- •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
Приложение 1
I-d диаграмма влажного воздуха
Рисунок 1.1 I-d диаграмма влажного воздуха
Примеры построений в I-d диаграмме
Пример построения точки: используем параметры:
температуру t1 = 23,50С и относительную влажность φ1 =30%.
На I-d диаграмме находим значение температуры воздуха t1 = 23,50С и далее следуем по линии t1 = 23,50С = const до точки пересечения с линией φ1 = 30% = const. Точка пересечения – точка 1
Рисунок 1.2 – Построение точки I-d диаграмме
Рисунок 1.3 Определение параметров состояния точек
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Таблица1 – Результаты расчетов тепловлажностного баланса
Параметры |
Ед. изм |
Расчетные значения |
Температура наружного воздуха, tн |
0C |
|
Относительная влажность наружного воздуха, φн |
% |
|
Температура воздуха в кабине, tв |
0C |
|
Относительная влажность воздуха в кабине, φв |
% |
|
Объем кабины, V |
м3 |
|
Средний коэффициент теплопередачи кабины |
Вт/м2К |
|
Коэффициент теплопередачи непрозрачных ограждений кабины |
Вт/м2К |
|
Теплопоступления через ограждения (стены, окна, пол, крыша) |
Вт |
|
теплопоступления с инфильтрационным воздухом |
Вт |
|
теплопоступления от солнечного излучения |
Вт |
|
теплопоступления от людей |
Вт |
|
теплопоступления от оборудования |
Вт |
|
скрытые теплопоступления или влагопоступления в кабину |
Вт |
|
Итого: сумма теплопоступлений, Qпоступления |
Вт |
|
Таблица 2- Характеристики установок систем кондиционирования воздуха для кабин локомотивов
Марка кондиционера |
Холодопроизводительность, Qконд, кВт |
Производительность по воздуху, L м3/ч |
Конденсатор |
Испаритель |
||
Тем-пература конденсации 0С |
Коэфф. теплоперед. Вт/м2К |
Температура кипения 0С |
Коэфф. теплоперед. Вт/м2К |
|||
1.УКВ – 4,5 |
4,5 |
600 |
55 |
33 |
5 |
35 |
2. ACR DA8 |
7,0 |
1100 |
55 |
35 |
4 |
35 |
3. HKL 307 |
4,8 |
900 |
55 |
37 |
5 |
34 |
4. HKL 306 |
4,5 |
900 |
55 |
38 |
3 |
31 |
5. HKL 302 |
3,5 |
600 |
54 |
40 |
1 |
32 |
6. SR 152 |
6,5 |
600 |
53 |
39 |
0 |
35 |
7. КАТ 2000 |
5,0 |
500 |
55 |
37 |
1 |
34 |
8. EMG 312 |
3,6 |
450 |
54 |
35 |
0 |
31 |
9. КЖ-0,5 |
3,0 |
500 |
54 |
33 |
3 |
30 |
10. КТГ-Э1-У1 |
2,44 |
400 |
54 |
32 |
-1,5 |
25 |
11. КТА2-0,5Э |
2,32 |
400 |
53 |
31 |
4 |
22 |
12. КТА-08Г |
3,72 |
1000 |
53 |
30 |
-1 |
20 |
13. RVE-VKE |
4,65 |
800 |
56 |
30 |
5 |
21 |
14. CHKL-1(5) |
5,82 |
1300 |
56 |
34 |
5 |
26 |
15. HVAC-221 |
8,7 |
1500 |
55 |
35 |
5 |
27 |
16 ККМЭ-3,8 |
3,8 |
450 |
55 |
30 |
4 |
28 |
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Рисунок 3.1 - Пример построения точки смеси
Особый случай представляет смешивание двух потоков воздуха с высокой влажностью. В этом случае состояние смеси, соответствующее точке С/ может оказаться под кривой φ=100%. В этом случае реальное состояние воздуха будет соответствовать точке С на кривой φ=100%.
