4. Расчет требуемой холодопроизводительности системы кондиционирования

Для оценки эффективности работы выбранного кондиционера, установленного непосредственно в системе воздуховодов кабины локомотива необходимо рассчитать величину требуемой холодопроизводительности системы Q_треб.

Требуемая холодопроизводительность системы кондиционирования рассчитывается по формуле:

(15)

_{L =} L_общ – количество воздуха, проходящего через кондиционер (производительность по воздуху). Его необходимо определить из табличных данных выбранного кондиционера, м³/ч и для подстановки формулу (15) перевести в единицы кг/с:

где ρ_возд – плотность воздуха, находящегося в воздуховодах системы кондиционирования принимаем 1,2 кг/м³

I_см – энтальпия точки смеси наружного и рециркуляционного воздуха в системе кондиционирования, кДж/кг;

I_{притока} – энтальпия точки притока, кДж/кг, или приточного воздуха

1. Определение энтальпии точки смеси Iсм

В системах кондиционирования практически всегда имеет место смешивание потоков влажного воздуха с различными параметрами. В смесительной камере происходит смешивание потоков наружного воздуха в количестве L_нар и рециркуляционного воздуха в количестве L_рец,:

(16)

Влагосодержание и энтальпии смеси соответственно:

(17)

(18)

По расчетным параметрам d_см и I_см на I-d диаграмме построим точку состояния смешанного воздуха - точку С.

2. Определение энтальпии точки притока Iпритока

Определяем параметры точки притока из следующих условий:

1. Для кондиционирования кабины локомотива (небольшое помещение) согласно санитарно-гигиеническим требованиям, температура воздуха на притоке должна быть не более, чем на 6⁰С ниже температуры воздуха в кабине:

(19)

2. Ассимилирующая способность приточного воздуха по теплу определяется из уравнения:

(20)

где I_в – энтальпия внутреннего воздуха в кабине, кДж/кг

Q_{поступления} – теплопоступления в кабину, кВт

L_общ – общий расход воздуха через кондиционер, кг/с

Отсюда находим I_{притока}, кДж/кг

По известным параметрам t_{притока} и I_{притока} построили точку притока П на I-d диаграмме.

Достроили весь процесс обработки воздуха в I-d диаграмме. По построениям в I-d диаграмме определили температуру точки смеси и окончательно рассчитали требуемую холодопроизводительность по формуле (15) и сравнили Q_конд и Q_треб, кВт.

Q_конд ≥ Q_треб

2320 ≥2018

5. Принцип работы кондиционера

Все кондиционеры состоят из следующих частей: вентилятор, дроссель, конденсатор, компрессор, испаритель.

Компрессор сжимает фреон и принудительно заставляет его циркулировать в системе.

Конденсатор служит для превращения фреона из газа в жидкость. Обычно он находится во внешнем блоке.

Испаритель, наоборот, заставляет жидкий фреон превращаться в газ. Его действие противоположно работе конденсатора.

Дроссель понижает давление фреона, а вентиляторы охлаждают систему.

Рисунок 3.

Все части кондиционера (за исключением вентиляторов) соединены между собой при помощи тонких медных трубочек. В некоторых устройствах трубки выполнены из алюминия. По трубочкам внутри кондиционера циркулирует охладитель (чаще всего это фреон). Охладитель принимает то газообразную, то жидкую форму. От перегрева систему оберегают вентиляторы.

Когда парообразный фреон входит в компрессионное отверстие, он имеет температуру около 10-15 градусов. Его давление при этом составляет 4-5 атмосфер. В компрессоре происходит сжатие хладагента, давление возрастает в 5 раз, и температура фреона поднимается до 90 градусов.

В конденсатор поступает очень горячий фреон. Там он охлаждается, выделяя тепло, и плавно переходит в жидкое состояние. Далее фреон проходит дроссель и попадает в испаритель. Здесь жидкий агент смешивается с газообразным. Испаряясь, он создает охлаждение. После этого фреон снова поступает в компрессор, и цикл замыкается. Вот так выглядит простая схема того, как работает кондиционер.

Рисунок 4.