![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
Книга Вальт ЖД Хладотранспорт
.pdf![](/html/2706/429/html_c_kSoYBi0Q.HVmb/htmlconvd-vetEdx111x1.jpg)
Количество хладагента, испаряющегося в промежуточном сосуде,
кг/ч:
G 1 = G 0(i2 − i3) . (i3 − i7 )
Количество хладагента, проходящего через компрессор высокого давления и конденсатор, кг/ч:
Gк = ( G 0 − G 1 ) ( 1 − X 1 ) ,
где X1 – паросодержание после первого дросселирования (в точке 6). Объёмы, описываемые поршнями компрессоров низкого и высокого
давления, м3/час:
Vн = |
G0 v1 |
|
Vн = |
Gкv3 |
|
|
λн , |
λв , |
|||||
|
|
где v1, v3 – удельный объём пара на всасывании в точках 1 и 3 , м3/кг;
λнλв – коэффициент подачи компрессоров низкого и высокого давления, определяемые по графику в зависимости от соотношения давлений или по соответствующей формуле.
По этим объёмам подбирают компрессоры для обеих ступеней. Для получения ещё более низких температур (-500С) применяют
трёхступенчатое сжатие, или каскадные холодильные машины.
111
2.12. Термоэлектрическое охлаждение
Термоэлектрическое охлаждение основано на эффекте Пельтье.
При пропускании постоянного электрического тока в замкнутой цепи, состоящей из двух разных металлов (термопар), одно место спая нагревается, а другое охлаждается (рис. 2.33). Чтобы холодный спай имел постоянную, низкую температуру и был источником охлаждения, тёплый спай нужно охлаждать. В этом случае система представляет собой холодильный агрегат, в котором электрический ток переносит энергию от холодного спая к горячему. Главные функции термоэлектрического охлаждающего устройства выполняет батарея термоэлемента, составленная из полупроводников с возможно более высокими термоэлектрическими свойствами. Термоэлемент состоит из двух полупроводников, соединённых медными пластинами.
Полупроводники подобраны так, что при прохождении электрического тока в направлении, указанном на рисунке, нижний слой нагревается, а верхний охлаждается. Для этого левую часть делают из одного сплава, а правую из другого. При обратном направлении электрического тока будет нагреваться верхний спай, а нижний охлаждаться.
Если пропускать ток через батарею, составленную из последовательно соединённых термоэлементов, то одна поверхность её будет холодной, а другая тёплой. Такую батарею размещают в стене охлаждаемого помещения так, чтобы холодная поверхность была обращена внутрь, а тёплая – наружу помещения.
112
Количество тепла, поглощаемое или выделяемое спаем, определяют по формуле:
Q = П I τ кВт,
где П – коэффициент Пельтье, зависит от материалов, входящих в спай; I – сила протекающего тока;
τ - время протекания тока.
Выгодно применять термоэлектрическое охлаждение в установках кондиционирования воздуха пассажирских вагонов и зданий, если требуются незначительные перепады температур между наружной средой и воздухом в помещении. Охлаждающее устройство может быть частью одной из стен кузова. Преимущество такой системы кондиционирования воздуха заключается в том, что нагревать помещение в холодное время года можно простым изменением направления постоянного тока, что более эффективно, чем когда ток проходит через проволочное сопротивление. Система работает как тепловой насос. Термоэлектрическое охлаждение бесшумно, компактно и автономно.
2.13. Системы машинного охлаждения
Низкие температуры в грузовых помещениях рефрижераторных вагонов и камерах холодильников могут быть получены независимо от типа холодильной установки непосредственным охлаждением или посредством охлаждённого теплоносителя (рассола).
113
![](/html/2706/429/html_c_kSoYBi0Q.HVmb/htmlconvd-vetEdx114x1.jpg)
Рис. 2.33. Схема термоэлектрического охлаждения
Рис. 2.34. Батарейное охлаждение: а) непосредственное; б) рассольное
Рис. 2.35. Воздушное охлаждение
114
В зависимости от условий теплоотвода и конструкций приборов различают: батареное (трубчатое), воздушное (с применением воздухоохладителей) и смешанное охлаждения. Батарейное охлаждение может быть непосредственным или рассольным (рис. 2.34). Воздушное охлаждение осуществляется специальными воздухоохладителями, установленными в охлаждаемых помещениях или вне их. Охлаждённый воздух нагнетается в помещение, а нагретый – по другим каналам отсасывается в воздухоохладители.
При смешанном охлаждении в холодильных камерах, кроме охлаждающих батарей, устанавливают воздухоохладители или каналы воздуходувной системы охлаждения.
Способы охлаждения рефрижераторных вагонов зависят от выбранной холодильной установки. Вагоны–холодильники рефрижераторных поездов и 12-вагонных секций имеют рассольные батареи. В 5-вагонных секциях и АРВ в грузовых помещениях размещают испаритель непосредственного охлаждения, иногда называемые воздухоохладителями. Систему непосредственного охлаждения, как наиболее экономичную и долговечную, применяют широко.
2.14. Автоматизация работы холодильных установок
Автоматические устройства холодильных установок поддерживают температурный режим, повышают производительность труда обслуживающего персонала, снижают эксплуатационные расходы, предупреждают аварии, увеличивают срок службы и обеспечивают контроль за работой установки. Приборы автоматики быстро реагируют на всякие откло-
115
нения от нормальных условий работы, выполняют функции регулирования, защиты, сигнализации и контроля, а при возникновении опасности выключают установку.
