CC BY
35
УДК 621.569.92.041 МАТЕРИАЛОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРИ СЕРВИСНОМ ОБСЛУЖИВАНИ БЫТОВЫХ ХОЛОДИЛЬНИКОВ
А.В.Кожемяченко, М.А.Лемешко, О.С.Маслов
Институт сферы обслуживания и предпринимательства (филиал) Донского государственного технического университета (ИСОиП (филиал) ДГТУ),
346500, Шахты, ул. Шевченко, 147
В статье рассмотрены конструкции стенда для сбора и регенерации холодильного агента, установки для сбора дефектации и регенерации смазочного масла, а также способ его дозирования, обеспечивающих реализацию материалосберегеающих технологий при сервисном обслуживании бытовых компрессионных холодильников.
Ключевые слова: малая холодильная машины, холодильный агент, смазочное масло, сбор, дефекта-ция, регенерация, ремонт, материалосберегающие технологии.
MATERIAL-SAVING TECHNOLOGIES IN SERVICE MAINTENANCE OF HOUSEHOLD
REFRIGERATORS
A.V. Kozhemyachenko, M.A. Lemeshko, O.S. Maslov
Institut service sector and enterprise (branch) of the Don State Technical University (ISOiP(branch) DGTU), 346500, Schachty, str. Shevchenko, 147 The article describes the design of the stand for the collection and recovery of refrigerants, collecting fault detection and recovery of the lubricating oil of small refrigerators material-saving ensuring the implementation of technologies in the repair of household refrigerating appliances
Keywords: small refrigerating machine, the refrigerant lubricating oil, collection, fault detection, recovery, repair, material-saving technology.
Актуальность работы
В настоящее время в эксплуатации у населения находится около 70 млн. бытовых холодильников компрессионного типа, приток которых на ремонтные предприятия постоянно увеличивается. Опыт работы сервисных предприятий по обслуживанию и ремонту бытовой техники показывает, что дефицитное рабочее врем тело R-12 безвозвратно выпускается в атмосферу, разрушая её [1,5].
Выпуск хладона реализуется, как в процессе обкатки холодильных агрегатов, так и в период их разгерметизации при разборке. С учетом того, что средняя доза заправки составляет 0,1^0,12 кг, расход рабочего тела в расчете на страну составляет десятки тонн.
С другой стороны, при ремонте бытовых компрессионных холодильников замена масла производится путем слива отработанного и заправки нового. Однако использование данного метода приводит к значительным потерям хладонового масла. В то же время сервисные
предприятия, которые организовали восстановительный ремонт герметичных компрессоров, испытывают острую нехватку в смазочных материалах. Поэтому проблема повторного использования компонентов рабочей среды холодильных агрегатов, несомненно, актуальна и важна.
В настоящее время на предприятиях-изготовителяхбытовых холодильных приборов применяют двухстадийноевакуумирование до остаточного давления 2660 Па с удаление технологической дозы холодильного агента в окружающую среду. Аналогичный процесс реализуется при разгерметизации системы агрегата во время его разборки в процессе ремонта. Это приводит к неоправданным потерям хладо-на и загрязнению окружающей среды: в составе паров хладона-12 содержатся неконденсирующиеся примеси в виде диоксида или оксида углерода, метана, фтористого или хлористого водорода и др.
1Кожемяченко Александр Васильевич - доктор технических наук, профессор, профессор кафедры Технические системы жилищно-коммунального хозяйства и сферы услугИСОиП(филиал) ДГТУ в г. Шахты, тел.:+7918 503 81 30, email: [email protected];
2Лемешко Михаил Александрович - доцент кафедры Технические системы жилищно-коммунального хозяйства и сферы услуг ИСОиП(филиал) ДГТУ в г. Шахты, тел.:+7 988 252 85 53,email: [email protected]; 3Маслов Олег Сергеевич - студент группы ТМО-П31ИСОиП(филиал) ДГТУ в г. Шахты, тел.:+7 98857044 06 email: [email protected]
В свете современных требований бесполезные потери хладона и нарушение требований экологии представляются недопустимыми.
Разработка принципиально нового технологического оборудования для реализации материалосберегающих технологий
С учетом изложенного, авторами разработана принципиальная схема стенда для сбора и регенерации отработанного хладона (рисунок 1) и реализован экспериментальный обра-зец[2,4].
Стенд содержит компрессор 18, обогреваемый сборник 15 масла, выполненный в виде
кожухотрубного теплообменника с внутренним трубопроводом 16 и нагревателем 17, нагревательную емкость 3, маслоотделитель 13, к которому через запорный вентиль 5 подключена паровая полость сборника 15 масла, первый конденсатор 10 с водяным охлаждением, бай-пасную линию 7 с вторым конденсатором 8 также с водяным охлаждением, ресиверы 21 и 25, причем последний посредством капиллярной трубки 27 подсоединен к выходу дроссельного вентиля 26, датчик температуры 19, микропроцессор 28, нагреватель 4 устройство 1 для подсоединения установки к ремонтируемому герметичному агрегату, фильтр-осушитель 22, вентили 2,5,6,9,11,12,14,20,24,26 и полумуфту 23.
