Кондиціювання повітря в пасажирських вагонах

Постійний 110В

Змінний 300В

Потужність генератора, кВт.

26

26

28

Ємність акумуляторної батареї, А × год

400

390

300

Опалення

Водяне

Змішаний

Змішаний

Теплопродуктивність котла, кВт (ккал / год)

38 (33000)

38 (33000)

46 (40000)

Потужність електропечей, кВт

-

5

20 (300В)

Потужність електрокалориферів, кВт.

16

5

6 (110В)

Кількість повітря, що подається, м ³ / ч.

5000/3000/2000

3200

5000/4000

Тип холодильної установки

ЯЖ 25П

«СТОУН-Керріер»

МАВ-II

Холодопродуктивність установки, кВт (ккал / год)

29 (25000)

25 (21000)

31 (27000)

Тип компресора

ФУ 15

5F 40

«5»

Число циліндрів, шт.

4

4

4

Діаметр циліндрів, мм.

76

63.3

80

Хід поршня, мм.

40

50

58

Характеристика установки кондиціонування повітря

М'який з двох і чотиримісними купе

м'яко-жорсткий з чотиримісними купе («Мікст»)

жорсткий з чотиримісними купе

Частота обертання валу компресора, 1/сек. (Об / хв)

20 (1200)

26 (1560)

24 (1410)

Кількість ступенів і спосіб регулювання холодопродуктивності

Три ступені, зміною частоти обертання вала

Чотири ступені, отжатие клапанів

Три ступені, отжатие клапанів

Встановлена ​​сумарна потужність електродвигуна холодильної установки (без вагонного вентилятора), кВт.

13,2

10,6

14,7

Маса холодильної установки, т.

1,43

1,30

1,41

Питома витрата потужності, кВт./1000 ккал / ч.

0,44

0,50

0,60

Питома маса, кг/1000 ккал / ч.

57,5

62

52,2

Матеріал

Позиція

Товщина однорідного шару , М

Коефіцієнт шару матеріалу , Вт / (м ² × К)

Площа , М ²

I. Дах:

Сталева обшивши

Мастика

Міпора

Плівка

Фанерна обшивка

1

2

3

4

5

0,002

0,001

0,074

0,005

0,005

58,0

0,23

0,027

0,35

0,35

II. Бічні і торцеві стіни:

Фанера

ДВП

Пенополеуретана

Мастика

Сталева обшивши

1

2

3

4

5

0,004

0,02

0,063

0,001

0,002

0,25

0,055

0,035

0,23

58,0

III. Стать:

Лінолеум

ДВП

Пенополеуретана

Сталь

1

2

3

4

0,003

0,02

0,088

0,002

0,16

0,055

0,035

58,0

IV. Вікна:

Скло

Повітря

Скло

1

2

3

0,004

0,08

0,004

1. Огорожа даху, мм:

2. Бічні і торцеві стіни, мм:

3. Пол, мм:

4. Вікна, мм:

Рисунок 2.1 ¾ Перетини теплопередаючих поверхонь:

1 ¾ сталева обшивши, 2 ¾ пластик, 3 ¾ пінополіуретан, 4 ¾ ДВП, 5 ¾ павинол, 6 ¾ мастика, 7 ¾ Міпора, 8 ¾ плівка; 9 ¾ фанера, 10 ¾ лінолеум, 11 ¾ скло, 12 ¾ повітря.

Знайдемо коефіцієнти теплопередачі:

1. Дах:

/ 1, с. 30 /;

/ 1, с. 31 /.

2. Бічна і торцева стіни:

3. Стать:

4. Вікна:

Визначимо наведений коефіцієнт теплопередачі огородження кузова вагона

,

де для пасажирських вагонів / 6, с. 15 /.

Враховуючи збільшення коефіцієнта в процесі експлуатації через «старіння» ізоляції і зволоження, отримаємо:

,

де для пасажирських вагонів / 6, с. 15 /.

, / 1, с. 34 /

відповідає вимогам ГОСТ12406-66.

3. Теплотехнічний розрахунок вагона в літній час

Розрахунок теплопритоків у вагоні в літній час здійснюється для визначення продуктивності системи охолодження.

Загальний теплопритоку у вагон визначається за наступною формулою / 1, с. 47 /:

,

де теплопритоку у вагон вступник через огорожу кузова в слідстві перепаду температур повітря зовні і всередині вагона, кВт;

теплопритоку від інфільтрації повітря, кВт;

теплопритоку від сонячної радіації, кВт;

теплопритоку від тепловиділення пасажирів, кВт;

тепловиділення працюючого у вагоні обладнання, кВт;

приплив зовнішнього повітря, що подається у вагон вентиляцією, кВт.

