и относительная влажность принимаются с учетом средней температуры в 13 часов, а также максимальной температуры и соответствующей влажности для данного района. Значение коэффициента К определяет только возможную эффективность испарительного охлаждения. Вопрос о продолжительности периода кондиционирования воздуха и периода, в течение которого испарительное охлаждение может обеспечить комфортные- условия, решается путем расчета с учетом местных климатических данных. Построение карты климатических областей. За основу построения карты областей, в котог рых рекомендуется применять испарительное охлаждение, принята комплексная климатическая характеристика, в которой учтены следующие факторы. — Число жарких дней со среднесуточной температурой выше 20° (границы областей с такой температурой отмечены на рис. 2 пунктирными линиями). — Суммарная солнечная радиация для самого жаркого месяца — 16—22 ккал/см2 месяц. (границы отмечены штрих-пунктирными линиями) . —• Количество среднегодовых осадков, не превышающее 300 мм/год (границы отмечены крестиками). Количество осадков в теплые месяцы колеблется от 50 до 150 мм/год (границы отмечены точечными линиями). Выпадение осадков учитывается в связи с тем, что они существенно влияют на величину абсолютной и относительной влажности воздуха. Так, например, Краснодар и Астрахань находятся почти на одной широте, но в Краснодаре выпадает больше осадков, чем в Астрахани, поэтому там выше относительная влажность и меньше величина коэффициента эффективности (см. табл. 1). — Величина коэффициента эффективности испарительного охлаждения, принятая по расчетным параметрам для установок кондиционирования воздуха II класса. С учетом всех этих факторов на карте выделена область (заштриховала накрест) в IV и V климатических зонах [1] со средней суммарной солнечной радиацией 20 ккал/см2 месяц. В этой области количество осадков в теплые месяцы не превышает 50 мм. Коэффициент эффективности испарительного охлаждения достигает 0,8. Рассматриваемая область характеризуется наибольшей эффективностью испарительного охлаждения. Далее отмечена область (заштрихована с уклоном влево), которая относится к зоне с суммарной солнечной радиацией от 17,5 до 20 ккал/см2 месяц. Границы ее определены с учетом осадков (до 100 мм/год) и коэффициента эффективности ((не «менее 0,75). Следующая область охватывает большую часть III климатической зоны. За основу ее построения принят коэффициент эффективности испарительного охлаждения свыше 0,65, среднегодовое количество осадков менее 300, а в западной части страны менее 350 мм/год. Отмеченные на карте горные районы вследствие неустойчивого микроклимата в расчет !не принимались. На 'практике 'Приведенная карта не будет иметь четких границ и послужит лишь в качестве ориентировочной для определения эффективности испарительного охлаждения. ЛИТЕРАТУРА 1. А. А. Г оголим, Кондиционирование воздуха в предприятиях торговли и общественного питания, Госторгиздат, 1962. 2. А. В. Не стер ем'К о, Основы термодинамических расчетов вентиляции и кондиционирования воздуха, Изд. «Высшая школа», 1962. 3. Б. П. Алисов, Климат СССР, МГУ, 1956. 4. Wm. Т. Smith, «Heating Piping and Air Conditioning», August, 1955.
УДК 621.315.61-406.8 О применений теплоизоляционного сотопласта Инж. Б. В. ЛИФАНОВ — Всесоюзный научно-исследовательский институт холодильной промышленности В последние годы широкое распространение получила группа теплоизоляционных пластмасс, под названием сотопласты, которые характеризуются крупноячеистым сотовидным строением. Наряду с другими теплоизоляционными пластмассами сотопласты могут успешно применяться в 'качестве изоляции для торгового холодильного оборудования, холодильного транспорта, изотермических контейнеров, а также в качестве изоляционно-конструктивного материала для производства сборных панельных укрытий кагатов сахарной свеклы. ВНИХИ и НИИПластмасс разработали эластичный сотопласт на оанове обычной бумаги, который изготовляется в виде ячеисто- сотовых блоков и плит с теплоотражающей поверхностью. Коэффициент теплопроводности плит равен 0,040—0,045 ккал/м час град, объемный вес 40-:-45 /сг/ж3 (при толщине воздушных ячеек 8 мм). Пленки, образующие ячеисто-сотовый материал, изготовляются водостойкими и жесткими, в связи с чем при увлажнении плиты сохраняют сотообразную структуру, а следовательно, и теплоизоляционные свойства. Ячеисто-сотовые плиты морозостойки. Они выдерживают 25 циклов теплосмен без каких- либо изменений. Результаты теплотехнических испытаний ограждений торгового холодильного оборудования, а также изотермических контейнеров, изолированных ячеисто-сотовыми плитами, полученными на полупромышленной установке, подтверждают целесообразность их применения, особенно вместо пакетов из гофрокартона (табл. 1). Коэффициент теплопередачи огр аждений оборудования, изолированных пакетами из гофрокартона, обычно больше нормативного @,7 ккал/м2 час град для шкафа Т-60 и 0,6 для прилавка 4ХПН) или равен ему. Коэффициент теплопередачи ограждений, изолированных ячеисто-сотовыми плитами, в среднем на 25% меньше, чем ограждений, изолированных пакетами из гофрокартона. Даже при недостаточной теплоотражающей способности ячеи- сто-сотовых плит коэффициент теплопередачи Таблица 1 Оборудование Холодильный шкаф Т-60 Низкотемпературный прилавок 4ХПН л <-> о X 8* .3* с? СУ Q, и о | 6,1 6,54 Теплоиголя- цнонный материал ! Ячеисто-сотовые пли- 1 ты [Ячеисто-сотовые пли- 1 ты с недо- J статочной j тепло- отражаю- 1 щей способностью Пакеты из 1 гофрокар- 1 тона Ячеисто-со- [ товые пли- 1 ты |Ячеисто-со- | товые пли- | ты с недо- 1 статочной j тепло - отражаю- 1 щей спо- ^ собностью Разность температур воздуха, °С 19,3 22, б' 19,8 20,9 24,2 Теплопереход через ограждения, ккал/час 68,8 90,6 90,6 65,4 91,2 Теплопроходимость, ккал\час град 3,56 4,01 4,58 3,13 3,76 Коэффициент теплопередачи ограждений k, ккал!м2час град 0,58 0,65 0,75 0,48 0,57 изолированных ими ограждений меньше нормативного. Испытания показали, что при одинаковых условиях эксплуатации коэффициент рабочего времени холодильного агрегата при изоляции ограждений ячеисто-сотовыми плитами меньше, чем при изоляции их гофрокартоном. В процессе эксплуатации пакеты из гофрокартона, а также из мипоры довольно быстро увлажняются »и приобретают гнилостный запах. Коэффициент теплопередачи ограждений при этом значительно увеличивается, в результате повышается расход электроэнергии, необходимый для поддержания заданного температурного режима в грузовом объеме оборудования.
46 О применении теплоизоляционного ссТопЛйсТй № 3 Наблюдения за изолированным ячеисто-со- тобым'и плитами оборудованием, эксплуатируемым !в течение (полутора лет, показали, что в охлаждаемом объеме (поддерживается заданная температура три «ормальнам коэффициенте рабочего 'времени холодильного агрегата. Ячеисто-'сотавые плиты сохраняют© ограждениях свою структуру, жесткость и .плотно прижимаются к внутренней и наружной облицовкам. Увлажнение плит составило 5—7% к весу. Принимая во внимание их малый объемный вес и сотообразную структуру, надо признать, что такое увлажнение не оказывает отрицательного влияния на теплоизоляционные свойства. Применение ячеисто-сотовых плит целесообразно и с экономической точки зрения. Как (следует <из табл. 2, ячеистскотовые плиты, являясь более эффективными по сравнению с гофрокартоном и древесно-волокнисты- ми плитами, дешевле их. Уступая несколько по свойствам пено- и порол л аст-ам, сотопласт на основе бумаги и недорогих лакав и смол значительно дешевле. Стоимость наиболее дешевого поропласта — миноры составляет 35 /руб. за 1 м3. При укладке в ограждения стоимость мипоры увеличивается, так как ее обязательно заключают в полиэтиленовую или перфолевую пленку. Стоимость же пока еще дефицитных 'пенопла- стов ПС-Б, ПС-4 и ПХВ-1 (Высокая. Основным сырьем для производства со- топласта, разработанного ВНИХИ и НИИПластмасс служат: бумага (ИП-63, крафт, К-12), смола МФ-17 и битумный лак № 177 с алюминиевой пудрой. Кроме того, используются в небольших количествах ортофосфорная кислота и древесная мука (для приготовления клея на основе смолы МФ-17). Битумный лак № 177 с алюминиевой пудрой A0% к весу лака) используется в качестве пропиточного состава, придающего водо^ стойкость и жесткость материалу, а также повышающего теплоотражающую способность поверхности в сотообразных ячейках. Технологический процесс производства яче- Таблица 2 исто-сотовых плит не сложен и состоит из следующих операций: приготовление клея, намотка сотопакетов из рулонов бумаги на со- топечатном полуавтомате, сушка сотопакетов, распиловка их на элементы, растяжка и пропитка сотоблоков, сушка и распиловка готовых сотоблоков на изоляционные плиты по заданным размерам. Сотопечатный полуавтомат, разработанный НИАТ, позволяет использовать бумагу шириной не более 750 мм и получать после распи- Материал Ячеисто-сотовые плиты Древесно- волокнистые (изоляционные) плиты . . ... . . . . Пакеты из гофрокартона Плиты из пенопласта: ПС-4 ПС-Б ПХВ-1 !»[ 45 250 20 100 50 30 ! 1С0 Коэффиц ент теплопроводности, ккал/мчасград 0,045 0,06 0,035 0,С6 0,045 0,035 0,035 Отношение коэффициента теплопроводности сраь- ниваемых материалов к коэффициенту теплопроводности ячеисто-сотовых плит 1,0* 1,33 0,78 1,33 1,0 0,78 0,78 Стоимость 1 м3 материала, руб. 25** 35 35 35 140 70 200 Стоимость 1 м3 с учетом приведенного коэффициента теплопроводности, руб. 25 46,5 27,3 46,5 140 54,6 156,0 Требование к защите материала от увлажнения в процессе эксплуатации Не требует Требует То же Не требует То же Коэффициент теплопроводности ячеисто-сотовых плит принят за единицу. По калькуляции полупромышленного производства с учетом сжатия плит на 25% при укладке в ограждения.
