146920 (Вагон вантажний рефрижераторної секції), страница 2

, (3.3)

де t₃ - температура зовнішнього повітря, °С;

t_B - температура в середині вагона, °С.

Температура в середині рефрижераторного вагона дорівнює середній темпе-ратурі швидкопсувного вантажу, шо перевозиться:

• охолоджений при 0...-3 °С.

Вт.

Теплонадходжтіня від сонячної радіації

Розрізняють теплонадходження від прямої сонячної радіації та теплонад-ходження від розсіяної радіації.

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

, (3.4)

де Р - коефіцієнт прозорості атмосфери, (Р = 0,7...0,8);

h - кут стояння сонця.

, (3.5)

де δ - кут нахилу сонця, (δ = 20°);

φ - широта місцевості, град;

γ - часовий кут, град (γ =30°).

.

кДж/м²·год.

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

(3.6)

кДж/м²·год.

Інтенсивність прямої радіації на вертикальну стінку:

, (3.7)

де α_с – азимут сонця, град, ;

- кут між меридіаном та напрямком руху поїзда, град (північ – південь

= 0⁰ ).

,

кДж/м² · год.

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

, (3.8)

кДж/м² · год.

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

, (3.9)

кДж/м² · год.

Сумарна інтенсивність радіації, кДж/м² · год:

, (3.10)

, (3.11)

кДж/м² · год,

кДж/м² · год.

Умовне еквівалентне підвищення температури зовнішнього повітря за рахунок сонячної радіації, град:

, (3.12)

де ρ - коефіцієнт поглинання променевої енергії, (ρ = 0,6...0,8);

- відносне значення освітлення сонцем поверхонь, .

,

,

.

Теплонадходження за рахунок сонячної радіації складає, Вт:

, (3.13)

Вт,

Вт.

4. ОПИС ПРИЙНЯТОЇ ХОЛОДИЛЬНОЇ МАШИНИ ТА СИСТЕМИ ОХОЛОДЖЕННЯ

Парова компресійна холодильна установка

Вантажний вагон рефрижераторної секції має паро-компресійну холодильну установку, яка фреонова, автоматизована, одноступеневого стиснення, з безпосередньою системою охолодження та повітряним способом охолодження. Холодильна установка має моноблочну конструкцію і складається з компресорно-конденсаторного агрегата і повітроохолоджувача (випарника). Компресорно-конденсаторний агрегат розміщений в машинному відділенні, повітроохолод-жувач в вантажному приміщені вагона.

До складу холодильної установки входять (рис. 4.1): компресор-поршневий, фреоновий з повітряним охолодженням, конденсатор повітряний; ребристо-змієвиковий примусової циркуляції повітря від вентилятора; ресивер лінійний, має два запірні вентилі на вході і виході. Механічний фільтр сітчатий, фільтр осушувач ціолітовий. Соленоїдний вентиль рідинної лінії подає чи закінчує подачу рідкого фреона на дроселювання в залежності від режиму роботи холодильної установки. Терморегуляційний вентиль дроселює рідкий фреон в повітроохолоджувач в залежності від температури перегріва пари фреона на виході з повітроохолоджувача. Регулятор тиску всмоктування регулює тиск всмоктування пара фреона в компресор. Пресостат захисту по високому тиску випробування вимикає компресор при високому тиску нагнітання. Термостат вимикання компресора при низькій температурі картера вмикає підігрівач масляної ванни і вмикає компресор при підвищенні температури картера. Термостат закінчення відтайки відключає процес відтайки снігової шуби з випарника при температурі парів фреона на виході з випарника +14°С. Пресостат управління конденсатора відключає і включає вентилятори компресора.

Робота холодильної машини в режимі холод

В випарнику (повітроохолоджувачі) кипить рідкий фреон при низькому тиску кипіння і низькій температурі відводячи теплоти від повітря, яке циркулює у приміщенні вантажного вагона.

Утворені при кипінні пари фреону відсмоктуються компресором із повітроохолоджувача через регулятор тиску всмоктування. В компресорі пари фреону стискуються до тиску конденсата і нагнітаються в конденсатор. В конденсаторі пари фреону охолоджуються і конденсуються при тиску і температурі конденсації, віддаючи теплоту повітрю, яке продувається через конденсатор вентиляторами. Рідкий фреон із конденсатора потрапляє в ресивер (де накопичується), а із ресивера через механічний фільтр, фільтр-осушувач, відкритий соленоїдний вентиль рідинної лінії до терморегулювального вентиля.

Терморегулювальний вентиль дроселює рідкий фреон в повітроохолоджувач в залежності від температури парів фреона на виході із повітроохолоджувача. В повітроохолоджувачі рідкий фреон знову кипить, відводячи теплоту від охолоджуваного вантажу в вагоні.

Робота холодильної машини в режимі відтайки снігової шуби

Снігова шуба з повітроохолоджувача відтаює гарячими парами фреону.