Рисунок 1 - Схема стенда для сбора и регенерации хладагента
При работе стенда с помощью устройства 1 его подключают к ремонтируемому герметичному агрегату. При включении компрессора 18 осуществляют отбор хладагента из агрегата. Дроссельный вентиль 2 снижает давление всасывания, например, с 0,5...0,6 до
0,15...0,2 МПа. Компрессор 18 нагнетает пары хладагента при открытом вентиле 14 в маслоотделитель 13 и далее при закрытом вентиле 12 в первый конденсатор 10, из которого при закрытом вентиле 24 жидкий хладагент поступает в ресивер 21. Далее через фильтр-осушитель
22 при открытии полумуфты 23 жидкий хладагент поступает в емкость для его сбора или подается непосредственно на зарядку герметичного агрегата. При достижении температуры всасывания на входе в трубку всасывания компрессора 18 порядка 333 ^ 338 К срабатывает датчик 19 температуры, который управляет работой микропроцессора 28, сигнал которого включает нагреватель 4 в нагревательной емкости 3, который производит нагрев всасываемого пара до 313 ^ 318 К, что приводит к снижению интенсивности подогрева всасываемого пара в кожухе компрессора 18 до начала сжатия. При этом температура конца сжатия не превышает допустимой.
Для очистки маслоотделителя 13 от масла часть жидкого хладагента из первого конденсатора 10 при открытом вентиле 12 подается в маслоотделитель 13, откуда хладагент при открытом вентиле 5 стекает в обогреваемый сборник 15, по мере заполнения которого при закрытом вентиле 5 включается нагреватель 17 и пар хладагента по байпасной линии 7 при открытом вентиле 6 поступает во второй конденсатор 8, приэтом вентиль 9 закрыт. По мере заполнения второго конденсатора 8, давление в котором ниже, чем в первом конденсаторе 10, открывают вентиль 9, и хладагент подается в первый конденсатор 10, из которого при открытом вентиле 24 производится заполнение ресивера 25.
При достижении вакуумных режимов в процессе отбора хладагента открывается вентиль 26 и по капиллярной трубке 27 часть хладагента подается во всасывающий тракт компрессора 18 перед нагнетательной емкостью 3, что обеспечивает создание небольшого избыточного давления порядка 0,01.0,02 МПа, что приводит к повышению надежности компрессора.
С целью решения вопроса о повторном использовании смазочного масла проведены специальные исследования, в результате которых получен следующий вывод: в тех случаях, когда отказы агрегата не оказывают существенного влияния на качество смазочного масла, имеющаяся в системе доза может быть использована для повторного использования. Полное удаление масла из системы холодильного агрегата целесообразно только при разрез-
ке кожуха герметичного компрессора с последующей промывкой специальными рабочими телами (Я11, Ю0 и т.д).
В противном случае слив масла приводит к перераспределению эксплуатационных отложений оседающих в масляной ванне, в пределах всей конструкции компрессора. Следствием этого явится рост отказов в процессе последующей эксплуатации. Особенно неблагоприятным, с этой точки зрения, является попадание продуктов разложения из износа в зазоры сопрягаемых пар (поршень-цилиндр, корпус-вал, ползун-обойма и т.д.) и клапанный механизм.
На основании вышеизложенного нами разработана установка для дефектации, сбора и регенерации холодильных масел (рисунок 2).
Целью создания установки является удаление из смазочного масла загрязнений и остатков холодильного агента с использованием в качестве рабочих тел хладонов ограниченной и неограниченной растворимости [3].
Установка содержит бак 1 для отработанного смазочного масла, соединенный посредством фильтра грубой очистки 2 с баком-отстойником 3 с уровнемером 4, сливной патрубок которого соединен через фильтр-сборник с масляным насосом 6. Спускной патрубок 7 бака-отстойника 3 подсоединен к баку-распределителю 8, в котором установлены мешалка 9 и паровой патрубок 10, подключенный к всасывающему патрубку компрессора 11, нагнетательный патрубок которого подсоединен к конденсатору 12 водяного охлаждения, соединенному с баком 13 с хладоном неограниченной растворимости и регенерируемым маслом, подсоединенным к баку-отстойнику, в котором расположен затвор-оболочка 14, соединенный с помощью трубопроводов 15 и 16 с всасывающим и нагнетательным патрубками компрессора 11.
Для отделения механических загрязнений предусмотрен бак 17 с хладоном ограниченной растворимости и регенерируемым маслом. Насос 6, посредством фильтра тонкой очистки 18, соединенный с адсорбционными колонками 19 и 20 для поглощения влаги и кислот, подает холодильное масло в сменную тару 21.
