Содержание

Введение………………………………………………………………………..4

1. Описание принятой системы КВВ и холодильной машины……………7

2. Определение площади теплопередающих поверхностей ограждения кузова вагона…………………………………………………………………….11

2.1 Определение площади наружных поверхностей теплопередачи ограждений пассажирского помещения……………………………………………..11

2.2 Определение структуры и толщины теплоизоляционного материала

в ограждениях пассажирского помещения………………………………….12

2.3 Определение внутренних размеров помещения……………………….13

2.4 Определение внутренних поверхностей теплопередачи ограждений пассажирского помещения………………………………………………………13

2.5 Определение среднегеометрической поверхности ограждений пассажирского помещения………………………………………………………….13

3. Расчет приведенного коэффициента теплопередачи кузова……………15

4. Расчет теплового баланса кузова………………………………………….17

5. Построение цикла работы кондиционера на диаграмме i-d……………23

6. Расчёт основных параметров компрессора……………………………..27

7. Определение площади теплообменных аппаратов холодильной

машины………………………………………………………………………...30

8. Определение площади теплообменных аппаратов холодильной

машины…………………………………………………………………………32

9. Основные требования охраны труда и техники безопасности при эксплуатации климатической установки вагона……………………………………35

10. Расчёт и выбор узлов системы отопления………………………………38

Заключение……………………………………………………………………42

Список использованной литературы…………………...........................…...43

Введение

Цельнометаллические пассажирские вагоны оборудованы устройствами, которые обеспечивают естественную и искусственную вентиляцию в помещениях. Естественная вентиляция вагонов летом происходит через опускные окна, форточки и потолочные вытяжные дефлекторы; зимой естественная вентиляция может осуществляться только через дефлекторы Равномерный воздухообмен с помощью дефлекторов обеспечить невозможно, так как их пропускная способность изменяется в широких пределах в зависимости от скорости набегающего потока воздуха, который в свою очередь зависит от скорости движения поезда, силы и направления ветра, а также от температурного напора внутри вагона.

Однако при эксплуатации вагонов устройства для естественной вентиляции имеют важное значение. Летом, например, при температуре выше 27 °С принудительная вентиляция становится недостаточно эффективной, а открытые окна или форточки обеспечивают дополнительный воздухообмен и проветривание вагона. Через потолочные дефлекторы удаляется использованный воздух как при работе вентилятора, так и после его выключения. Летом все дефлекторы должны быть полностью открыты. Кроме того, независимо от времени года дефлекторы должны быть полностью открыты в туалетах, а также в пассажирских помещениях при полной населенности вагона. При небольшой населенности и при особо низких наружных температурах дефлекторы открывают частично. В период отстоя вагонов в резерве дефлекторы закрывают.

Форточки и опускные окна, как правило, можно открывать с правой стороны по ходу поезда, чтобы не было завихрений и попадания в вагон пыли от встречных поездов, а также во избежание несчастных случаев с пассажирами. Нельзя открывать форточки и окна при движении поезда со скоростью более 120 км/ч, так как вагон быстро наполняется пылью и даже возможны случаи травмирования пассажиров летящими мелкими камешками. Для соблюдения санитарно-гигиенических норм содержания углекислого газа и влаги в воздухе вентиляционные установки должны подавать зимой на одного пассажира около 20 м3/ч подогретого воздуха, летом — 50—100 м3/ч наружного воздуха. В некупейных, мягких и почтовых вагонах постройки отечественных заводов, в вагонах межобластного сообщения постройки Калининского завода и завода ПНР, в некупейных вагонах постройки завода ПНР подача воздуха вентиляционной установкой на летнем режиме составляет 5500 м3/ч, на зимнем — 1200 м3/ч, в вагонах постройки заводов ГДР и ВНР — соответственно 4000 и 1200 м3/ч. Таким образом, проводник имеет возможность в значительных пределах изменять количество подаваемого в вагон воздуха переключением системы на соответствующий режим Для обеспечения хорошего самочувствия пассажиров необходимо, чтобы относительная влажность воздуха внутри вагона поддерживалась в пределах 30—70%, а температура была на уровне 18—20° С Движение подаваемого воздуха во всех купе должно быть равномерным, без сквозняков.

Кузов цельнометаллического вагона обладает большой герметичностью, вследствие чего воздухообмен через неплотности окон и дверей невелик. В то же время наружная металлическая обшивка и каркас кузова являются аккумуляторами холода или тепла, так как непосредственно подвергаются воздействию холодного воздуха или солнечных лучей. При наружной температуре 38—40° С обшивка кузова нагревается на стоянках с солнечной стороны до 70° С. Хотя стены, пол и крыша вагона снабжены надлежащей теплоизоляцией, однако наличие аккумулированного в кузове холода или тепла при нарушении нормального действия систем отопления и вентиляции вызывает резкое

ухудшение температурного режима внутри вагона.

Компрессионная холодильная установка — это замкнутая система, которая объединяет компрессор, предназначенный для сжатия и перекачивания газообразного хладагента, конденсатор для превращения газообразного хладона-12 в жидкость, терморегулирующий вентиль для автоматического регулирования подачи жидкого хладагента в испаритель-воздухоохладитель, где жидкость снова превращается в газ (пар). Все аппараты соединены между собой трубопроводами высокого и низкого давления, по которым циркулирует газообразный и жидкий хладагент.

