Прогр кондиц - Владивостокский государственный университет

1
Федеральное Агентство образования Российской Федерации
Владивостокский государственный университет
экономики и сервиса
Институт информаций, инноваций и бизнес систем.
Кафедра сервиса и технической эксплуатации автомобилей
КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ВОЗДУХА АВТОМОБИЛЕЙ
Учебная программа курса и методические рекомендации
по специальности 190500.62 «Эксплуатация транспортных средств».
Владивосток 2010
2
ББК
Учебная программа по дисциплине «Техническая эксплуатация автомобилей» рассчитана для студентов
четвертого курса специальности 190500.62 «Эксплуатация транспортных средств». разработана для очной
и заочной форм обучения. Предметом курса является техническая эксплуатация, как один из основных
предметов специальности. Наряду с организационно-методическими указаниями и описанием дисциплины,
она содержит контрольные вопросы для самостоятельной проверки освоенного материала. Программа
рекомендует современную литературу (основную и дополнительную), которая позволяет качественно и
глубоко изучить данную дисциплину.
Составитель: Герасименко В.Я., доцент кафедры СТЭА
Утверждена на заседании кафедры СТЭА
Рекомендуется к изданию методическим советом института информационных технологий и
технических систем ВГУЭС
© Издательство Владивостокского государственного университета
экономики и сервиса, 2010
3
ВВЕДЕНИЕ
Дисциплина «Кондиционирование воздуха автомобилей» рассматривает санитарногигиенические основы комфортного кондиционирования воздуха на автомобильном
транспорте; конструкции холодильных машин, обслуживающих установки
кондиционирования воздуха, в том числе и теплоиспользующих машин; принципы
регулирования систем; техническое обслуживание и ремонт оборудования и приборов
установок кондиционирования воздуха.
1. ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
1.1. Цели и задачи изучения дисциплины
Целью дисциплины является изучение установок кондиционирова-ния воздуха (УКВ)
автомобилей, конструкций компрессоров, аппаратов, приборов, и принципов
регулирования систем. Задачей курса является формирование у студентов практических
навыков по техническому обслуживанию и ремонту оборудования и приборов УКВ, по
эксплуатации стендового оборудования для вакуумирования, зарядки холодильным
агентом холодильных машин УКВ, перевод холодильных машин на озонобезопасные
холодильные агенты (ретрофиту).
1.2. Связь с другими дисциплинами
Для изучения дисциплины необходимы глубокие знания термодинамики, теплопередачи,
аэрогидродинамики, холодильной техники и теории автоматического регулирования,
электротехники и др.
1.3. Компетенции, которые должен приобрести студент в результате изучения
дисциплины
В результате изучения дисциплины студент должен приобрести следующие компетенции:
o способность анализировать направления развития конструкций компрессоров систем
кондиционирования автомобильного транспор-та(легкового, грузового, пассажирского);
o знание принципов конструктивных особенностей типов систем кондиционирования
воздуха(термоэлектрических, парокомпрессионных, теплоиспользующих);
o навыки применения теплотехнических расчетов в определении экономической
эффективности различных систем кондиционирования воздуха;
o иметь представление о достижениях науки и техники, передо-вого зарубежного опыта в
области совершенствования систем кондиционирования воздуха;
o приобретение навыков проведения технических расчетов в экспериментальном
исследовании, проектировании автомобильных систем кондиционирования воздуха;
o понимание перспектив применения новых холодильных агентов, применяемых на
автомобильном транспорте, по сохранению экологии и защите окружающей среды.
1.4. Основные виды занятий и особенности их прове-дения при изучении
дисциплины
1.4.1. Лекционные занятия
Лекционные занятия проводятся в учебных аудиториях в объеме 2 часа в неделю.
1.4.3. Лабораторные работы
Лабораторные работы проводятся в специализированной лаборатории № 4404. Для
проведения лабораторных работ используется учебное пособие: Клюшин А.И. Системы
кондиционирования воздуха и рефрижерация на автомобильном транспорте: учеб. пособ.
– Ч. 1. – Владивосток: Изд-во ВГУЭС, 2000. – 140 с.
