Установки систем низкотемпературной техники

Магистрам

Кафедра Э4, созданная еще в 1920 году, — одна из старейших кафедр на факультете, обладает богатейшим опытом преподавательской работы, традициями, передовыми технологиями, новейшими исследованиями! Подготовка студентов осуществляется опытным профессорско-преподавательским составом старейшей низкотемпературной кафедры России, которой в 2020 году исполнится 100 лет. Помимо штатных преподавателей к учебному процессу привлечены преподаватели-совместители, являющиеся авторитетными специалистами и руководителями подразделений ведущих организаций, специализирующихся в области техники низких температур. Пять профессоров кафедры являются членами Международного института холода; восемь штатных преподавателей и семь совместителей — действительные члены и члены-корреспонденты Международной академии холода.

В настоящее время кафедра Э4 осуществляет набор на первый курс по направлениям:
— Холодильная, криогенная техника и системы жизнеобеспечения (бакалавр 4 года)
— Холодильная, криогенная техника и системы жизнеобеспечения (магистр 2 года)
— Специальные системы жизнеобеспечения (специалист 5 лет 10 месяцев)
— осуществляет подготовку аспирантов (аспирант 4 года)
— проводит технические и научно-исследовательские разработки.

На кафедре Э4 реализовано пять магистерских программ:
«Криогенная техника и технологии»,
«Холодильная техника и технологии»,
«Системы кондиционирования воздуха»,
«Регулирование и автоматизация холодильных установок»,
«Специальные системы жизнеобеспечения».

Магистерские программы предназначены для обучения не только преимущественно выпускников, имеющих диплом бакалавра по направлению «Холодильная, криогенная техника и системы жизнеобеспечения», но и любых бакалавров, имеющих техническое образование и необходимые знания для сдачи вступительного экзамена на данное магистерское направление. Благодаря этому выпускник-бакалавр кафедры Э4 сможет получать знания в областях науки и техники не только смежных, но и значительно разнящихся от первоначально полученного образования. Это позволит выпускникам магистратуры работать на стыке различных отраслей, что в настоящее время крайне необходимо для успешного развития. Учебный план подготовки магистров по всем пяти программам по направлению «Холодильная, криогенная техника и системы жизнеобеспечения» имеет следующие общие дисциплины базовой части: «Иностранный язык», «Математическое моделирование», «Методология научного познания», «Основы предпринимательства» и «Вычислительная газогидродинамика, тепломассообмен». Вариативная часть учебного плана определяется магистерской программой. Например, для программы «Холодильная техника и технологии» вариативная часть состоит из следующих дисциплин: «Холодильные машины и установки», «Вентиляционные системы», «Теория кондиционирования», «Расчет и проектирование холодильных машин, аппаратов и установок», а также курсовой работы по этой дисциплине. Программа «Регулирование и автоматизация холодильных установок и систем кондиционирования» создана в связи с необходимостью выпуска специалистов в этой области низкотемпературной техники, обладающих не только базовой подготовкой, но и специальными знаниями компьютерных программ для обеспечения рационального регулирования и автоматизации работы холодильных установок и систем кондиционирования. Согласно данным Международного института холода, в холодильной технике и кондиционировании воздуха 80% выбросов парниковых газов косвенные, т.е. обусловлены потреблением энергии системами охлаждения и кондиционирования. В тех же источниках сообщается, что на холодильную промышленность приходится 17% общего глобального потребления электроэнергии, поэтому вопросы рационального регулирования и автоматизации этих установок крайне важны для экономии энергоресурсов. Кроме того, продовольственная безопасность страны во многом определяется надежностью работы низкотемпературных резервных складов, где осуществляется долговременное хранение значительного количества пищевых продуктов. Вариативная часть учебного плана этой программы состоит из следующих дисциплин: «Холодильная техника», «Вентиляционные установки», «Кондиционирование воздуха», «Средства автоматики низкотемпературных систем», «Регулирование и автоматизация низкотемпературных систем» и курсовой работы по этой дисциплине. Дисциплины вариативной части учебного плана, а также дисциплины по выбору («Программное обеспечение систем регулирования и автоматизации», «Надежность и технический уровень холодильных установок и систем кондиционирования воздуха», «Средства измерения параметров низкотемпературных систем», «Техника проведения эксперимента», «Хладагенты и хладоносители холодильной техники», «Смеси рабочих веществ») подобраны таким образом, чтобы студентам, не имеющим специального образования, дать достаточные знания в области холодильных установок и систем кондиционирования воздуха. В связи с необходимостью знаний юридическо-правовых вопросов студентам читается курс «Правовые аспекты работы на предприятиях отрасли».