Знаходимо кожен вид теплопритоків:

, / 1, с.   43 /

де

зовнішня температура повітря влітку (за завданням);

температура повітря у вагоні.

Приймаються .

Теплопритоку від інфільтрації:

, / 1, с.   43 /

де числовий коефіцієнт.

Теплопритоку від сонячної радіації через непрозорі огородження:

/ 1, с.   44 /

Через прозорі огорожі:

,

де А - коефіцієнт теплопоглащенія, залежить від стану поверхні, роду матеріалу і кольору.

А _кр = 0,5 - для даху; А _ст = 0,7 - для стін / 1, с.   44 /

До _пр - коефіцієнт пропускання променів вікнами

До _пр = 0,48 / 1, с.   44 /; До _кр = 1,3 Вт / (м ² × К); До _ст = 1,4 Вт / (м ² × К);

I - інтенсивність сонячної радіації / 1, с. 45 /:

• для горизонтальних поверхонь: I _г = 950Вт / м ^2;

• для вертикальних поверхонь: I _в = 540Вт / м ^2.

Теплопритоку через дах:

Q _кр = (950 × 0,5 × 1,3 × 81,5) / 67 = 751Вт / 1, с. 45 /

Через стіни:

Q _ст. = (540 × 0,7 × 1,4 × 46,2) / 67 = 365Вт / 1, с. 45 /

Через вікна:

Q _о = 540 × 0,48 × 9,15 = 2372Вт / 1, с. 45 /

Сумарний теплопритоку від сонячної радіації:

Q ₃ = Q _кр + Q _ст. + Q _о / 1, с.   45 /

Q ₃ = 751 +365 +2372 = 3488Вт »3,49 кВт

Тепловиділення пасажирів:

Q ₄ = q × n, / 1, с. 45 /

де q = 115Вт - сумарне тепло, що виділяється одним пасажиром

/ 1, с. 13 /;

n = 23 - кількість пасажирів.

Q ₄ = 115 × 23 = 3680Вт = 2,65 кВт

Тепловиділення працюючого у вагоні обладнання одно сумарної потужності постійних споживачів:

Q ₅ = 1,7 +0,4 = 2,1 кВт, / 1, с. 46 /

де 1,7 кВт - потужність електродвигуна вентилятора;

0,4 кВт - потужність регулюючої апаратури.

Теплопритоку від подаваного у вагон зовнішнього повітря:

Q ₆ = G × g × (i _н - i _в) / 1, с. 46 /

де g = 1,2 кг / м ³ - щільність повітря / 1, с. 46 /;

G = 0,4 м ³ / с - об'єм повітря.

За діаграмою i - d визначимо / 3, с. 10 /:

• для і j = 65% Þ i _н = 71кДж/кг;

• для і j = 55% Þ i _в = 48кДж/кг.

Q ₆ = 0,4 × 1,2 × (71-48) = 11,04 кВт

Загальний теплопритоку у вагон, і отже, холодопродуктивність холодильної установки складуть:

Q _заг. = 1,5 +0,45 +3,49 +2,65 +2,1 +11,04 = 21,23 кВт

Висновок: застосовувана на вагоні холодильна установка, з холодопродуктивністю 29кВт, ЯЖ 25П задовольняє умовам.

4. Побудова процесу обробки повітря в системі кондиціонування в літній період

Основні параметри:

т. Н ;

т. У ;

т. С. Суміш Н і В ;

т. М - мультивент ;

т. П-у поверхні ІВО .

Визначимо тепловологовий відносини / 2, с. 116 /:

e _тепло. = å Q _i / å W _i, кДж / кг

де å Q _i - Теплонадлишки в салоні вагона, складаються з наступних теплопритоків: теплопритоку через огорожу кузова, від сонячної радіації, від інфільтрації, від працюючого обладнання, розташованого у вагоні, від пасажирів;

å Q _i = 1,5 +0,45 +3,49 +2,65 +2,1 = 10,19 кВт

å W _i = W _пас. + W _інф. - волога і теплоприпливи, які надходять з інфільтраційних повітрям, а також виділяються пасажирами.

W _інф. = G _інф. × (d _Н - d _В) × 10 ^-3,

де G _інф = (0,0417 ¸ 0,1111) кг / с - кількість інфільтраційного повітря;

d _Н і d _В - з діаграми (вологовміст).

