Розрахунок та обслуговування моноблочних кондиціонерів пасажирських вагонів (стр. 1 из 12)
ЗМІСТ
Вступ
1 Призначення та характеристики автономних моноблочних кондиціонерів сучасних пасажирських вагонів.
1.1 Установка кондиціонування повітря УКВ – 31.
1.2 Установка кондиціонування повітря АВК – 30.
1.3 Установка кондиціонування повітря «Україна».
2 Будова та принцип дії автономних моноблочних кондиціонерів сучасних пасажирських вагонів.
2.1 Установка кондиціонування повітря УКВ – 31.
2.2 Установка кондиціонування повітря АВК – 30.
2.3 Установка кондиціонування повітря «Україна».
3 Порівняльні характеристики.
4 Теплотехнічний розрахунок циклів холодильних машин установок кондиціонування повітря.
4.1 Розрахунок циклу холодильної машини на холодоагент R – 134а.
4.2 Розрахунок циклу холодильної машини на R – 22.
4.3 Порівняння циклів холодильних машин.
5 Система технічного обслуговування моноблочних кондиціонерів сучасних пасажирських вагонів.
5.1 Установка кондиціонування повітря УКВ – 31.
5.2 Установка кондиціонування повітря АВК – 30.
5.3 Установка кондиціонування повітря «Україна».
6 Технічна діагностика установок кондиціонування повітря сучасних пасажирських вагонів.
6.1 Призначення технічної діагностики.
6.2 Структурна схема технічної діагностики.
6.3 Діагностика установок кондиціонування повітря по визначенню холодопродуктивності холодильної машини
7 Розрахунок собівартості технічного обслуговування установок кондиціонування повітря.
8 Охорона праці
ВСТУП
Залізничний холодотранспорт є невід’ємною частиною залізничного транспорту, що призвело до виділення експлуатації холодотранспорту в окрему дисципліну.
Сучасні вимоги до пасажирських вагонів основані на надійній конструкції, зручності і комфортабельності під час руху і стоянки. Сучасне планування всіх приміщень, внутрішнє устаткування, єдність стильового і колірного рішення забезпечують високий комфорт для пасажирів і обслуговуючого персоналу.
Температура, вологість, чистота та інші параметри повітря у тому випадку, якщо вони відповідають нормам, забезпечують гарне самопочуття людей та успішне виконання багатьох виробничих процесів. Для надання повітрю визначених властивостей використовується кондиціонування.
Термін «кондиціонування» повітря утворений від слова кондиція (condition – латин. – умова, норма, показник) і в широкому розумінні цього слова означає обробку повітря.
Необхідність використання кондиціонування повітря в пасажирських вагонах обумовлена їх низькою теплостійкістю, малим об’ємом приміщення, що приходиться на одного пасажира, а також швидким рухом вагонів, внаслідок чого вони попадають в різні кліматичні зони та різні погодні умови.
В більш вузькому і поширеному розумінні під кондиціонуванням повітря розуміють підготовку та підтримання заданих параметрів повітря незалежно від зміни кліматичних та погодних умов саме в побутових приміщеннях, до яких слідує віднести і пасажирські вагони.
В кондиціонуванні повітря при розрахунках, пов’язаних з визначенням об’ємів повітря (наприклад, при розрахунках продуктивності вентиляції та швидкостей руху повітря в повітропроводах), вологістю повітря зазвичай нехтують. В теплотехнічних же розрахунках, пов’язаних з використанням теплоємності та тепло утримання повітря, його завжди розглядають як суміш із двох складових: сухого повітря та водяного пару.
Відношення кількості водяного пару, що утримується в повітрі, до їх кількості, що насичують повітря при тих самих температурі та тиску, називається відносною вологістю φ. Відносну вологість повітря прийнято виражати у відсотках. Для абсолютно сухого повітря φ = 0%, для насиченого φ =100%.
Маса водяних парів, що вміщаються в 1кг сухого повітря, називається його вологовмісткістю. Кількість тепла, що потрібне для нагріву 1 кг повітря на 1ºС, називається теплоємністю повітря.
Співвідношення основних параметрів вологого повітря – температури, відносної вологості, вологовмісткості, питомої теплоємності – можна визначати по спеціальним таблицям чи по діаграмі i-d вологого повітря, яку вперше запропонував професор Л.К. Разін.
i-d дає можливість не лише визначати параметри повітря , а й може бути використана і для графічних розрахунків процесів температурно – вологісної зміни його стану. Також за допомогою цієї діаграми можна визначати параметри суміші різної кількості повітря, що має різні параметри, що часто приходиться робити при розрахунках установок кондиціонування повітря.
В даному дипломному проекті ми виконуємо теплотехнічний розрахунок циклів холодильних машин установок кондиціонування повітря, які експериментально встановлені на вагон міжобласного сполучення напрямку Північ – Південь. Розглянуто три установки кондиціонування повітря, що працюють на різних холодоагентах (Хладон R134а та Хладон R22).