Кафедра активно взаимодействует с потенциальными работодателями и обучаясь на кафедре студенты имеют возможности для:

• прохождение практики на предприятии (в том числе и преддипломной);
• участия в лекциях и мастер-классах представителей бизнеса на кафедре;
• участия в ярмарке вакансий и профессиональных форумах;
• прохождения стажировок как в России, так и за рубежом;
• участия во всероссийских и международных конференциях;
• публикаций в российских и иностранных изданиях;

Спрос на выпускников и студентов кафедры «Холодильная, криогенная техника, системы кондиционирования и жизнеобеспечения» МГТУ им. Н.Э. Баумана составляет 110 %. Среди организаций (частные и государственные фирмы, НИИ, учебные вузы и т.д.), куда трудоустраиваются выпускники кафедры по полученной специальности, это: ОАО «Остров», НПО «Наука», ПАО «Криогенмаш», НПО «Гелиймаш», ОАО «Холодмаш», ГНУ ВНИХИ, «Аэроконд», «Фригодизайн», «ГЕА Грассо рефриджерейшн», «Альфа Лаваль», «Даичи», «Промхолод», «Хоневелл», «Лю-вэ», «Эмерсон Климат Технолоджис», «СИАТ», «Русклимат», «Термо Трейд», «Аэрмек», «Эл Джи Электроникс», «Химхолодсервис», «АТЕК», «ЛантаВент», «Данфосс», «Простор Л», «Термокул», «Холтек», «Гюнтнер», «ОНДА», «Комфорт», «Занотти», «Митсубиси Электрик», «Митсубиси Хэви Индастри», «Джонсон Контролс», «Пятый сезон», «Трейн», «Бриз», «Прим Климат», «ИНРОСТ», «Кэрриер», «Бьюфорт», «ХАФИ», «Сиеста», Группа компаний «ФАРМИНА», «Олекс Холдинг» и др.

Подготовка природного газа к транспортировке в трубопроводе

Природный газ широко используют как недорогое топливо с высокой теплотворной способностью (при сжигании 1 куб.м. выделяется до 54 400 кДж). Это один из лучших видов топлива для бытовых и промышленных нужд. Самым распространенным способом доставки газа потребителям является транспортировка по трубопроводам.

Однако, перед подачей в магистральные трубопроводы газ необходимо подготовить, дабы он соответствовал ряду требований. Наиболее сложно достижимыми из них являются температура точки росы по воде и углеводородам. Для соответствия этим требованиям существуют следующие основные решения:

1. Низкотемпературная сепарация (НТС)

Данная технология предусматривает:

• первичную сепарацию газа и улавливание жидкостных пробок во входном газосепараторе;
• охлаждение входного потока газа в теплообменнике газ/газ потоком охлажденного газа;
• охлаждение газа за счет дросселирования потока, здесь могут использоваться дроссель (эффект Джоуля-Томсона), трубка Ранка, турбодетандер;
• последующая сепарация охлажденного газа в низкотемпературном сепараторе газа;
• подогрев подготовленного газа в теплообменнике перед подачей в магистраль.

2. Низкотемпературная конденсация (НТК)

• первичную сепарацию газа и улавливание жидкостных пробок во входном газосепараторе;
• охлаждение входного потока газа в теплообменнике за счет внешнего источника охлаждения, которыми могут быть аппараты воздушного охлаждения (АВО), различные холодильные машины;
• последующая сепарация охлажденного газа в низкотемпературном газосепараторе.

3. Абсорбционная подготовка газа

• первичную сепарацию газа и улавливание жидкостных пробок во входном газосепараторе;
• абсорбционную колонну, в которой жидким абсорбентом поглощается влага, находящаяся в газе;
• выходной газосепаратор, в котором осуществляется осаждение (улавливание) абсорбента.

4. Адсорбционная подготовка газа

• первичную сепарацию газа и улавливание жидкостных пробок во входном газосепараторе;
• адсорбционную колонну, в которой твердым адсорбентом поглощается влага, находящаяся в газе;
• выходной фильтр-сепаратор, в котором осуществляется осаждение (улавливание) адсорбционной пыли.

Метод низкотемпературной сепарации (НТС)

Специфика добычи природного газа заключается в высоких давлениях внутри пласта на первых этапах разработки месторождения. Газ выходит из скважины со значительным давлением, порядка 100-150 атм. и выше, которое можно преобразовать в дешевый холод при дросселировании потока. Поэтому логично, что самый легкий и распространенный вариант обработки газа при таких условиях — это низкотемпературная сепарация газа (НТС), где используется минимум капитальных вложений при удовлетворяющих показателях на выходе. Также, большим плюсом этого метода является простота эксплуатации и обслуживания оборудования. Как правило, основная технология включает в себя несколько сосудов под давлением (сепараторы), несколько теплообменников и дроссель (или турбодетандер).

