, (7.4)

де Q_0ст, Q_0роб – холодопродуктивність відповідно при стандартних і робочих умовах, кДж/год;

- питома холодопродуктивність 1 м³ холодоагенту у стандартних умовах, кДж/кг;

, (7.5)

де i1, i4 –ентальпія у точках 1 та 4 для стандартного циклу;

- питомий об’єм холодоагенту на вході у компресор при стандартних умовах, м³/кг;

;

- питома холодопродуктивність 1 м³ холодоагенту у робочих умовах;

, (7.6)

де q0 – питома холодопродуктивність 1 кг пари холодильного агенту, кДж/год;

- питомий об’єм холодоагенту на вході у компресор при робочих умовах, м³/кг;

- коефіцієнт подачі компресора при стандартних умовах;

- коефіцієнт подачі компресора при робочих умовах.

ст=_{сдрпщіл} (7.7)

_с=1-0,02* [ -1]=0,94

_др=0,94, _щіл =0,96. Отримуємо: =0,94*0,94*0,84*0,96=0,713

Знаходимо стандартну холодопродуктивність:

За отриманним значенням холодопродуктивності обираємо компресор [5] поршневий 2ФВ-6.5 марки АКВ2ФВ-5В (ИФ-56), який має такі параметри: Qст=3000 ккал/год=12560,4 кДж/год; два циліндри, хід поршня 50 мм, діаметр циліндра 67,5 мм, кількість оборотів 650 об/хв,об’єм описуємий поршнем13,8 м³/год, потребляє потужність 1,08 кВт, габаритні розміри L=920 мм, В=560 мм, H=600 мм, хладоагент – Ф-12 10 кг, масло ХФ-12 3 кг, повітряний конденсатор 14 м².

Дійсна потужність, що споживається компресором, буде більшою, ніж теоретична. Для її обчислення запроваджують поняття індикаторного коефіцієнта корисної дії _i (к.к.д.). Він враховує втрати у роботі стиску 1 кг холодильного агенту в дійсному компресорі у порівнянні з теоретичним. Індикаторний к.к.д. можна визначити за такою формулою:

_i=п+bt₀ (7.8)

де b - емпіричний коефіцієнт, який дорівнює для хладонових вертикальних компресорів 0,0025.

_i=0,84+0,0025*(-10,5)=0,81

В цьому разі індикаторна потужність компресора визначається як

(7.9)

Повну потужність, витрачену на валу компресора, називають ефективною та визначають з урахуванням механічних втрат, затрачених на подолання тертя у частинах компресора, що рухаються:

N_э=N_i+N_f, (7.10)

де N_f - потужність, необхідна на подолання опору тертя.

Втрати на тертя у компресорі залежать від якості мастила, правильності монтажу та експлуатації, навантаження на компресор, якості обробки деталей, що можуть тертися. Їх можна обчислити за наступною формулою

N_f=V_hP_тр , (7.11)

де P_тр - питомий тиск тертя; для хладонових прямоточних компресорів він знаходиться в межах 3959 кН/м².

V_h – об’єм, що описується поршнями компресора, м³/с (13,8 м³/год=0,00383м³/с).

N_f=0,00383*48=0,184 кВт

Тоді N_э=3,87+0,184=4,06 кВт

втрати на тертя у рухомих частинах компресора враховує механічний к.к.д. Він виражає відношення індикаторної потужності до ефективної, тобто до потужності, що витрачається на валу компресора

(7.12)

Якщо компресор зєднується з двигуном шляхом передачі, то потужність на валу двигуна N_дв буде більше ефективної потужності на величину втрат у передачі та у підшипниках електродвигуна:

, (7.13)

де _п=_{передв.} Загальний к.к.д. передачі дорівнює 0,960,99.

8. розрахунок трубопроводів

Трубопроводи для холодильних установок підбирають по внутрішньому діаметру, який визначається за формулою

(8.1)

де М_ха - кількість холодоагенту, що прямує по трубопроводу, кг/год;

- питомий обсяг холодоагенту, м³/г;

- швидкість руху циркулюючого холодильного агенту, її приймають для хладону:

Напірний трубопровід:

По довіднику [ 8] вибираємо такі трубопроводи відповідно:

Труба МЗПТ 13 2 ГОСТ 617-72

Труба МЗПТ 30 2 ГОСТ 617-72

Труба МЗПТ 54 2 ГОСТ 617-72

9. Розрахунок конденсатора та випаровувача-повітроохолоджувача

Конденсатор розраховують за холодопродуктивністю для режиму охолодження плодоовочів. Розрахунок конденсаторів зводиться до визначення їх теплопередаючої поверхні. Поверхня теплопередачі, м², визначається за формулою

(9.1)

де Q_к - теплове навантаження на конденсатор. кДж/год;

q_f - питомий тепловий потік, кДж/м²год.

Для пластинчатих конденсаторів з повітряним охолодженням величину q_f можна прийняти рівним 8301100 кДж/м²год.