1 ПРИЗНАЧЕННЯ ТА ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОНОМНИХ МОНОБЛОЧНИХ КОНДИЦІОНЕРІВ СУЧАСНИХ ПАСАЖИРСЬКИХ ВАГОНІВ
1.1 Установка кондиціонування повітря УКВ – 31
Моноблочна установка кондиціонування повітря УКВ-31 (далі установка) призначена для забезпечення та автоматичного підтримування значень температури повітря (tвн) всередині залізничних пасажирських вагонів колії 1520мм. Установка може використовуватись в пасажирських вагонах, що входять в рухомі склади на електричній, дизель-електричній та тепловозних тягах. Установка роботоздатна при швидкостях руху вагонів від 0 до 220км/год і температурах зовнішнього повітря (tзов) від +45ºС до +15ºС за умови роботи в режимі охолодження і від +15º до -50ºС за умови роботи в режимах вентиляції та опалення.
Установка кондиціонування повітря представляє собою підвісний горизонтальний автономний кондиціонер з рециркуляцією і складається із парокомпресійної холодильної машини, повітронагрівачів та вентиляційного обладнання. Пневмогідравлічна схема наведена на рисунку 1.1. В якості холодильного агента парокомпресійної холодильної машини використовується Хладон R134а (Фреон R134а) — озонобезпечне, нетоксичне, незаймисте індивідуальне хімічне з’єднання сімейства гідрофторвуглеводів (ГФВ): 1,1,1,2-тетрафторетан (хімічна формула CH2 FCF3). Основні технічні характеристики установки наведені в таблиці 1.1.
Таблиця 1.1
Технічні характеристики установки кондиціонування повітря УКВ –31
| Назва характеристики | Значення | |||
| Номінальна холодопродуктивність за умови роботи в режимі охолодження, кВт*) | 28 | |||
| Сумарна потужність двох електричних повітронагрівачів, кВт | 2 х 3,0 кВт | |||
| Сумарна потужність двох водяних повітронагрівачів, кВт | 2 х 10,0 кВт | |||
| Температура води на вході у водяні повітронагрівачі, ºС, не менше | 90 | |||
| Витрати води через водяні повітронагрівачі, м3/год, не менше | 1,8 | |||
| Витрати повітря на виході установки, що забезпечується центробіжним вентилятором повітроохолоджувачів, м3/год | 4000+20% | |||
| Надлишковий тиск на виході з установки, що створюється центробіжним вентилятором повітроохолоджувачів, Па, не менше | 300 | |||
| Маса холодоагенту, що заправляється в холодильну машину, кг, не більше | 10 | |||
| Напруга живлення споживачів електроенергії установки: - електродвигун компресора | 110…308В змінного синусоїдального 3-х фазного струму частотою від 25 до 70 Гц відповідно, потужністю до 15кВт | |||
| - електродвигун осьового вентилятора | 110…308В змінного синусоїдального 3-х фазного струму частотою від 25 до 70 Гц відповідно, потужністю до 2,9кВт | |||
| - електродвигун центробіжного вентилятора | 220В±5% змінного синусоїдального 3-х фазного струму частотою 50 Гц про номінальній потужності до 1,6кВт | |||
| - електроприводи повітряних заслінок | 24В ±10% постійного струму сумарною потужністю не менше 8Вт | |||
| Назва характеристики | Значення | |||
| - двосекційні електричні повітронагрівачі: - в УКВ-31-ТП - в УКВ-31-ТС - в УКВ-31-МС | -110В±30% постійного струму; -220В±5% змінного синусоїдального 3-х фазного струму частотою 50Гц; -380±5% змінного синусоїдального 3-х фазного струму частотою 50Гц; Потужність кожної із двох секцій - не менше 3,0кВт | |||
| Котушки електромагнітних клапанів (соленоїдних гвинтів) | 110В±30% постійного струму потужністю не більше 20 Вт кожна | |||
| Габаритні розміри установки, мм | 2160 х 1700 х 590(h) | |||
| Маса, кг, не більше | 760 | |||
Примітка: холодопродуктивність вказана при температурі зовнішнього повітря tзов=+40±2ºС і відносній вологості φ=30%±3%, або при температурі зовнішнього повітря tзов=+32±2ºС і відносній вологості φ=70%±3%.
Рисунок 1.1 Схема пневмогідравлічна принципіальна УКВ – 31
1-компресор гвинтовий; 2-повітроохолоджувач (лівий); 3-повітроохолоджувач (правий); 4-конденсатор(лівий); 5-конденсатор(правий); 6-повітронагрівач водяний(лівий); 7- повітронагрівач водяний(правий); 8-гвинт терморегулюючий; 9-корпус соленоїдного гвинта; 10-котушка соленоїдного гвинта; 11-скло наглядове; 12-фільтр-осушувач; 13-гвинт запірний; 14-зворотній клапан; 15-гвинт запірний; 16-реле тиску запобіжне 22,5/15,9 бар, з ніпельним клапаном; 17-реле високого тиску 20/15 бар, з ніпельним клапаном; 18-реле низького тиску 0,5/2 бар, з ніпельним клапаном; 19-реле контролю тиску конденсації 9,5/12,5 бар, з ніпельним клапаном; 20-манометр низького тиску,-1…10 бар; 21-манометр високого тиску,0…30 бар; 22-датчик низького тиску, -0,5…7 бар; 23-датчик високого тиску, 0…30 бар; 24-датчик температури; 25-датчик контролю витрат повітря; 26-реле температури; 28-штуцер з ніпельним клапаном; 29-вентилятор центробіжний; 30-вентилятор осьовий; 31- фільтруюча сота в зборі; 32-електропривід повітряного клапану; 33-тяга приводу повітряного клапану(комплект); 34-повітронагрівач електричний (лівий); 35-повітронагрівач електричний(правий).