Рисунок 1. Типичная схема установки низкотемпературной сепарации (НТС)

Описание типичной схемы установки низкотемпературной сепарации (НТС)

Сырой газ со скважин поступает во входной сепаратор, где отделяется жидкая фаза (пластовая вода с растворенными ингибиторами и сконденсировавшийся углеводородный конденсат). Отсепарированный газ направляется в рекуперативные теплообменники 1 для рекуперации холода с дросселированного потока газа. Для предупреждения гидратообразования в поток газа перед теплообменником впрыскивают ингибитор гидратообразования (гликоль или метанол). Охлажденный газ из теплообменников поступает на дроссель или детандер, где за счет дросселирования (или детандирования) падает температура потока. После охлаждения в газ поступает в низкотемпературный сепаратор, где из потока газа отделяются сконденсировавшиеся жидкие углеводороды и водный раствор ингибитора гидратообразования. Сухой газ из низкотемпературного сепаратора проходит через рекуперативный теплообменник 1, где нагревается и далее поступает в рекуперативный теплообменник 2, где нагревает отходящую жидкую фазу из НТС и только потом подается в магистральный газопровод. Жидкая фаза из низкотемпературного сепаратора нагревается в рекуперативном теплообменнике 2 и далее поступает в трехфазный сепаратор, откуда газ выветривания отправляется либо на факел, либо используется на собственные нужды. Водный раствор ингибитора, выводимый снизу трехфазного сепаратора, направляется на регенерацию, а конденсат — на дальнейшую стабилизацию на установку стабилизации конденсата (УСК).

Минусы установки низкотемпературной сепарации (НТС)

При всех плюсах этого метода, стоит отметить один фатальный минус. Примерно через 3-5 лет после начала разработки месторождения, давление добываемого газа начинает постепенно падать, из-за чего НТС теряет свое основное преимущество – дешевый холод. Соответственно, такой способ обработки газа перед его транспортировкой не позволяет стабильно достигать требований по подаче газа в магистральный газопровод, что делает его не только малоэффективным, но и зачастую вовсе бесполезным. Также, из минусов НТС стоит отметить, низкое извлечение конденсата – извлекается только конденсат, находящейся в жидкой фазе. Значительная же часть тяжелых углеводородов остается в газе, из-за чего не достигается требуемая температура точки росы по углеводородам. Это приводит не только к проблемам при эксплуатации трубопроводов, но и к недополученной прибыли для эксплуатирующей организации.

Также, стабилизация конденсата методом выветривания предполагает большие потери, связанные с уносом «ценных» компонентов. Подготовка конденсата в колонне-стабилизаторе позволяет в разы сократить расход газа, сжигаемого на факеле, и увеличить количество конденсата. Выделим основные минусы НТС:

• СОГ не соответствует требованиям СТО Газпром 089-2010
• недоизвлечение конденсата (особенно в летний период)
• потери газа на факеле

Методы, применяемые «ГазСёрф» для исключения данных проблем

Компания «ГазСёрф» предлагает более эффективные решения подготовки газа, направленные на стабильное получение основного продукта (СОГ) необходимого качества, а также максимально возможное извлечение всех субпродуктов из поступающего газа, что позволяет получать не только дополнительные прибыли для эксплуатирующей организации, но и уменьшать сбросы в атмосферу, тем самым избежав/уменьшив штрафы от надзорных органов.

В данной статье мы хотели бы обратить внимание на технологию, которая по своей сути близка к низкотемпературной сепарации, но более продвинута в исполнении, что позволяет избежать всех недостатков, присущих НТС и при этом увеличить эффективность установки в целом: и по получаемым продуктам и по экономическим показателям. Имеется ввиду низкотемпературная конденсация (далее НТК) газа при помощи установки внешнего холода с дальнейшей стабилизацией конденсата, а также возможностью получения таких продуктов как ШФЛУ, СПБТ и конденсат газовый стабильный.

Метод низкотемпературной конденсации (НТК)

Низкотемпературная конденсация (далее НТК) — процесс изобарного охлаждения природного и попутного нефтяного газа, сопровождающийся последовательной конденсацией отдельных компонентов газового конденсата или их фракций при определенном давлении. Осуществляется при температурах от 0 до минус 40°C.