Jsjo 3 Условия Ьдеспечения минимального расхода тепла в десорберё 4? ловки сотоблоков плиты размером не более 450 X 550 мм. Для упрощения производства и улучшения качества изоляционных работ плиты можно укрупнять путем их 'склеиваеия полосами из битумизированной бумаги. Для получения более крупных плит конструкция сотопечатного (полуавтомата может быть легко изменена. Плиты изготовляют толщиной, превышаю- Как известно, в десорберё осуществляется выделение углекислого газа из насыщенного водного раствора моноэтаноламина (МЭА). Десорбер состоит из кипятильника, представляющего собой обычный кожухотрубный теплообменник, и дефлегматора. Раствор моноэтанолам'ина орошает насадку дефлегматора и поступает в кипятильник, где происходит его -кипение. В межтрубное про- странство кипятильника подается греющий пар. Расход пара зависит от (выбранного технологического режима работы десорбера. Тепловой баланс десорбера можно представить следующим уравнением: Qh. р + Qn = Qh. p + Qxhm + Qh20 4" + Qc02+QK+Qnox. A) Здесь: Qh.p = Gn.^Cu.ptu p— приток тепла с насыщенным раствором, ккал/час; Qn = Gni"n— приток тепла с греющим шаром, ккал/час; Qh.p = Си.р^и.р^д— отвод тепла с истощенным раствором, ккал/час; Qxhm = 350Gco2 — тепло, поглощаемое -при реакции разложения МЭА, ккал/час; п* п* ." п МЪ?> Ри20 •' __ UHaO = ^Н20 *п.д = С/СО, — * *п.д мсо2 РД—Рп2о отвод тепла, уносимого вторичным паром, ккал/час; in л— энтальпия водяного пара ккал/кг; щей на 20—25% толщину соответствующих ограждений. При укладке плиты сжимаются и после крепления наружной облицовки, благодаря своим упругим свойствам, олотно прилегают к стенкам ограждений. Опыт производства и применения различных сотопластов в строительстве и для специальных целей показывает целесообразность организации их производства непосредственно на .предприятиях-потребителях или вблизи них. УДК 621.594.002.2 рА— давление десорбции, ата; Рн*о— (парциальное давление вторичных водяных паров в паро-газовой смеси на выходе из дефлегматора (определяется то таблице водяных шаров, соответственно температуре .парогазовой смеси на выходе из дефлегматора ?п.д),ага; Усо2=бсоа ?со2 ^п.д— отвод тепла с углекислым газом, ккал/час; Qk — ^п*'— отвод тепла с конденсатом греющего пара, ккал/час; Qiiot — потери тепла в окружающую среду, ккал/час. Для упрощения дальнейших расчетов примем, что весовые 'количества истощенного и насыщенного растворов равны. Это не 'препятствует получению достаточной степени точности, так как растворы по весу различаются на величину веса паро-газовой смеси, составляющую «е более 2% веса -циркулирующего в системе раствора. Кроме того, Qco2 и Япот принимаются равными нулю. Произведя некоторую перестановку членов уравнения A) и учитывая принятые упрощения, получаем следующее уравнение внешнего теплового баланса: Опг=09ср{^ — ^ p) + 350Gco24- + G-2^.-^%-. '"-- B) ^со2 рА — рНл0 Условия обеспечения минимального расхода тепла в десорберё Инж. Т. Ф. ПИМЕНОВА —Всесоюзный научно-исследовательский институт холодильной промышленности, инж. М. Г. ГРОДНИК — Гипрохолод
48 Условия обеспечения Минимального расхода тепла в десорбере № 3 Согласно исследованиям ВНИХИ1, количество раствора, необходимого для обеспечения данной производительности установки, равной Gco2 кг/час, можно определить по уравнению Gn^z ,°Си* Л О3 кг/час. C) Jcoa и vh р Здесь gHeP— весовая концентрация насыщенного раствора МЭА, .%. Эта зависимость верна для температуры десорбции от 105 до 130°. С учетом уравнения C) и принимая с н.р — 1, можно получить удельные 'расходы тепла <в следующем виде: 'со3 + 0,41 Обозначив Gnr 6t 7н2о *н. p 1,54 P .103 + 350 + Ра — РнъО /n. д ккал\кг. D) V -'я.рЮ» 'соа 6i 0,54 н. Р 0,41 Рн2о = qp, 350 = qx ^п. д — ^вт. п > Ра—Рняо где ^вт.п—тепло вторичного пара, получаем Я — Яр + Яши + ?вт. п . ¦ E) Анализ уравнения E) показывает, что при ^д = ^н.р 'первый его 'член превращается в'нуль, а третий — (В бесконечность, если соблюдается условие, когда ?п.д< *Н.Р + 5, т. е. р\0=^= Кривые изменения величин отдельных слагаемых уравнения E) в зависимости от разности температур kt = (ta — tH.p) для условий ен.Р =10, 15, 20% Л- =110°, 120° , 130°и*п.д= =^н.Р + 5 даны на рис. 1. Как видно из (рис. 1, при повышении At с 10 до 30° удельный расход тепла на нагрев раствора увеличивается примерно в 3 раза, между тем, 'как удельный расход тепла на выпарку вторичных (водяных паров снижается примерно в 8 раз. Величина общего удельного расхода тепла q имеет минимум qunw соответствующий определенному оптимальному значению Д/0пт и снижающийся по мере «повышения концентрации раствора МЭА. Это наглядно показа- но на графиках (рис. 2), где даны кривые 1 См. статью автора — Оптимальный режим производства углекислого газа, «Холодильная техника», I960, № 6. q = f(At) для условий, когда tR= 1150и?„.д — " *н.р = О . 1 $0**0- 1500] 1250 7ОО0 750 500 250 О л/кг \ \ \ \ V V у /гвтя?^ f 4 S\у^ ^ А А $ % Qxum Ю 15 20 25 30 35 Л t, °C Рис. 1. Зависимость удельного расхода тепла на нагрев раствора, выпарку вторичных водяных паров и химическую реакцию выделения СО2 от разности температур десорбции и насыщенного раствора. 105 95 85 ttip?°C( Рис. 2. Зависимость общего удельного расхода тепла в десорбере от разности температур десорбции и насыщенного раствора.
№ 3 Экспериментальное изучение процессов, протекающих в яблоках при охлаждении и замораживании 49 С достаточной степенью точности оптимальную температуру раствора и минимальный удельный расход ^мин можно определить по уравнениям (*.. р)опт = 94,6 + 14,4 е-о-»°С. F) 4,25 ^mln — t0,424 ?н. р . 103 ккал\кг С02. (?) Таким образом, для осуществления наиболее экономичного 'процесса десорбции 'необходимо обеспечить оптимальную температуру раствора на входе »в десорбер. При достаточной поверхности насадки дефлегматора достигается охлаждение парогазовой смеси до температуры, близкой к температуре раствора, благодаря чему 'количество вторичных водяных паров снижается до минимума. В этих условиях выработка углекислого газа возможна путем подвода минимального количества тепла, абсолютное значение которого равно <7мин> увеличенному на коэффициент потерь в окружающую среду. УДК 634:635.037.1.037.5 Экспериментальное изучение процессов, протекающих в яблоках при охлаждении и замораживании Доктор техн. наук, проф. Н. А. ГОЛОВКИН, инж. К. К. СТРАХОВИЧ — Ленинградский технологический институт холодильной промышленности Промышленное хранение яблок при температуре от —2 до —4° в некоторых случаях дает лучшие результаты, чем хранение при .положительных или нулевых температурах [1 — 3,9]. Весьма 'важно изучить механизм этого явления. Свежее яблоко представляет «собой автономный живой организм, поэтому изучение происходящих в нем физических явлений осложняется 'влиянием многочисленных биологических факторов. В процессах, возникающих при действии отрицательных температур на живой организм, первостепенное значение имеет фазовое превращение воды организма в лед и влияние кристаллизации льда на живую ткань. Исходя из этого, в данной работе был применен метод термографического анализа — наиболее распространенный при исследовании физических процессов, связанных с фазовыми превращениями. В наших опытах требовалось установить изменение температуры внутри яблока в процессе охлаждения и замораживания. Любые нарушения изменения температуры свидетельствуют о наличии сопутствующих явлений, таких, как перемещение воды в объекте и биологические реакции с выделением тепла. Для проведения исследований был создан термометрический прибор (на три точки) с мостовой схемой на полупроводниковых термосопротивлениях. Датчиками температуры служили полупроводниковые мииротермосопро- тивления Карманов а МТ-54, диаметром 0,5 мм, обладающие малой инерционностью. Датчики были укреплены в концах зондов диаметром 3 мм, сделанных из электроизолирующего материала. Это позволяло вводить их в глубь яблока без нарушений поверхности ткани плода, которые могли бы вызвать более раннюю (кристаллизацию. Температура в трех точках регистрировалась автоматически через каждую минуту. Точность измерения ±0,05°. Плоды охлаждались и замораживались в камере экспериментальной установки (рис. 1), охлаждаемой холодильным агрегатом ФАК-0,7. Заданная температура -в камере поддерживалась постоянной, причем температура холодо- носителя регулировалась автоматически с точностью ±0,05°. Для уменьшения числа факторов, влияющих на исследуемый процесс, большинство опытов проводилось с яблоками одного помологического сорта («ренет шампанский»), доставленными с плантации Молдавского инсти-
50 Экспериментальное изучение процессов, nt тута виноделия, виноградарства и садоводства. Яблоки сорта «ренет шампанский» [4, 5] обладают хорошей лежкостью. Рис. 1. Общий вид (а) и схема (б) экспериментальной установки: ] _ термостат, 2 — контактный термометр, 3 — реле, 4 — теплообменник, 5 — клапанное реле, 6 —' термометрический самописец, 7 — холодильный агрегат, 8 — камера, 9 — кондуктометр для определения электросопротивления ткани яблока. Впервые измерение температуры внутри растительной ткани с помощью ртутного термометра было проведено Мюллером-Тургау при замораживании картофеля и яблок. Исследователю на основании температурных графиков удалось установить, что повреждения растительных организмов под влиянием отрицательных температур связаны с переходом воды в лед и что процессу замораживания почти всегда предшествует переохлаждение [6j. Использование малоинерционных термопар и (высокочувствительного гальванометра, а также хорошо разработанной методики позволили А. Н. Максимову получить значительно более точные температурные графики замораживания кусочков растительной ткани. На основании этих исследований было установлено, что существует сложная зависимость характе- в яблоках при охлаждении и замораживании № 3 ра переохлаждения и кристаллизации от химического состава биологического объекта и что первое появление льда в растительной ткани еще не приводит к гибели клеток [6]. В дальнейшем в результате применения высокочувствительных малоинерционных датчиков были обнаружены при замораживании растительной ткани два температурных перелома (рис. 2). Исследователи, заметившие это явление, объяснили первый перелом замерзанием сока вокруг топкого термопарного зонда, а второй — собственно замерзанием ткани. Рис. 2 Термограммы замораживания свежих яблок'при различном расположении датчика температуры: 1 — датчик в ткани яблока, 2 — датчик в лунке, вырезанной в яблоке. Исходя из теплофизичеоких свойств растительного организма, можно предположить, что приведенное выше объяснение справедливо только в том случае, (когда количество выступившего вокруг зонда сока будет соизмеримо с массой всего объекта. Поскольку теплообменные процессы происходят во всей массе, датчик регистрирует усредненную температуру объекта, которая после первого перелома будет тем меньше, чем меньше разница в размерах объекта и пространства, занятого соком, выделившимся из
№ 3 Экспериментальное изучение процессов, протекающих в яблоках при охлаждении ti замораживании 51 клеток при повреждении зондом растительной ткани. В наших опытах диаметр яблока в среднем был равен 60 мм при высоте 40 мм, а диаметр зонда термосопротивления — около 3 мм при глубине погружения 30 мм. В опытах Максимова был использован кусочек растительной ткани диаметром 6 м и длиной 20 мм; диаметр иглы термопары был равен 0,07 мм при глубине ее погружения в ткань 11 мм. Следовательно, объемы пространства, занимаемые выступившим вокруг зонда датчика соком, в обоих случаях были крайне малы и, на наш взгляд, не должны были существенно сказаться на изменении регистрируемой температуры. Для выяснения физичеакой природы этого явления был проведен ряд наблюдений. За сутки до опыта в яблоке делалась лунка диаметром 10 мм, глубиной 13 мм. В этом случае лунка имела относительно сухую «поверхность. Затем лунку закрывали пробкой со вставленным в нее датчиком температуры. Укрепленный таким образом датчик находился в воздухе, в центре объема лунки. Одновременно с этим, непосредственно в ткань яблока на такую же глубину был введен контрольный датчик. Многократные сравнения температурных кривых замораживания яблок, записанных самописцем от датчика, расположенного в лунке, с кривыми, записанными от контрольного датчика, показали, что их общий вид был одинаковым, т. е. в том и другом случае имелось два температурных перелома. Причем на термограммах, снятых с датчика, расположенного в лунке, температурные скачки были меньшими (ом. рис. 2). Таким образом очевидно, что первое изменение температуры на термограммах можно интерпретировать как отражение объективных процессов, происходящих в растительной ткани яблока под действием холода, а не относить за счет замерзания сока, выступившего вокруг зонда датчика. Данные этих опытов и результаты анализа других участков термограмм замораживания яблок показывают, что с физической точки зрения рассматриваемый процесс характерен для гетерогенной системы. Из термограмм замораживания яблок видно, что после двух переломов на участках Ь—с и с—d на участке d—е имеется подобие температурной площадки. Большинство авторов принимало температуру этой площадки за криоскопическую. С этим, видимо, нельзя согласиться, так как уровень дугообразной площадки d—е на термограмме отвечает средней температуре максимального льдообразования при постепенном вымерзании воды из сохранившихся в ткани переохлажденных клеток. В мертвой растительной ткани, независимо от ее предыстории, криоскопическая точка совпадает с температурой максимального льдообразования, так как после нарушения переохлаждения оно происходит во всей массе ткани. Метод термографического анализа был нами использован также для.исследования изменений, происходящих в яблоках, хранившихся неодинаковое время при различных температурах. Установлено, что у яблок, хранившихся при 0° и выше, при снятии температурных кривых замораживания было два перелома температуры, в то время, как у яблок, хранившихся при --4°, — один перелом (рис. 3 и таблица). Яблоки Хранившиеся при 0° Хранившиеся при -4° Убитые морозом . С внутренней гни- Вареные Температура, °С переохлаждения -5,3 -5,5 -8,0 -5,9 -4,0 -6,0 после первого скачка -3,3 -2,7 -2,25 —2.3 -2,0 -2,2 максимального тьдо- образования —2,9 -2,6 -2,25 -2,3 -2,0 Площадки нет второго переохлаждения -3,3 Отсутствует То же * Многочисленные наблюдения подтверждают специфическое влияние отрицательных температур хранения на кривые замораживания яблок. Особенности фазового перехода воды в лед тесно связаны с биологическими изменениями, возникающими при различных температурах хранения яблок. Для подтверждения выводов, полученных при анализе температурных кривых, были проведены дополнительные наблюдения за изменениями электропроводности ткани. Электрическая характеристика живой ткани, как известно, зависит от ее физиологического состояния и от фазового состояния воды. Измерения электрического сопротивления ткани яблок, хранившихся при температуре воздуха около 0° и выше, показывают, что изменение величины сопротивления ткани свя-
52 Экспериментальное изучение процессов, протекающих в яблоках при охлаждении и замораживании № 3 зано с резким изменением температуры (рис 4). Сопротивление ткани плода быстро возрастало при первом скачке температуры (в на- о 1 2 э %ш*с i Рис. 3. Термограммы замораживания яблок различного физиологического состояния: 1 — незакаленные, после хранения при температуре 0° и ьыше, 2 — закаленные, после хранения при температуре —4°, 3 — убитые морозсм, 4 — вареные, 5 — гнилые, 6 — с внутренней гнилью. чале замерзания), затем падало при втором понижении (участок с—d, рис. 2) и вновь возрастало по окончании понижения. Последнее явление указывает на внезапное увеличение жидкой фазы в яблоках. В то же время у яблок, подвергшихся ранее продолжительному хранению при отрицательных температурах, перелома на кривой электропроводности при замораживании не было. На основании сравнения результатов исследований, проведенных различными авторами [7, 8] по замораживанию срезов растительной ткани под микроскопом, с данными наших экспериментов можно дать следующее объяснение этому явлению. При первом температурном скачке в яблоках кристаллизуется незначительная часть воды, находившаяся в наиболее крупных межклетниках, связанных между собой радиальными сосудистыми пучками. То, что кристал- 1 ¦ 1 1 \ 3 1 1 \v3' 1! с\ 1 S* г \\V Jj r>rVM| 2>^\ 1 3^J . ^s^y Г1 ::^S»2' *У"~ J 0 2 4 6 8 T,vac Рис. 4. Изменение электросопротивления ткани яблок различного физиологического состояния: /—здоровые незакаленные, 2— закаленные, 3— убитые морозом, V — термограмма незакаленных яблок, 2' — термограмма закаленных яблок, 3' — термограмма яблок, убитых морозом. лизация происходит ib межклетниках и радиальных сосудистых пучках, подтверждается резким изменением температуры (см. рис. 2 и 3). Второе понижение температуры вызвано выходом из вакуолей клеток большей части воды, которая находилась в них в переохлажденном состоянии. Эта вода повышает также электропроводность объекта за счет увеличения жидкой фазы. Быстрый выход большого количества воды из клеток приводит к существенному повреждению ткани. На основании серии экспериментов нами установлено, что при замораживании предварительно отепленных (до 1°) закаленных яблок, хранившихся при отрицательной температуре, например при —4°, такого явления не наблюдается.