Рисунок 3.2 - Пример построения точки смеси смешивание двух потоков воздуха с высокой влажностью
Рисунок 3.3 Пример построений процессов, происходящих в системе кондиционирования
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Исходные данные для расчетов. Варианты решения
Подвижной состав параметры |
Вариант №1 |
Подвижной состав параметры |
Вариант №2 |
1 площади кабины |
F |
1 площади кабины |
F |
1.1 лобовая стена (с остеклением) остекление, м2 |
7,7 1,5 |
1.1 лобовая стена (с остеклением) остекление, м2 |
5,3 1,77 |
1.2 задняя стенка |
7,3 |
1.2 задняя стенка |
5,4 |
1.3. правая стенка (с остеклением) остекление |
4,3 0,63 |
1.3. правая стенка (с остеклением) остекление |
3,4 0,8 |
1.4 левая боковая (с остеклением) остекление |
2,9 0,63 |
1.4 левая боковая (с остеклением) остекление |
3,4 0,8 |
1.5 пол, м2 |
6,37 |
1.5 пол, м2 |
5,0 |
1.6 потолок, м2 |
4,8 |
1.6 потолок, м2 |
6,0 |
2. объем кабины, м3 |
10,7 |
2. объем кабины, м3 |
6,4 |
3. средний коэффициент теплопередачи кабины, Вт/м2К |
1,7 |
3. средний коэффициент теплопередачи кабины, Вт/м2К |
1,8 |
4. климатическая зона эксплуатации |
умеренная |
4. климатическая зона эксплуатации |
сухая теплая |
5. температура наружного воздуха, 0С |
25 |
5. температура наружного воздуха, 0С |
42 |
6. влажность наружного воздуха, % |
80 |
6. влажность наружного воздуха, % |
35 |
7. влажность воздуха в кабине, % |
80 |
7. влажность воздуха в кабине, % |
40 |
Подвижной состав параметры |
Вариант №3 |
Подвижной состав параметры |
Вариант №4 |
1 площади кабины |
F |
1 площади кабины |
F |
1.1 лобовая стена (с остеклением) остекление, м2 |
5,3 2,0 |
1.1 лобовая стена (с остеклением) остекление, м2 |
4,7 1,5 |
1.2 задняя стенка |
6,0 |
1.2 задняя стенка |
4.6 |
1.3. правая стенка (с остеклением) остекление |
5,0 1,56 |
1.3. правая стенка (с остеклением) остекление |
2,6 0,63 |
1.4 левая боковая (с остеклением) остекление |
5,0 1,56 |
1.4 левая боковая (с остеклением) остекление |
2,6 0,63 |
1.5 пол, м2 |
6,0 |
1.5 пол, м2 |
2.8 |
1.6 потолок, м2 |
4,7 |
1.6 потолок, м2 |
3,3 |
2. объем кабины, м3 |
13,0 |
2. объем кабины, м3 |
5,0 |
3. средний коэффициент теплопередачи кабины, Вт/м2К |
1,6 |
3. средний коэффициент теплопередачи кабины, Вт/м2К |
2,0 |
4. климатическая зона эксплуатации |
умеренная |
4. климатическая зона эксплуатации |
влажная теплая |
5. температура наружного воздуха, 0С |
30 |
5. температура наружного воздуха, 0С |
37 |
6. влажность наружного воздуха, % |
70 |
6. влажность наружного воздуха, % |
40 |
7. влажность воздуха в кабине, % |
75 |
7. влажность воздуха в кабине, % |
45 |
Подвижной состав параметры |
Вариант №5 |
Подвижной состав параметры |
Вариант №6 |
1 площади кабины |
F |
1 площади кабины |
F |
1.1 лобовая стена (с остеклением) остекление, м2 |
5,8 2,2 |
1.1 лобовая стена (с остеклением) остекление, м2 |
4,0 1,7 |
1.2 задняя стенка |
6,9 |
1.2 задняя стенка |
4,0 |
1.3. правая стенка (с остеклением) остекление |
4,9 0,5 |
1.3. правая стенка (с остеклением) остекление |
3,2 0,7 |
1.4 левая боковая (с остеклением) остекление |
4,9 0,5 |
1.4 левая боковая (с остеклением) остекление |
3,2 0,7 |
1.5 пол, м2 |
7,1 |
1.5 пол, м2 |
2,8 |
1.6 потолок, м2 |
4,6 |
1.6 потолок, м2 |
3,2 |
2. объем кабины, м3 |
11,3 |
2. объем кабины, м3 |
5,5 |
3. средний коэффициент теплопередачи кабины, Вт/м2К |
2,2 |
3. средний коэффициент теплопередачи кабины, Вт/м2К |
2,5 |