W _інф = 0,1 × (16,5-10) × 10 ^-3 = 0,65 × 10 ^-3 кг / с

W _пас. = Q _пас. × n,

де n = 23 - число пасажирів;

q _пас. = 2,7 × 10 ^-6 - кількість вологи що виділяється одним пасажиром влітку.

W _пас. = 23 × 2,7 × 10 ^-6 = 0,062 × 10 ^-3 кг / с

Тоді W _i = 0,65 × 10 ^-3 +0,062 × 10 ^-3 = 0,71 × 10 ^-3 кг / с;

e _тепло. = 10,19 / 0,71 × 10 ^-3 = 14310кДж/кг.

Потужність випарника-повітроохолоджувача визначаємо за наступною формулою:

Q _ІВО = G × (i _С - i _М), кВт

де G - загальна витрата повітря, кг / с;

i _С і i _{М-відповідно,} ентальпії точок С і М, кДж / кг;

G = 25 × n = 25 × 23 = 575м ³ / год,

де 25м ³ / год - кількість зовнішнього повітря на одного пасажира

/ 2, с. 117 /;

n = 23 - кількість пасажирів.

Q _ІВО = 575 × (57-42) = 8625 Вт = 8,6 кВт

У м'якому вагоні з дво-і чотиримісних купе будівлі заводу ім. Єгорова були здійснені деякі нові для вітчизняного вагонобудування конструктивні рішення. Зокрема, змінено розташування вентиляційного агрегату, вперше випробувана нова холодильна установка типу КЖ 25П, широко використані синтетичні матеріали і алюмінієві сплави. Вагон довжиною 23,6 м розрахований на перевезення 24 пасажирів у чотирьох двомісних та чотиримісних чотирьох купе. У вагоні є два туалети, з яких один обладнаний душовим пристроєм. Основне освітлення здійснюється люмінесцентними лампами на 220 В з живленням через машинний перетворювач. У вагоні застосовано гаряче і холодне водопостачання, передбачений електрообігрів головок наливних труб, є електрокип'ятильник і охолоджувач питної води.

Система кондиціонування повітря складається із систем вентиляції, водяного опалення, електричного підігріву вентилюючого повітря та охолодження. Управління роботою агрегатів автоматизовано.

Система вентиляції цього вагона істотно відрізняється від подібних систем вагонів інших типів тим, що вентиляційний агрегат в ній розташований не з боку службового приміщення, а з протилежного, некотловой боку вагона. Це забезпечує ряд переваг: видалення зовнішніх жалюзі від димової труби котла; полегшення доступу до вентилятора, повітроохолоджувача, калорифера і фільтрам; можливість збільшення живого перерізу рециркуляційного каналу; поліпшення умов монтажу, експлуатації та ремонту устаткування. Вентилятор забезпечений приводним електродвигуном постійного струму потужністю 1,5 кВт.

Повітря подається в купе вагона з нагнітального воздуховода через щілинні повітророзподільні грати, розташовані у стелі купе уздовж поперечних перегородок так, що зустрічні потоки повітря, виходячи з перфорованих панелей, різко зменшують свої швидкості. З купе повітря виходить у коридор через грати в поздовжній перегородці, розташовані під диванами. Рециркуляційний повітря засмоктується з вагона вентилятором через грати в стелі великого коридору з некотловой боку вагона, а зовнішнє повітря - через жалюзі на бічній стіні вагона з боку рециркуляційної решітки. За жалюзі встановлена ​​Заслінка, Якої можна регулювати кількість засмоктуваного зовнішнього повітря, змінюючи живий перетин решітки. З вагона повітря віддаляється в основному через дефлектори в туалетах.

Система вентиляції має три ступені регулювання продуктивності, що досягається зміною частоти обертання вала електродвигуна вентилятора.

При роботі системи кондиціонування повітря в літньому режимі використовуються дві швидкості обертання колеса вентилятора: висока при роботі системи охолодження і середня при роботі системи електропідігріву. При роботі установки в зимовому режимі, коли діє водяне опалення, також використовуються дві швидкості: середня і низька.

Кількість подається у вагон повітря при роботі системи вентиляції на високій швидкості складає 5000 м ³ / год, на середній - 3000 м ³ / год і на низькій - 2200 м ³ / ч. Під час стоянок поїзда при харчуванні електродвигуна від акумуляторної батареї кількість подаваного повітря знижується.

Система опалення вагона має верхню розводку труб від типового котла з поєднаним прямокутним розширювачем. З купейному боку вагона прокладені дві гладкі обігрівальні труби, а з коридорною - одна труба з ребрами в зоні віконних прорізів.