№ 3 Экспериментальное изучение процессов, протекающих в яблоках при охлаждении и замораживании 53 Яблоки закаливали следующим образом. Перед укладкой в камеру с температурой —4° плоды помещали в камеру с температурой 0°, где они находились в течение месяца. За это время клетки успевали биологически перестроиться и могли приспособиться к последующему снижению температуры. У закаленных клеток вода из вакуолей переходит в межклеточное пространство постепенно. Это '.подтверждают полученные температурные кривые замораживания яблок различного физиологического состоя ни г, обладающих (В связи с этим неодинаковой проницаемостью клеток для воды. В таблице и на рис. 3 приведены данные, характерные для яблок различного качественного состояния. Кривые 2 и 3 (яблоки, хранившиеся при отрицательной температуре, и замороженные) очень <схожи между собой, хотя в одном случае яблоки отличного качества, а в другом — убитые морозом, с поврежденными клетками. Это свидетельствует о том, что у закаленных яблок, хранившихся при отрицательных температурах, вымораживание воды происходит более равномерно, так же как и у мертвой ткани. Подобным образом ведут себя закаленные клетки древесных побегов [7]. Таким образом, у закаленных плод о© проявляется биологическое приспособление к условиям среды. Так, внешний вид и вкус закаленных яблок, хранившихся при температуре- —4°, после отепления на воздухе были несколько лучше, чем у яблок, хранившихся при 0° в течение того же срока. Выводы Двойные переломы на термограммах замораживания яблок обусловлены структурой и биологическим состоянием плодов, при этом характер образования льда зависит от физиологического состояния яблок и скорости отвода тепла. В зависимости от физического состояния яблок проницаемость клеток для воды и ее количество 'внутри клеток будут различными. Следовательно, скорость выхода воды из вакуолей клеток в межклеточное пространство под влиянием осмотического давления льда будет меняться. Закаленные 1'плоды меньше травмируются при образовании льда. При отрицательных температурах вода из клеток плодов выходит постепенно. Двойные переломы на термограммах замораживания свойственны только свежим незакаленным яблокам. При этом криосконическая точка у них не идентична температуре максимального льдообразования. Проведенные эксперименты опровергают объяснение двойных переломов на температурной кривой явлениями, вызванными введением в ткань яблока датчика температуры. Применение метода термографического анализа подтвердило, что для хранения яблок при отрицательной температуре их необходимо предварительно закалять. ЛИТЕРАТУРА 1. С. Н. Бруев, Хранение свежих яблок, Гоеторг- издат, 1958. 2. А. А. Колесник, А. И. Ко чу ров а, О холодном хранении яблок, «Советская торговля», 1958, №3. 3. Н. А. Головкин, К. К- Страхович, А. И. Цветков, К вопросу хранения яблок при отрицательной температуре, «Холодильная техника», 1962, ' No 2. 4i Ф. В. Цер е в.-ит'И но в, Химия и товароведение плодов и овощей, т. 1, 1949. 5. И. А. Фрайман, Особенности хранения яблок в Молдавии, Труды Молдавского научно-исследовательского института садоводства, виноградарства и виноделия, т. II, 1957. 6. А. Н. Максимов, Избранные труды, т. II, изд. АН СССР, 1956. 7. Н. И. Туманов, Физиология устойчивости растений, изд. АН СССР, ,1960. 8. Г. А. Самыгин, Физиология устойчивости растений, изд. АН СССР, I960. 9. Н. А. Гол о в к и н, Р. Л. П е р к е л ь, К. К. Страхович, Методика определения жизнеспособности яблок при холодильном хранении, «Пищевая технология», 1963, № 4.
О П ЫТОМ УДК 621.565:634.1/.7:635:536.5 Автоматическое регулирование температуры в камерах хранения овощей и фруктов Известно, что при хранении овощей и фруктов отклонение температуры от заданной на величину, более чем 0,5°, резко ухудшает их качество. Поддерживать температуру в таких узких пределах с помощью обычных способов регулирования очень трудно. Для облегчения задачи (Предлагается система автоматического регулирования температуры. Основной особенностью этой системы является использование лвух двухпозищшнных реле температуры. Одно из них—реле температуры в камере (РТК) — имеет чувствительный элемент, установленный в контрольной точке камеры, второе — реле температуры ъ воздуховоде (РТВ) — имеет чувствительный элемент, установленный на выходе из воздухоохладителя (рис. Г). Реле РТК настраивается на заданную температуру, например 0° (рис. 2) с дифференциалом 1°. Уставка реле РТВ изменяется в зависимости от сезона: летом реле замыкает контакт при температуре —2° и размыкает при —5°, зимой — соответственно при 10° и 7°. Применение двух реле обеспечивает нод- 6 5 XX- =7? О. п? 31 ХРУПП ЩМ г» 9 Ш 2ЛСЩ 1ЛСЩ Р7в уупш Щ/7/Л Рис. 1. Принципиальная схема автоматического регулирсвсшия температуры в камере, оборудованной рассольным воздухосх. лди- телем: / — камера, 2 — чувствительные элементы, 3 — воздуховод 4 — воздухоохладитель, 5 — трубопровод теплого рассола, 6 — i пубо- провод холодного рассола, РТВ, РТК—реле температуры, 1УГГД — переключатель, 1ЛС, 2ЛС — сигнальные лампы, МП — мап итный пускатель, 1УПМ, 2УПМ — ключи, 1СВ, 2СВ—соленоидные вентили.
№ 3 Автоматическое регулирование температуры в камерах хранения овощей и фруктов 55 держание <в камере заданной температуры при колебаниях ее на выходе -из воздухоохладителя в допустимых (пределах. В схеме можно использовать любые реле температуры, причем реле РТК должно иметь минимальный дифференциал порядка 0,5° и погрешность срабатывания +0,5°. К реле РТВ предъявляются менее жесткие требования. Рассматриваемая схема выполнена на полупроводниках реле температуры ПТР-2, выпускаемых Орловским заводом тор ибо ров. На рис. 3 представлена электрическая схема, с помощью которой реализуется предлагаемая система регулирования. Контакт замкнут ' РТВ \Лето \ Контакт разомкнут I 1° РТВ \3una -5 -0,5 \+0,5 +7 + 10 tt°C Рис. 2. Диаграмма настройки реле температуры. Переключатель 1УПЩ устанавливается в положение Л (лето), ключ 1УПМ, расположенный у соленоидного вентиля, — в положение А (положение А соответствует автоматическому управлению вентилем, а положение Р — ручному). '# - 220в 9} РТК 1РП -АД/—I Рис. 3. Электрическая схема управления воздухоохладителем, При повышении температуры в воздуховоде до —2° замыкается контакт РТВ. Если при этом температура в кймере выше 0,5°, то замыкается также контакт реле РТК и срабатывают промежуточные реле 1РП и 2РП. Через контакты 1РП-1 и 2РП-1 включается обмотка соленоидного вентиля ICB «подачи холодного рассола в воздухоохладитель. Одновременно зажигается сигнальная лампа 1ЛС. С понижением температуры воздуха на выходе из воздухоохладителя до —5° размыкается контакт РТВ, отпускает реле 2РП и закрывается соленоидный вентиль ICB. Если затем температура в воздуховоде вновь повысится до —2°, процесс повторяется. При достижении температуры в камере —0,5° размыкается контакт реле РТК, отпускает реле 2РП и подача холодного рассола в воздухоохладитель прекращается. Цикл охлаждения может повториться только после повышения температуры в камере до 0,5°. В зимнем режиме работы переключатель 1УПЩ ставится в положение 3 (зима), а ключ f-'УПМ — в положение А. Реле температуры РТВ 'настраивается на зимний режим. При понижении температуры в камере до —0,5° контакт реле РТК размыкается. Если при этом контакт реле РТВ разомкнут, то отпускают промежуточные реле 1РП и 2 РП. Их контакты 1РП-2 и 2РП-2 включают соленоидный вентиль на линии подачи теплого рассола в воздухоохладитель. С повышением температуры воздуха на выходе из воздухоохладителя до 10° замыкается контакт реле РТВ и срабатывает реле 1РП. В результате вентиль 2СВ закрывается. Если после этого температура в воздуховоде вновь понизится до 7°, то реле 1РП вновь срабатывает и в батарею подается теплый рассол. При повышении температуры в камере до 0,5° замыкается контакт реле РТК и срабатывает реле 2РП. В результате соленоидный вентиль на трубопроводе теплого рассола закрывается. Цикл обогрева может повториться только при понижении температуры в камере до —С ,5°. Для включения насосов подачи холодного и теплого рассола в цепях управления последними замыкаются контакты реле 1РП и 2РП (на рис. 3 не показаны). Рассмотренная схема позволяет улучшить автоматическое регулирование температуры в камерах хранения охлажденного груза, оборудованных рассольными воздухоохладителями. Особенно эффективно применение схемы в камерах большого объема. Инж. М. М. БЕРКОВСКИЙ
56 Обмен опытом № з УДК 621.565.59 — 52 Бесконтактный датчик протока жидкости Институтом Гипронисэлектрошахт (г. Донецк) разработан бесконтактный датчик протока (струйное реле) для контроля и измерения расхода «неагрессивных жидкостей.ори малых давлениях в магистрали. Датчик пропорционального действия и имеет относительно большую э. д. -с. на выходе. В схему автоматики или диспетчерского контроля он включается непосредственно, без дополнительного усиления. Прибор выполнен в виде измерительной головки, которая (вставляется на резьбе в корпус стандартного запорного вентиля (рис. 1). При (Прохождении жидкости через корпус 1 клапан 2, шток 3 и якорь 14 поднимаются на расстояние, пропорциональное «количеству проходящей жидкости. Рис. 1. Бесконтактный датчик протока жидкости: у _ корпус вентиля, 2 — клапан, 3 — шток, 4 — шайба, 5 — хомут, 6 — трубка резиновая, 7 — фланец, 8 — стакан, 9 — катушка, 10 — прокладка \\ч 13 — крышки, 12 — клеммник, 14—якорь. Стакан 8, фланец 7 и якорь 14 образуют маг- нитоп'Р'овад дифференциально-трансформаторного (преобразователя. При движении якоря 14 изменяется зазор между ним и фланцем 7 и положение якоря относительно катушки 9. При этом на выходе преобразователя меняется э. д. с. Настройка датчика осуществляется вращением якоря 14 на штоке 3, после чего якорь закрепляют '.на штоке гайкой. Шайба 4 ограничивает шток от провор от а и дает ему возможность двигаться только поступательно 'вверх или вниз. При (продвижении штока на 1,5—2 мм можно шолучить напряжение на выходе преобразователя 15—20 в и более (при ип= 24 в). Клапан 2 имеет прорези треугольной формы, что обеспечивает прямолинейную зависимость между расходом жидкости и движением штока 3. Благодаря прорезям подвижная часть датчика не имеет автоколебаний и работает устойчиво. Вместо резиновой трубки 6 может быть доставлен сильфон соответствующей жесткости. Преобр азов ател ь датчика индуктивный, дифференциально - трансформаторный Рис. 2. Распределение (потоков: W\— обмотка возбуждения, W2 — вторичная обмотка, Ъя — смещение якоря, в] и в2 — части якоря, через которые проходит поток, оцепляющийся со вторичными обмотками, ФР1 и Фр2 — потоки рассеяния через вторич- • ные обмотки, Ф0 — основной поток, Е^ и Е2 — э- Д- с- во вторичных обмотках, ии — напряжение питания, 1\— длина вторичных катушек, 0—0— нейтраль. (ДТИП), с распределенной обмоткой возбуждения. На общем изоляционном каркасе наматывается обмотка возбуждения Wx и две вторичные обмотки W2 (рис. 2).