Разделение углеводородных газов методом НТК осуществляется путем охлаждения внешним холодом до заданной температуры при постоянном давлении, сопровождающегося конденсацией извлекаемых из газов компонентов, с последующим разделением в сепараторах газовой и жидкой фаз.
Высокой четкости разделения углеводородных газов путем однократной конденсации и последующей сепарации добиться практически невозможно, поэтому современные схемы НТК включают ректификационные колонны деметанизации/деэтанизации/дебутанизации.
Газовая фаза при этом выводится с установки с последней ступени сепарации, а жидкая фаза после теплообмена с потоком сырьевого газа поступает на питание в колонну деметанизации или деэтанизации для дальнейшей подготовки конденсата.

Использование данного метода за счет искусственного внешнего холода позволяет поддерживать стабильную точку росы вне зависимости от времени года и перепада давлений (в отличие от НТС), и добиваться более глубокого извлечения тяжелых углеводородов. Точка росы по углеводородам при расчете НТС не ниже минус 10 С, а на установках НТК доходит до минус 40 С, что значительно повышает количество жидкого продукта в виде ШФЛУ, СПБТ и конденсата газового стабильного. Кроме того, стабилизация конденсата в колоннах значительно сокращает сбросы газа на факел и увеличивает количество жидких продуктов.

Плюсы установки низкотемпературной конденсации (НТК)

• стабильная точка росы (даже при падении давления газа в скважине) за счет регулирования мощности внешнего холодильного цикла;
• возможность поддержания более низких температур при охлаждении газа, получение за счет этого дополнительных жидких продуктов;
• стабилизация конденсата в колоннах значительно сокращает потери на факел.

Таблица 1. Сравнение дегазации в емкостях и стабилизации конденсата в зависимости от температуры охлаждения в НТС или НТК

1 Термодинамические основы техники низких температур

Общие принципы получения низких температур, превращение энергии в процессах достижения низких температур.

Законы термодинамики и их применение к низкотемпературным системам:

— первый закон – принцип сохранения и превращения энергии, баланс энергии;

— второй закон – принцип возрастания энтропии, необратимость процессов и увеличение затраты работы в циклах;

— третий закон – поведение системы вблизи абсолютного нуля, следствия этого закона;

— обобщенный цикл Карно и его характеристики.

Идеальный и реальный газы. Виды уравнений состояния. Термодинамические и теплофизические свойства газов и их смесей.

Тепловые диаграммы и таблицы термодинамических свойств. Анализ процессов с помощью тепловых диаграмм.

Свойства влажного воздуха. Влагосодержание, относительная и абсолютная влажность.

Процессы получения низких температур в термомеханических системах: дросселирование, изоэнтропное расширение, выхлоп, расширение газа в вихревой трубе.

Процессы получения низких температур с рабочими веществами в твердом состоянии: термоэлектрическое охлаждение, адиабатное размагничивание, десорбционное охлаждение.

Энергетические характеристики охлаждающих систем (удельная холодопроизводительность, коэффициент ожижения, удельная работа, холодильный коэффициент, коэффициент удельных затрат мощности). Степень термодинамического совершенства реальных систем.

Кинетические коэффициенты – теплопроводность, вязкость, диффузия. Методы определения этих величин, характер изменения их при низких температурах.

2 Криогенная техника

Основные этапы развития мировой и отечественной криогенной техники. Рабочие тела криогенных систем и их свойства.

Классические и реальные циклы. Циклы Линде, Клода, Гейландта, Капицы, Клименко, Лондона, Брайтона, Стирлинга, Гиффорда—МакМагона) для охлаждения, термостатирования и ожижения газов.

Циклы с дросселированием. Детандерные циклы. Комбинированные циклы с дросселированием и расширением в детандере.

Многоступенчатые циклы. Типовые ступени охлаждения. Холодопроизводящие процессы в циклах. Холодопроизводительность произвольного цикла. Виды потерь при определенной холодопроиз-водительности. Полезная холодопроизводи-тельность. Методология расчета циклов.

Установки для разделения воздуха и других газовых смесей. Типы и схемы установок, особенности их расчета. Пути совершенствования. Очистка газов, получение редких газов (Kr, Xe, Ne, He).

Поршневые детандеры, принцип действия, идеальная и действительная индикаторные диаграммы, расчетная модель действительного цикла. Основные виды потерь холодопроизводительности. Конструкции поршневых детандеров, пути их совершенствования.

Принципы действия турбодетандеров. Основные понятия, схемы и типы турбодетандеров. Основные энергетические соотношения для турбо-детандера и его элементов. Область применения турбодетандеров, перспективные направления в их развитии и совершенствовании.