Підігрів повітря, що подається у вагон в зимовий та перехідний час року, виробляється трубчастим електрокалорифером потужністю 16 кВт, розташованим в каналі системи вентиляції. Електрокалорифер складається з двох секцій, які можуть включатися при живленні від генератора напругою 145 В обидві одночасно або тільки одна секція потужністю 9,5 кВт. При живленні від акумуляторної батареї може включатися лише одна, менша за потужністю секція.

У більш пізньої модифікації цього вагону для підігріву повітря, крім електрокалорифера, застосований калорифер водяного опалення потужністю 13 кВт. У цьому випадку використаний односекційний електрокалорифер потужністю 4 кВт.

5. Опис конструкції і роботи системи охолодження

Система охолодження обладнана холодильною установкою типу КЖ 25П з номінальною холодопродуктивністю 29кВт. Установка об'єднує три основних агрегату: компресорний і конденсаторний, розташовані під рамою вагона, і випарник-повітроохолоджувач, вмонтований у канал системи вентиляції. Всі агрегати з'єднані між собою мідними трубами, частина труб покрита ізоляцією. На щиті приладів контролю за роботою установки, мановакууметри і манометр, масляний манометр і реле тиску.

Компресорний агрегат об'єднує компресор ФУ15 і електродвигун постійного струму потужністю 12,5 кВт при напрузі 135В.

Конденсаторний агрегат складається з: конденсатора, виготовленого з мідних труб з насадженими на них дюраллюміневимі ребрами, ресивера і двох вентиляторів для охолодження компресора.

Повітроохолоджувач являє собою трубчасту оребренную батарею. Рідкий хладагент поступає в регулююче пристрій і через розподільник розходиться по трубах повітроохолоджувача. Испарившийся холодоагент відсмоктується компресором з вертикального газового колектора, що об'єднує всі труби.

Теплообмінник суміщений з фільтром-осушувачем, призначеним для видалення з рідкого хладагента механічних домішок і вологи.

Регулювання холодопродуктивності установки ЯЖ 25П здійснюється за рахунок застосування дросельно-регулюючого пристрою.

Сток скрапленого хладагента відбувається в ресівер. ІВО обладнаний дросельно-регулірущім пристроєм та терморегулювальні вентилем. На вході в ІВО стоять два електромагнітних вентиля.

Робота при різних частотах обертання відбувається наступним чином. На низькій частоті відкривається один соленоїдний вентиль перед дросельно-регулюючим пристроєм і подача хладагента в ІВО відбувається через сопло, що є частиною цього пристрою. При роботі компресора на середній або високій частотах відкриваються обидва соленоїдних вентиля і хладагент поступає в ІВО по об'єднаному розподільного пристрою через сопло дросельно-регулюючого пристрою і терморегулюючий вентиль.

Перевагою такого методу регулювання є автоматично яка встановлює зв'язок між тепловим навантаженням і температурою випаровування хладагента, що сприятливо позначається на зміні вологості повітря у вагоні.

Малюнок 6.1 - схема холодильної установки ЯЖ 25П

6. Розрахунок і побудова холодильного циклу роботи установки вагона

Для штучного охолодження повітря у вагоні застосування системи охолодження, які є неодмінною складовою частиною вагонної установки кондиціонування повітря. Сама система охолодження складається з холодильної установки і пристроїв для розподілу охолодженого повітря по пасажирському приміщенню.

Порядок побудови:

Визначення температури кипіння холодоагенту.

Температура випаровування (кипіння) хладагента t _o ^(o C) визначається за наступною формулою / 6, с. 18 /:

,

де середня температура повітря відділення пасажирського вагону, що продувається через випарник, ^о С;

різниця температур повітря і випаровування хладагента, ^про С.

Приймаються t _У = 23 ^о С.

D t _про = 12 ¸ 18 ^о С / 6, с. 18 /. Приймаються D t _о = 15 ^о С.

Тоді .

В області вологої пари ізотерма і ізобар збігаються. За ізотермі t _про проводимо ізобар P _о, на перетині ізобари p _о і кривої паросодержания x = 1 отримаємо точку 1.

Визначення температури конденсації.

Температуру конденсації t _к ^(о С) визначаємо за наступною формулою:

,

де температура зовнішнього повітря;

приріст температури конденсації;

/ 6, с. 18 /;

За ізотермі t _до будуємо ізобар P _до відповідно точки 3 і 2 ¢ отримаємо перетин ізобари t _до з кривою паросодержания x = 0.

Побудова точки 1 ¢.

t _i = t _{º всмоктування.} + D t _{º всмоктування.}

де D t _{º всмоктування} = (15 ¸ 25) ^о С.