№ 3 Автоматическое регулирование температуры углекислого газа перед конденсатором 57 Потокосцепление вторичных обмоток опре^ деляется потоками Ф0 и Фр. Поток Ф0 обусловливается полной намагничивающей силой катушки и охватывает все витки 'вторичных обмоток W%. Поле рассеяния, замыкающееся в цепи магнитопро<вод — я корь,сцепляется с частью витков вторичных обмоток. При ^симметричном положении якоря в системе линия 00 является ^нейтралью. В этом случае 'потоки рассеяния в верхней и нижней частях равны. При смещении якоря, например, вверх, на величину йя магнитная нейтраль смещается также вверх. Однако при небольших значениях Ья смещением нейтрали в целях упрощения расчета можно пренебречь. При вычислении потокосцепления необходимо учитывать как меняющееся по высоте якоря значение магнитной индукции поля рассеяния, так и меняющееся число охватываемых полем витков. Если датчик работает в паре со вторичным прибором логометрического типа или фазочув- ствительным элементом, то вторичные обмотки преобразователя соединяются по дифференциальной схеме, т. е. встречно. Если датчик протока жидкости применяется в схеме автоматики или контроля для подачи сигнала при уменьшении расхода жидкости (как аварийный), :то вторичные обмотки можно соединять согласно. В случае использования датчика в качестве измерителя расхода жидкости, на его выход подключают вольтметр, шкала которого отградуирована в единицах расхода. При этом один и тот же преобразователь может быть использован на различные диапазоны расхода. Характеристика преобразователя и датчика в целом достаточно линейна (как показали испытания) на определенном участке. Преимуществами предлагаемого . датчика протока являются: простота конструкции, отсутствие рабочих контактов, относительно большая э. д. с. на выходе, возможность выполнения в стандартном корпусе, нечувствительность датчика к статичесжшу давлению в трубопроводе и обеспечение (контроля расхода жидкости в замкнутой системе с подачей аварийного сигнала на диспетчерский пульт или в схему автоматики. Опытный образец датчика, изготовленный в институте Гипронисэлектрощахт, характеризуется следующими показателями: Напряжение питания, в ........ 24 Число витков: обмотки возбуждения Wi 4000 вторичных обмоток W2 . . . . „ . •. . 2X6000 Тип и диаметр провода: для Wi ПЭЛ 0,15 для Wt . ПЭЛ 0,10 Чувствительность (вторичные обмел ки соединены согласно), в/мм хода якоря . . . 10 Опытный образец датчика 'внедрен на Донецком маргариновом заводе для контроля протока охлаждающей воды через рубашку холодильных компрессоров типа 4АУ15. Почти двухлетняя эксплуатация показала, что датчик надежен <в работе и прост в обслуживании. Инженеры А. Я. ЧУПАХИН, Б. В. ВЕРМЕНСКИЙ УДК 661.97:536.5:621.57.004 Автоматическое регулирование температуры углекислого газа перед конденсатором В технологическом процессе производства сухого льда по циклу (высокого давления после сжатия в каждом цилиндре коми рессор а газ очищается от смазочного масла, для чего в схеме предусмотрены специальные маслоотделители. Чтобы улучшить условия очистки, газ перед маслоотделителями предварительно охлаждается в /промежуточных водяных холодильниках, (причем после первой и второй ступеней сжатия компрессора — до возможно низкой температуры, а после третьей — до температуры, близкой к температуре конденсации. Чем ниже температура охлаждения газа после третьей ступени сжатия, тем лучше он очищается от масла. Однако при давлении
58 Обмен опытом № 3 70—75 ати охлаждать углекислый газ ниже критической температуры C1°) нельзя, та!к как он может сконденсироваться. При меньших давлениях газ можно охлаждать и до более низких температур. Так, при 60 ати — до 25°, при 50 ати — до 20° и т. д. При этом конденсатор должен своевременно освобождаться от воздуха. На рисунке дана схема автоматического регулирования температуры углекислого газа после холодильника третьей ступени сжатия .компрессора. Основными приборами регулирования температуры являются контактный термометр, промежуточное реле и соленоидный вентиль. Контактный термометр устанавливается на допустимую температуру. Когда газ охладит-' ся до этой температуры, электрическая цепь в контактном термометре размыкается, ток не проходит через катушку магнита промежуточного реле, электрическая цепь соленоидного вентиля размыкается и вентиль закрывается. Вода в холодильник не поступает. Когда температура газа после холодильника повысится, электрическая цепь в контактном термометре замыкается, ток проходит через катушки магнитов промежуточного реле и соленоидного вентиля, последний открывается, в холодильник начинает поступать вода, и процесс охлаждения углекислого газа возобновляется. Описанная схема была применена при испытании очистительных устройств для сжатого газа на заводе сухого льда Мосхладокомбина- та № 8. Соленоидный вентиль выключался через 2 минуты и снова включался через 8—18 минут, т. е. вода поступала через соленоидный вентиль каждый раз в течение 2 минут и через 8—18 минут подача ее прекращалась. Часть воды непрерывно подавалась в холодильник через запорный вентиль, установленный на обводном трубопроводе. При закрытом соленоидном вентиле температура углекислого газа поднималась до 30°, а когда в холодильник поступала вода, снижалась до 23—24°. Таким образом, температура газа после холодильника колебалась в пределах 6—7°, что вполне допустимо. Канд. техн. наук А. Д. ТЕЗИКОВ С02 из третьей ступени компрессора -1276 СО? 6 срильтр высокого дабления Схема автоматического регулирования температуры углекислого газа после холодильника III ступени сжатия компрессора: 1 — холодильник III ступени, 2 — соленоидный вентиль, 3 — запорный вентиль, 4 — маслоотделитель, 5 — контактный термометр, 6 — промежуточное реле.
ш УДК 621.565.59-52.004.67 Ремонт реле температуры манометрического типа При эксплуатации реле температуры манометрического типа ТДДА, ТРД-3, ТДД, ТР-1, АРТ-2 и др. вследствие коррозии или усталостных явлений выходят из строя сильфоны или капиллярные трубки, что приводит к утечке наполнителя, изменяется характеристика пружин из-за их остаточной деформации и нарушается настройка" «прибора. При уменьшении тяговой силы постоянного магнита или других дефектах механизма мгновенного замыкания и размыкания контакты прибора замыкаются нерезко и подгорают. При утечке наполнителя контакты прибора разомкнуты, хотя настройка соответствует более низкой температуре, чем температура термочувствительного элемента. В этом случае, разобрав прибор на стенде, схема которого показана на рис. 1, выявляют место утечки фреона из термочувствительного элемента. Стенд состоит из баллона 1 с фреоном, вакуум-насоса 12 типа ВН-461М, ванны 9 с водой, подогреваемой при включении трубчатого электронагревателя 11, коллектора 7 с зажим- Рис. 1. Схема стенда для проверки герметичности и зарядки термочувстьительных элементов* / — баллон с фреоном, 2, 5, 6% 13 — вентилч, 4 — вакуумметр, 5 — манометр, 7 — коллектор, 8 — зажимной штуцер, 9 — ванна с водой, 10 — термочувствительный элемент, 11 — трубчатый электронагреватель, 12 — вакуум-насос. ным штуцером 8, к которому присоединяется проверяемый термочувствительный элемент 10 реле температуры, вакуумметра 4 типа МТИ класса 1 со шкалой от 0 до 760 мм рт. ст., имеющей цену деления 2 мм рт. ст., манометра 5 типа МТИ класса 1 со шкалой от 0 до 25 кг/см2, имеющей цену деления 0,2 кг/см2, вентилей 2, 3, 6,13 (Dy= 6) типа 15Б35бк-1 и соединительных трубопроводов. От термобаллона отпаивают отросток капиллярной трубки и припоем ПОС-30 (припаивают новую капилляриую трубку диаметром 2X0,5 мм, длиной 200 мм, которую присоединяют к зажимному штуцеру стенда. Открыв вентиль баллона, термочувствительный элемент заполняют парами фреона-12 и погружают в воду, подогретую трубчатым электронагревателем до 45—50°. При этом давление ib термочувствительном элементе повышается до 10—11 ати. Место утечки определяют по выделению пузырьков фреона. Сильфоны, в 'которых обнаружены трещины или коррозия, и капиллярные трубки со свищами заменяют. Место утечки в пайке зачищают, покрывают пленкой бескислотного флюса и запаивают припоем. После ремонта проводят повторную проверку герметичности термочувствительного элемента. Для зарядки термочувствительного элемента открывают вентили 13 и 2, включают вакуум- насос и из полости термочувствительного элемента отсасывают воздух до остаточного давления не выше 5 мм рт. ст., определяемого по вакуумметру. Затем вентили закрывают и открывают вентиль 3 для возвращения стрелки вакуумметра на нулевую отметку шкалы. Открыв вентиль баллона, термочувствительный элемент заполняют парами фреона-12, после чего вентиль закрывают. Приоткрыв вентиль 6, выпускают фреон из системы стенда и из полости термочувствительного . элемента.