Особенности процессов теплопередачи при низких температурах. Расчетные зависимости для определения коэффициентов теплоотдачи при теплопередаче конвекцией, при кипении и конденсации.

Рекуперативные теплообменники. Классификация и конструктивные схемы (трубчатые, пластинчато-ребристые, матричные). Сравнительные характеристики теплообменников. Методы теплового и гидравлического расчета теплообменников, пути их совершенствования.

Регенераторы. Виды насадок и особенности рабочего процесса. Основы расчета. Условия незабиваемости регенераторов.

Схемы, устройство и принцип работы ректификационных колонн. Колонны с регулярными насадками. Расчет процесса разделения бинарной смеси.. Пути совершенствования ректификационных колонн.

Физические основы процессов сорбции. Адсорбенты, их виды и свойства. Сорбционные методы очистки и разделения газовых смесей, методы расчета.

Виды тепловой изоляции. Физическая картина переноса тепла в изоляции. Основные характеристики и области применения различных видов тепловой изоляции. Удельные потоки теплоты через изоляцию.

3 Холодильная техника

Основные этапы в истории развития мировой и отечественной холодильной техники.

Способы получения умеренно низких температур (до 120 К). Типы холодильных установок (парокомпрессионные, пароэжекторные, газовые, абсорбционные, термоэлектрические и др.), принципы их действия.

Теоретический цикл парокомпрессионной холодильной машины. Сравнение парокомпрессионного цикла с обратным циклом Карно. Действительный цикл парокомпрессионной холодильной машины. Производство энтропии и степень термодинамического совершенства действительного цикла. Удельные величины холодопроизводительности и работы.

Циклы многоступенчатых и каскадных холодильных установок. Причины применения сложных циклов. Варианты многоступенчатых циклов и их сравнительные характеристики.

Теоретические и действительные циклы воздушных холодильных машин. «Русский» (вакуумный) цикл – Мартыновского, Туманского, Дубинского. Основы расчета циклов воздушных холодильных машин, области применения машин и пути их совершенствования.

Схемы и циклы теплоиспользующих холодильных установок: абсорбционных и пароэжекторных. Отображение рабочих процессов в тепловых диаграммах.

Циклы тепловых насосов, оценка их эффективности. Источники теплоты низкого потенциала. Области применения тепловых насосов. Термотрансформаторы.

Рабочие вещества парокомпрессионных холодильных машин, их классификация. Теплофизические свойства и эксплуатационные характеристики однокомпонентных рабочих веществ. Показатели «озонной» и «парниковой» опасности (ODP и GWP). Смазка холодильных компрессоров. Типы масел.

Азеотропные и неазеотропные смеси. Их свойства и области применения. Основные преимущества и недостатки холодильных установок, использующих неазеотропные смеси.

Объемные компрессоры: поршневые, винтовые, спиральные и ротационные. Принцип действия, основные характеристики, области применения и пути совершенствования.

Идеальная и действительная индикаторные диаграммы поршневого компрессора. Коэффициент подачи. Математические модели действительных процессов и оценка эффективности объемных компрессоров. Характеристики объемных компрессоров.

Центробежные компрессоры, их принцип действия, основные характеристики, области применения и пути совершенствования. Процессы в элементах центробежного компрессора. Уравнения удельной работы и степени повышения давления в ступени, производство энтропии в ступени. Основы расчета.

Процессы теплоотдачи при кипении жидкостей в свободном объеме и внутри труб. Влияние примесей масла на теплоотдачу при кипении. Процессы теплоотдачи при конденсации на свободной поверхности, внутри труб. Влияние неконденсирующихся примесей на интенсивность теплоотдачи.

Типы испарителей – кожухотрубные, затопленные и с кипением внутри труб, панельные, оросительные. Физическая картина процессов в испарительных аппаратах разных типов. Основы расчета испарителей, пути их совершенствования.

Типы конденсаторов – кожухотрубные, оросительные и испарительные, с воздушным охлаждением. Особенности теплофизических процессов в конденсаторах. Теплоотдача к окружающей среде – воде или воздуху. Проблема сокращения расхода охлаждающей воды.

Автоматизация работы холодильных и компрессорных машин и установок. Приборы и системы автоматики для регулирования и защиты холодильных и компрессорных машин и установок. Применение микропроцессорной техники для программного регулирования. Экологическая и эксплуатационная безопасность.

1. Криогенные системы. Т. 1: Учебник / А.М. Архаров, И.В. Марфенина, Е.И. Микулин и др. М.: Машиностроение, 1996. Криогенные системы. Т. 2.- М.: Машиностроение, 1999.