4. климатическая зона эксплуатации |
Сухая теплая |
4. климатическая зона эксплуатации |
влажная теплая |
5. температура наружного воздуха, 0С |
39 |
5. температура наружного воздуха, 0С |
35 |
6. влажность наружного воздуха, % |
20 |
6. влажность наружного воздуха, % |
70 |
7. влажность воздуха в кабине, % |
25 |
7. влажность воздуха в кабине, % |
80 |
Подвижной состав параметры |
Вариант №7 |
Подвижной состав параметры |
Вариант №8 |
1 площади кабины |
F |
1 площади кабины |
F |
1.1 лобовая стена (с остеклением) остекление, м2 |
6,7 1,4 |
1.1 лобовая стена (с остеклением) остекление, м2 |
6,5 2,0 |
1.2 задняя стенка |
6,3 |
1.2 задняя стенка |
6,4 |
1.3. правая стенка (с остеклением) остекление |
4,4 0,6 |
1.3. правая стенка (с остеклением) остекление |
6,2 1,5 |
1.4 левая боковая (с остеклением) остекление |
4,4 0,6 |
(с остеклением) остекление |
6,2 1,5 |
1.5 пол, м2 |
6,0 |
1.5 пол, м2 |
6,4 |
1.6 потолок, м2 |
4,8 |
1.6 потолок, м2 |
6,9 |
2. объем кабины, м3 |
10,5 |
2. объем кабины, м3 |
15 |
3. средний коэффициент теплопередачи кабины, Вт/м2К |
1,5 |
3. средний коэффициент теплопередачи кабины, Вт/м2К |
1,7 |
4.климатическая зона эксплуатации |
умеренная |
4. климатическая зона эксплуатации |
Умеренная |
5.температура наружного воздуха, 0С |
33 |
5. температура наружного воздуха, 0С |
28 |
6. влажность наружного воздуха, % |
70 |
6. влажность наружного воздуха, % |
60 |
7. влажность воздуха в кабине, % |
75 |
7. влажность воздуха в кабине, % |
70 |
Подвижной состав параметры |
Вариант №9 |
Подвижной состав параметры |
Вариант №10 |
1 площади кабины |
F |
1 площади кабины |
F |
1.1 лобовая стена (с остеклением) остекление, м2 |
5,0 1,8 |
1.1 лобовая стена (с остеклением) остекление, м2 |
4,3 1.14 |
1.2 задняя стенка |
5,1 |
1.2 задняя стенка |
5,3 |
1.3. правая стенка (с остеклением) остекление |
3,2 1,0 |
1.3. правая стенка (с остеклением) остекление |
4,9 2.26 |
1.4 левая боковая (с остеклением) остекление |
3,2 1,0 |
(с остеклением) остекление |
4,9 2.26 |
1.5 пол, м2 |
4,8 |
1.5 пол, м2 |
6,7 |
1.6 потолок, м2 |
5,5 |
1.6 потолок, м2 |
6,9 |
2. объем кабины, м3 |
10,5 |
2. объем кабины, м3 |
12,1 |
3. средний коэффициент теплопередачи кабины, Вт/м2К |
1,7 |
3. средний коэффициент теплопередачи кабины, Вт/м2К |
1,4 |
4. климатическая зона эксплуатации |
сухая теплая |
4. климатическая зона эксплуатации |
влажная теплая |
5. температура наружного воздуха, 0С |
38 |
5. температура наружного воздуха, 0С |
34 |
6. влажность наружного воздуха, % |
30 |
6. влажность наружного воздуха, % |
70 |
7. влажность воздуха в кабине, % |
35 |
7. влажность воздуха в кабине, % |
75 |
Подвижной состав параметры |
Вариант №11 |
Подвижной состав параметры |
Вариант №12 |
1 площади кабины |
F |
1 площади кабины |
F |
1.1 лобовая стена (с остеклением) остекление, м2 |
3,8 1,0 |
1.1 лобовая стена (с остеклением) остекление, м2 |
7,7 1,5 |
1.2 задняя стенка |
3,7 |
1.2 задняя стенка |
7,3 |
1.3. правая стенка (с остеклением) остекление |
2,2 0,5 |
1.3. правая стенка (с остеклением) остекление |
4,3 0,8 |
1.4 левая боковая (с остеклением) остекление |
2,2 0,5 |
(с остеклением) остекление |
4,3 0,8 |
1.5 пол, м2 |
2,1 |
1.5 пол, м2 |
6,4 |
1.6 потолок, м2 |
2,4 |
1.6 потолок, м2 |
5,0 |
2. объем кабины, м3 |
4,5 |
2. объем кабины, м3 |
11,0 |
3. средний коэффициент теплопередачи кабины, Вт/м2К |
2,3 |
3. средний коэффициент теплопередачи кабины, Вт/м2К |