Приборы автоматического регулирования обеспечивают включение или выключение холодильной установки и отдельных её аппаратов, а также управляют процессами работы. В холодильных установках рефрижераторного подвижного состава приборы регулирования осуществляют следующие функции:
-правильно заполняют испаритель хладагентом;
-регулируют давление в компрессоре;
-обеспечивают своевременное оттаивание инея с испарителя;
-открывают или прекращают подачу хладагента или рассола;
-ограничивают поступление хладагента в компрессор.
Приборы защиты выключают всю холодильную установку или отдельные аппараты при наступлении опасных режимов работы:
-при достижении предельно допустимого давления;
-при вакууме на стадии всасывания;
-при падении давления масла в системе смазки компрессора;
-при перегрузке электродвигателя или коротком замыкании. Приборы контроля осуществляют измерения, а в некоторых случа-
ях и запас определённых параметров работы холодильных установок, например, температура в охлаждаемом помещении, расход электроэнергии, время работы оборудования, давление и др.
Приборы сигнализации обеспечивают подачу звуковых или световых сигналов при достижении заданного значения контролируемой величины или при приближении к опасному режиму работы.
116
Приборы автоматики состоят из следующих основных частей: чувствительный элемент (датчик), передающий (соединительный) меха-
низм, регулирующий орган, устройство для настройки (задающий меха-
низм). Датчик воспринимает контролируемую величину (температуру, давление, уровень жидкости) и преобразует в удобный вид энергии для дистанционной передачи. Передающий механизм соединяет датчик с регулирующим (рабочим) органом. Регулирующий орган действует по сигналу датчика. В приборах двухпозиционного действия (реле) рабочий орган может занимать только два положения: включено или выключено. В приборах плавного (пропорционального) действия каждому изменению соответствует перемещение регулируемого органа. Задающий механизм устанавливает заданное значение регулируемой или контролируемой величины.
Примеры датчиков, воспринимающих температуру, давление, уровень жидкости, приведены на рис. 2.36 - 2.39.
С использованием вышеприведённых принципиальных схем датчиков созданы различные приборы, регулирующие параметры работы холодильных установок.
Термостаты (реле температуры, терморегуляторы) применяют для регулирования температуры воздуха в вагоне или холодильной камере, воды, масла и любой другой среды. В 5-вагонных секциях и АРВ термостаты охлаждения поддерживают температуру в грузовом помещении вагона, включая и выключая холодильную машину. В 12-вагонной секции и 21-вагонных поездах они управляют соленоидными рассольными вентилями, которые включают или прекращают подачу рассола в рассольные батареи грузовых вагонов. Терморегуляторы отопления управляют в РПС
117
электропечами. Конструктивно они выполнены одинаково и отличаются только шкалами температур и контактной системой.
У терморегулятора (рис.2.40) датчиками является термочувствительная система, состоящая из термобаллона, капиллярной трубки 2 и сильфона 3.
При изменении давления в сильфоне, он может растягиваться или сжиматься. Система герметична и заполнена легкокипящей жидкостью, паром или смесью. В системе создаётся давление, соответствующее температуре в вагоне, которую воспринимает термобаллон, размещённый в грузовом помещении. Благодаря капиллярной трубке 2, прибор может быть расположен в машинном отделении. Контакт 11 термостата включён в цепь питания электродвигателя компрессора проводом 12. При повышении температуры в вагоне, давление в сильфоне увеличивается, передавая сопротивление пружине 7, перемещая шток 6, а вместе с ним и гайку 4 вверх. Гайка через рычаг 10 замыкает контакт 11. Настраивают прибор на температуру замыкания с помощью винта 8 по шкале 9.
118
![](/html/2706/429/html_c_kSoYBi0Q.HVmb/htmlconvd-vetEdx119x1.jpg)
Рис. 2.36. Датчики, воспринимающие изменение температуры
Рис. 2.37. Датчики, воспринимающие изменение давления
Рис. 2.38. Датчики, воспринимающие изменение уровня жидкости
119
Реле давления служит для защиты холодильной установки от опасных или нежелательных давлений, а также для управления работой отдельных аппаратов (вентилятор конденсатора, процесс оттайки и т.д.). Различают реле низкого давления (прессостат), защищающее компрессор от чрезмерно низкого давления всасывания, и высокого (маноконтроллер), контролирующее максимальное давление на стадии нагнетания. Принципиальная схема реле давления аналогична термостату, но отсутствует термобаллон и капиллярная трубка, а к сильфону подводится трубкой давление всасывания у прессостата или нагнетания у маноконтроллера. Контакты реле включены в цепь питания двигателя компрессора и при достижении критических значений давления они размыкаются, останавливая компрессор.
Прессостат и маноконтроллер могут выполняться совместно. В этом случае прибор имеет название – реле давления.
Терморегулирующие вентили (ТРВ) предназначены для автоматического регулирования подачи жидкого хладагента в испаритель в зависимости от температуры перегрева паров, выходящих из испарителя. Принцип действия ТРВ основан на сравнении температуры кипения хладагента с температурой выходящих из испарителя паров.
ТРВ бывают сильфонные и мембранные. Датчиком мембранного ТРВ (рис.2.41) служит термочувствительная система из термобаллона 8, капиллярной трубки 7 и полости 6 над мембранной 5. В системе, заполненной обычно тем же хладагентом, для которого предназначен ТРВ, создаётся давление, соответствующее температуре паров на выходе из испарителя и которую воспринимает термобаллон, прикреплённый к трубопроводу. Это давление действует на мембрану сверху и стремится через
120