1.5. Виды текущего, промежуточного и итогового контроля знаний студентов по
дисциплине и способы их проведения
Форма отчетности за изучение курса – зачет. По ходу чтения и изучения курса действует
рейтинговая система, состоящая из 100 бал-лов. Седьмая и четырнадцатая недели
семестра являются временем промежуточных аттестаций, в ходе каждой из которых
студент может получить по40 баллов максимально, которые складываются из посещаемости лекционных занятий, активности на них и результатов защиты лабораторных
4
работ. В ходе итоговой аттестации (зачета) студент может получить еще 20 баллов
(максимально), имея в виду при этом, что результат соответствующий: Текущий,
промежуточный и итоговый контроль осуществляется с использованием организационных
форм и количественных показателей контроля, закрепленных для данной дисциплины в
соответствии с действующей системой оценки успеваемости студентов во ВГУЭС.
Текущий контроль осуществляется в означенные преподавателям сроки по результатам
работы студентов на каждом лабораторном заня-тии над отчетами по лабораторным
работам. Промежуточный контроль осуществляется путем проведения про-межуточных
аттестаций в виде тестирования. Изучение курса завершается зачетом, который включает
проверку теоретических знаний студента и приобретенных практических навыков работы.
Обязательным условием допуска студента к зачету является выполнение всех
лабораторных работ. Для заочной формы обучения проводится зачет в форме аттестации,
учитывается количество выполненных и защищенных лабораторных работ,
индивидуальных домашних заданий.
5
2. СОДЕРЖАНИЕ КУРСА
2.1. Теоретические занятия
Тема 1. Санитарно-гигиенические основы кондиционирования воздуха
Общие сведения о связи метеорологических кондиций окружаю-щей среды с тепловыми
ощущениями человека. Эффективная темпера-тура. Эквивалентно-эффективная
температура. Радиционно-эффектив-ная температура. Метод результирующих
температур. Условия форми-рования микроклимата в салоне автомобиля. Основные
требования к системам комфортного кондиционирования воздуха. Санитарно-гигиенические нормативы для воздушной среды салона автомобиля.
Тема 2. Определение тепловой нагрузки установки кондиционирования воздуха
Тепловыделения нагретых поверхностей. Тепловыделения электро-оборудования и
вентиляторов. Тепловыделения людей и тепло, вноси-мое вентилятором. Влаговыделения
в салоне и количество тепла, отни-маемого при конденсации влаги из воздуха.
Теплоприток от окружаю-щего воздуха через ограждения салона. Теплоприток вследствие
солнеч-ной радиации. Теплопритоки при открывании дверей. Итоговые данные
калорического расчета. Тепловой, влажностной и газовый балансы са-лона автомобиля.
Тема 3. Обработка воздуха в системах комфортного кондиционирования воздуха
Очистка воздуха от пыли. Ионизаторы и стерилизаторы. Нагревание и увлажнение
воздуха. Водяные и электрические нагреватели. Процессы охлаждения и осушения
воздуха в летний период. Построение процессов обработки воздуха на I – d диаграмме.
Расчетные параметры внутреннего и наружного воздуха для установок
кондиционирования. Определение производительности системы кондиционирования
воздуха.
Тема 4. Защита от шума в системах кондиционирования воздуха
Основные понятия о шуме и его характеристики. Звуковое давление. Сила звука.
Низкочастотные, среднечастотные и высокочастотные звуки (шумы). Порог слышимости.
Порог болевого ощущения. Уровень интен-сивности звука. Уровень звукового давления.
Уровень звуковой мощно-сти (дБ). Источники возникновения шума в системах
кондиционирования воздуха и меры борьбы с шумом. Основы аэродинамического расчета
системы кондиционирования. Распределение обработанного воздуха.
Тема 5. Аппараты холодильных машин УКВ
Тепловой расчет воздухоохладителей непосредственного испарения. Расчет водяных
воздухонагревателей. Расчет электрических воздухонаг-ревателей. Подбор и расчет
увлажнителей воздуха. Расчет конденсаторов с воздушным охлаждением. Расчет
рекуперативного теплообменника.
Тема 6. Техническая эксплуатация установок кондиционирования воздуха
автомобилей
Подготовительные работы и пуск холодильной установки. Опти-мальные режимы работы
холодильной установки и основные причины отклонения от них. Особенности
эксплуатации компрессоров и аппара-тов. Основные способы устранения отклонений от
оптимального режи-ма работы установки. Обслуживание хладоновых установок.
Испытание холодильной установки давлением. Вакуумирование системы холодиль-ного
агента. Зарядка установки холодильным агентом и маслом. Призна-ки нормальной работы
холодильной установки. Влага и воздух в системе холодильного агента и их удаление.
