2.1.2. Расчет потребной холодопроизводительности холодильной машины

Общий теплоприток в вагон и, следовательно, потребная холодопроизводительность холодильной машины составит

, Вт (13)

С учетом коэффициента запаса β=1,05÷1,15 можно принять

, Вт (14)

Полученное значение холодопроизводительности используют при расчете теоретического рабочего холодильного цикла, основных параметров холодильной машины и компрессора установки кондиционирования пассажирского вагона.

Технико-эксплуатационные показатели установок кондиционирования воздуха пассажирских вагонов даны в [1, с.162 (табл.17)], [2, с.120 (табл.10)]. Некоторые параметры установок кондиционирования воздуха приведены в Приложении 5.

2. Теплотехнический расчет рефрижераторного вагона

Теплотехнический расчет рефрижераторного вагона охватывает тепловой расчет, имеющий целью определение общего количества тепла, отводимого при работе холодильной установки вагона, а также установление потребной холодопроизводительности холодильной машины, по которой подбирают компрессор и теплообменные аппараты.

Порядок теплового расчета зависит от состояния груза перед погрузкой, заданного в исходных данных. При проведении теплового расчета для типа РПС, заданного в исходных данных, используют значения величин, указанные в таблице 4.

Таблица 4

Площади теплопередающих поверхностей и

коэффициенты теплопередачи ограждения грузовых вагонов

№ п/п	Тип РПС	Площади теплопередающих поверхностей, м2			Коэффициенты теплопередачи Вт/м2К
1. 2. 3.	12-вагонная секция 5-вагонная секция БМЗ АРВ	Вагон 198 233 218	Пол 44 54 48	Крыша 51 62 55	Вагон 0,31 0,46 0,42	Пол 0,22 0,18 0,23	Крыша 0,14 0,15 0,16

1. Тепловой расчет

Тепловой расчет выполняется для одного из трех состояний груза перед погрузкой, заданного в исходных данных (неохлажденный груз, мороженый или охлажденный груз).

1. Тепловой расчет при перевозке неохлажденного груза

с охлаждением его в пути следования

Уравнение общего теплового баланса имеет вид

, Вт, (15)

где – общий теплоприток в грузовое помещение вагона;

– теплоприток через ограждение кузова вагона вследствие разности температур воздуха снаружи и внутри грузового помещения;

– теплоприток вследствие поступления наружного воздуха через неплотности в дверях, люках, местах проходов трубопроводов и др.;

– теплоприток от воздействия солнечной радиации;

– теплоприток вследствие поступления наружного воздуха при вентилировании грузового помещения;

– теплоприток, эквивалентный работе электродвигателей вентиляторов-циркуляторов воздуха в грузовом помещении;

– теплоприток от охлаждения груза и тары в грузовом помещении;

– теплоприток вследствие выделения грузом биологического тепла;

– теплоприток вследствие оттаивания снеговой «шубы» воздухоохладителя. Принимают 200 Вт [6].

Указанные выше элементарные теплопритоки в грузовое помещение вычисляют в зависимости от состояния груза, условий перевозки, типа РПС по формулам (16)÷(22).

, Вт, (16)

где К_пр – приведенный коэффициент теплопередачи, вычисленный по формуле (3), Вт/м²К;

– площадь теплопередающей поверхности вагона, м². Принимают по таблице 4 в зависимости от типа РПС.

t_{Н.ср.сут} – среднесуточная температура наружного воздуха; при t_Н≥+40 ⁰С принимают значение t_{Н.ср.сут}=+36 ⁰С, а при t_Н<+40 ⁰С принимают t_{Н.ср.сут}= t_Н (см. исходные данные).

t_в – температура воздуха внутри грузового помещения; принимают по Приложению 3.

, Вт, (17)

где 0,3·V_полн=V_во – объем воздухообмена через неплотности, м³/ч; можно принять V_во=50 м³/ч;

V_полн – полный объем грузового помещения вагона, м³ (Приложение 6);

=1,17÷1,20 – плотность влажного воздуха, кг/м³;

i_н, i_в – удельные энтальпии соответственно наружного воздуха и воздуха в грузовом помещении, кДж/кг. Принимают по «i-d» диаграмме по значениям t_н, φ_н и t_в, φ_в=90% (Приложение 4)

, Вт (18)

где Z_со=12÷16 – продолжительность солнечного облучения в течение суток летом, час;

К_кр, К_п – коэффициенты теплопередачи соответственно для крыши и пола, Вт/м²К. Принимают по таблице 4.

=60⁰С – максимальная температура крыши;

=50⁰С – максимальная температура пола.

, Вт, (19)

где n – кратность вентилирования грузового помещения в сутки. Принимают n=10.

При отсутствии вентилирования принимают Q₄=0.

, Вт, (20)

где N_дв – мощность электродвигателя вентилятора-циркулятора РПС, кВт (Приложение 6);

n_дв – количество электродвигателей (Приложение 4);

η – коэффициент выделения тепла, зависит от места расположения электродвигателя относительно грузового помещения. Принимают для 12-вагонной и 5-вагонной секций η=1.0, а для АРВ η=0.8 (вне грузового помещения);

Z_вен=22 – продолжительность работы вентилятора в течение суток, час.

, Вт, (21)

где V_погруз – погрузочный объем вагона, м³ (Приложение 6);

γ_гр – погрузочная плотность с тарой. Принимают осредненное значение 280 кг/м³;

С_гр – удельная теплоемкость груза. Принимают осредненное значение 3,6 кДж/кг·К, [6];

С_т – удельная теплоемкость тары. Принимают осредненное значение 2,7 кДж/кг·К, [6];

t_гр.нач=t_н – начальная температура неохлажденного груза, ⁰С;

t_гр.кон=t_в – конечная температура охлажденного груза, ⁰С;

Z_охл=60÷72 – продолжительность охлаждения груза от температуры t_н в момент погрузки до t_в после охлаждения в вагоне, час (Приложение 6).

В формуле (21) величина V_погруз·γ_гр·0,85=М_гр – масса груза в вагоне, а V_погруз·γ_гр·0,15=М_т – масса тары.

, Вт (22)

где q_биол=97 Вт/т – количество биологического тепла по [5, с.115], выделяемое грузом при перевозке.