60 Консультация № 3 Когда давление в системе снизится почти до 0 ати, вентиль 6 закрывают, открывают вентили 13 и 2 и вновь вакууммируют систему. Полость термочувствительного элемента повторно заполняют парами фреона-12 и вакууми- руют. Заполнив в третий раз полость термочувствительного элемента парами фреона-12 (при температуре воды 15—20°), вентиль 6 приоткрывают и выпускают пары фреона до давления в системе 4,2—4,4 ати. Термочувствительные элементы реле температуры типа ТР-1 -01 и ТДД-3 заполняют парами фреона-22 при давлении 6—6,4 ати. При заполнении термочувствительных элементов реле температуры типа ТДД-4 и ТДД-5 хлор- метилом давление должно быть равно 3,4—3,7 ати. После заполнения отросток капиллярной трубки термобаллона зажимают специальными щипцами и на расстоянии 10 мм от места зажима трубку отрезают и конец ее запаивают припоем ПОС-60. Заполненные фреоном термочувствительные элементы погружают на 5 минут в воду, подогретую до температуры 45—50°. Если за это время не будет наблюдаться выделения пузырьков, значит термочувствительный элемент герметичен. Усилия пружин реле температуры проверяют приборам МИП-100. При отклонении характеристики пружины более чем на 10% от номинальной пружину заменяют. При подгорании контактов прибора их зачищают бархатным надфилем так, чтобы плоскость (контактов была параллельна плоскости токонесущей пластины. При значительном подгорании контакты заменяют новыми. Если прибор имеет микропереключатель, то при подгорании контактов или при неисправности пружинок его заменяют.. После ремонта реле температуры собирают и подвергают контрольной проверке и настройке на стенде, схема которого показана на рис. 2. К 'неподвижным 'контактам тумблера Т присоединены катушки 'магнитных пускателей 1ПМ и 2ПМ, от .которых включаются электронагреватель (ТЭН) и электродвигатель 3 холодильной машины, работающей на фреоне-22. Через понижающий трансформатор B20/12 в) подключены сигнальная лампа ЛС и штепсельная розетка Р. Термобаллон испытываемого реле температуры (на схеме ТДДА) помещают в гильзу /, а клеммы прибора соединяют со штепселем Ш. Штепсель включают в розетку Р. При высокой температуре антифриза контакты прибора замыкаются и загорается сигнальная лампа. Вращая регулировочный винт прибора, указательную стрелку на шкале диапазона совмещают с крайней отметкой, соответствующей Рис. 2. Схема стенда для проверки и ыастройкл реле температуры: 1 — гильза, 2 — трубчатый электронагреватель, 3 ¦*- электродвигатель, 4 — конденсатор водяного охлаждения, 5 — компрессор, 6 — ТРВ, 7 — змеевик, 8 — ванночка с антифризом, 9 — лабораторный термометр, 10 — мешалка, 11 — проверяемый прибор, Ш — штепсель, Р — штепсельная розетка, ЛС — сигнальная лампа, Тр — понижающий трансформатор, 1АВ, 2АВ — автоматические выключатели АП50-ЗМТ; 1ПМ, 2ПМ — магнитные пускатели П-61, Т — тумблер. минимальной температуре (размыкания контактов. Дифференциал устанавливают наименьший. Если у испытываемого прибора нет шкалы, то регулировочным винтам полностью ослабляют пружину. ¦ Включив тумблером Т холодильную машину, охлаждают антифриз. С помощью выключателя 1АВ пускают электродвигатель -мешалки. Когда при охлаждении антифриза контакты проверяемого прибора разомкнутся и сигнальная лампа погаснет, по лабораторному термометру 9 (с ценой деления 0,1°) определяют температуру размыкания контактов. После этого холодильную -машину выключают и включают ТЭН. При повышении температуры антифриза контакты реле температуры замкнутся и загорится сигнальная лампа. Тем-
№ 3 Ремонт реле температуры манометрического типа 61 пературы размыкания и замыкания контактов регистрируют в журнале. Затем прибор настраивают так, чтобы указательная стрелка была совмещена с крайней отметкой шкалы диапазона, соответствующей наиболее высокой температуре размыкания контактов. Если у прибора (нет шкалы, пружину полностью сжимают, проверяют максимальную температуру размыкания контактов и повторно—минимальный дифференциал. Установив максимальный дифференциал, на стенде определяют его действительную величину. Допускаются отклонения от настроек по шкале размыкания контактов +1,5°. по шкале дифференциала +1° (см. таблицу). После ремонта необходимо также проверить сопротивление и прочность электрической изоляции между корпусом и токоведущими деталями реле температуры. Сопротивление проверяют мегомметром типа Ml 101 (ГОСТ 8038—56), развивающим напряжение 500 в и имеющим две рабочие шкалы— 0,4—100 ком и 0,05—100 мгом. Проверку проводят в помещении с температурой 15— 25° и относительной влажностью не выше 80%. ;.; Перед испытанием проверяют работоспособность мегомметра при разомкнутых зажимах «Линия» и «Земля». Для этого, повернув переключатель мегомметра <в положение М й, Основные характеристика реле температуры Тип реле ТДДА ТДДА ТРД-3 ТРД-3 - ТР-1-01 ТР-1-02 ТДД-30 ТДД-31 ТДД-40 ТДД-41 ТДД-50 ТДД-51 АРТ-2 1 ДХВ Диапазон температур размыкания контактов, °С -25-f-O -20—8 —25-f-O -20-7-8 -35-—5 -20-MO -30-f— 5 -30-7—5 -10-f-15 -lO-f-15 5-г-ЗО 5-г-ЗО —16--9 —15-f—9 Дифференциал, °C 2-7-6 2-^-6 2-7-8 2-7-8 3-MO 3-HO 2 3,5-7-10 2 3,54-10 2 3,5-f-lO 7 3-^8 Наполнитель ) 1 Фреон-12 J Фреон-22 Фреон-12 1 Фреон-22 > Хлорметил . 1 Фреон-12 вращают 'рукоятку его генератора. Стрелка прибора должна установиться на отметке «Бесконечность» шкалы 0,05—100 мгом. Затем 'переключатель ставят в положение Кй ;и вновь (вращают рукоятку до тех пор, пока стрелка не установится на отметке «Ноль»той же. шкалы. Эти показания мегомметра свидетельствуют о его исправности. Для определения величины сопротивления переключатель устанавливают ib положение Мй , а к зажимам «Линия» и «Земля» присоединяют два провода. 'Свободный жонец одного провода крепят к клемме реле температуры, а второго— к винту его корпуса. Вращая ручку генератора мегомметра со скоростью около 120 об/мин, делают отсчет по шкале. Сопротивление не должно быть менее 20 мгом. Электрическую прочность изоляции следует проверять током промышленной частоты напряжением 2000 в в течение минуты. Правилами устройства электроустановок допускается испытывать электрическую прочность более доступным способом, с помощью измерителя заземления типа МС-0,8, генератор которого развивает напряжение до 2500 в. Измеритель имеет три предела измерения: от 0 до 1000, от 0 до 100 и от 0 до 10 ом. Клеммы измерения h и h, ?т и Ег соединяют перемычками. Провод от одной перемычки (присоединяют «к клемме реле температуры, а от второй — 'к винту его корпуса. Перед испытанием измеритель проверяют. Для этого его переключатель устанавливают в положение «Регулировка» и начинают 'вращать рукоятку генератора со скоростью около 135 об/мин, одновременно поворачивая головку реостата до тех (пор, пока стрелка прибора не установится на красной риске шкалы. Для измерения развиваемого 'напряжения к прибору подключают вольтметр. После этого переключатель переводят в положение «ИзмерениеXI», т. е. на предел измерения до 1000 ом и вращают рукоятку генератора со скоростью 105—115 об/мин в течение 10—20 сек. Эту скорость поддерживают одну минуту. При скорости вращения рукоятки около ПО об/мин на испытываемый прибор подается напряжение 2000 в. Результат испытания считают положительным, если стрелка измерителя выходит за отметку шкалы 1000 ом. Это значит, что пробоя изоляции не произошло. После испытания напряжение снижают до нуля в течение 10—20 сек. Инж. Л. Г. КАПЛАН
62 Консультация № 3 Вопросы и ответы Техник-холодилыцик Н. С. Конькова (г. Москва) опрашивает, какое устройство можно применить в машинном отделении холодильника для подогрева воды за счет использования тепла перегретых паров аммиака и разрешается ли подобная установка Правилами техники безопасности? Ответ. На крупных холодильниках целесообразно иметь установку для использования тепла перегретых паров аммиака, нагнетаемых компрессорами в конденсатор. Такая установка (рис. 1) эксплуатируется на Московском холодильнике № 9 в течение ряда лет. Она предназначена для нагрева воды, подаваемой © оттаивательный сосуд льдогенератора блочного льда. Ягг^ Рис. 1. Вода нагревается двумя элементами 14-труб- ного элементного конденсатора 1, соединенных между собой последовательно и подключенных к одному из нагнетательных трубопроводов 2. Элементы расположены в машинном зале холодильника и укреплены на стойках из швеллера № 14. Диаметр элемента 245X7 мм, диаметр внутренних труб 38X3,5 мм, тепло-передающая поверхность каждого элемента 6,6 ж2. На нагнетательном трубопроводе установлен проходной запорный вентиль 3 диаметром 150 мм, с помощью которого пары аммиака направляются через кольцо подогревателя. Для этого вентиль 3 закрывают, а вентили 4 диаметром 80 мм на обводных магистралях открывают. В аммиачный подогреватель 5 поступает вода по трубопроводу диаметром 50 мм. Пройдя последовательно по семи ходам нижнего элемента, вода поступает во второй элемент, а затем—в верхний трубопровод, нагреваясь при этом до температуры, которая несколько выше температуры конденсации паров аммиака. Общий вид аммиачного подогревателя показан на рис. 2. Вода циркулирует через аммиачный подогреватель и оттаивательный сосуд с помощью центробежного насоса ЦНШ-40 диаметром 40 мм, установленного в помещении льдогенератора. I В других случаях, когда теплая вода используется для душевой или хозяйственных нужд, устанавливать насос не нужно. Рис. 2. Применение аммиачного подогревателя обеспечивает в ряде случаев работу льдозавода независимо от работы (котельной, что позволяет сократить расход топлива. Кроме того, уменьшение перегрева паров аммиака в подогревателе создает в маслоотделителе условия для уменьшения уноса масла в систему. Все это улучшает работу холодильных аппаратов и батарей. В соответствии с правилами техники безопасности на аммиачных холодильных установках (изд. 4, 1960 г., § 20) разрешается устройство дополнительного запорного вентиля на нагнетательном трубопроводе между компрессором и конденсатором при наличии теплообменных аппаратов для использования тепла перегретых паров аммиака. В случае, когда подогреватель отключен, этот вентиль должен быть запломбирован в открытом положении. Инж. М. Г. ДИК
К 60-летию В 17 апреля 1964 г. исполнилось 60 лет одному из руководящих работников холодильной промышленности, 'инженеру Василию Яковлевичу Кокореву. В. Я. Кокарев родился в семье крестьянина- бедняка в деревне Троица Московской области. Трудовая жизнь его началась очень рано. В первые годы после революции В. Я. Кокорев работает подручным слесаря на Московском заводе «Поставщик». Отсюда в 1919 г. он уходит добровольцем па фронт. С 1920 г. Василий Яковлевич работает на Московском холодильнике № 3, вначале грузчиком, а в последующие годы — -кладовщиком и товароведов!. После почти десятилетней работы на холодильнике В. Я. Кокорев, по решению МК ВКП(б), в 1929 г. выдвигается в Московский союз потребительских обществ, где занимает должности заведующего холод ил ыю- складскпм отделом, заместителя директора и директора Московского холодильника имени XVI партсъезда. Окончив без отрыва от производства Ленинградский технологический институт холодильной промышленности в 1936 г., Василий Яковлевич работает вначале директоров Московского холодильника ЛЬ 7, затем Московского хладокомбината Л1> 8, а с 1938 г. — начальником Гл а в хл адо прома. Я. Кокорева В 1939 г. В. Я. Кокорев назначается заместителем Наркома мясной и молочной промышленности СССР. Руководя главным управлением холодильной промышленности, он проводит большую работу по строительству новых холодильников, реконструкции и расширению действующих с организацией при них производственных цехов. При его активном участии в стране была создана новая отрасль пищевой промышленности — производство мороженого и были организованы цехи по выпуску свежезамороженных плодов и ягод. В годы Великой Отечественной войны Василий Яковлевич, оставаясь 'на посту заместителя министра, одновременно выполняет функции уполномоченного Государственного комитета обороны и Совета Министров СССР на Во л гогр адском, Южном, Сев ер о - К ав к а зеком, Закавказском, 3-ем и 4-ом Украинских фронтах. После войны В. Я. Кокорев возглавляет работу по восстановлению разрушенных холодильников в стране. В 1953 г. Василий Яковлевич назначается начальником Главхолода, а в 1954 г. — заместителем министра торговли СССР. С 1959 г., в 'связи с ликвидацией Министерства торговли СССР, он является членом коллегии и начальником управления техники и капитального строительства Министерства торговли РСФСР. В. Я. Кокорев успешно руководит строительством новых и расширением действующих распределительных холодильников. За свою плодотворную деятельность Василий Яковлевич награжден двумя орденами Ленина, орденами Красной Звезды и Трудового Красного Знамени, а также медалями. В. Я. Кокорев принимает активное участие в общественной работе, являясь членом Ученого совета ВНИХИ, членом научно-технического совета по координации научно-исследовательских и опытных работ по холодильной технике и технологии при ВНИХИ, а также ч л ен ом р едко л л еги и жури а л а «Холодил ьн а я техника». Редакция журнала «Холодильная техника» от имени своих читателей сердечно поздравляет Василия Яковлевича Кокорева со знаменательной датой и желает ему доброго здоровья и многих лет плодотворной деятельности.