2. Холодильные машины: Учебник /Под ред. Л.С. Тимофеевского- СПб.: Изд-во «Политехника», 1997.

3. Новотельнов В.Н., Суслов А.Д., Крузе А.С. Холодильные машины и тепловые насосы: Учебник.- СПб.: Изд-во «Политехника», 1991.

4. Быков А.В., Калнинь И.М., Крузе А.С. Холодильные машины и тепловые насосы.- М.: Агропромиздат, 1988.

5. Френкель М.И. Поршневые компрессоры. –М.: Машиностроение, 1970.

6. Пластинин П.И. Поршневые компрессорыю Т.1.Учебное пособие. – М.: Колос, 2000.

7. Ужанский В.С. Автоматизация холодильных машин и установок. Учебное пособие. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1989.

8. Справочник по физико-техническим основам криогеники /Под ред. М.П. Малкова М.: Энергоатомиздат, 1985.

9. Епифанова В.И. Компрессорные и расширительные турбомашины радиального типа: Учебник. М.: Изд-во МГТУ, 1988.

10. Холодильные машины.: Учебник. Под ред. И.Н. Сакуна – СПб.: Изд-во «Политехника», 1997.

11. Курылев Е.С., Герасимов Н.А. Холодильные установки. –Л.: «Машиностроение», 1987.

12. Нестеренко А.В. Основы термодинамических расчетов вентиляции и кондиционирования воздуха. – Л.: «Машиностроение», 1991.

О специальности «Низкотемпературная техника»

В настоящее время трудно представить многочисленные технологические процессы без применения искусственного холода, не говоря уже о быте человека. Потребность человека в холоде стала не менее актуальной и масштабной, чем потребность в тепле.

Низкотемпературная техника широко применяется во многих отраслях: от пищевой промышленности до переработки нефти и газа, от медицины до компьютерных технологий. Торговля, сельское хозяйство, спорт, строительство, жилищно-коммунальное хозяйство уже не обходятся без техники низких температур.

Основные «потребители холода» в нашей стране – пищевая и нефтехимическая отрасли, холодильные склады, сфера торговли, культурно-спортивные комплексы, рефрижераторный транспорт, климатическая техника для технологических процессов и обеспечения комфорта людей. В Республике Беларусь зарегистрировано более 10 тысяч предприятий холодильной отрасли.

Количество холодильного оборудования увеличивается, техника постоянно совершенствуется, применяются новые физические принципы, находят новые инженерные решения. Это вызывает повышенный спрос на высококвалифицированные кадры в области низких температур, а также своевременное повышение их квалификации.

Белорусский национальный технический университет является крупнейшим техническим вузом, готовящим инженерные кадры для народного хозяйства нашей страны. Кафедра ЮНЕСКО «Энергосбережение и возобновляемые источники энергии» БНТУ при активной поддержке Ассоциации предприятий индустрии микроклимата и холода (АПИМХ) с 2004 года успешно осуществляет подготовку специалистов по специальности 1-36 20 01 «Низкотемпературная техника» (специализация – «Холодильные машины и установки») по дневной и заочной формах обучения с присвоением квалификации «инженер-механик», а также ведет обучение специалистов по II ступени получения высшего образования (магистратура) по специальности 1-43 80 03 «Теплоэнергетика и теплотехника» по профилизации «Управление технологиями производства энергии».

Сфера профессиональной деятельности выпускников данной специальности: проектирование, монтаж, наладка, эксплуатация и сервисное обслуживание холодильных установок; исследование рабочих процессов и параметров холодильных машин и систем.

Подготовка специалистов на кафедре ЮНЕСКО «ЭиВИЭ» БНТУ осуществляется с использованием хорошо подготовленной материально-технической и лабораторной базы, требуемой для организации образовательного процесса, самостоятельной работы и развития личности студента. Имеются все необходимые средства обучения: современное лабораторное оборудование, приборы, инструменты, учебно-наглядные пособия, компьютеры, сетевое оборудование, аудиовизуальные средства.