Тоді t _i = 8 +20 = 28 ^о С

Точка 1 ¢ розташовується в області перегрітої пари на перетині ізобари P _о і ізотерми t _{º всмоктування..}

Побудова точки 2.

Крапка 2 виходить в результаті перетину адіабати, проведеної з точки 1 ¢, з ізобар P _к.

Побудова точок 3 ¢ і 4.

Температуру переохолодження хладагента на ходимо по формулі:

,

де ізотерма конденсації;

;

.

В області вологого повітря знаходимо ізотерму . Проводимо до перетину з кривою паросодержания . Відновивши перпендикуляр до ізобари , Отримуємо точку 3 ¢. Якщо провести з точки 3 ¢ та ізобари перпендикуляр на ізобар отримаємо точку 4.

Дані з графіка:

i ₁ = 555кДж/кг; i _{1 ¢} = 567кДж/кг;

i _{2 ¢} = 568 кДж / кг; i ₂ = 585 кДж / кг;

i ₃ = 440 кДж / кг; i _{3 ¢} = I ₄ = 425 кДж / кг.

питома обсяг всмоктуваних компресором парів;

температура перегріву пари в точці 2.

Таблиця 6.1 - Результати розрахунку

7. Прилади автоматики холодильної установки вагона

Холодильні установки зазвичай працюють в автоматичному режимі за допомогою спеціальних приладів, які забезпечують стабільність процесів і збереження обладнання. Призначення автоматичного регулювання холодильної установки полягає в наступному: забезпечити правильне заповнення випарника холодоагентом; забезпечити включення або відключення відповідних апаратів або секцій залежно від теплового навантаження; захистити лінію нагнітання від надмірного підвищення тиску; захистити лінію всмоктування від зниження тиску; не допускати зниження тиску масла нижче заданої величини; захистити електродвигуни від надмірного перегріву; забезпечити задану температуру повітря у вагоні. У системі автоматичного регулювання застосовуються прилади, до яких відносяться: регулятори заповнення випарника - термо-або барорегулірующіе вентилі; захисні прилади-реле тиску і температури; виконавчі прилади - соленоїдні вентилі; прилади контролю-манометри, сигнальні покажчики.

Регулятори заповнення випарника призначені для автоматичного регулювання подачі холодоагенту у випарник і діють в залежності або від температури всмоктуваних парів (терморегулювальні вентилі), або від тиску цих парів (барорегулірующіе вентилі).

Принцип дії терморегулюючого вентиля (ТРВ) полягає у зміні розміру його прохідного отвору в залежності від величини перегріву всмоктуваного пари. При цьому відбувається дроселювання проходить через ТРВ хладагента від тиску конденсації до тиску випаровування з одночасним зниженням температури. Для цього ТРВ має спеціальний термочутливий балон, який укріплений на відходить від випарника трубі і сприймає температуру поверхні цієї труби. При збільшенні перегріву всмоктуваного пара з-за недостатнього надходження в випарник хладагента термочутливий балон подає сигнал виконавчого механізму ТРВ і перетин прохідного отвору збільшується, при зменшенні перегріву всмоктуваного пара - навпаки. Терморегулюючі вентилі бувають сильфонні і мембранні. Перші широко застосовуються в холодильній техніці, проте конструкція їх досить складна. При поганому виконанні і недбалому догляді в експлуатації сильфонні вентилі стають ненадійними в роботі, а головне недостатньо герметичними.

Більш простими за конструкцією, компактними і надійними є мембранні терморегулювальні вентилі (рис. 8.1). Термочутливий балон 6 цього вентиля частково заповнений легко випаровується (зазвичай хладоном-12). Тиск з боку балона, мінливий зі зміною температури на поверхні трубопроводу, діє через капілярну трубку 5 на мембрану 4 зверху, а тиск хладагента в системі діє на мембрану знизу. Невелике зусилля, створюване пружиною 1, утримує клапан 3 вентиля в закритому положенні до тих пір, поки тиск на мембрану зверху не долає зусилля пружини і тиску хладагента в системі (тиск кипіння). Зміна зусилля пружини для налаштування вентиля на певну величину перегріву виробляють гвинтом 2. Після регулювання гвинт закривають ковпачком, який служить і регулювальним ключем.