На XI Международном конгрессе по холоду УДК 621.5б/.59:061.3 Доклады на 3-й комиссии XI Международного конгресса по холоду В 3-ю комиссию было представлено 45 докладов, в том числе 4 от Советского Союза. В докладах освещены результаты исследований, конструкции и данные по эксплуатации холодильных машин и их элементов. В статье изложено содержание некоторых из наиболее интересных докладов делегатов зарубежных стран. Испытания ребристых воздухоохладителей Э. Бренденг — Норвегия В докладе приведены результаты испытания шести ребристых воздухоохладителей на фреоне-12. Диаметр медных труб воздухоохладителей ^тр = 15,9—19,1 мм, толщина алюминиевых ребер 0,3—0,75 мм,, их эффективность 8 — 0,8, коэффициент оребрения 2=15,2—23,7. При ^о==—28°, г=23,7 и скорости воздуха 2,8 м/сек значениям скорости фреона на выходе из испарителя о>фр = 1,5; 4,5; 13,5 м/сек соответствуют следующие коэффициенты теплопередачи: k = 3,8; 6; 9,8 ккал/м* час град, «вн =130; 275; 1500 ккал/м2час град и «нар = = 18 ккал/м® час град. Изменение скорости фреона — результат различного способа соединения четырех секций, из которых состоит каждый воздухоохладитель: ^фр==1,5 м/сек получено при параллельном соединении всех секций, ^фр =13,5 м/сек — при последовательном. Таким образом, последовательное соединение секций резко улучшило теплообмен. В испарителе с dTp =15,9 мм при U=—30° и С= <*нар е г=300 ккал/м2 час град максимальный теплосъем с 1 м труб достигнут при длине секции LonT ^22 м; при С=600 ккалдм2 час град ?опт = 16 м. Если /о=—10°. то значению С=300 ккал/Ы2 час град соответствует ?<>пт =25—30 м, а С=600 ккал/м2 час град — Lom =20 м. В докладе показана целесообразность внутреннего оребрения труб воздухоохладителей. Смазка машин, работающих на фреоне-22 В. Я. Зееман — ФРГ и Л. Д. Шеллард — Англия В докладе приведены новые данные по подбору масел для компрессоров, работающих на фреоне-22. Предложенные ранее («Kaltetechnik», 1956, № 1 и 1957, № 5) синтетические масла, смешивающиеся с фре- оном-22 при температуре до — 70°, дороги и недостаточно стойки. Авторы проверили возможность использования для смазки смесей минеральных масел с алкилированным бензолом. Хорошие результаты получены при весовом содержании масла в смеси, равном 30%. При вязкости масла Ебо=3,7° B7,5сст) и /о=—40° в смеси растворяется 83% фреона-22. Если использовать масло с Eso=2,9°, указанная концентрация фреона-22 может быть достигнута при U——46°. Наиболее подходящей для герметичных компрессоров домашних холодильников оказалась смазка (смесь ал- килированного бензола с минеральным маслом) со следующими характеристиками алкилированного бензола/смеси: плотность при 15° 0,878/0,878 г/см3; температура вспышки 173°/180°; вязкость при 20° Его= 15,8/18,4 A19,9/140 ест); Eso=2,91/3,30; температура выпадения хлопьев <—74°/—52°; максимум кривой растворимости фреона-22 <—74°/—35°. Следует иметь в виду, что использование описанных смесей может привести к разбуханию некоторых ее ртов прокладочной резины. Влияние теплообмена между капиллярной трубкой и линией всасывания на производительность малых герметичных компрессорных установок К. Рольсгард, К. В, Вальбёрн — Дания Описаны опыты, позволившие выяснить оптимальную конструкцию теплообменника для домашнего холодильника. Опыты проведены с компрессором холодопроизводи- тельностью Qo=136 ккал/час при U=—15°, /к = 50° и синхронной скорости вращения 3000 об/мин. Капиллярная трубка с ^нар =2 мм, dm =0,8 мм и /=3500 мм была припаяна на расстоянии /i = 1000 мм к всасывающей линии диаметром 1/4". Часть трубки (/г=800 мм) соединяла припаянный участок с конденсатором, а часть (/3= 1700 мм) — с испарителем. Для сравнения проведены опыты с капиллярной трубкой, не соприкасавшейся со всасывающей линией, т. е. без теплообменника. В таблице даны характеристики установки при наличии указанного теплообменника и без него. Величины, полученные без теплообменника, обозначены со штрихом. При длинах h и /з участков капиллярной трубки, отличающихся от указанных выше, Qo снизилось на 5—8%. При размещении участка трубки h внутри всасывающей линии величина Qo также снизилась примерно на 5%и
68 На XI Международном Конгрессе по холоду № 3 и ^ -25 —15 -5 <у 3§ 62 106 157 <^ - «3 60 95 133 и 51 59 69 о - а 51 60 70 6 1 СО ? 96 124 158 6 со ^ 95 124 160 о - о 1 Ч^ 0 4 6 10 и 44 50 59 N.4 О 47 54 63 - So s»» о 38 43 48 * "S* о 19 19 17 Примечание. N — мощность, потребляемая электродвигателем компрессора; ^кт и ^к\«,— температура жидкости, входящей в капиллярную трубку, (и пара перед компрессором; *об — температура обмотки электродвигателя. Важным преимуществом применения теплообменника испытанной конструкции является предотвращение отпотевания всасывающей линии. Питание высокоэффективных испарителей Г. Лоренцен — Норвегия В докладе рассмотрено влияние характеристик ТРВ и кратности циркуляции на производительность испарителей, особенно небольшой емкости. Исследована работа батарей с внутренней (безнасосной) циркуляцией жидкости и новой системой регулирования (рис. 1). Трубчатая батарея 7 питалась чере> штуцер / и терморегулирующий винтиль 2. Смесь пара Рис. 1. Система питания испарителя с внутренней циркуляцией холодильного агента. и жидкости поступала из батареи 7 в отделитель жидкости 4. Жидкость через диафрагму 8 перетекала в нижнюю часть отделителя и затем по стояку 3 попадала снова в батарею. Пар отсасывался по штуцеру 5. Интенсивность циркуляции определялась высотой столба жидкости над диафрагмой. В верхнюю часть отделителя был вставлен снабженный электрическим подогревателем чувствительный элемент 6. Эта система проста и надежна в эксплуатации, имеет хорошие динамические характеристики. Рассматривая работу испарителей при насосной циркуляции, автор отдает предпочтение системе с нижней подачей жидкости, обеспечивающей более равномерное распределение холодильного агента, чем система с верхней (подачей. \ ' '.-...... г J В докладе подчеркиваются преимущества высокой кратности циркуляции, когда большая часть тепла передается от стенок труб к жидкости. При большой скорости движения жидкости теплоотдача к ней выше, чем к медленно движущемуся кипящему холодильному агенту. При этом основная часть пара образуется в специальной камере, которую проходит нагретая жидкость. Система рекомендуется для низкотемпературных установок. К N" % 150 too йп_ 50 0J 0,5 1 5Г Ю ~t кг/икал So Рис, 2. Зависимость N Со О I N' и • от- Со Со ,. |ОЧ, Со . ч —г- (ф-12); ——т- (аммиак); N На рис. 2 показана зависимость характеристик водо- . охладителей от интенсивности циркуляции холодильного агента. На графике приведены количество проходящего через испарители холодильного агента G кг/час, холодопро- изводительность аппаратов Qo и мощность N, потребляемая компрессором и циркуляционным насосом. Обозначения Qo и N относятся к установкам с испарителями, в которых происходит многократная циркуляция, С и Nr— к установкам (водоохладителям) с ис-
№ 3 Доклады на 3-й комиссии XI Международного конгресса по холоду 69 парителями обычного типа. Размеры компрессора и охладителя в сравниваемых системах одинаковы. Кривые относятся к температурам кипения 5° и 10°. Увеличение кратности циркуляции оказывается особенно выгодным в машинах, работающих на фреоне-12. Объем, занимаемый жидкостью, содержащейся в трубах испарителя К. Линге — ФРГ Для определения емкости ресивера и количества холодильного агента, которое надо ввести в систему, необходимо знать, какую часть внутреннего объема 'труб батарей занимает жидкость при разных способах питания испарителя и режимах работы установки. Автором получена формула для подсчета относительного объема L (в°/о), занимаемого жидкостью в зависимости от степени сухости пара перед испарителем х\ и за ним х>\ отношения удельных объемов пара и жидкости v"\v'\ отношения .скорости пара и скорости жидкости w"/w', 1 —Ху I i .ln_iK^ + L Xo - 'X\ [ v' w" ~ J w w" 1 (*2 %)r W" 1 — xx 1 — xl\vf w v w i \ IT W $ 8 7 6 5 3 Z 1 h- / о;з \ 1 f \xr0,0 TpC ^rS-. 1 -. Ml ЦфУ 106 5 103 v" Ж1 v7 w" -/ L от х1 и Рис. З. Зависимость vn w' при x% 1. V w" На рис. З дана зависимость L от указанных величин при х2—1, т. е. при полном испарении жидкости, поступающей в испаритель (например, при питании через ТРВ). м г / v" w На <рис. 4 дана зависимость L = ср L? * —; — V ы V w', при *i = 0, т. е. когда в трубы испарителя поступает только жидкость (испаритель с насосной циркуляцией). Как видно из рис. 3, при обычно небольшой области изменения xi относительный объем, занимаемый жидкостью, также изменяется в узких пределах. Но сухость пара на выходе из испарителя может изменяться в очень широких пределах (рис. 4), и связанная с этим разница в L может быть тоже весьма значительной. В системах с большой кратностью циркуляции (например, в системе труб ледяного поля искусственных 100 \ 90 80 7о\ 60 50 40 30\ 20\ ш\ Тя-4 1 Ш0001 ! ч Пг^- ш >11ш [тч\ ГШ05 1П\\ Ttnom ч!^4^ ^ N J 1 > 4111 Г\| 1 Гч i 1 К ill! irlii 10г W V W' j Т7 W^ } Рис. 4. Зависимость L от х2 и W W" при Х\ = 0. катков), где в трубах выкипает только часть подаваемой жидкости, изменения нагрузки, температуры кипения и отношения v"\v' приводят к необходимости подачи в испаритель или удаления из него значительного количества жидкости. Это обусловливает установку ресиверов большой емкости. В докладе дан пример расчета размера ресиверов для систем, работающих на фреоне-12 и аммиаке, при значительных колебаниях нагрузки и температуры кипения. О гашении пульсаций давления в нагнетательной линии высокооборотных поршневых компрессоров Е. Калецкий — Австралия Автором предложен гаситель пульсации и проведена его экспериментальная проверка на двух компрессорах. Один из них—двухцилиндровый с синхронной скоростью вращения я=1500 об/мин работал во время опытов на фреоне-12 при /?о=2,55—3,25 ата, рк=6,6—13,6 ата и на фреоне-22 при ро=4,52—5,08 ата, рк = 12,2—20 ата. Другой компрессор — бессальниковый с двумя двухцилиндровыми блоками, расположенными с разных сторон общего электродвигателя, работал на фреоне-12. Мощность его электродвигателя 7 л. с. Ослабление пульсации достигается путем разделения газового потока и, соответственно, энергии колебаний на две части и последующего объединения их таким образом, чтобы пульсации этих частей не совпадали по фазе и при наложении ослаблялись. Гаситель пульсаций состоит из трубы с двумя байпасами. Протяженность первого (по ходу пара) байпаса больше, чем шунтирующего его участка на половину длины волны основной частоты пульсации, а протяженность второго — из половицу длины волны второй гармоники*
7G На XI Международном конгрессе по холоду № 3 Гаситель, использованный на четырехцилиндрозом компрессоре, показан на рис. 5. На участке J—3 нагнетательной линии двух левых цилиндров находится Рис. 5. Гаситель пульсаций на четырехцилиндровом компрессоре. i  В U . U 1 "UjjKc/CM —п 1 Рис. 6. Диаграмма пульсаций давления нагнетания четырехцилиндровогэ компрессора: Л — без гасителя, Б— после установки гасителя, В — нулевая линия прибора, измерявшего пульсации. байпас 1—2—3, а на участке 4—6 — байпас 4—5—6. Такой же гаситель установлен на двух правых цилиндрах. Нагнетательные линии обеих пар цилиндров соединяются в точке 7. На рис. 6 показаны диаграммы давления нагнетания: линия Л — в точке 8 (см. рис. 5), линия Б — в точке 9 и нулевая линия измерительного прибора. Как видно из графика, пульсация давления за гасителем не превышает пульсации на нулевой линии. В двухцилиндровом компрессоре при указанных условиях испытания достигнуто ослабление пульсаций в 5—10 раз. Были также проведены опыты по применению этого метода ослабления колебаний для снижения шума, производимого компрессором. Уровень шума на низких частотах, измеренный на расстоянии 1,22 м от открытой нагнетательной линии, снизился при установке описанных гасителей на 15—20 дб. Применение этого метода снижения пульсации особенно перспективно для высокооборотных компрессоров, работающих на холодильных агентах с большим молекулярным весом (фреонах). В таких компрессорах длины волн преобладающих частот достаточно малы, и гасители могут иметь весьма простую конструкцию и небольшие размеры. Возможности и проблемы термоэлектрического охлаждения Г. М. Эльвинг — США Производимые сейчас в массовом количестве полупроводниковые материалы с эффективностью 2=3X10-*-^-- дают возможность создавать малые холодильные устройства с таким же значением холодильного коэффициента е, как у абсорбционных машин. Однако термоэлектрические устройства обладают тем преимуществом, что имеется возможность их эффективного использования в двухтемпературных установках (например, в домашних холодильниках с морозилками) путем разделения батареи на два каскада, каждый из которых будет работать в режиме с ?тах. Двухтем- пературные абсорбционные или компрессионные малые холодильные машины обычно одноступенчатые и поэтому работают при наиболее низкой температуре кипения в энергетически невыгодном режиме. Стоимость термоэлектрической батареи производительностью 100 вт при At—40° с ветвями диаметром 7 мм и высотой 3,2 мм составляет по данным, приводимым в докладе, 25 долларов; при диаметре ветвей 5 мм и высоте 1,6 мм стоимость может быть снижена до 6—7 долларов. - Основное термическое сопротивление 'батареи сосредоточено в прокладках, изолирующих (электрически) пластины от теплопередающих и тепловосиринимающих поверхностей. Применяемые сейчас прокладки из слюды, синтетических пленок (например, милара) смазывают для улучшения теплового контакта силиконовыми маслами. При этом батарею приходится стягивать болтами, которые вызывают дополнительные потери холода. В случае применения для изоляции слоя лака требуется очень тщательная механическая обработка соединяемых поверхностей. Кроме того, лаки обладают большим термическим сопротивлением. Такая же тщательная и, следовательно, дорогая обработка поверхностей требуется при создании изоляционного слоя путем анодирования. Пленки, образующиеся при анодировании, непрочны и часто разрушаются при стягивании батареи болтами. При тепловой нагрузке на коммутационные пластины, равной ~ 1 вт/см2, перепад температуры в анодированном контакте может достигать 5°. Автор рекомендует для отвода тепла и для электрической изоляции применять предложенные недавно керамические плитки. С одной стороны к плиткам припаивают коммутационные пластины, с другой—ребра или теплоотводящую плиту. Места пайки предварительно металлизируют. Плитки изготовляют из окиси алюминия, окиси бери- лйя и других, хорошо проводящих тепло материалов. Пробивное напряжение плитки из окиси алюминия 230 в на мил (90 кв\см), ее коэффициент теплопроводности 0,186 вт/см град, а термическое сопротивление при толщине 0,5 мм равно 0,268 см2 град/вт C,12 • 10~б м2 час град/ккал). При Q = l вт/см? указанному термическому сопротивлению соответствует дг«о,з°.