При відтайці не працюють вентилятори конденсатора і повітроохолоджувача, закритий соленоїдний вентиль рідинної лінії і відкритий соленоїдний вентиль лінії відтайки.

При роботі компресора пари фреону відсмоктуються із повітроохолоджувача через регулятор тиску всмоктування. Компресор стискує пари фреону до високого тиску і температури, і гарячі пари фреону через відкритий вентиль лінії відтайки поступають в повітроохолоджувач.

Процес відтайки продовжується до тих пір, доки температура пари фреону на виході із повітроохолоджувача не досягне +14°С, при досягненні цієї температури спрацьовує термостат закінчення відтайки, і переключає машину в режим холод, при цьому вмикаються вентилятори повітроохолоджувача і конденсатора, відкривається соленоїдний вентиль рідинної лінії і закривається соленоїдний вентиль лінії відтайки, компресор продовжує працювати.

5 ПОБУДОВА В Id-ДІАГРАМІ ПРОЦЕСІВ ОБРОБКИ ПОВІТРЯ В СИСТЕМІ ОХОЛОДЖЕННЯ

При розгляданні процесів зміни параметрів повітря у вантажному приміщеній рефрижераторного вагона вважають, що процес повністю встановився, тобто вантаж не виділяє вологи і відносна вологість повітря на виході з повітроохолоджувача знаходиться в межах φ = 85...95%.

Рисунок 5.1 – Система охолодження рефрижераторного вагона:

t_B - середня температура повітря у вантажному приміщенні вагона. °С;

t_C - температура повітря на виході з вантажного приміщення вагона, °С;

t_d - температура повітря на вході повітроохолоджувача, °С;

t_o - температура кипіння рідкого холодоагенту в повітроохолоджувачі, °С;

t_f - температура повітря на виході повітроохолоджувача, °С;

t_а - температура повітря на вході до вантажного приміщення вагона. °С;

L - сумарні витрати повітря через вагон;

L_інф - кількість інфільтраційного повітря.

Рисунок 5.2 - Процеси обробки повітря в системі охолодження в Id-діаграмі

Лінія (а-с) - підігрів повітря у вантажному приміщенні вагона за рахунок охолодження вантажу;

лінія (с-d) - переміщення повітря з вантажного приміщення вагону з інфільтраційним повітрям перед повітроохолоджувачем;

лінія (d-f) - охолодження повітря у повітроохолоджувачі;

лінія (f-а) - переміщення повітря на виході з повітроохолоджувача з інфільтраційним повітрям.

Під час руху у вантажне приміщення вагона потрапляє інфільтраційне повітря через різноманітні отвори.

При розрахунках умовно вважають, що інфільтраційне повітря надходить до вантажного приміщення двома шляхами: безпосередньо перед повітроохолоджувачем і одразу після повітроохолоджувача.

Температурний режим у вантажному приміщенні вагона при перевезенні вантажу задається нижньою та верхньою межею.

. (5.1)

, (5.2)

де - перепад температур повітря на вході та виході з вантажного приміщення вагона ( =4...6 С).

°С,

°С.

Параметри повітря на вході до вантажного приміщення вагона в Id-діаграмі відповідають точці а, яка знаходиться на перетині ізотерми t_a = соnst та лінії відносної вологосіі φ = соnst = 85...95%.

У вантажному приміщенні вагона повітря підігрівається при постійному вологовмісті d_a = соnst до температури t_с. Точка с, що відповідає параметрам повітря на виході з вантажного приміщення вагона, знаходиться на перетині лінії постійного вологовмісту d_a = соnst та ізотерми t_с.

По Id-діаграмі визначаємо ентальпії повітря на вході ( I_a, кДж/кг) та на виході (I_с, кДж/кг) з вантажного приміщення вагона.

Визначаємо сумарні витрати повітря через вагон, кг/год:

, (5.3)

де Q_сум - сумарна кількість тепла, яка надходить до вантажного приміщення рефрижераторного вагона, Вт.

кг/год.

Визначаємо кількість інфільтраційного повітря, кг/год:

, (5.4)

де V_інф - об'єм інфільтраційного повітря, V_інф = 40 м³/год;

ρ₃ - густина зовнішнього повітря, кг/м³.

, (5.5)

де Р_б - тиск зовнішнього повітря, Р_б= 10⁵ Па;

R - газова стала повітря, R = 287 Дж/кг·К;

Т₃ - абсолютна температура зовнішнього повітря, (T₃ = 273 + t₃) K.

кг/м³,

кг/год.

ІІовітря з параметрами на вході до вантажного приміщення, точка а, є результатом переміщення порції повітря, що пройшло через повітроохолоджувач та половини інфільтраційного повітря.

Точка з , що відповідає на діаграмі параметрам зовнішнього повітря, знаходиться на перетині ізотерми t₃ = соnst та лінії відносної вологості φ₃ = соnst.

З'єднаємо відрізки точки з та а. На продовженні прямої з-а буде знаходитись точка Т, параметрами повітря на виході з повітроохолоджувача до змішування і інфільтраційним повітрям.