Признаки недостатка фреона в сис-теме и дозарядка системы. Неисправности в работе
холодильных установок.
Тема 7. Стендовая проверка холодильной установки и испытание установок
кондиционирования воздуха
Основные стендовые испытания оборудования:
– теплотехнические – с целью определения холодопроизводитель-ности,
теплопроизводительности, расходов теплоносителей, выходных параметров воздуха;
6
– аэродинамические – с целью определения полного давления воз-духа, создаваемого
оборудованием, потерь напора в воздушном тракте и расхода воздуха;
– акустические – для определения уровня шума вокруг оборудова-ния, на входе и выходе
воздуха и измерение звуковой вибрации;
– испытания автоматики – с целью выяснения ее работоспособно-сти по поддержанию
заданных параметров.
– принцип действия стендового оборудования. Подготовка обору-дования к эксплуатации.
– проведение обслуживания установок кондиционирования с по-мощью стендового
оборудования. Техническое обслуживание стендово-го оборудования. Возможные
неисправности стендового оборудования.
Тема 8. Принципы автоматического регулирования установок кондиционирования
воздуха
Задачи автоматизации УКВ и основные понятия. Типы приборов автоматического
регулирования систем кондицио-нирования. Принципы действия основных элементов
систем автомати-ческого регулирования УКВ. Принципы действия схем автоматического
регулирования УКВ. Способы регулирования температуры и влажности воздуха и статического давления в воздуховодах. Анализ с помощью I-d – диаграммы процессов
регулирования. Понятие о термодинамической модели УКВ. Графическое изображе-ние
термодинамической модели УКВ. Регулирование параметров микро-климата.
Тема 9. Автоматический температурный контроль УКВ
Особенности системы кондиционирования воздуха, оснащенной АТК. Основные и
дополнительные функции АТК. Принципиальная схема и составные части системы АТК.
Функции и проверка составных частей АТК. Работа системы автоматического управления.
Проверка при неис-правностях АТК.
Тема 10. Система поддержания оптимального климата в салоне автомобиля
Автоматический климат контроль – АКК. Что такое автоматический климат контроль.
Принципиальная схема системы АКК и схемы воздушных потоков. Функции,
выполняемые системой АКК: функции регулирования и дополнительные функции.
Устройства, входящие в систему АКК. Диагностирование неисправно-стей. Функция
самодиагностирования. Выбор функции и проверка дей-ствия исполнительных
механизмов. Справочная таблица для диагности-рования неисправностей.
Тема 11. Рабочие вещества холодильных машин
Термодинамические свойства рабочих веществ холодильных ма-шин. Теплофизические,
химические, физико-химические и физиологи-ческие свойства рабочих веществ. Влияние
свойств рабочих веществ на конструкцию и эксплуатационные свойства холодильных
машин. Озо-нобезопасные холодильные агенты и ретрофит в холодильных системах.
Тема 12. Циклы и схемы паровых холодильных машин
Цикл паровой холодильной машины с регулирующим вентилем. Охлаждение жидкого
холодильного агента перед регулирующим венти-лем. Цикл паровой холодильной
машины с адиабатным процессом сжа-тия. Методы сокращения необратимых потерь
цикла холодильной ма-шины. Регенеративный цикл паровой холодильной машины. Цикл
со сжатием рабочего вещества по правой пограничной кривой. Использование бинарных
растворов (неазеатропных смесей) в качестве рабочих веществ паровых холодильных
машин. Расчет теоретического цикла па-ровой одноступенчатой холодильной машины.
Тема 13. Холодильные компрессоры установок кондиционирования воздуха
Поршневые компрессоры. Объемные потери действительного рабо-чего процесса
компрессора: объемный коэффициент полезного действия, коэффициент
дросселирования, коэффициент подогрева, коэффициент подачи. Энергетические потери
действительного процесса компрессора: среднее индикаторное давление, индикаторный
коэффициент полезного действия, механический коэффициент полезного действия,
относитель-ный коэффициент полезного действия. Радиальный поршневой компрес-сор.
7
Ротационный пластинчатый компрессор. Ротационный компрессор с катящимся ротором.
Спиральный компрессор.
Тема 14. Парокомпрессионные холодильные машины УКВ
Принципиальные схемы. Использование парокомпрессионных хо-лодильных машин в
качестве теплового насоса. Коэффициент преобра-зования (отопительный коэффициент)
теплового насоса.
