Изучение контрольно-кассовых машин

Цель работы: изучить состав контрольно-кассовой машины и познакомиться на практике с приемами работы, правилами эксп­луатации, а также с финансовыми документами (чеками), «изготовляемыми в процессе работы контрольно-кассовой машины.

Проведение эксперимен­та заключается в выполнении ряда действий с контрольно-кас­совой машиной, позволяющих освоить перечисленные ранее режимы ее работы, и в изготовлении финансовых документов – чеков.

При составлении отчета вычерчивают блок-схему и эскиз клавиатуры контрольно-кассовой машины, имеющейся в наличии в лаборато­рии. Перечисляют все режимы работы конт­рольно-кассовой машины. Называют последовательность дей­ствий при осуществлении каждого режима работы.

Изготовленные для каждого режима работы чеки и отчетные ведомости вклеивают в рабочие тетради студентов, реквизиты че­ков расшифровывают.

Контрольные вопросы

1. Как классифицируют контрольно-кассовые машины?

2. В чем отли­чие активной контрольно-кассовой от пассивной?

3. Что такое «фискаль­ная память»?

4. Какие внешние устройства ввода информации могут быть подключены к контрольно-кассовой машине?

5. Перечислите режимы, в которых может работать контрольно-кассовая машина.

3.8. Холодильные машины

Для краткосрочного хранения при температурах ниже окружа­ющей среды, демонстрации и продажи скоропортящихся продук­тов на предприятиях массового питания и торговли используют торговое холодильное оборудование.

Торговое холодильное оборудование включает охлаждаемые витрины, прилавки, шкафы холодильные, сборные холодильные камеры, фризеры и льдогенераторы.

По температурному режиму оборудование выполняют в двух вариантах: средне- и низкотемпературное. Среднетемпературное оборудование предназначено для хранения охлажденных продуктов при температуре от 0 °С до +8 °С, низкотемпературное – для хранения замороженных продуктов при температуре –18 °С и ниже.

По холодоснабжению оборудование классифицируют на авто­номное (с автономной холодильной машиной) и с централизированным холодоснабжением.

По способу размещения в торговом зале оборудование бывает пристенным, островным, встроенным, навесным.

По характеру движения воздуха в охлажденном объеме различа­ют оборудование с естественной циркуляцией и принудительным движением воздуха.

В зависимости от климатической зоны эксплуатации оборудова­ние изготовляют в обычном (среднеклиматическом) или южном исполнениях. Независимо от вида торгового холодильного оборудования его можно представить как совокупность охлаждаемого объема (объем шкафа, витрины, прилавка и др.) и холодильной маши­ны, обеспечивающей заданный температурный режим в охлаж­даемом объеме.

Цель работы: ознакомить студентов с основами получения ис­кусственного холода, главными элементами парокомпрессионной холодильной машины и принципом ее работы.

Изучение принципа действия холодильной машины

Всякое нагретое тело можно охладить есте­ственным путем до температуры окружающей среды, используя для этих целей окружающий воздух, воду в водоемах, почву и т. п. Охладить тело до температуры ниже температуры окружающей среды можно только искусственным путем.

Для охлаждения тела, т. е. понижения его температуры, необ­ходимо наличие другого тела или среды (назовем это тело или сре­ду теплоприемником), температура которого ниже температуры охлаждаемого тела. Функции теплоприемника может выполнять охлажденный воздух в холодильной камере, в которой хранят ско­ропортящиеся продукты. Теплоприемником может быть также водный лед, твердый диоксид углерода и пр.

Один из самых древних способов охлаждения – это естествен­ное охлаждение на воздухе в холодное время года. Основной недо­статок данного способа – сезонность его применения. Стремле­ние увеличить продолжительность действия естественных условий привело к созданию безмашинных систем охлаждения, использу­ющих запасы природного водного льда в качестве приемника теплоты. Схема холодильной камеры с ледяным охлаждением приве­дена на рис. 3.6.1 а.