Выпускники специальности 1-36 20 01 «Низкотемпературная техника» являются ведущими специалистами крупнейших компаний Республики Беларусь, являющихся признанными лидерами в области проектирования, производства и потребления холода, монтажа, ремонта и эксплуатации низкотемпературных систем. Среди них можно выделить ОАО «Мясомолмонтаж», ГУ МКСК «Минск-Арена», РПТУП «Молочный гостинец», ЗАО «Атлант», ООО «Евроторг», ГУ «Национальная библиотека Беларуси», ЗАО «Холодон», УП «Ламинар», ОАО «Институт Белгипроагропищепром», ИПЧУП «Холодинтернешнл Плюс», ТПКУП «Минский хладокомбинат № 2», ЧП «Рефсистемс», ГКСУ«Чижовка-Арена», ГУ «Ледовый Дворец спорта Минской области», ООО «Бонфайт-Техно», ООО «Элитхолод», УП «Белторгхолод», ООО «ХолодИнвестГрупп», а также маслосырзаводы, мясокомбинаты, птицефабрики по всей Республике Беларусь и это далеко не полный перечень.

Срок обучения по специальности «Низкотемпературная техника» на первой ступени получения высшего образованию по очной форме и по заочной сокращенной форме (для выпускников колледжей) – 4 года.

Для выпускников специальности «Низкотемпературная техника» предусмотрено продолжение обучения на второй ступени получения высшего образованию (магистратура) по специальности «Теплоэнергетика и теплотехника» со сроком обучения по очной форме – 1 год, по заочной форме – 1,5 года.

Установка низкотемпературного комплекта на кондиционер.

Евгений А 22 октября 2017

Установка зимнего комплекта: схемы, инструкции, видео.

В статье идёт речь о самостоятельной установке зимнего комплекта, если Вы хотите заказать эту услугу, то это можно сделать здесь.

Установку комплекта зимней адаптации рассмотрим на примере китайского кондиционера Galanz и устройства управления двигателем вентилятора РДК 8.4 производства нижегородской компании «Алекс Электроникс», для подогрева компрессора используем саморегулирующийся греющий кабель HC 60.

Подготовка кондиционера к установке

Разбираем корпус внешнего блока кондиционера и снимаем с компрессора теплоизоляционный кожух.

Откручиваем винты на корпусе кондиционера.

Быстрее всего это сделать с помощью шуруповёрта.

Разбираем кондиционер для доступа к «калачам» теплообменника в правой части кондиционера.

Для этого нам пришлось разобрать почти весь кондиционер — снять верхнюю крышку, переднюю часть и часть корпуса с правого торца.

Установка обогревателя картера компрессора

Саморегулирующийся кабель для обогрева картера компрессора HC 60 Длина греющего элемента 60 см, что вполне хватает для бытовых и полупромышленных компрессоров мощностью до 20 кВт. Не хватит только для старых кондиционеров с поршневыми компрессорами. Имеется застёжка с защёлкой и винтом для затягивания.

Разместить обогреватель надо в нескольких сантиметрах от нижней точки компрессора.

Оборачиваем обогреватель вокруг компрессора и застёгиваем защёлку.

Затягиваем винт обогревателя для плотного прилегания к картеру компрессора. После этого одеваем теплоизоляцию на компрессор.

Монтаж регулятора давления конденсации

Выбираем место для установки самого РДК 8.4 — это любое свободное место внутри корпуса кондиционера, главное, чтобы провода достали до клеммной колодки, а датчик до конденсора, обычно его длины хватает с запасом.

Закрепляем корпус регулятора саморезами к металлической стенке кондиционера.

Находим место установки датчика (об этом расскажем ниже) и закрепляем его стяжками. Для лучшего теплового контакта с трубкой теплообменника необходимо смазать её термопастой, а уже после этого устанавливать датчик температуры. Термопаста идёт в комплекте с РДК 8.4 Сам датчик нельзя изгибать, чтобы не повредить, поэтому располагать его надо вдоль трубки. а не закручивать вокруг неё. После монтажа датчика его надо теплоизолировать, например полоской «флекса» или сырой резины.

Место установки датчика

У РДК 8.4 нет никаких регулировок — ни минимальной скорости вентилятора, ни температуры конденсации.

У него стоит внутренняя предустановка — температура конденсации +38 гр. Цельсия.

Нам часто задают вопрос: «А для какого фреона этот регулятор,для 22 или 410?»

В том и суть, что регулятор измеряет не давление, а температуру и по ней уже косвенно давление конденсации.

То есть в контуре для разных фреонов будет разное давление, но температура конденсации всегда будет одна и та же +38 гр. Цельсия, соответственно , его можно использовать с любым фреоном.

С одной стороны это хорошо, что нет регулировок — меньше вероятность что установщик что-то сделает не так, но с другой стороны, необходимо очень точно выбирать место установки датчика — ровно посередине конденсатора.

Как найти место установки датчика?

Для однорядных конденсаторов очень просто — считаем количество калачей, делим на два и на этом калаче устанавливаем датчик.

