1.3 Расчёт нагревателей

Электрические нагреватели используются в системе отопления, электрокипятильнике, в обогревателях сливных и наливных труб.

Мощность электронагревательных приборов, кВт, рассчитывается по формуле [1]

(2.7)

где		–	коэффициент запаса, учитывающий падение напряжения и “старение” нагревателей,
		–	потребная теплопроизводительность, калорифера, электропечей,кипятильника,наливной трубы,
		–	КПД нагревательного прибора, для кипятильника электропечи и калориферы,нагреватель наливной трубы,

Для калорифера

Для электропечей

Для кипятильника

Для подогревателя наливной трубы

Выбор ТЭНов производится с учётом используемого напряжения и места расположения нагревательного прибора. Количество ТЭНов в установке определяется по формуле

(2.8)

где

–

Мощность одного ТЭНа, кВт.

Для калорифера выбираем электронагреватель 8231,065,

Принимаем количество ТЭНов n=100 штук.

Для электропечей 8231.065,

Принимаем количество ТЭНов n=150 штук.

Для кипятильника 10.30.30,

Принимаем количество ТЭНов n=2 штук.

Для подогревателя наливной трубы выбираем электронагреватель 10.30.31,

Принимаем количество ТЭНов n=1 штука.

Результаты расчёта сведём в таблицу 2.3.

Таблица 2.3 –Результаты расчёта и выбора ТЭНов

Нагреватель-ные приборы	Мощность полученная расчётом, кВт	Нагревательный элемент				Коли-чество ТЭНов		Суммарная мощность		Расхож-дение, %
		Тип
Калорифер	24,72	8231.065	300	0,25	100		25		1,13
Электропечи	37,43	8231.065	300	0,25	150		37,5		0,19
Кипятильник	2,32	10.30.30	125	1,2	2		2,4		3,45
Электронаг-реватель наливной трубы	0,495	10.30.31	125	0,5	1		0,5		1,01

2.4 Расчёт мощности источника энергии

Для расчета потребной мощности электрической энергии пассажирского вагона необходимо выбрать расчетный режим работы и определить расчетный и пиковый токи для этого режима. Поскольку установит период в котором потребление электроэнергии, будет максимальным в большинстве случаев сложно, то находят расчетные нагрузки для летнего и зимнего режимов работы и для последующих расчетов принимают большие.

В таблицу 2.4 заносим потребители, которые получают электрическую энергию от генератора.

Таблица 2.4 –Исходные данные для расчёта мощности источника энергии

Электропотребитель	кВт
		летом	зимой	летом	зимой
Преобразователь ПСЖ-2	3	0,7	0,85	2,1	2,55
Сигнальные фонари	0,12	0,3	0,6	0,036	0,072
Электродвигатель вентилятора	1,5	0,9	0,7	1,35	1,05
Электродвигатель компрессора холодильной машины	8,0	0,7	—	5,6	—
Электродвигатель вентилятора конденсатора	2,2	0,7	—	1,54	—
Охладитель питьевой воды	0,2	0,9	—	0,18	—
Электрокипятильник	2,4	0,25	0,35	0,6	0,84
Обогреватель наливных и сливных труб	1	—	0,1	—	0,1
Электробытовые приборы	0,5	0,25	0,3	0,125	0,15
Цепи сигнализации и управления	0,5	0,5	0,5	0,25	0,25

Расчетная максимальная мощность группы электропотребителей с различным режимом работы находится по формуле

(2.9)

где		–	расчётная мощность, кВт;
		–	коэффициент максимума;
		–	коэффициент использования i-го потребителя;
		–	номинальная мощность i-го потребителя, кВт.

Эффективное число электропотребителей определяется по формуле

(2.10)

Групповой коэффициент использования

(2.11)

Исходя из эффективного числа и группового коэффициента определяем коэффициент максимума

Расчетная мощность, кВт

Дальнейший расчет ведем по большей мощности:

Определим расчётный ток для потребителей постоянного тока по формуле

(2.12)

где

–

номинальное напряжение в системе,

Пиковая нагрузка возникает при пуске электродвигателя наибольшей мощности при работающих остальных электропотребителей, поэтому дальнейший расчет ведем для электродвигателя постоянного тока компрессора т.к. он имеет наибольшую номинальную мощность при максимальной активной мощности в летних условиях.

(2.13)

где		–	коэффициент использования двигателя,
		–	номинальный ток двигателя компрессора,
		–	пусковой ток электродвигателя, А,

(2.14)

где

–

кратность пускового тока по отношению к номинальному,

По найденным значениям расчетного и пикового токов определяем мощность источника электроэнергии

(2.15)

где

–

ёмкость аккумуляторной батареи, , для аккумуляторной батареи типа 82ВНЖ-400,

По условиям нагрузки источника энергии пиковым током:

(2.16)

где

–

коэффициент кратковременной перегрузки генераторов,

Из двух мощностей выбираем большую

Исходя из потребной мощности выбираем генератор DCG-4435 (переменный трехфазный, номинальная мощность 35 кВт, диапазон рабочей частоты вращения: 1000-4000 об/мин, рабочее напряжение 150 В, масса 720 кг).