- •Введение
- •Метеорологические основы для проектирования систем кондиционирования
- •Теплофизиологические основы проектирования систем кондиционирования
- •Гигиенические основы
- •Тепловлажностная нагрузка на кабину локомотива в летний период (тепловлажностный баланс)
- •Работа системы кондиционирования воздуха кабины машиниста состоит в следующем:
- •Расчетная модель тепло- и влагопоступлений в кабину в летний период года
- •Теплопоступления через ограждения
- •Теплопоступления с инфильтрационным воздухом
- •Теплопоступления излучением от солнца
- •Теплопоступления от людей
- •Теплопоступления от оборудования
- •Поступление влаги в кабину
- •Общая тепловлажностная нагрузка на кабину локомотива в летний период (тепловлажностный баланс)
- •Предварительный выбор системы кондиционирования
- •Расчет требуемой холодопроизводительности системы кондиционирования
- •Определение энтальпии точки смеси Iсм
- •Определение энтальпии точки притока Iпритока
- •Принцип работы кондиционера
- •Расчет теплообменных аппаратов, входящих в систему кондиционирования кабины локомотива
- •Конструкторский расчет испарителя
- •Конструкторский расчет конденсатора
- •Приложение 1
- •Приложение 2
- •Список литературы
Теплопоступления через ограждения
Приток тепла через ограждения кабины происходит путем теплопередачи и определяется из общего уравнения теплопередачи:
(3)
кср – средний коэффициент теплопередачи ограждений кабины, Вт/м2К
Fср – средняя площадь ограждений кабины, м2
tв - температура внутреннего воздуха, 0С, определяется по формуле (1)
tн – температура наружного воздуха, 0С
(4)
Теплопоступления с инфильтрационным воздухом
Инфильтрация – это проникновение наружного воздуха под действием ветра и разности температур через неплотности в ограждающих конструкциях кабины.
(5)
Lинф – количество инфильтрационного воздуха, проникающего через технологические отверстия и неплотности ограждений кабины, кг/с
Принять для всех вариантов - Lинф = 0,02 г/с = 0,00002 кг/с
ср – изобарная теплоемкость воздуха, ср = 1005 Дж/кгК
Теплопоступления излучением от солнца
При расчете тепло-влажностного баланса следует иметь в виду, что наибольшие тепловые нагрузки на систему кондиционирования воздуха транспортного средства в летнем режиме эксплуатации будут наблюдаться в условиях стоянки. Это связано с максимальными потоками, поступающими от солнечного излучения, которые приводят к значительному перегреву наружных поверхностей ограждений.
Условия для расчета:
Стоянка локомотива на открытых путях в солнечную погоду 12-16 часов дня местного времени.
Принимаем направление кабины с севера на юг.
Теплопоступления излучением от солнца определяются по формуле:
(6)
где Акр, Абс, Алс – поглощательные способности соответственно крыши, боковой стенки, лобовой стенки. Акр = 0,5, Абс = Алс = 0,7;
Fкр, Fбс, Fлс – наружные площади соответственно крыши, боковой стенки, лобовой стенки;
Iкр, Iюг, Iвост – поток суммарной солнечной радиации поступающий на ограждение в солнечную погоду 12-16 часов дня местного времени соответственно на крышу, с юга на боковую стенку, с востока на лобовую стенку
Iкр, = 1113 Вт/м2, Iюг = 339 Вт/м2, Iвост = 103 Вт/м2;
αн – коэффициент теплоотдачи с наружной стороны ограждения, для условия стоянки при температурах наружного воздуха 22-40 0С αн =15 Вт/м2К;
D – коэффициент пропускания оконного стекла, D = 0,7.
- площадь лобовой стенки кабины за вычетом из нее площади окна, м2
- площадь окна лобовой стенки кабины, м2
- площадь одной боковой стенки кабины за вычетом из нее площади окна, м2
Теплопоступления от людей
Теплопоступления от человека зависят от интенсивности его работы, состояния воздуха в помещении, а также от защитных свойств одежды.
Явную теплоотдачу от одного человека можно определить по формуле:
(7)
где βинт. – коэффициент учета интенсивности работы, принимаемый для легкой работы – 1,0; для средней работы – 1,07; для тяжелой работы – 1,15.
Wв – не учитывается
βод. – коэффициент учета теплозащитных свойств одежды, принимаемый для легкой одежды – 1,0; для обычной одежды – 0,65; для утепленной одежды – 0,4.
Wв – подвижность воздуха в помещении, м/с.
Теплопоступления от всех людей:
(8)
n – количество людей в кабине.
Рабочая бригада – машинист, помощник, инструктор, n =3
Теплопоступления от оборудования
Теплопоступления от работающего в кабине электрооборудования определяется по формуле:
(9)
где N – мощность электрооборудования в Вт.
к= к1×к2×к3×к4 – коэффициент, учитывающий фактическое использование мощности и к.п.д. теплопоступления от оборудования в помещение.
к1= 0,7÷0,9 – коэффициент, учитывающий используемую фактическую мощность оборудования
к2= 0,5÷0,8 – коэффициент, учитывающий загрузку оборудования
к3= 0,5÷1,0 – коэффициент, учитывающий одновременность работы оборудования
к4= 0,15÷0.95 – коэффициент, учитывающий долю перехода электроэнергии в тепловую, поступающую в воздух помещения.
Оборудование, которое выделяет тепло в кабину – это электронное оборудование, расположенное в пульте управления. Тепловыделения от такого оборудования незначительны, поэтому принимаем для всех вариантов Qоб. = 50 Вт.