Розрахунок та обслуговування моноблочних кондиціонерів пасажирських вагонів (стр. 6 из 12)

Рисунок 4.7 Переріз склопакету

Таблиця 2.5

Матеріал шару торцевої стіни та його характеристика

№ позиції	Матеріал	δ, м	λ, Вт/м·К
1 2 3	Скло Повітря скло	0,005 0,025 0,005	0,760 0,023 0,760

Зведений коефіцієнт теплопередачі огорожі кузова вагона, Вт/м²·К:

(4.12)

де К_і – коефіцієнт теплопередачі і-го елемента огорожі кузова вагона, Вт/м²·К.

4.3 Теплотехнічний розрахунок вагону та визначення холодопродуктивності холодильної машини

Сумарна кількість тепла, яка надходить до пасажирського вагона, визначає холодопродуктивність холодильної машини установки кондиціонування повітря пасажирського вагона:

Q_сум =Q₀ (4.13)

Сумарна кількість тепла, яка надходить до приміщення пасажирського вагона знаходиться за формулою, Вт:

Q_сум =Q₁+Q₂+Q₃+Q₄+Q₅ (4.14)

де Q₁ – теплонадходження крізь огорожу кузова вагона, Вт;

Q₂ – теплонадходження за рахунок сонячної радіації, Вт;

Q₃ - теплонадходження за рахунок інфільтрації зовнішнього повітря, Вт;

Q₃ – теплонадходження від встановленого обладнання, Вт;

Q₃ – теплонадходження від людей, Вт.

(4.15)

де t_З – температура зовнішнього повітря, ºС;

t_В – температура повітря в середині вагона, ºС.

Q = 0,39·250,55·(32 - 24) =781,7 Вт

Розрізняють теплонадходження від прямої та розсіяної сонячної радіації.

Інтенсивність прямої сонячної радіації на площу перпендикулярну сонячним променям, кДж/м²·год:

(4.16)

де Р – коефіцієнт прозорості атмосфери, (Р = 0,7…0,8);

h – кут стояння сонця, град.

(4.17)

де δ – кут нахилу сонця, (δ = 20º);

φ – широта місцевості, град. (φ = 54º);

γ – часовий кут, град.( γ = 30º).

Інтенсивність прямої радіації на дах, кДж/м²·год:

(4.18)

Інтенсивність прямої радіації на вертикальну стінку, кДж/м²·год:

(4.19)

де а_с – азимут сонця, град.;

V – кут між меридіаном та напрямком руху поїзда, град. (Північ – Південь → V = 0º).

(4.20)

Інтенсивність розсіяної радіації на дах, кДж/м²·год:

(4.21)

Інтенсивність розсіяної радіації на вертикальну стінку, кДж/м²·год:

(4.22)

Сумарна інтенсивність радіації, кДж/м²·год:

(4.23)

(4.24)

Умовне еквівалентне підвищення температури зовнішнього повітря за рахунок зовнішньої радіації, град.

(4.25)

де ρ – коефіцієнт поглинання променевої енергії, (ρ = 0,6…0,8);

- відносне значення освітлення сонцем поверхонь, .

Теплонадходження за рахунок сонячної радіації, Вт:

Q₂=K_зв·F_сумΔt_З (4.26)

Q₂ = 0,39·250,55·4,3 = 420,2 Вт

Теплонадходження за рахунок інфільтрації зовнішнього повітря в пасажирський вагон, Вт:

Q₃ = (0,1…0,2)·Q₁ (4.27)

Q₃ = 0,15·781,7 = 117,3Вт

Теплонадходження від встановленого обладнання, Вт:

Q₄=ΣN_i (4.28)

де N_i – потужність обладнання в пасажирському вагоні, Вт (N_i=2000…3000Вт).

Q₄= 2300Вт

Теплонадходження від людей, Вт:

Q₅= n(q_явн+q_пр) (4.29)

де п – кількість людей у вагоні, включаючи пасажирів та обслуговуючий персонал, чол.;

q_явн – кількість явного тепла, яке виділяє людина, Вт (q_явн = 77Вт);

q_пр –кількість прихованого тепла, яке виділяє людина, Вт (q_пр = 41Вт);

Q₅ = 70(77+41) = 8260Вт

Вологовиділення від людей, кг/год:

(4.30)

де ω – кількість вологи виділеної однією людиною, кг/год (ω = 55,7 кг/год).

Сумарна кількість тепла, яке надходить до пасажирського вагона, Вт:

Q_сум= Q₀ = 781,7 + 420,2 + 117,3 + 2300 + 8260 = 11879,2 Вт

4.4 Побудова в I-d діаграмі процесів обробки повітря у прийнятій системі охолодження

Система охолодження установки кондиціонування повітря пасажирського вагона працює разом з системою вентиляції.

Система охолодження має парокомпресійна холодильну машину, система вентиляції – механічна, приточна з рециркуляцією повітря.

Рисунок 4.2. – Система охолодження установки кондиціонування повітря

1 –забірна решітка;

2 – фільтр;

3 – вентилятор;

4 – випарник (повітроохолоджувач);

5 – повітропровід;

6 – випуск;

7 – рециркуляційна решітка;

8 – рециркуляційний повітропровід;

t_з – температура зовнішнього повітря;

t_В – температура повітря на виході з вагона;

t_В^’ – температура рециркуляційного повітря;

t_с – температура повітря у камері змішування;

t_П^’ – температура повітря на виході з повітроохолоджувача;

t_П – температура повітря на вході у вагон;

t₀– температура кипіння рідкого холодоагенту у повітроохолоджувачі;

L – витрати повітря через вагон, кг/год;

L_з – кількість зовнішнього повітря, кг/год;

L_рец – кількість рециркуляційного повітря, кг/год.

Рисунок 4. ?. – Процеси обробки повітря в системі охолодження в I-d діаграмі.

Лінія (П – В) – процес підігріву повітря в пасажирському приміщенні вагону;

Лінія (В – В’) – процес підігріву повітря при його русі по ре циркуляційному каналу;

Лінія (В’ – С) – процес змішування зовнішнього та рециркуляційного повітря;

Лінія (С – П’) – процес охолодження повітря в повітроохолоджувачі холодильної машини;

Лінія (П’ – П) – процес підігріву повітря при його русі по повітропроводу.

В I-d діаграмі точка «З» відповідає параметрам зовнішнього повітря (t_з = +32ºС,φ_з = 50%).

Точка «В» відповідає параметрам повітря на виході з вагона (t_В = +24ºС, φ_В = 50%).

Визначаємо кутовий коефіцієнт ξ променя процесу зміни параметрів повітря в пасажирському приміщенні вагону.

(4.31)

З точки «В» проводимо промінь процесу з кутовим коефіцієнтом ξ.

Визначаємо температуру повітря на вході в робоче приміщення вагона, ºС.