Для подачи масла из бака-распределителя 8 в насосе 6 предусмотрен сливной патрубок 22. Для обеспечения процесса регенерации установлены запорные вентили ВШ...ВШ7.
При работе установки отработанное масло в процессе ремонта хладоновых компрессоров после сбора и дефектации сливают в бак 1, откуда оно поступает через фильтр грубой очистки 2 при открытом вентиле ВН1 в бак-отстойник 3 с уровнемером 4 и затвором-оболочкой 14, находящемся в исходном положении. В бак-отстойник 3 поступают также хладоны с ограниченной и неограниченной растворимостью соответственно из баков 17 и 13 через открытые вентили ВН2 и ВН4. Введение хладона с неограниченной растворимостью снижает вязкость масла и увеличивает интенсивность оседания загрязнений на дно бака-отстойника 3, что уменьшает трудоемкость ре-
ализации процесса регенерации, а введение хладона с ограниченной растворимостью - отделение отстоя загрязнений масла. Наличие затвора-оболочки 14 при введении в него газообразного хладона с помощью компрессора 11 по трубопроводу 16 при открытых вентилях ВН5 и ВН12 позволяет предотвратить смешивание осадка с хладоном ограниченной растворимости при удалении масляного слоя посредством спускного патрубка 7 в бак-распределитель 8 при открытом вентиле ВН8. При заполнении бака-распределителя 8 на 0,7 его высоты вентиль ВН8 закрывается и включается мешалка 9, способствующая интенсификации выделения хладона из регенерируемой массы масла, который посредством компрессора 11 через патрубок 10 отсасывается и подается в конденсатор водяного охлаждения 12.
ВН16
Рисунок 2 - Принципиальная схема установки для сбора, дефектиции и регенерации масла
Через сливной патрубок 22 холодильное масло поступает в насос и подается через фильтр тонкой очистки 18 в адсорбционные колонки 19 и 20 и сменную тару 21. При этом вентили ВН14 и ВН15 открыты, а вентиль ВН17 закрыт.
Для удаления осадка загрязнений из бака-отстойника 3 и бака-распределителя 8 их посредством трубопроводов при открытых вентилях ВН9 и ВН10 подсоединяют к фильтр-сборнику 5 разборного типа, откуда масло с хладоном ограниченной растворимости насосом 6 подается вновь в бак-отстойник 3. При этом вентиль ВН7 открыт, вентиль ВН14 закрыт, а затвор-оболочка 14 находится в исходном положении, что обеспечивает удаление из нее хладона по трубопроводу 15 компрессором 4 при открытых вентилях ВН5 и ВН13.
Жидкий хладон из конденсатора 12 при открытом вентиле ВН3 поступает в бак 13 с хладоном неограниченной растворимости и регенерируемым маслом.
Разработка технологий дозирования
смазочного масла
При решении задачи экономии смазочного масла особое значение приобретает разработка способа определения необходимой дозы смазочного масла с целью обеспечения повышения качества ремонта бытовых холодильников и экономии смазочных материа-лов[6]. В связи с этим рекомендуется дозирование осуществлять в установившемся режиме работы компрессора в соответствии с максимальным эксплуатационным противодавлением с предварительной выдержкой агрегата и масла в режиме максимальных эксплуатационных температур и подачей в течении всего времени выдержки на обмотки встроенного электродвигателя стабилизированного напряжения, равного '/г 1ном, причем дозирование заканчивают при стабилизации потребляемой мощности.
Определение необходимой дозы смазочного масла, заправляемого в отремонтированный холодильный агрегат, рекомендуется осуществлять в следующей последовательности. Собранный холодильный агрегат после вакуумирования заправляется необходимой дозой хладона и технологической дозой масла. При этом, в случае замены компрессора на новый или восстановленный в агрегат заправляется доза масла, являющаяся технологической и заниженной по сравнению с требованиями. При замене какого-либо вышедшего из строя другого элемента холодильно агрегата технологической дозой является масло, оставшееся в системе. Таким образом, в обоих случаях в системе холодильного агрегата заведомо достигается недостаточное количество смазочного масла, что упорядочивает процесс достижения его необходимой дозы.
При обкатке и проверке холодопроиз-водительности агрегата с целью сокращения потерь времени выхода испытуемого агрегата в установившейся режим последний подвергают выдержке в термокамере в режиме максимальных эксплуатационных температур (328 ± 0,1К) при подаче в течении 0,5 ч на обмотки встроенного электродвигателя стабилизированного напряжения, равного / номинального. При выходе испытуемого агрегата в установившийся режим наряду с проверкой обмерзания испарителя по РСТ 59-85 контролируют потребляемую мощность. В случае ее заниженной величины осуществляют добавление масла путем принудительной подачи в кожух компрессора до стабилизации напряжения в соответствии с требованиями ГОСТ 16317-83. При этом подача масла осуществляется с помощью масляного насоса при давлении, превышающем давление в кожухе компрессора, через трубопровод с малым расходом.
