Разработка принципов построения транспортной системы кондиционирования

Е.Г. Новиков, аспирант, И.Г. Дроздов, Ю.Е. Калинин, А.Г. Чуйко

Кафедра ракетных двигателей

Кафедра физики твердого тела

ОАО «Корпорация НПО «РИФ»

Традиционно транспортные системы кондиционирования (ТСК) предназначены для нормализации теплового состояния водителей экипажа и пассажиров транспортных средств. Решение этой задачи зависит от многих факторов, таких как: 1) Геометрические размеры охлаждаемого объема (салон) ТСК; 2) Герметичность и теплоизоляция салона; 3) Наличие источников тепла в салоне (водители, пассажиры, оборудование, и т.д.); 4) Натекание тепла в салон через окна и двери; 5) Энергозатраты при эксплуатации ТСК и выбор электрогенератора; 6) Шумовые характеристики; 7) Устойчивость к виброударным нагрузкам; 8) Сервисное обслуживание ТСК; 9) Надежность и его ремонт;10) Удельная стоимость 1 Вт холодопроизводительности ТСК. Поэтому разработка ТСК с учетом выше перечисленных факторов – актуальная задача для разработчиков и производителей холодильной техники. Упростить решение этой задачи возможно путем применения моделирования и разработки модульных блоков ТСК с дальнейшим наращиванием их количества в зависимости от типа транспортного средства (специальная и военная техника, автотранспорт, транспортные средства для промышленности и сельского хозяйства) и, как следствие, выбор способа кондиционирования (локальный или объемный).

Современное развитие холодильной техники и, в частности, термоэлектрических модулей охлаждения (ТЭМО), как основных элементов термоэлектрических охлаждающих устройств, позволяет моделировать и разрабатывать ТСК различного назначения. Преимущества, которыми обладают ТСК на основе ТЭМО по сравнению с традиционными паракомпрессионными кондиционерами (ПКК), например, стойкость к виброударным нагрузкам, экологическая чистота, практически неограниченный ресурс работы ТЭМО – полупроводниковых термоэлементов, делают возможным создание конструкций ТСК на основе термоэлектрических преобразователей, превосходящих ПКК по удельным весогабаритным показателям и уровню эксплуатационных расходов.

Результаты данной работы позволяют определить: 1) основополагающие принципы моделирования и разработки термоэлектрических систем кондиционирования на базе ТЭМО для транспортных средств в зависимости от их назначения; 2) методы разработки практических моделей ТСК с учетом их внедрения в производство; 3) методы оптимизации и унификации моделей теплообменников действующих устройств.

Опыт ОАО «Корпорации НПО «РИФ» по разработке, промышленному производству и эксплуатации термоэлектрических кондиционеров КТЭ-4-220-М3(С4) на Российских железных дорогах для охлаждения кабины машиниста электровоза или тепловоза и современные методы моделирования, разработки и оптимизации теплообменных систем на основе преобразователей твердотельной электроники, разработанных специалистами ВГТУ, позволяют в рамках ОКР(НИР) разработать и создать ТСК на базе термоэлектрических модулей охлаждения.

УДК 537.31