В теплоизолированной камере 1 размещена емкость со льдом. Теплоприток в холодильную камеру из окружающей среды погло­щается льдом. В результате подвода теплоты лед тает, обеспечивая поддержание температуры в камере ниже температуры среды, ок­ружающей камеру. С целью уменьшения теплопритоков из окру­жающей среды в холодильной камере предусмотрена тепловая изоляция 2 – слой материала низкой теплопроводности

Данная система охлаждения имеет ряд недостатков: необходимо создавать запас льда; требуется периодически пополнять емкость в камере льдом; невозможно достигнуть температуры охлаждения ниже темпе­ратуры таяния льда; затруднена автоматизация работы системы охлаждения.

Не только тающий лед можно использовать в качестве теплоприемника. Емкость с тающим льдом можно заменить на емкость с жидкостью, кипящей при атмосферном давлении при темпера­туре ниже температуры окружающей среды. Такие жидкости но­сят название холодильных агентов (хладагентов). Пример исполь­зования кипящего холодильного агента для охлаждения холодиль­ной камеры 1 показан на рис. 6.1 б.

Рис. 3.6.1. Схема холодильной камеры: а – с ледяным охлаждением; б – с охлаждением кипящим холодильным агентом; в – с парокомпрессионной холодильной машиной; 1 – охлаждаемый объем; 2 –теплоизоляция; Q_o – холодопроизводительность; Q_K – тепловая нагрузка на конденсатор; N_t – теоретическая мощность, затрачиваемая на сжатие холодильного агента в компрессоре

В процессе кипения холодильного агента из среды, окружа­ющей емкость, отводится теплота и объем камеры охлаждается. В результате подвода теплоты жидкий холодильный агент ки­пит, а образующийся пар отводится по трубопроводу за пределы камеры.

Температуру кипения холодильного агента можно регулиро­вать, изменяя давление пара в емкости. Например, при повыше­нии давления в емкости температура кипения будет повышаться.

Недостаток данной схемы охлаждения – необходимость пери­одического пополнения запаса холодильного агента. Кроме того, с экономической точки зрения невыгодно выбрасывать пар холо­дильного агента в атмосферу, а с экологической точки зрения – выброс паров хлорфторуглеродов в атмосферу отрицательно ска­зывается на озоновом слое Земли.

Указанные недостатки исключаются при организации замкну­того парокомпрессионного цикла (рис. 3.6.1 в). Основные элемен­ты холодильной машины, реализующей указанный цикл, – это компрессор Км, конденсатор Кд, испаритель И и дросселирующее устройство (дроссельный вентиль) РВ.

Кипящий в испарителе И холодильный агент отводится на вса­сывание в компрессор Км. В компрессоре Км пар холодильного агента сжимается, давление его повышается. При высоком давле­нии холодильный агент легко переводится из парообразного со­стояния в жидкое путем отвода теплоты конденсации в окружаю­щую среду (или в охлаждающую жидкость). Превращение парообразного холодильного агента в жидкий получило название кон­денсации, а сам процесс превращения реализуется в теплообменном аппарате – конденсаторе Кд. Затем жидкий холодильный агент подается в дросселирующий вентиль РВ, где давление его понижается. Понижение давления сопровождается понижением температуры кипения холодильного агента. Во время кипения хо­лодильный агент отводит теплоту из охлаждаемого объема в спе­циальном теплообменном аппарате – испарителе И. Образую­щийся при кипении пар холодильного агента отводится на всасывание в компрессор – цикл замкнулся. Работа холодильной ма­шины по замкнутому циклу позволяет многократно использовать одно и то же количество холодильного агента, последовательно превращая его в пар и жидкость, и отводить требуемое количество теплоты с низкого температурного уровня (холодильная камера) на более высокий температурный уровень (окружающая среда).

Из наиболее распространенных холодильных агентов следу­ет выделить аммиак (R717) и большую группу хлорфторуглеродов (фреонов), из которых чаще всего используются R22, R134-a и др.