У барорегулірующем вентилі (рис. 8.2) корпус 1 всередині розділений на дві частини: нижня частина, розташована під сільфоном 2, заповнена холодоагентом, верхня повідомляється з атмосферою. Підтримання необхідної величини тиску в випарнику відбувається наступним чином. Холодоагент поступає в нижню частину вентиля і тисне на сільфон, прагнучи стиснути його. Цьому перешкоджає пружина 3, жорсткість якої можна змінювати за допомогою регулювального гвинта 4 з гайкою. Якщо тиск випаровування буде більше зусилля пружини, то сільфон стиснеться і тягою 5, ввернутой в його денце, через палець кривошипа 6 поверне золотник 7, який прикриє прохідний перетин і зменшить надходження хладагента. Після того як тиск у випарнику зменшиться і відповідно знизиться тиск в нижній частині корпусу, пружина розтягне сільфон і золотник відкриє канал надходження хладагента у випарник. Бувають і дещо інші по конструкції барорегулірующіе вентилі, але принцип дії їх такий же.

Перевагою барорегулірующего вентиля є надійність його роботи. Однак цей вентиль більш грубо здійснює регулювання подачі холодоагенту у випарник, що може призводити до неекономічною роботі установки при частих змінах теплового навантаження.

Реле тиску застосовується для підтримки необхідного тиску в системі та захисту холодильної установки від аварій. Використовуються реле мінімального тиску (пресостат) для автоматичного відключення компресора при падінні тиску всмоктування нижче допустимого і реле максимального тиску (мано-контролер), яке зупиняє компресор при надмірному підвищенні тиску конденсації. Реле низького і високого тиску звичайно об'єднують в один прилад.

Одним з найбільш розповсюджених приладів цього типу, що застосовуються у вагонних холодильних установках, є реле тиску типу РД (рис. 8.3). При підвищенні тиску хладагента у всмоктувальній лінії компресора стискується сільфон низького тиску, який відводить важіль 2 і, долаючи зусилля пружини 3, переміщує тягу 4. Остання віджимає пластину 5 і замикає електричні контакти 6, завдяки чому компресор включається. При зниженні тиску хладагента у всмоктувальній лінії сільфон під дією пружини 3 розтискається, тяга і важіль переміщуються у вихідне положення і контакти розмикаються, вимикаючи компресор. Щоб розмикання відбувалося без іскріння, магніт 7 утримує пластину 5 до тих пір, поки зусилля пружини не буде достатнім для різкого відриву пластини від магніту.

Сільфон реле високого тиску за конструкцією аналогічний сільфон реле низького тиску, але менше його по діаметру. При надмірному підвищенні тиску конденсації сільфон 8 відводить важіль 9, який за допомогою пружини 10 і планки 11 піднімає пластину 5, розмикаючи контакти незалежно від реле низького тиску. У всіх випадках при розмиканні контактів компресор відключається. На спрацьовування при відповідному тиску прилад налаштовується за допомогою регулювальної гайки.

Електромагнітні запірні вентилі відносяться до виконавчих приладів і являють собою соленоїдні вентилі двохпозиційного (відкритий-закритий) дії. У залежності від діаметра трубопроводу вони виготовляються з різним розміром прохідного отвору.

Соленоїдний вентиль (рис. 8.4) складається з клапана 4, поміщеного в корпусі /, та електромагнітної котушки (соленоїда) 7. При проходженні електричного струму в котушці виникає магнітне поле і якір 8, втягуючись в котушку, повністю відкриває клапан для проходу хладагента. При припиненні електроживлення якір опускається вниз і клапан закриває прохідний канал вентиля.

Малюнок 8.4 - Соленоїдний вентиль:

1 - корпус; 2 - ковпачок, 3 - віджимною гвинт, 4 - клапан, 5 - кришка клемної коробки, 6 - затискачі; 7 - котушка електромагніта; 8 - якір

8. Тепловий розрахунок холодильної машини

Основними даними для теплового розрахунку холодильної машини є: навантаження на компресор, температурний режим роботи машини (температура кипіння, конденсації, перед регулюючим вентилем, переохолодження, всмоктування), вид вживаного холодоагенту.

Температура: конденсації - 39 ^о С, випаровування - 8 ^о С, переохолодження - 34 ^о С, всмоктування - 28 ^о С, перегрітої пари - 62 ^о С.

Тиск: нагнітання - P _до = 1,00 МПа, всмоктування - P _про = 0,38 МПа.

Тепломісткість в точках 3 ¢ та 4: i _{3 ¢} = I _{4 ¢} = 440 кДж.

Питома обсяг всмоктуваного пара: .

Холодильний цикл зображений на рис. 7.1.

Таблиця 8.1 ¾ Результати розрахунків

Інші параметри наведені в таблиці 7.1.

9. Розрахунок основних параметрів компресора

Визначимо основні параметри транспортного хладонового компресора холодопродуктивністю 29 кВт з описуваним поршнями об'ємом / Див табл. 7.1., С. 29 /.

