2. Определение продолжительности работы холодильной установки

Мощность энергохолодильного оборудования рефриже-раторных вагонов рассчитана на экстремальные условия работы. Но в процессе эксплуатации , как правило , в таких условиях установки работают редко, поэтому предлагается определить

продолжительность работы холодильного оборудования в конкретных условиях перевозки.

Она может быть определена как произведение коэффициента рабочего времени холодильных установок ( К_рв ) в рейсе на продолжительность груженого рейса. Коэффициентом рабочего времени оборудования в общем случае называется отношение продолжительности работы оборудования в течение какого-то периода к длительности этого периода.

Коэффициент рабочего времени ( К_рв ) холодильного оборудования вагона можно определить по формуле ( 3.9. )

Q_тп

К_рв = –––––––––– , ( 3.9. )

Q_0э^нетто

где Q_оэ^нетто- полезная (нетто) холодопроизводительность

установок вагона, Вт

Q_0э^нетто = 2 Q_0э - Q₄ , Вт ,

где Q_0э - эксплуатационная холодопроизводительность одной

холодильной установки вагона , Вт ;

2 - количество холодильных установок в вагоне ;

Q₄ - тепловой эквивалент работы вентиляторов - циркуляторов

Q₄ = N_{в *} n_{в *} 1000,

где N_в - мощность, потребляемая электродвигателем одного вентилятора-циркулятора , кВт ;

n_в - количество вентиляторов-циркуляторов в одном грузовом вагоне.

Холодопроизводительность установки определяется по формуле :

V_{h *} _* q_v

Q_оэ = –––––––––– _1* _2*₃

3,6

где V_h - объем ,описываемый поршнями компрессора или цилиндров низкого давления , м³/ч [9 или 12];

 - коэффициент подачи компрессора (определяется по графику  = f ( P_к / P_о ), в зависимости от отношения P_к / P_о для одноступенчатых компрессоров и P_пр / P_о для двух ступенчатых [ 9 или 12 ] .

q_v - объемная холодопроизводительность хладагента, кДж/м³ ;

₁ - коэффициент, учитывающий потери холода в трубопроводах , ( ₁ = 0,95 ) ;

₂ и ₃ - коэффициенты, учитывающие снижение холодопроизводительности установок из-за износа компрессора и наличия снеговой шубы соответственно .

Для определения  и q_v строится цикл работы холодильной машины в координатах “ P - i “ ( рис. 3.1.

Цикл работы холодильной установки одноступенчатого

( а ) и двухступенчатого ( б ) сжатия в координатах “ P - i “

а)

l g P,

мПа

3 3 Р_к,t_к а 2

Р₀,t₀

4 Х=1 1

Х=0 q₀ l

t_вс

к Дж/кг

б)

lgP,

мПа 3 3 Р_x a 2

P_пр

2

4 P_o 1

X=0

рис. 3.1

i, кДж/кг

X=1

С этой целью прежде всего определяются рабочие давления и температуры кипения ( t₀ ) , всасывания ( t_вс ) , конденсации ( t_к ) и переохлаждения ( t_п ) хладагента .

t_{0 =} t_в - ( 7 - 10 )⁰ C

t_{вс =} t_{0 +} ( 10 - 30 )⁰ C

t_{к =} t_{н +} ( 12 - 15 )⁰ С

t_{п =} t_к - 5⁰ С

t_в - средняя температура воздуха внутри вагона при перевозке заданного груза;

t_н - средняя наружная температура воздуха.

Особенностью современных транспортных холодильных установок является наличие регуляторов давления всасывания , которые не допускают повышения давления всасывания свыше определенного во избежание перегрузки электродвигателей компрессоров и дизель-генераторов РПС. В АРВ и 5-вагонных секциях ZB-5 регуляторы настроены на давление всасывания, соответствующее температуре кипения ( - 8⁰ С ), а в 5- ва-гонных секциях БМЗ – на (- 14 ⁰ С). Поэтому в холодиль-ных установках этих вагонов t₀ ≤ ( - 8 ) или t_о ≤ ( - 14 )⁰ С.

По известным температурам t_к и t₀ , используя диаграмму “ Р - i “ для хладона - 12 , определяем давление кипения ( Р₀) и конденсации ( Р_к ) , а в двухступенчатых установках , кроме того , промежуточное давление ( Р_пр)

Р_пр = ( 3.11. )

Далее, по известным рабочим температурам и давлениям строится цикл работы холодильной машины в реальных условиях в координатах “ Р - i “, определяются по диаграмме энтальпии в точках 1,2 ,3,3^/ ,4 и удельный объем пара на всасывании в цилиндры компрессора в точке 1 ( ₁ ) и рассчитывается q_v :

q₀ i₁ - i₄

q_v = ––––– = ––––– , кДж / м³ ( 3.12. )

₁ ₁

Имея теплопритоки Q_тп и холодопроизводительность Q_оэ^нетто , можно определить К_рв по формуле (3.9.) и затем продолжительность работы холодильных установок в сутки

_{р =} 24 _* К_рв ( 3.13. )

и в целом за рейс

_гр = к_{рв *} _гр.р, ( 3.14.)

_гр.р - продолжительность груженого рейса , ч .

Как уже говорилось ранее, при перевозке плодоовощей с охлаждением их в пути следования различают два этапа:  -охлаждение груза и тары с начальной температуры до температуры перевозки и - перевозка уже охлажденного груза

( рис.3.2.).

График изменения температуры внутри вагона

при перевозке плодоовощей с охлаждением

t_в, ^o C

t_в^н

t_в^//

t_в^/

0 _I _II 

_гр.р.

Рис. 3.2.

В этом случае теплопритоки в вагон и коэффициенты рабочего времени оборудования рассчитываются отдельно для каждого

этапа и затем определяется средний коэффициент в целом за груженый рейс по формуле :

^ср К_рв^ _ + К_рв^II _

К_рв = –––––––––––––––––

_ + _