- •Введение
- •1.1 Метеорологические основы для проектирования систем кондиционирования
- •Теплофизиологические основы для проектирования систем кондиционирования
- •1.3 Гигиенические основы для проектирования систем кондиционирования
- •2. Тепловлажностная нагрузка на кабину локомотива в летний период (тепловлажностный баланс)
- •2.1 Модель системы кондиционирования воздуха в кабине машиниста
- •2.2 Расчетная модель тепло- и влагопоступлений в кабину в летний период года
- •2.3 Теплопоступления через ограждения
- •2.4 Теплопоступления с инфильтрационным воздухом
- •2.5 Теплопоступления излучением от солнца
- •2.6 Теплопоступления от людей
- •2.7 Теплопоступления от оборудования
- •2.8 Поступление влаги в кабину
- •2.9 Общая тепловлажностная нагрузка на кабину локомотива в летний период (тепловлажностный баланс)
- •3. Предварительный выбор системы кондиционирования
- •4. Расчет требуемой холодопроизводительности системы кондиционирования
- •5. Принцип работы кондиционера
- •6. Расчет теплообменных аппаратов, входящих в систему кондиционирования кабины локомотива
- •6.1 Конструкторский расчет испарителя
- •6.2 Конструкторский расчет конденсатора
- •Приложение 1
- •150048, Г. Ярославль, Московский пр-т, д. 151
5. Принцип работы кондиционера
Самостоятельно подготовить раздел: Описание основных элементов и общего принципа работы кондиционера.
В состав кондиционера входят следующие основные элементы: компрессор, конденсатор, испаритель, дроссель.
6. Расчет теплообменных аппаратов, входящих в систему кондиционирования кабины локомотива
6.1 Конструкторский расчет испарителя
В испарителе происходит передача тепла от охлаждаемого объекта к испаряющемуся (кипящему) холодильному агенту (фреону). Из смесительной камеры воздух с температурой tсм, 0С, охлаждается в испарителе кондиционера до температуры tп, 0С, проходя вдоль трубок, в которых кипит фреон.
Таким образом, первый теплоноситель в теплообменнике (испарителе) – воздух, который охлаждается, второй – кипящий фреон.
Испаритель представляет собой теплообменный аппарат, состоящий из труб, изогнутых в виде змеевика, в которых «течет» холодильный агент (фреон). По принципу действия испаритель аналогичен конденсатору.
Исходные данные для расчета:
- Теоретический холодильный коэффициент для всех вариантов принимаем εТ =0,88
- Коэффициент теплопередачи испарителя, k, Вт/м2К, см. в Приложении 2 табл. 2 для выбранного кондиционера
- Холодопроизводительность кондиционера, Qконд, Вт, см. в Приложении 2 табл. 2 для выбранного кондиционера
- Температура кипения фреона см. в Приложении 2 табл. 2 для выбранного кондиционера
- Температура точки смеси tсм, 0С
- Температура точки притока tп, 0С
Рассмотрим схемы движения теплоносителей (воздух – жидкий кипящий фреон) в испарителе для трех следующих способов: прямоток, противоток, перекрестный ток (рисунок 3)
Рисунок 3 – схемы движения теплоносителей
Используя конкретные значения изменения начальных и конечных температур воздуха и фреона построить схемы изменения температур рабочих теплоносителей при прямотоке и противотоке для испарителя (рисунок 4):
t1/ - начальная температура первого теплоносителя – воздуха (температура точки смеси tсм, 0С)
t1// - конечная температура первого теплоносителя – воздуха (температура точки притока tп, 0С)
t2/ - начальная температура второго теплоносителя – фреона (температура точки кипения фреона)
t2// - конечная температура второго теплоносителя – фреона (температура точки кипения фреона)
Рисунок 4- Характер изменения температур рабочих теплоносителей при прямотоке и противотоке
Определить по каждой схеме, Δtб и Δtм и рассчитать по формуле средний логарифмический температурный напор для каждой схемы (прямоток, противоток):
, 0С (21)
Рассчитать для прямотока, противотока:
Определить площадь поверхности испарителя по формуле:
, м2 (22)
Рассчитать для прямотока и противотока:
Сравнить полученные результаты и сделать вывод о том, какая схема предпочтительнее, наиболее экономична.
6.2 Конструкторский расчет конденсатора
Конденсатор холодильного агрегата является теплообменным аппаратом, в котором хладагент (фреон) отдает тепло окружающей среде. Пары хладагента, охлаждаясь до температуры конденсации переходят в жидкое состояние. Конденсатор представляет собой трубопровод изогнутый в виде змеевика, внутри которого двигаются пары фреона. Змеевик охлаждается снаружи окружающим воздухом, который подается с помощью вентилятора. Итак, первый теплоноситель в теплообменнике (конденсаторе) – пары фреона, которые охлаждаются, второй – наружный воздух.
Исходные данные для расчета:
- Теоретический холодильный коэффициент для всех вариантов принимаем εТ =0,88
- Коэффициент теплопередачи конденсатора, k, Вт/м2К, см. в Приложении 2 табл. 2 для выбранного кондиционера
- Холодопроизводительность кондиционера, Qконд, Вт, см. в Приложении 2 табл. 2 для выбранного кондиционера
- Температура конденсации паров фреона см. в Приложении 2 табл. 2 для выбранного кондиционера
- Температура наружного воздуха tн, 0С
Разработать схемы движения теплоносителей (наружный воздух - пары фреона) в конденсаторе для трех следующих способов: прямоток, противоток, перекрестный ток (рисунок 3)
Используя конкретные значения изменения начальных и конечных температур наружного воздуха и фреона построить схемы изменения температур рабочих теплоносителей при прямотоке и противотоке для конденсатора (рисунок 3, рисунок 4):
t1/ - начальная температура первого теплоносителя – фреона (температура конденсации паров фреона на входе в конденсатор)
t1// - конечная температура первого теплоносителя – фреона (температура конденсации паров фреона на выходе из конденсатора)
t2/ - начальная температура второго теплоносителя – воздуха (температура наружного воздуха на входе в конденсатор, tн, 0С)
t2// - конечная температура второго теплоносителя – воздуха (температура наружного воздуха на выходе из конденсатора, (tн+8 0С))
Определить площадь поверхности конденсатора по формуле, м2:
, м2 (23)
Рассчитать для прямотока, противотока:
Сравнить полученные результаты и сделать вывод о том, какая схема предпочтительнее, наиболее экономична.