Но как быть, когда конденсатор двухрядный и к нему подходит и выходит много трубок из коллектора? Очень просто: ищем место входа фреона в теплообменник (более тонкая трубка) и место выхода из него (более толстая). Обычно такой участок состоит из 5-7 витков медной трубки и вход и выход находятся рядом, это легко проверить визуально. Из коллекторов выходит несколько секций (на рисунке указано 2), ищем любую секцию, находим у неё середину и крепим датчик.

Вот как это выглядит на практике. Справа видно коллектор в который входит несколько трубок из конденсора.

Электрические подключения

Итак, для того чтобы подключить РДК смотрим схему кондиционера и схему подключения самого РДК.

Схема кондиционера находится на внутренней стороне крышки, прикрывающей клеммную колодку, верхней крышки или одной из стенок корпуса.

Схема подключения РДК — в инструкции, которая идёт в комплекте.

Fan Motor — то есть двигатель вентилятора, именно его скорость вращения изменяет РДК Как видим, он питается от нейтрали N и контакта на колодке №3

На этой схеме двигатель обозначен, как F

Как видно из схемы кондиционера, питание 220 В постоянно не приходит на внешний блок, а только по команде с платы внутреннего блока, отдельно на все элементы: компрессор, вентилятор и четырёхходовой клапан.

Поэтому необходимо подвести с внутреннего блока отдельно линию 220 В.

Подключение РДК:

• Снимаем клемму идущую от вентилятора с клеммной колодки — контакт №3
• На этот контакт на колодке подключаем жёлтый провод от РДК
• Отсоединённый провод от вентилятора соединяем с чёрным проводом от РДК и изолируем
• Синий провод РДК соединяем с нейтралью N
• Коричневый провод подключаем к подведённому проводу питания 220 В
• Серый провод РДК подключаем к выводу от четырёхходового клапана №4
• В случае, если блок «холодный» или режим «тепло» не нужен, то подключаем его также к нейтрали N
• Подогрев картера подключаем к нейтрали и линии питания, он должен быть подключён к сети всегда, так как свою температуру он регулирует сам.

В нашем случае кондиционер устанавливался в домашней серверной, поэтому провода от соленоида 4 — ходового клапана мы убрали с нейтрали и контакта №4 — на освободившееся места подключили линию питания и к ней коричневый провод от РДК.

Схема кондиционера, в принципе, не нужна если понять суть подключений — просто надо найти нейтраль (она обычно подписана на колодке) и питающие провода двигателя вентилятора и 4 — ходового клапана.

Устранение неполадок и нестандартные случаи

РДК не включается

• Первое на что хочу обратить внимание — на колодке внешнего блока часто кроме нейтрали есть обозначение L. Но не всегда это линия питания — очень часто это линия включения компрессора, будьте внимательны!
• На многих кондиционерах питание на внешний блок подаётся только после включения с пульта внутреннего блока. Так что компрессор не будет подогреваться постоянно, а вариатор после отключения внутреннего блока отключится

Не включается вентилятор

• После монтажа нашего кондиционера и его включения вентилятор не запустился!

Как некоторые уже заметили — этот блок уже имеет регулировку вращения вентилятора от платы внутреннего блока, для этого на калаче конденсора внешнего блока расположен температурный датчик.

Но его возможностей при температурах ниже -15 гр. Цельсия не хватает, поэтому заказчик устанавливает на них РДК.

Поэтому на вентилятор внешнего блока идёт не напряжение сети 220 В, а искажённое симистором внутреннего блока. Даже если при измерении мультиметр показывает 220 В — РДК всё равно не включит вентилятор.

Поэтому жёлтый провод было решено подключить на клемму включения компрессора №2.

Это несколько хуже, но не критично.

• Если вентилятор не включился — то необходимо измерить напряжение вольтметром между нейтралью и чёрным проводом РДК, можно при этом погреть датчик, если на улице сильно холодно

Напряжение есть, а вентилятор не крутится — проблема в двигателе вентилятора.

А если индикатор светится, а напряжения нет — неисправен регулятор вращения вентилятора.

Из двигателя выходит много проводов

Есть несколько вариантов:

• Для пускового конденсатора провода выходят отдельно — обычно они жёлтого и оранжевого цвета, надо их отследить, найти питающий провод и подключить его к РДК.
• У двигателя несколько скоростей, обычно они при этом подключены через плату внешнего блока. Подключаются к клеммам, на которых есть надписи «Hi», «Low» — максимальная и низкая скорость.

В этом случае снимаем провод с клеммы «Hi» и подключаем к РДК, провод от вентилятора, идущий на низкую скорость снимаем и изолируем.