Приймаються чотирициліндровий, з V - подібним розташуванням циліндрів, компресор.

Швидкість поршня:

/ 5, с. 110 /.

Діаметр циліндра компресора:

;

Хід поршня: / 5, с. 110 /;

Частота обертання колінчастого вала:

/ 5, с. 110 /

Висновок: за даними розрахунку приймаємо компресор ФУ15, що працює при 1200 об / хв і має 4 циліндри діаметром - 76 мм, хід поршня - 40 мм. Потужність охолодження - 29 кВт / 1, с. 122 /.

10. Розрахунок теплообмінних апаратів установки

10.1 Випарник-повітроохолоджувач (ІВО)

Холодильна установка ЯЖ 25П має ІВО з поверхнею випаровування 84 м ² / 1, с. 167 /.

Визначимо поверхню випарника:

/ 1, с. 136 /

де холодопродуктивність установки, кВт;

коефіцієнт теплопередачі випаровування з урахуванням влагоотделенія. Приймаються / 1, с.   136 /.

різниця між температурою випаровування хладагента і температурою охолодженого повітря на вході і виході випарника.

У результаті розрахунків приймаємо ІВО з поверхнею охолодження 84 м ² / 1, с.   167 /.

10.2 Конденсатор

Площа поверхонь конденсатора:

/ 1, с.   134 /

де холодопродуктивність установки по конденсатору, кВт;

;

- Індикаторна потужність / табл. 7.1., С. /;

коефіцієнт теплопередачі конденсатора / 1, с.   136 /.

різниця температур конденсованого хладагента і охолоджуючого повітря / 6, с.   18 /.

Кількість охолодженого повітря:

, / 5, с. 33 /

де питома теплоємність повітря;

щільність повітря, / 5, с. 33 /.

Висновок: в результаті розрахунків приймаємо конденсатор з теплопередающей поверхнею 80   м ^2, з кількістю повітря, що продувається через конденсатор 8000   м ³ / год

/ 1, с.   135 /

11. Питання охорони праці і техніки безпеки при експлуатації холодильних установок

До обслуговування холодильних установок допускаються особи не молодше 18 років, спеціально навчені і знають інструкцію з обслуговування даної установки.

Приміщення для ремонту холодильного обладнання повинно бути обладнане припливно-витяжної вентиляцією, що забезпечує достатній повітрообмін і виключає небезпечну концентрацію холодоагенту в повітрі.

Забороняється наповнювати холодоагентом балони, у яких несправні вентилі, пошкоджений корпус, забарвлення і написи не відповідають марці даного холодоагенту. Приймаючи партію балонів, необхідно перевірити паспорт про проведені випробування, який доповів додаватися заводом-виробником.

Забороняється перевозити і зберігати хладон-12 в будь-якій іншій тарі або балонах, поміщених у джерела тепла, а також без спеціального укриття, що захищає балони від сонячних променів. Поза спеціального сховища не дозволяється тримати для роботи більше одного балона з холодоагентом.

Перед заповненням системи необхідно передусім переконатися, що в балоні знаходиться саме хладон-12. Потім перевірити чи не забруднені апарати, чи немає вологи та повітря в системі. Відкривати колпачковую гайку на штуцері вентиля балона слід в окулярах, при цьому вихідний отвір балона треба направити в бік від себе.

У процесі заповнення системи холодоагентом забороняється нагрівати балон будь-яким способом. Не можна залишати балон з холодоагентом приєднаним до системи холодильної установки більше часу, необхідного для безпосереднього її заповнення або для видалення з неї хладагента.

При перекачуванні в балон хладагента з системи дозволяється використовувати лише ті балони, термін перевірки яких не закінчився. Норма заповнення балона хладоном-12 не повинна перевищувати 1,1 кг / л, фреоном-22 - 1 кг / л.

Демонтаж і розтин компресорів та апаратів холодильної установки можна робити тільки після того, як холодоагент буде повністю видалений з них, а тиск знижений до атмосферного і залишиться таким деякий час.

Під час огляду та ремонту холодильного обладнання та особливо внутрішніх частин компресора і апаратів не можна користуватися для освітлення відкритим вогнем, так як під дією полум'я хладон-12 виділяє отруйні речовини. Дозволяється застосовувати переносні електричні лампи напругою не вище 12 В або електричні акумуляторні ліхтарі.