2,0 |
4. климатическая зона эксплуатации |
умеренная |
4. климатическая зона эксплуатации |
умеренная |
5. температура наружного воздуха, 0С |
30 |
5. температура наружного воздуха, 0С |
27 |
6. влажность наружного воздуха, % |
30 |
6. влажность наружного воздуха, % |
70 |
7. влажность воздуха в кабине, % |
35 |
7. влажность воздуха в кабине, % |
80 |
Подвижной состав параметры |
Вариант №13 |
Подвижной состав параметры |
Вариант №14 |
1 площади кабины |
F |
1 площади кабины |
F |
1.1 лобовая стена (с остеклением) остекление, м2 |
4,9 1.8 |
1.1 лобовая стена (с остеклением) остекление, м2 |
4,0 1,4 |
1.2 задняя стенка |
5,4 |
1.2 задняя стенка |
3,9 |
1.3. правая стенка (с остеклением) остекление |
3,3 0,9 |
1.3. правая стенка (с остеклением) остекление |
2,3 0,6 |
1.4 левая боковая (с остеклением) остекление |
3,3 0,9 |
1.4 левая боковая (с остеклением) остекление |
2,3 0,6 |
1.5 пол, м2 |
4,7 |
1.5 пол, м2 |
2,3 |
1.6 потолок, м2 |
5,8 |
1.6 потолок, м2 |
2,5 |
2. объем кабины, м3 |
10,5 |
2. объем кабины, м3 |
4,8 |
3. средний коэффициент теплопередачи кабины, Вт/м2К |
1,5 |
3. средний коэффициент теплопередачи кабины, Вт/м2К |
2,1 |
4. климатическая зона эксплуатации |
Сухая теплая |
4. климатическая зона эксплуатации |
умеренная |
5. температура наружного воздуха, 0С |
36 |
5. температура наружного воздуха, 0С |
33 |
6. влажность наружного воздуха, % |
40 |
6. влажность наружного воздуха, % |
60 |
7. влажность воздуха в кабине, % |
45 |
7. влажность воздуха в кабине, % |
70 |
Подвижной состав параметры |
Вариант №15 |
Подвижной состав параметры |
Вариант №16 |
1 площади кабины |
F |
1 площади кабины |
F |
1.1 лобовая стена (с остеклением) остекление, м2 |
5,9 2,0 |
1.1 лобовая стена (с остеклением) остекление, м2 |
5,5 2,2 |
1.2 задняя стенка |
6,4 |
1.2 задняя стенка |
6,0 |
1.3. правая стенка (с остеклением) остекление |
6,6 1,6 |
1.3. правая стенка (с остеклением) остекление |
4,1 0,8 |
1.4 левая боковая (с остеклением) остекление |
6,6 1,6 |
1.4 левая боковая (с остеклением) остекление |
4,1 0,8 |
1.5 пол, м2 |
6,6 |
1.5 пол, м2 |
6,4 |
1.6 потолок, м2 |
6,4 |
1.6 потолок, м2 |
4,4 |
2. объем кабины, м3 |
14,0 |
2. объем кабины, м3 |
11,0 |
3. средний коэффициент теплопередачи кабины, Вт/м2К |
1,7 |
3. средний коэффициент теплопередачи кабины, Вт/м2К |
1,6 |
4. климатическая зона эксплуатации |
сухая теплая |
4. климатическая зона эксплуатации |
влажная теплая |
5. температура наружного воздуха, 0С |
40 |
5. температура наружного воздуха, 0С |
34 |
6. влажность наружного воздуха, % |
20 |
6. влажность наружного воздуха, % |
70 |
7. влажность воздуха в кабине, % |
30 |
7. влажность воздуха в кабине, % |
75 |
Подвижной состав параметры |
Вариант №17 |
Подвижной состав параметры |
Вариант №18 |
1 площади кабины |
F |
1 площади кабины |
F |
1.1 лобовая стена (с остеклением) остекление, м2 |
5,3 2,0 |
1.1 лобовая стена (с остеклением) остекление, м2 |
4,3 2,1 |
1.2 задняя стенка |
6,0 |
1.2 задняя стенка |
4,1 |
1.3. правая стенка (с остеклением) остекление |
5,0 1,8 |
1.3. правая стенка (с остеклением) остекление |
2,3 0,7 |
1.4 левая боковая (с остеклением) остекление |
5,0 1,8 |
1.4 левая боковая (с остеклением) остекление |
2,3 0,7 |
1.5 пол, м2 |
6.0 |
1.5 пол, м2 |
2,3 |
1.6 потолок, м2 |
5,0 |
1.6 потолок, м2 |
3,0 |
2. объем кабины, м3 |
12,5 |
2. объем кабины, м3 |
5,2 |
3. средний коэффициент теплопередачи кабины, Вт/м2К |