Теплопередаюча поверхня сухого повітроохолоджувача (зовнішня оребрена) визначається за формулою

, (9.2)

де Q₀ - холодопродуктивність холодильної машини, кДж/год;

К_b - коефіцієнт теплопередачі повітроохолоджувача, кДж/(м²Кгод). З таблиці для температури кипіння холодоагенту менше -15⁰С К_b=50,4 кДж/(м²Кгод).

t_в - середня логарифмічна різниця температур в апараті між повітрям та холодоагентом, що кипить, °С. Рекомендується приймати t_в=812°С.

Повітряний конденсатор має три конденсаторних пакети з фланцевим з’єднанням на вході холодильного агента і з бортовим з’єднанням на виході. Труби конденсатора алюмінієві 15*1 мм з оребреними алюмінієвими пластинками 79*39*0,5 мм. Проміжки між пластинками 0,5..0,6 мм. Основна технічна характеристика конденсатора: розміри 439*424*465 мм, загальна теплопередаюча поверхня 64.2 м², маса 50 кг. Конденсатор витримує тиск мастила 20,6 бар [3].

Продуктивність вентиляторів випаровувача-повітроохолоджувача рефрижераторного вагона, м /с, обчислюється

(9.3)

де С_р - питома теплоємність повітря (С_р=1250 Дж/м³К);

t_д і t_с - температура повітря на вході до повітроохолоджувача і на виході з нього.

Необхідно враховувати, що, як правило, на одній холодильній машині розташовані два вентилятори, що подають повітря до вантажного приміщення.

Продуктивність вентиляторів конденсатора, м /с

(9.4)

де t_b - ступінь нагріву повітря в апараті (56°С).

У кожній холодильній машині розташовуються 2 вентилятори, які обдувають конденсатор.

10. Заправка холодильної установки маслом

Система змазки призначена для підвода мастила до поверхонь деталей, які труться, з метою зменшення сили тертя, які виникають в місті контакту цих деталей. Крім того, мастило відводить тепло, яке виникає від тертя і попереджає появу корозії деталей.

Для заправки холодильної установки від’єднують мастилонаповнюючу трубку до запірного вентиля (рис.5.1) і підставляють бак із свіжим мастилом. Після включення холодильного агрегату на короткий період привідчиняють запірний вентиль для виведення повітря з наповнюючої трубки в бак зі свіжим мастилом. Закривають ручний запірний вентиль 18 на виході з ресивера і хладон всмоктують до тиску всмоктування 0,2 кгс/см².

Холодильну установку зупиняють, закривають запірний вентиль і всмоктують свіже мастило до 2/3 оглядового скла. Закривають запірний вентиль та від’єднують наповнюючу трубку, після чого відчиняють запірні вентилі на ресивері. Після включення компресора перевіряють рівень мастила в робочому стані.

В даній холодильній установці використовують мастило ХФ-12 [5].

11. Техніко-економічне обґрунтування прийнятих рішень

В якості теплоізоляційного матеріалу для кузова вагону вибирався пінополістирол ПСП густиною 25..40 кг/м³. Це органічний штучний темоізоляційний матеріал, являє собою зубчасту пластмасу, виготовлену з синтетичних смол, насичених повітрям або вуглицем при високому тиску. Головною відзнакою є те, що він майже не поглинає вологу та має високу стійкість до вогню.

12. Основні вимоги охорони праці при експлуатації прийнятої системи охолодження

При підготовці холодильної установки до запуску перевіряють стан апаратів холодильної машини і трубопроводів, звертають увагу при цьому на можливі порушення герметичності в місцях з’єднання трубопроводів фланцевих з’єднань компресора, оглядового скла та підключень контрольної та захисної апаратури.

Запірні вентилі на обвідній лінії при справній роботі ТРВ і працюючих електромагнітних вентилях повинні знаходитися в закритому положенні.

Використовують обвідну лінію тільки при виході зі строю електромагнітного вентиля.

В цьому випадку після запуску холодильної машини запірний вентиль на обвідній лінії відкривають, а після зупинки закривають.

Під час експлуатації через кожні 6 місяців перевіряються щільність всіх з’єднань холодильної установки, видаляється бруд на різних вузлах, перевіряється рівень рідкого хладону в ресивері і мастила у компресорі, при необхідності поповнюючи їх до нормального рівня.

Література

1. Демьянков Н.В. Холодильные машины и установки. – М.:Транспорт,1969.

2. Осадчук Г.И., Фарафонов Е.С. Холодильное оборудование вагонов и кондиционирование воздуха. – М.:Транспорт,1969.

3. Демьянков Н.В., Маталософ С.Ф. Хладотранспорт. – М.: Транспорт, 1976.

4. Организация и технология ремонта рефрижераторных вагонов - М.: Транспорт, 1973.

5. Розенфельд Л.М., Ткачёв А.Г. Примеры и расчёты холодильных машин и аппаратов. – М.:Транспорт,1960.

6. Кржимовский В. Е. Рефрижераторные секции отечественной постройки.- М.: Транспорт, 1983.

7. Алексюткин Б. А., Устич П. А. Холодильное оборудование и кондиционирование воздуха: Методические указания для курсового и дипломного проектирования. – М.: МИИТ, 1991.

8. Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя - М.: Машиностроение, 1973.