_Новости УДК 664.8.037.5.002.51 Усовершенствованная схема охлаждения В настоящее «время на холодильных установках, в частноспи в стараморозильньих аппаратах, преимущественно применяется фреон-22, который, по сравнению с |ШГ р?— Т d ^-Л 12 \Ю 11 \ iV Циркуляционная схема с автомагическим удалением масла из системы. фреоном-!2, обеспечивает лучшие объемные и энергетические показатели. В связи с этим представляет интерес циркуляционная схема охлаждения на фреоне-22 с автоматическим удалением масла из системы (см. (рисунок). Усиленная циркуляция жидкого фреона-22 с помощью герметичного насоса позволяет наиболее равномерно подавать жидкость в испаритель или плиты контактных многоплиточных скороморозильных аппаратов. Из нагнетательной стороны циркуляционного насоса 1 по трубопроводу 2 отводится примерно 10% жидкого фреона-22 с некоторой примесью масла и через термо- регулирующий вентиль 3 направляется в теплообменник 4. В нем происходит испарение жидкости в результате теплообмена с фреоном-22, поступающим из конденсатора 5. Остающееся при этом в жидком виде масло автоматически с помощью поплавкового устройства б по трубопроводу 7 возвращается через всасывающую линию 8 в компрессор 9. Испарившийся в скороморозильных аппаратах фреон-22 поступает в отделитель жидкости 70, откуда в жидком виде по тр<убопроводу 11 направляется к насосу /. Данная система обеспечивает также переохлаждение жидкости перед входом в терморегуширующий ветиль /2. «Die Kaltep, 1963, № 5. УДК 621.565.9.71:546.212 Холодильный агрегат для охлаждения воды Фирмой «Крайслер эйртемп» выпущен новый ряд агрегатов для охлаждения воды с поршневыми компрессорами на фреоне-^. Холодопроизводительность компрессора от 60000 до 300000 ккал/час. Агрегаты шолностью монтируются на заводе-изготовителе; на месте требуется только присоединить их к водопроводу и электрической сети. Агрегат холодопроизводительяоетью 300000 ккал/чае занимает всего лишь 1,8 м* площади пола и весит менее 2 т. Длина его не 'превышает 2000 мм, ширина 890 мм. Новый агрегат изображен на рисунке. Для сравнения представлен выпускавшийся до сего времени агрегат такой же холодопроизводительности с двумя радиальными компрессорами и одним электродвигателем. Агрегаты «Крайслер эйртем|п» имеют безрамную конструкцию. Испаритель и конденсатор расположены рядом и образуют опору для бессальникового компрес-
72 Новости иностранной техники № 3 сора. Малые размеры аппаратов достигнуты благодаря тесному расположению труб -в пучке. Агрегат заключен в звукопоглощающий кожух. С помощью автоматического регулирования холодопроиэводительности температура воды поддерживается постоянной (колебания не превышают ±1°). Эта же фирма одновременно выпустила ряд агрегатов для охлаждения воды с одноступенчатыми турбокомпрессорами на фреон'е-il'l холодопроизводительностью от 150000 до 600000 ккал/час. Размеры наибольшего агрегата этого ряда 1450X4100 мм. Компрессор с числом оборотов около 10000 в минуту, зубчатая передача (редуктор) и двухполюсный герметичный электродвигатель с водяным охлаждением заключены в звукопоглощающий кожух. Конденсатор и испаритель расположены в общем кожухе. Пучки труб обоих аппаратов могут быть демонтированы и в случае необходимости заменены. «The Journal of Refrigeration», September/October, 1963, vol 6, № 5. УДК 621.512 Крупнейший поршневой компрессор Компрессоры со встречным движением поршней являются наиболее современными из горизонтальных компрессоров двойного действия. ¦трехступенчатого сжатия азотоводородной смеси до 365 пг/см2, трехступенчатого сжатия воздуха и сжатия аммиака в системе холодильной машины. Большое На ^рисунке слева показан восьмицилиндровый компрессор, построенный фирмой «'Кларк» для завода синтетического аммиака (для производства удобрений). Два таких компрессора обслуживают установку производительностью 360 т аммиака в сутки. 'Компрессоры предназначены для одновременного че- число цилиндров позволяет объединить в одной машине три различных /компрессора. iKoMjnpeccop приводится от электродвигателя мощностью 5900 кет. На рисунке справа показан восьмиколенчатый вал с ^плоскостями колен, расположенными под углами 45° друг к другу. Диаметр вала 395 мм. «Modern Refrigeration and Air Control», October, 1963, vol 66, № 767,
№ 3 Замораживание грунта под фундаментом 73 Замораживание грунта под фундаментом УДК. 624.131.436.6 В районах вечной мерзлоты в Гренландии не оринято устраивать под оборудование и здания фундаменты в связи с трудностью их сооружения. Для этой цели используют мерзлый (Грунт, Чтобы (предотвратить возможность его оттаивания 'под действием тепла, выделяемого во время работы машин, .применяют холодильные агрегаты. На рисунке показан холодильный агрегат, работающий на фреоне-12, для замораживания грунта под генератором. Холодопроизводительность агрегата при температуре кипения —120° и конденсации 25° составляет 4000 ккал/час. (Охлаждаемый в испарителе 7 воздух прогоняется вентилятором 2 через воздуховод 3 под основание машины и вновь (подается в испаритель. Летом агрегат работает то замкнутому циклу три закрытых шибера,х на воздуховодах 4 и 5. Вентилятор действует непрерывно. Работой компрессора 6 автоматически управляет термостат 7, датчик которого расположен внутри обратного воздуховода 8. Компрессор включается, если температура воздуха выше 0°, и выключается, когда она становится ниже — 8°. Маноконтроллер 9 блужит для защиты агрегата эт превышения допустимого давления конденсации. При чрезмерном понижении давления кипения компрессор останавливается под действием прессостата 10. Подача жидкости в испаритель контролируется ТРВ // с распределителем жидкости. При оттаивании компрессор выключают вручную. Теплый воздух забирается из помещения вентилятором через клапан, находящийся непосредственно перед испарителем, и выбрасывается через клапан на воздуховоде 3. Зимой, когда температура окружающего воздуха ниже _80', холодильная часть агрегата выключается и вентилятор прогоняет под генератор холодный наружный воздух. Если температура окружающего воздуха выше 0°, термостат выключает компрессор. Общий вид и схема работы установки: А — летний цикл, В — зимний цикл, С цикл оттаивания. «Das Danfoss Journal», 1962, № 2. СПРАВОЧНЫЙ ОТДЕЛ Приборы, применяемые для автоматизации аммиачных холодильных установок В настоящее время некоторые приборы, применяемые для автоматизации аммиачных холодильных установок, либо устарели, либо не удовлетворяют требованиям правил эксплуатации и техники безопасности. Приведенные ниже данные об основных приборах позволяют выбирать их в соответствии с принятыми нормами и схемами автоматизации (см. статью «Автоматизация оборудования компрессорных цехов колодильнт- ков» в настоящем номере журнала). При этом приборы с электрическими контактами могут устанавливаться в компрессорном цехе, если они имеют закрытое или взрывозащищенное исполнение. 13 публикуемых таблицах не приведены сведения о соленоидных вентилях. В настоящее время промышленность выпускает соленоидные мембранные вентили типа СВМ и поршневые типа СВА. Оба типа вентилей имеют диаметры условного прохода 15, 25 и 40 мм и снабжены электромагнитами, рассчитанными на работу от постоянного тока напряжением 110 и 220 в и от переменного тока напряженем 127, 220 и 380 в. Во всех новых проектах автоматизации аммиачных холодильных установок рекомендуются вентили типа СВМ, за исключением случаев, когда перепад давлений на входе и выходе меньше 0,2 кг/см2. В таблицах приведены данные по состоянию к началу 1964 г.
74 Справочный отдел № 3 Таблица 1 Реле давления и разности давлений Тип прибора РДА РДА-В (РДА-П) РДА-2 РД-1В-01 РД-2В-03 РКС-1 РКС-1В Наименование прибора Реле давления аммиачное: низкого давления высокого давления То же: низкого давления высокого давления То же: низкого давления высокого давления Реле давления То же Реле контроля смазки То же ч о »»» К • Л ев О cue a 0,15-3,3 14-И8 -0,54-3,3 6-18 —0,854- -0,15 54-12 -0,3-4-4 7-4-19 Разность давлений 0,24-1,8 Разность давлений 0,24-1,8 Технические характеристики Я7? Он «у» 0> •©¦ со к я ч Я" Регулируемый 0,44-1,2 лируемый не более 3,0 Регулируемый 0,4-4-1,2 лируемый не более | 3,0 Регулируемый 0,15-4-0,6 лируемый не более 3,0 Регулируемый 0,44-2,5 Регулируемый 2-^5 лируемый не более 0,3 лируемый не более 0,35 * "к 2 5 * а м * я о к <и я s АсО ВС о о ч С >>сО — — — — ±0,2 ±0,5 ±0,15 ±0,15 «о W со л са дно 2 у н S S — ~ к я w Я д со О о as а ъ 150 J 1 } 150 I 1 150 j 300 300 150 300 о н v * « 3 О СО щ о. При понижении давления При повышении давления При понижении давления При повышении давления При понижении давления При повышении давления При понижении давления При повышении давления При понижении разности давлений При понижении разности давлений а» о я а> Л О _ 2 я <J 2s я 5 н ЯВ„ f о «s j» S * еие 12 20 10 1 20 12 19 15 25 Давление 12, разность давлений 5 Давление 15, разность давлений 6 Назначение Защита компрессора от понижения давления всасывания и повышения давления нагнетания; контроль работы водяных насосов То же П Защита ступени низкого давления двухступенчатой установки от понижения давления всасывания и повышения давления нагнетания Защита компрессора от понижения давления всасывания Защита компрессора от повышения давления нагнетания Защита компрессора от нарушений работы масляного 1 насоса; контроль работы байпаса 1 ступени (сброс давления из промежуточного сосуда); контроль работы аммиачных насосов Примечание Для новых раз-работок не рекомендуется, так как не удовлетворяет условиям взры- вобезопасности Выполнено в соответствии с требованиями взрывобезопас- ности. Серийный выпуск намечен на 1964 г. См. примечание к реле РДА Приборы прошли межведомственные испытания и переданы для изготовления опытной партии;исполнение взры- во защищенное, категория ВЗГ См. примечание к реле РДА См. примечание к реле РД-1В-01 и РД-2В-03
№ 3 Приборы, применяемые для автоматизации аммиачных холодильных установок 75 Таблица 2 Си . ° к о. 1 Е- с ТРД-3 ТР- -1В-02 ПТР-2 ЛР-1- -02 АМУР ТР-200 ТР-170 ДЛР- -01 и 1 Наименование прибора Температурное реле двух- позиционное, манометрическое То же Температурное реле двух-. позиционное, полупроводниковое Логометр показывающий с регулирующим двухпо з и ц ионным устройством Машина для многоточечного двухпозици- онного регулирования температуры Температурное реле двухпози- ционнсе, дила-| тометрическое То же Ло г ометр цифференциаль- 1ый, показывающий с регули- эующим двух- позицион н ым устройством v «1 1 х 1 »"¦ о* я я ° о ае «ао CuC Q, —25^-0 -20—8 j —20-5-10 -30—-5 — lO-f-15 -50-^50 -50-^100 -42+4 i 25—200 25-170 О-т-25 Техническая характеристика я си s ? J et Cf Регулируемый 2+8 Регулируемый 2+8 Регулируемый 0,5-7-5 — лируемый 0,3, регулируемый 0,3+3 лируемый 5 лируемый 4 лируемый ДО 0,7 1 В и О ,- о О s Я * м ИМ04 а о s <У Я Я О. сз сз t- н ч О О со | С >»со ±1 ±1 ±0,5 4-1,5 ±2,2 ±0,8 ±5 | ±4 ±0,7 [ я о SB* ? о оэ ? К О яОя as н 150 300 500 500 300 30 30 500 «3 * о о 2 j « S При понижении температуры То же По заказу: при повьиге- нии или понижении температуры То же При понижении температуры При по- | вышении темпера-i туры То же При снижении разности температур я о К Я н ? Я о 1 ча 2,5 л* 3 ж Линия сопротивлением не более 15 ом То же, не более 5 или 15 ом То же, не более 15 ом Любая " Линия противлением не более 5 или 15 ом Назначение Примечание Регулирова-) Исполнение закры-| ние температуры кипения холод ильного агента То же Регулирование температуры в камерах и температуры кипения холодильного агента Регулирование температуры в камерах Регулир о в а- ние температуры в камерах и температуры кипения холодильного агента Защита компрессоров от повышения температуры нагнетания и темпера-i туры смазки Управление водяными насосами тое Прибор прошел межведомств енны е испытания и передан для изготовления опытной партии. Исполнение взр ыв оз а - щищен'ное, категория ВЗГ Исполнение общепромышленное. Комплектуется полупроводниковым термодатчиком Работает в комплекте с термометром сопротивления градуировки 23. Исполнение общепромышленное Выпускается на 40, 60 и 80 точек (по заказу). Исполнение общ ел р ом ы ш л ен но е. Точки с увеличенным дифференциалом — по 2 на каждые 10. Имеется измерительное устройство. Работает в комплекте с термометрами сопротивления градуировки 23. И сп о л н ен и е общепромышленное. В 1964 г. разрабатывается модель в закрытом исполнении Исполнение общепромышленное. Работает с термометрами сопротивления градуировки 23.