Слід звертати особливу увагу на справність манометрів і автоматичних приладів регулювання. Не можна експлуатувати холодильні установки, якщо на манометрах немає пломб, закінчився термін їх перевірки або на їх шкалою не нанесена червона риска гранично допустимого робочого тиску. При підвищенні тиску більше допустимого за паспортом установка негайно має бути виключена.

Забороняється експлуатувати холодильне обладнання при знятих або несправних пристроях, огороджувальних приводні ремені, рухомі і обертові частини. Не можна кріпити з'єднання трубопроводів і апаратів і затягувати болти компресора під час роботи установки, а також залишати запірні вентилі компресора та інших апаратів із знятими ковпачками. Забороняється перевіряти нагрівання внутрішніх підшипників на ходу, тобто при працюючому двигуні.

Працівники, які ремонтують і обслуговують холодильне обладнання, повинні працювати в спеціальній добре захищеній одязі і захисних окулярах.

12. Техніко-економічне обгрунтування застосування холодильної установки вагона

На підставі техніко-економічного порівняння установок кондиціонування повітря різних типів можна зробити висновок, що вітчизняні установки ЯЖ 25П за основним показником - питомою холодопродуктивності є кращими на наших дорогах. Але всі застосовувані на пасажирських вагонах установки мають досить велику масу. Розташування однієї частини апаратів під рамою вагона, а інший в стельовому просторі, вимагає великої кількості сполучних трубопроводів і цим ускладнюється обслуговування і ремонт агрегатів.

Удосконалення установок кондиціонування повітря має йти шляхом зниження їх маси, а також поліпшення умов ремонту і утримання.

Поліпшення герметичності системи є одним з найбільш істотних факторів, що впливають на роботу холодильних установок.

Застосування плавного регулювання холодопродуктивності і автоматичної підтримки стабільної температури повітря у вагоні можна здійснити шляхом почергового включення циліндрів компресора з одночасним використанням безпечної заслінки на лінії подачі у вагон рециркуляційного повітря. Поліпшення техніко-економічних показників вагонних холодильних установок, зокрема збільшення їх терміну служби, може бути досягнуто за рахунок підвищення частоти обертання колінчастого валу компресора із збереженням або незначним збільшенням середньої швидкості поршня, а також застосування пристроїв, що забезпечують автоматизацію роботи компресора і широкого застосування термостатичних масел .

Також слід застосовувати гвинтові компресори безклапанним конструкції, які відрізняються компактністю, високою надійністю і можливістю економічного регулювання холодопродуктивності магістралями харчування.

Висновок

У курсовому проекті розглянуті наступні пункти:

• стан питання з систем кондиціонування повітря в пасажирських вагонах;

• визначена розрахункова площа теплопередаючих поверхонь кузова вагона;

• знайдено розрахунковий коефіцієнт теплопередачі огородження приміщення вагона;

• зроблений теплотехнічний розрахунок вагона для літнього періоду;

• побудований процес обробки повітря в системі кондиціонування;

• опис конструкції і системи охолодження вагона;

• наведена схема установки з приладами автоматики;

• розрахований і побудований холодильний цикл роботи установки;

• зроблений тепловий розрахунок холодильної машини;

• розрахунок основних параметрів компресора;

• розрахунок теплообмінних апаратів установки: випарника-повітроохолоджувача і конденсатора;

• розглянуті питання охорони праці і техніки безпеки при експлуатації холодильної установки.

Список використаних джерел

1. Зворикін М.Л., Черкез В.М. Кондиціювання повітря в пасажирських вагонах. - М.: Транспорт, 1977. - 288 с.

2. Осадчук Г.І., Фарафонов Є.С. Холодильне обладнання вагонів і кондиціонування повітря. - М.: Транспорт, 1974. - 304 с.

3. Фаерштейн Ю.О., Китаєв Б.М. Кондиціювання повітря в пасажирських вагонах. - М.: Транспорт, 1984. - 272 с.

4. Вганяючи. Під редакцією Л.А. Шадура. - М.: Транспорт, 1973. - 440 с.

5. Постарнак С.Ф., Зуєв Ю.Ф. холодильні машини і установки. - М.: Транспорт, 1982. - 335 с.

6. Луньов Б.П., Вишняков Б.І., Сергєєв К.А. Енергохолодільние системи вагонів та їх технічне обслуговування. Завдання на курсовий проект з методичними вказівками. - М.: ВЗІІТ, 1991. - 25 с.

7. Орлов М.В., Сенаторів С.А., Смольянінов А.В. Основні вимоги до змісту та оформлення дипломних проектів. Для спеціальності 17.10 «Вагони». Методичні вказівки. - К.: УЕМІІТ, 1993. - 30   с.