Тема 15. Теплоиспользующие холодильные машины
15.1. Абсорбционные холодильные машины
Принципиальная схема. Тепловой баланс абсорбционной холодиль-ной машины.
Тепловой коэффициент. Цикл абсорбционной холодильной машины в диаграмме -i
(концентрация – энтальпия).
15.2. Эжекторные холодильные машины
Водяные эжекторные холодильные. Принципиальная схема ЭХМ. Принципиальная схема
эжектора. Тео-ретический тепловой коэффициент. Действительный цикл ЭХМ в диаграмме S-T. Тепловой баланс. Коэффициент эжекции. Фреоновые эжек-торные
холодильные машины.
Тема 16. Термоэлектрические установки кондиционирования воздуха
Охлаждение воздуха полупроводниковыми термоэлементами. Эф-фективность
термоэлемента. Принцип действия термоэлемента. Схемы охлаждения горячих спаев.
Локальное охлаждение воздуха для водите-лей автомобилей. Тепловой баланс на спаях
термопары в стационарных условиях: режим минимальной температуры холодных спаев;
режим максимальной холодопроизводительности; режим максимальной
холодопроизводительности при ограниченном числе элментов и заданном токе питания;
режим максимальной энергетической эффективности.
Тема 17. Техника безопасности при ремонте и эксплуатации холодильных установок
кондиционирования воздуха
Основные требования техники безопасности. Классификация холо-дильных установок.
Общие требования к машинам, аппаратам и балло-нам. Электрооборудование. Испытание
машин и аппаратов давлением. Автоматическая защита и регулирование. Первая
доврачебная помощь.
2.2. Практические занятия
Работа № 1. Изучение устройства, измерение мертвого объема ци-линдра компрессора
системы кондиционирования воздуха автомобиля.
Работа № 2. Калориметрические испытания фреоновых компрес-соров систем
кондиционирования воздуха автомобилей.
Работа № 3. Изучение конструкции и аэродинамические испыта-ния воздухоохладителя
холодильной машины.
Работа № 4. Изучение конструкции фильтра-осушителя холодиль-ной машины и
исследование процесса регенерации адсорбента.
Работа № 5. Определение герметичности системы фреоновой хо-лодильной машины.
Работа № 6. Исследование кривой давления насыщенного пара хо-лодильных агентов.
Работа № 7. Определение содержания воды в холодильных агентах.
Работа № 8. Исследование цикла парокомпрессионной холодильной машины.
Работа № 9. Конструкции, настройка терморегулирующих венти-лей холодильных машин
систем кондиционирования воздуха.
Работа № 10. Ретрофит холодильного оборудования автомобилей.
8
3. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИЗУЧЕНИЮ КУРСА
3.1. Перечень и тематика самостоятельных работ студентов по дисциплине
Самостоятельная работа студентов по дисциплине «Кондиционирование воздуха
автомобилей» предусматривает подготовку к выполнению практических работ,
подготовку к текущему, промежуточному и итоговому тестированию. Выполнение
индивидуального задания преду-смотрено для всех форм обучения. Тематика
индивидуального задания определяется студентами и согласовывается с преподавателем и
в целом совпадает с темами лекций и практических работ. Для заочной формы обучения
предусмотрено выполнение контроль-ной работы, а также подготовка к выполнению
практических работ и к итоговому тестированию.
Тематика контрольных работ студентов заочной формы обучения
1. Санитарно-гигиенические основы кондиционирования воздуха.
2. Определение тепловой нагрузки установки кондиционирования воздуха.
3. Обработка воздуха в системах комфортного кондиционирования воздуха.
4. Защита от шума в системах кондиционирования воздуха.
5. Аппараты холодильных машин УКВ.
6. . Техническая эксплуатация установок кондиционирования воз-духа автомобилей.
7. Стендовая проверка холодильной установки и испытание уста-новок
кондиционирования воздуха.
8. Принципы автоматического регулирования систем кондициони-рования воздуха.
9. Автоматический температурный контроль СКВ.
10. Система поддержания оптимального климата в салоне автомо-биля.
11. Рабочие вещества холодильных машин.
12. Циклы и схемы паровых холодильных машин.
13. Холодильные компрессоры систем кондиционирования воздуха.
14. Парокомпрессионные холодильные машины УКВ.
15. Теплоиспользующие холодильные машины.
16. Термоэлектрические установки кондиционирования воздуха.