При подготовке вагонов в очередной рейс вентиляционный агрегат необходимо проверить. Необычный шум во время работы, длительное колебание стрелки амперметра и повышенное потребление тока свидетельствуют о неисправности системы вентиляции. Наиболее часто встречаются следующие неисправности вагонных вентиляционных устройств: подача недостаточного количества воздуха в вагон, плохая очистка подаваемого воздуха, неравномерность распределения воздуха по вагону (вторая половина вагона слабо вентилируется), подача внутрь вагона холодного воздуха зимой. Недостаточная подача воздуха может быть из-за загрязнения фильтров, неправильного положения регулирующих заслонок, засорения труб воздухоподогревателя, недостаточной частоты вращения вала электродвигателя, вращения рабочих колес вентиляторов в обратную сторону, наличия отверстий в брезентовой обшивке расширяющегося канала (диффузора).

Признаком неудовлетворительной очистки воздуха служит налет пыли внутри вагона. Основными причинами такой неисправности могут стать загрязнение или повреждение фильтров; применение сухих, непромасленных фильтров, а также имеющих сетки с увеличенными ячейками или уменьшенное число слоев сеток; неплотность посадки фильтров в гнездах; чрезмерная запыленность воздуховода; отсутствие сеток у воздухоприемных каналов.

На Казахстанских железных дорогах для пассажирских вагонов используются холодильные оборудование МАБ-2, УКВ-31, KLD45GF и т.д.

Актуальность проблемы. В настоящее время на подвижном составе в установках кондиционирования воздуха в основном используют поршневые парокомпрессионные холодильные машины. Однако на данный момент все холодильные установки в пассажирских вагонах с кондиционированием воздуха, имеющие подвагонную компоновку, обладают недостаточно высокими технико-эксплуатационными и теплоэнергетическими показателями. Основные недостатки таких установок: большие масса и габариты, значительный расход электроэнергии, недостаточная надежность и долговечность, трудность обеспечения полной герметизации системы из-за разбросанности агрегатов и длинных трубопроводов с большим количеством разъемов. Кроме того, действующие на железнодорожном транспорте системы кондиционирования воздуха (СКВ) не соответствуют современным требованиям сохранения экологической чистоты, поскольку использование жидких хладагентов приводит к разрушению озонового слоя атмосферы.

Актуальность решения этих проблем подтверждается постановлением Правительства по разработке энергосберегающих технологий, обеспечению экологической чистоты при производстве и эксплуатации систем охлаждения и электротермостатирования.

Поэтому вагоностроителям и работникам смежных отраслей промышленности предстоит решать важные задачи по сохранению экологической чистоты окружающего пространства, снижению массы агрегатов установок кондиционирования воздуха (в частности, холодильного оборудования), применению плавного регулирования и автоматического поддержания стабильной температуры и влажности в вагоне, улучшению технико-экономических и эколого-энергетических показателей оборудования, улучшению герметичности системы и т.п.

К перспективным способам решения указанных выше проблем однозначно следует отнести разработку СКВ с улучшенными теплоэнергетическими и экологическими показателями.

Полупроводниковые термоэлектрические кондиционеры в полной мере удовлетворяют всем требованиям, предъявляемым к установкам кондиционирования воздуха, работающим на железнодорожном транспорте. Они надежны в работе, малоинерционны, легко управляемы и позволяют простым способом осуществить перевод их из режима охлаждения в режим подогрева воздуха. В них нет хладагента и, следовательно, не требуется герметизация системы. У них нет движущихся элементов, поэтому они работают бесшумно и без вибраций. В них нет трубопроводов, ресивера, теплообменника, вентилей, манометров, что значительно повышает надежность их работы. Они малогабаритны, и масса их невелика. Термоэлектрические СКВ сохраняют экологическую чистоту окружающего пространства при работе в широком температурном диапазоне. Однако широкому применению таких систем препятствует их высокая стоимость и низкая энергетическая эффективность. В связи с этим в настоящее время существует настоятельная необходимость разработки новых способов улучшения теплоэнергетических показателей термоэлектрических СКВ.

Определяющей тенденцией развития техники термоэлектрического преобразования в настоящее время является оптимизация используемых материалов и технологии их изготовления, улучшение конструкции термоэлектрических охлаждающих устройств. Перспективным направлением существенного повышения энергетической эффективности термоэлектрических устройств охлаждения является создание нового вида исполнительных элементов - сегнетотермоэлементов. Кроме этого, существует потребность детальной проработки специфических способов улучшения теплоэнергетических показателей термоэлектрических СКВ при установке и эксплуатации их в пассажирских вагонах.

Новый класс сегнетотермоэлектрических охлаждающих устройств обусловливает возможность создания на их основе перспективных, обладающих рядом неоспоримых достоинств сегнетотермоэлектрических СКВ, имеющих повышенную, в сравнении с подобными термоэлектрическими системами, энергетическую эффективность. Таким образом, открывается возможность применения термоэлектрических СКВ, обеспечивающих широкий диапазон регулирования температуры и влажности, для осуществления требуемых режимов обработки воздуха в вагонах повышенной комфортности. Альтернативы разработанному классу сегнетотермоэлектрических исполнительных устройств для решения задачи создания экологически чистых, позволяющих отказаться от использования разрушающих озоновый слой атмосферы жидких хладагентов, энергетически эффективных СКВ, в ближайшие 10 лет не просматривается.