Аммиак (NH₃), по международной классификации R717,– бесцветный газ с резким запахом, легче воздуха. Характеризует­ся хорошими термодинамическими свойствами. Нормальная температура кипения (при барометрическом давлении) составля­ет – 33,3 °С. Почти не растворим в масле, но интенсивно поглоща­ется водой. Раздражает слизистые оболочки глаз, желудка и дыха­тельных путей. Вызывает спазмы дыхательных органов и ожоги кожи. При содержании в воздухе от 16 до 26,8 % взрывоопасен. Применяется в средних и крупных холодильных машинах при тем­пературах кипения до –70 °С и температурах конденсации +50 °С.

R22 – бесцветный газ с очень слабым запахом, тяжелее возду­ха. Нормальная температура кипения составляет –40,8 °С. Хорошо растворим в масле, практически не растворяется в воде. Применя­ется в холодильных установках с температурой кипения до –70 °С и в установках кондиционирования воздуха.

Схема и цикл парокомпрессионной холодильной машины по­казаны на рис. 3.6.2 а.

Компрессор Км предназначен для отвода пара холодильного агента из испарителя при давлении кипения р₀, сжатия паров до давления конденсации р_к и нагнетания сжатого пара в конденса­тор. Для осуществления сжатия 1 кг холодильного агента затрачи­вается энергия, называемая удельной работой сжатия l.

Конденсатор Кд – теплообменный аппарат, предназначенный для отвода теплоты от холодильного агента и превращения его в жидкое состояние при давлении конденсации р_к. Количество теплоты, отведенное от 1 кг холодильного агента в конденсаторе, называется удельной массовой тепловой нагрузкой на конденса­тор q_K.

Рис. 6.2. Схема (а) и цикл (б) парокомпрессионной холодильной машины в i–lg р-диаграмме

Дросселирующее устройство – регулирующий вентиль РВ, обеспечивает понижение давления жидкого холодильного агента с давления конденсации р_к до давления кипения р₀.

Испаритель И – теплообменный аппарат, в котором жид­кий холодильный агент при низком давлении и низкой темпе­ратуре кипит за счет отвода теплоты из окружающей среды. Количество теплоты, отведенное от 1 кг холодильного агента в испарителе, называют удельной массовой холодопроизводительностью q₀.

В соответствии с законом сохранения энергии (1-й закон тер­модинамики) в замкнутой системе количество подведенной к хо­лодильному агенту энергии должно быть равно количеству отве­денной:

(3.6.1)

Эффективность цикла холодильной машины оценивается хо­лодильным коэффициентом е, безразмерной величиной, показы­вающей, какое количество теплоты подводится к холодильному агенту в испарителе при затрате единицы энергии на сжатие холо­дильного агента в компрессоре.

(3.6.2)

Действительные характеристики холодильной машины зависят от массового расхода холодильного агента М_а и определяются за­висимостями:

	(3.6.3)
	(3.6.4)
	(3.6.5)

Для расчета цикла холодильной машины чаще всего использу­ют термодинамические диаграммы, например диаграмму lgp – i (рис. 3.6.2 б).

На диаграмме изображен цикл парокомпрессионной холодиль­ной машины, состоящий из следующих процессов:

1 - 2 – сжатие холодильного агента в компрессоре;

2 - 3 – охлаждение (2–2') и конденсация (2'–3) холодильного агента в конденсаторе;

3 - 4 – дросселирование холодильного агента;

4 - 1 – кипение холодильного агента в испарителе.

После построения цикла на плоскости диаграммы можно опре­делить удельные характеристики как разность удельных энталь­пий начала и конца процесса:

	(3.6.6)
	(3.6.7)
	(3.6.8)

Испытания парокомпрессионной холодильной машины проводят на лабора­торном стенде (рис. 3.6.3). Результат испытаний – определение удельных и действительных характеристик исследуемого цикла.

Рис. 3.6.3. Схема лабораторного стенда парокомпрессионной холодильной машины:1 – компрессор; 2 – конденсатор с водяным охлаждением; 3 – терморегулирующий вентиль (дросселирующее устройство); 4 – испаритель; 5 – манометры; 6 – термометры; 7 – водяной счетчик

После ознакомления с устройством лабораторного стенда сту­денты под наблюдением лаборанта включают стенд. Выход на уста­новившийся режим осуществляется через 10... 15 мин, по истечении которых можно приступать к измерениям. При проведении лабора­торной работы выполняют два-три измерения с интервалом в 10 мин. Результаты измерений заносят в лабораторную тетрадь (табл. 6.1). Результаты измерений, используемые в расчетах, при­нимают как среднее арифметическое измерений каждой величины.