17. Техника безопасности при ремонте и эксплуатации холодильных установок
кондиционирования воздуха.
9
4. СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
4.1. Основная литература
1. Степанов С.Т., Евдокушин С.Л. Автомобильные кондиционеры. Эксплуатация,
диагностика, заправка, ремонт. – М.: Легион-Автодата, 2001. – 64 с. 2. Альтгаузен
А.Л., Ласточкин С.А. Кондиционеры и климатиче-ские системы. – М.: Атласы
автомобилей, 2002. – 144 с. 3. Бабакин Б.С., Выгодин В.А. Спиральные
компрессоры в холо-дильных системах: монография. – Рязань: Узорочье, 2008. –
379 с. 4. Бабакин Б.С., Выгодин В.А., Кулагин В.Н. Диагностика работы малых
холодильных компрессоров: учеб. пособие. – Рязань: Узорочье, 2007. – 302 с. 5.
Курылев Е.С., Оносовский В.В., Румянцев Ю.Д. Холодильные установки. – СПб.:
Издательство Политехника, 2000. – 575 с. 6. Быков А.В., Калнинь И.М., Крузе А.С.
Холодильные машины и тепловые насосы. – М.: Агропромиздат, 1998. – 286 с. 7.
Лашутина Н.Г., Суедов В.П., Полушкин В.Н. Холодильно-компрес-сорные машины
и установки. – М.: Колос, 1994. – 431 с. 8. Холодильные машины / А.В. Бараненко,
Н.Н. Бухарин, В.И. Пе-карев и др., под ред. Л.С. Тимофеевского. – СПб.:
Издательство Поли-техника, 1997. – 985 с. 9. Бабакин Б.С., Выгодин В.А., Кулагин
В.Н. Оборудование, прибо-ры и технические средства для сервиса холодильных
систем. – Рязань: Узорочье, 2006. – 302 с. 10. Бабакин Б.С., Стефанчук В.И.,
Ковтунов Е.Е. Альтернативные хладагенты и сервис холодильных систем на их
основе. – М: Колос, 2004. – 302 с. 11. Система кондиционирования иностранных
автомобилей. Уст-ройство, принцип работы, ремонт, заправка: практическое
руководство / под. ред. С.В. Афонина. – М.: Понч и КО, 1997. – 112 с.
4.2. Дополнительная литература
1. Холодильные машины / под. ред. Н.Н. Кошкина. – Л.: Машино-строение, 1985. –
512 с.
2. Покорный Е.Г., Щербина А.Г. Расчет полупроводниковых охла-ждающих
устройств. – М.: Наука, 1969. – 205 с.
3. Примеры расчетов по курсу "Холодильная техника" / Г.Д. Аве-рин, А.М.
Бражников, А.И. Васильев, Н.Д. Малова. – М.: Агропромиз-дат, 1986. – 183 с.
4. Юдин Е.Я. Борьба с шумом. – М.: Госстройиздат, 1964. – 205 с. 19
5. Нуждин А.С., Ужанский В.С. Измерения в холодильной технике: справочное
руководство. – М.: Агропромиздат, 1986. – 368 с.
6.Холодильные установки / Чумак И.Г., Чепуренко В.П. и др.; под ред. д-ра техн.
наук, проф. И.Г. Чумака. – 3-е изд., перераб. и дополнен-ное. – М.: Агропромиздат,
1991. – 495 с.
7. Теоретические основы хладотехники. Тепломассообмен / С.Н. Бог-данов, Н.А.
Бучко, Э.И. Гуйго, Г.Н. Данилова, В.Н. Филаткин, О.Б. Цвет-ков; под ред. Э.И.
Гуйго. – М.: Агропромиздат, 1986. – 320 с.
8. Холодильные машины: учебник для вузов / под ред. И.А. Саку-на. – Л.:
Машиностроение, 1985.– 510 с.
9. Клюшин А.И. Кондиционирование воздуха и рефрижерация на автомобильном
транспорте. Часть первая. Лабораторный практикум по дисциплине
«Кондиционирование воздуха автомобилей». – Владиво-сток: Изд-во ВГУЭС,
2000.-140с. 20
10
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .................................................................................................... 1
1. ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ......................4
2. СОДЕРЖАНИЕ КУРСА ........................................................................... 5
3. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИЗУЧЕНИЮ КУРСА ...... 8
4. СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ .................................. ..9