1.7 |
3. средний коэффициент теплопередачи кабины, Вт/м2К |
2,0 |
4. климатическая зона эксплуатации |
Влажн. теплая |
4. климатическая зона эксплуатации |
умеренная |
5. температура наружного воздуха, 0С |
37 |
5. температура наружного воздуха, 0С |
30 |
6. влажность наружного воздуха, % |
50 |
6. влажность наружного воздуха, % |
20 |
7. влажность воздуха в кабине, % |
60 |
7. влажность воздуха в кабине, % |
30 |
Содержание
1. Введение ………………………………………. |
5 |
1.1 Метеорологические основы для проектирования систем кондиционирования …………………………… |
6 |
1.2Теплофизиологические основы для проектирования систем кондиционирования……….. |
6 |
1.3 Гигиенические основы для проектирования систем кондиционирования…………………………. |
8 |
2. Тепловлажностная нагрузка на кабину локомотива в летний период (тепловлажностный баланс)……….. |
8 |
2.1 Модель системы кондиционирования воздуха в кабине машиниста…………………………………….. |
8 |
2.2 Расчетная модель тепло- и влагопоступлений в кабину в летний период года…………………………. |
10 |
2.3 Теплопоступления через ограждения……………. |
12 |
2.4Теплопоступления с инфильтрационным воздухом |
12 |
2.5 Теплопоступления излучением от солнца………. |
13 |
|
14 |
2.7 Теплопоступления от оборудования |
15 |
|
16 |
2.9 Общая тепловлажностная нагрузка на кабину локомотива в летний период (тепловлажностный баланс) …………………………………………………. |
17 |
3. Выбор системы кондиционирования…………….. |
18 |
4. Расчет требуемой холодопроизводительности системы кондиционирования ………………………… |
18 |
5. Принцип работы кондиционера…………………… |
|
6. Расчет теплообменных аппаратов, входящих в систему кондиционирования кабины локомотива…. |
21 |
6.1 Конструкторский расчет испарителя…………….. |
22 |
6.2 Конструкторский расчет конденсатора………….. |
24 |
Приложения ……………………………………….. |
25 |
Список литературы
1. Ю.П. Сидоров, Т.В. Гаранина, Е.В. Тимошенкова
Системы обеспечения микроклимата на объектах железнодорожного транспорта учебник для студ., обуч. по напр. "Техносферная безопасность", М. : ФГБОУ "УМЦ ЖДТ", 2015. - 260 с. : ил. - Библиогр.: с. 254 , НТБ МИИТ 656.2 С34
2. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи М., «Энергия», 1977, 344с.
3. Бушуйкин Ю.Б. Кондиционирование воздуха в кабинах локомотивов. М.: Траспорт, 1970, 81 с. (Труды ВНИИЖТ; Вып. 411)
4. Зворыкин М.Л., Черкез В.М. Установки кондиционирования воздуха и холодильники пассажирских вагонов. М.: Транспорт, 1969. 264 с.
5. Кондиционирования воздуха в пассажирских вагонах и на локомотивах / М.Г. Маханько, Ю.П. Сидоров, А. Хенач, М. Шмидт. М.: Транспорт, 1981, 254 с.
6. Сидоров Ю.П. Основы кондиционирования воздуха на предприятиях железнодорожного транспорта и в подвижном составе. М.: Транспорт, 1984. – 208 с.
7 Староверова. М.: Стройиздат Внутренние санитарно-технические устройства. Справочник проектировщика по редакцией И.Г.. 1990.
8. СП 2.5.1336-03 Санитарные правила по проектированию, изготовлению и реконструкции локомотивов и специального подвижного состава железнодорожного транспорта
Учебно-методическое издание
Попов Владимир Георгиевич
Тимошенкова Екатерина Викторовна
ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
РЕКУПЕРАТИВНЫХ ТЕПЛООБМЕННЫХ
АППАРАТОВ, ВХОДЯЩИХ В СИСТЕМУ
КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА
КАБИНЫ ЭЛЕКТРОВОЗА
Учебно-методическое пособие
к курсовой работе
Подписано в печать Формат 60x84 1/16 Тираж 50 экз.
Усл.-печ.л. Заказ Изд.№ 207-16