Выполнив измерения, определяют среднее арифметическое всех измеренных величин и приступают к обработке.

Таблица 3.6.3. Результаты экспериментальных данных

Измеренная величина	Номер измерения			Значение, принятое для расчетов
	I	II	III
Давление кипения холодильного агента p0, кгс/см2 (МПа) Давление конденсации холодильного агента pк, кгс/см2 (МПа) Температура воды: на входе в конденсатор tвх, °с на выходе из конденсатора tвых, °С Время одного оборота стрелки водяного счетчика τ, с

В ре­зультате обработки экспериментальных данных находят удельные и действительные характеристики исследуемой холодильной ма­шины.

1. Определение абсолютных значений давления, кипения и конденсации холодильного агента:

	(3.6.9)
	(3.6.10)

где – барометрическое давление на момент проведения эксперимента.

В процессе расчетов целесообразно перевести единицы всех из­меренных физических величин в систему СИ, используя соотно­шения:

1 кгс/см2 = 98066,5 Па; 1 мм.рт.ст. = 133,322 Па.

2. Определение температур кипения и конденсации холодильного агента.

Температуры кипения t₀ и конденсации t_к холодильного агента определяют по таблицам давления насыщенных паров (для холо­дильного агента, используемого в исследуемой холодильной ма­шине) или по диаграмме i – lgp.

3. Построение цикла холодильной машины.

Цикл холодильной машины строят для вычисленных в п.1 зна­чений р_{0 абс} и р_{к. абс} (см. рис. 3.6.2 б). Точка 1 находится на пересе­чении изобары р_{0 абс} с правой ветвью пограничной кривой - i – lgp диаграммы. Для определения точки 2 из точки 1 проводят изоэнтропу (s = const) до пересечения с изобарой р_{к. абс}. Точка 3 опреде­ляется в месте пересечения левой ветви пограничной кривой с изобарой р_{к. абс}. Точка 4 имеет то же значение энтальпии, что и точка 3 (i₃ = i₄). Для всех точек цикла определяют значения эн­тальпий – i₁, i₂, i₃, i₄.

4. Определение параметров цикла холодильной машины (удельных характеристик).

Удельные массовые характеристики определяются по следующим зависимостям:

- удельная массовая холодопроизводительность (кДж/кг)

(3.6.11)

- удельная массовая работа сжатия (кДж/кг)

(3.6.12)

- удельная массовая тепловая нагрузка на конденсатор (кДж/кг)

(3.6.13)

Проверку правильности выполненных расчетов осуществляют по уравнению энергетического (теплового) баланса

(3.6.14)

5. Определение эффективности работы холодильной машины. Эффективность работы холодильной машины оценивается холодильным коэффициентом

(3.6.15)

6. Определение действительных характеристик холодильной машины.

Расчет действительных характеристик начинают с определения тепловой нагрузки на конденсатор (Вт)

(3.6.16)

где V_cp – объемный расход охлаждающей среды, м³/с; ρ_В – плотность охлаждаю­щей среды (для воды ρ_В = 1000 кг/м³); с_В – удельная массовая теплоемкость ох­лаждающей среды [для воды с_В = 4,18 кДж/(кг ∙ К)].

Массовый расход холодильного агента М_а, циркулирующего в контуре холодильной машины (кг/с),

(3.6.17)

Действительная холодопроизводительность (Вт)

(3.6.18)

Теоретическая мощность, затрачиваемая на сжатие холодиль­ного агента в компрессоре (Вт),

(3.6.19)

Правильность вычислений проверяют по уравнению энергети­ческого баланса действительных величин

(3.6.20)

(расхождение правой и левой частей баланса не должно превы­шать 3 %).