76 Справочный отдел № 3 Таблица 3 Приборы регулирования и сигнализации уровня аммиака Тип прибора РУ-4 ПРУ-2 ПРУД ЭСУ и МЭСУ Наименование прибора Реле уровня поплавковое с индуктивным датчиком Реле уровня поплавковое (шариковое) с полупроводниковым усилителем Регулятор уровня двух- позиционный с поплавковым сервоклапаном (неэлектрический) Электронный сигнализатор уровня, емкостный Технические характеристики ?* в-* я % 30ч-80 10^-40 1ч-2 S? Л д Л » && Я to cd О О о 500 500 500 3 «J л " ? S P Я СО Ж Оля а о, х По заказу: при повышении или пс. нижении уровня То же При повышении или понижении уровня о S . О» <и 18 18 16 18 Дистанционно с.ть Линия тивлением не более 30 ом То же, не более 200 ом До 5-7-10 ж 0,6-г- 100 м Назначение Регулирование, защита и трехпо- зиционная сигнализация уровней Регулирова н и е уровней и защита компрессоров от гидравлических ударов Регулирование уровней в сосудах \ Регулирование, сигнализация уровней и защита компрессоров от гидравлических ударов Примечание Для новых разработок не рекомендуется Датчик в искробез- опасном исполнении, усилитель — в общепромышленном. Усилитель устанавливается вне помещения компрессорного цеха Исполнение искро- и взрывобезопасное. При больших скоростях изменений уровня (до 200 мм/мин) размах колебаний до 60 мм; при малых скоростях (менее 50 мм]мин)—АО 1 -т-б мм Для новых разработок не рекомендуется. Могут быть использованы только модификации в искро- безопасном исполнении датчика и закрытом исполнении электронного блока Канд. техн. наук И. А. ПАВЛОВА, инж. В. С. УЖАНСКИЙ
№ 3 Дифференциальный регулирующий логометр 77 УДК 621.565.59-52 Дифференциальный регулирующий логометр Для предупреждения возможности работы компрессора в -режиме -влажного хода Всесоюзным научно-исследовательским институтом холодильной промышленности и -конструкторским -бюро Ереванского завода приборов разработан прибор—дифференциальный регулирующий логометр типа ДЛР (рис. 1). Прибор служит для измерения разности температур А/ кипения и всасывания (перегрева) на .пинии всасывания, сигнализации о снижении этой разности против заданной, а на автоматизированных холодильниках — для регулирования подачи холодильного агента в испарители. Прибор может быть использован и для других объектов, где необходимо измерять и регулировать разносгь температур в двух точках. Измерительная часть прибора представляет собой магнитоэлектрический логометр класса 2,5. Датчиками служат медные термометры сопротивления градуировки 23. Для регулирования и сигнализации использовано фотореле с задатчиком. Как видно из электрической схемы прибора (рис. 2), термометры сопротивления включены по схеме вычитания (в прилегающие плечи моста). При этом на шкале прибора отсчитывается разность температур, измеряемых термометрами сопротивления № 1 и № 2. Термометр № 1 должен всегда -находиться при температуре, ниже или равной температуре термометра № 2. Фотореле смонтировано в корпусе логометра и соединено с задатчиком, ручка которого находится на внешней стороне прибора, под шкалой. Фотореле состоит из фотосопротивления ФС, сигнальной лампы ЛС, экрана Э и выходного реле. Экран, укрепленный на стрелке прибора С, передвигаясь вместе со стрелкой, перекрывает световой поток от сигнальной лампы, связанной с задатчиком. Последовательно с фотосопротивлением включена обмотка выходного электромагнитного реле Р. При освещенном фотосопротивлении, т. е. когда разность температур двух термометров находится в пределах заданной, контакты выходного реле замкнуты (ток в обмотке реле достаточно велик, для удержания контактов в замкнутом состоянии). Когда разность температур снижается до величины, установленной задатчиком, экран перекрывает световой поток, ток в обмотке выходного реле уменьшается, контакты размыкаются. Для поддержания (или сигнализации) заданной разности температур, задатчик устанавливают против соответствующего значения на шкале Ш прибора. Так как прибор предназначен для предотвращения излишнего снижения разности температур, стрелка его измерительной части должна всегда находиться справа от стрелки задатчика. Питание электрической схемы прибора обеспечивает - ся расположенным внутри логометра трансформатором Т и двухполупериодными выпрямителями Д\ и Д.>. Выходные клеммы трансформатора присоединены к сети переменного тока. Контакты выходного реле включаются в цепь (сигнализации или регулирования. Прибор предназначен для утопленного монтажа. Нормальная работа ДЛР обеспечивается при температуре окружающего воздуха 0—35° и относительной влажности до 80°/о. Рис. 2. Электрическая схема прибора. Техническая характеристика прибора Пределы измерения разности температур Д/,°С 0-^-25 Рабочие температуры, °С —35-^—0 Напряжение питающей сети, в 2,20 Класс прибора 2,5 Разрывной ток выходного реле, а 0,1 Габаритные размеры, мм 295Xi210Xil25 Вес, кг . 4 Рис. 1. Дифференциальный регулирующий логометр. В таблице приведен перечень возможных неисправностей прибора ДЛР и указаны способы их устранения.
78 Справочный отдел № 3 Характер неисправностей Возможные причины Способы устранения Стрелка прибора отклонилась вправо до упора Стрелка прибора отклонилась влево до упора Стрелка прибора находится в неустойчивом положении Прекращение регулирования подачи холодильного агента в испарители при работе прибора Обрыв: а) в цепи соединительных проводов; 5) в термометрах сопротивления; в) в схеме внутренних соединений логометра; г) в подгоночной катушке Короткое замыкание: а) в цепи соединительных ПрОВОДОВ; 5) в термометрах сопротивления; в) в схеме внутренних соединений логометра Плохой контакт в цепи соединительных проводов логометра 1. Обрыв: а) в цепи питания; б) в цепи фотосопротивления; в) в осветительной цепи % Вышли из строя: осветительная лампа, фо тосопр от и в л ен ие, реле, 'конденсатор, трансформатор, выпрямитель а) проверить соединительные провода; б) заменить термометры 'сопротивления; в) заменить логаметр; г) перемотать катушку и вновь подогнать сопротивление линии; а) проверить соединитель ные /провода; 5) заменить термометры сопротивления; в) заменить логометр Проверить все контакты и места спая 1. Найти и устранить 2. Заменить прибор Дифференциальные логометры ДЛР были испытаны на Московском холодильнике N° ИЗ. Их применяли для защиты компрессоров от работы в режиме влажного хода и для регулирования подачи холодильного агента в испарители. Приборы оказались надежными в эксплуатации. Канд. техн. наук И. А. ПАВЛОВА, инженеры Л. А. ГОЛОВАЦКАЯ, Р. С. МАНУКЯН ^aBBaBBISSaBBBEBB3lllBBBgSSBflBBBlggBBBIEilBBBBBSllBflBBIii3BBBBBDS!:2BIBBESeSBBBBglilflEBBEBg3BEBBE5BBBBBB6SBBBBBBBISBflBBB6ESBBBBBBBBr; | ЛЕНИНГРАДСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ 1 I ХОЛОДИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ I 1 ОБЪЯВЛЯЕТ ПРИЕМ В АСПИРАНТУРУ 1 «И Ml Е а) С отрывом от /производства (очная) по специальностям: Е Е 1. Холодильные машины!, машины и аппараты глубокого охлаждения и кондицио- Е Е нирования. Е Е 2. Теоретические основы теплотехники. Е Е 3. Холодильная технология пищевых продуктов. ; Е 5 4. Техническая микробиология. Е б) Без отрыва от производства! (заочная) по специальностям: Е 3. 4. Машины и аппараты пищевой (промышленности. 2. Холодильные машины, машины и аппараты глубокого охлаждения и кондицио- Е нирования. Е Теоретические основы теплотехники. Е Холодильная технология пищевых продуктов. ? Приемные испытания будут проводиться с 15 сентября по 1 октября 1964 г. | Заявления о приеме подавать на имя ректора института до 10 сентября '? 1964 г. по адресу: Е г. Ленинград, Ф-2, ул. Ломоносова, д. № 9. Е 1аавваввввавваввввввв1вввававзаававв&§&ввввв11вввава1аввваввбвввввввввваввввваааввввваввввввив1ваввв№авввв1вввввв11111Ш11а1ввв|!
СОДЕРЖАНИЕ Ш. Н. Кобулашвили, А. А. Гуревич. Состояние и перспективы автоматизации промышленных холодильных установок 1 В. С. Ужанский, М. Г. Иоанно. Автоматизация оборудования компрессорных цехов холодильников 5 И. А. Павлова, Л. А. Головацкая, В. 1W. Шавра. Полупроводниковый измеритель разности температур для настройки ТРВ 14 К. Д. Тимошенков. Реле контроля смазки типа РКС-1 17 Р. М. Лазебник. Применение терм о со противлении при автоматизации холодильных установок . ... 20 И. Н. Шварц. Расчет пластин нагнетательных клапанов фреоновых герметичных iKOiMirpeooopoB 23 Л. Г. Мельниченко, Е. Д. Крицкий, Б. Д. Редкозуб, Ю. В. Глувко. Исследование различных систем охлаждения герметичных компрессоров ^.8 А. Г. Ротенберг, С. Э. Мешалова. Испытание конструкционных материалов в холодильных агентах 33 X. А. Абдульманов. Климатические зоны испарительного охлаждения воздуха ... 40 Б. Ф. Лифанов. О применении теплоизоляционного сотой ласта 45 Т. Ф. Пименова, М. Г. Гродник. Условия обеспечения минимального расхода тепла в десорбере 47 Н. А. Головкин, К. К. Страхович. Экспериментальное изучение процессов, протекающих в яблоках при охлаждении и замораживании 49 Обмен опытом М. М. Берковский. Автоматическое регулирование температуры в камерах хранения овощей и фруктов 54 А. Я. Чупахин, Б. В. Верменский. Бесконтактный датчик протока жидкости .... 56 А. Д. Тезиков. Автоматическое регулирование температуры углекислого газа перед конденсатором 57 Консультация Л. Г. Каплан. Ремонт реле температуры манометрического гипа 59 М. Г. Дик. Вопросы и ответы 62 Хроника Ф. П. Бабин. Основоположник холодильной технологии 63 Памятное собрание 65 Научно-техническая конференция по холоду в Молдавии ' 65 На XI Международном конгрессе по холоду Доклады на 3-й комиссии XI Международного конгресса по холоду 67 Новости иностранной техники Усовершенствованная схема охлаждения . 71 Холодильный агрегат для охлаждения воды 71 Крупнейший поршневой компрессор . 72 Замораживание грунта под фундаментом . 73 Справочный отдел И. А. Павлова, В. С. Ужанский. Приборы, применяемые для автоматизации аммиачных холодильных установок 73 И. А. Павлова, Л. А. Головацкая, Р. С. Манукян. Дифференциальный регулирующий логометр. 77 РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ: Ш. И. Кобулашвали (редактор), проф. И. С. БаЪмлькес, Б. С. Вейнберг, А. А. Гоголан, В. М. Горбатов, М. А. Горбунов, М. Г. Дик, В. П. Зайцев, С. Г. Ильченко, Д. И. Кобзев, В. Я. Кокорев, Н. /7. Любимов, П. С. Максимов, М. С. Мартынов, В. И. Матвеев, М. Я. Мертешов, П. А. Минеев, И. И. Родин, Д. Г. Рютов (заместитель редактора), В. И. Филаткин, А. Н. Фомин, В. И. Шелапутин Адрес редакции: Москва, ул. Костякова. 12. Телефон Л 0-00-34 доб. 49. Т-09815. Подписано в печать 16/VI 1964 г. 84X1081/ie. Печ. л. 5 (привел. 8,4). Уч.-изд. л. 8,87. Тираж 10050. Заказ 618. Цена 60 коп. Типография «Гудок». Москва, ул. Станкевича, 7.