Мощность вентилятора, обеспечивающего движение охлаждающего воздуха в конденсаторе,

N в =	Gв	(∆pв + ∆Рс ),	(2.16)
	ρвηв

где Gв — расход охлаждающего воздуха, кг/с; ρв — плотность воздуха, кг/м3; ηв — КПД вентилятора; ∆Рс — потери давления во внешней воздушной сети, Па.

Выбирают вентилятор по расходу охлаждающего воздуха и суммарным потерям его давления в системе охлаждения конденсатора.

2.3.4. Классификация испарителей

Испарители — основной элемент паровых холодильных машин. В них жидкий хладагент, получая теплоту от охлаждаемого объекта, кипит и в виде паров отсасывается компрессором. Испарители могут быть выполнены в различных теплотехнических и конструктивных вариантах. Наибольшее распространение получили испарители непосредственного действия (воздухоохладители), в которых хладагент обеспечивает отвод теплоты от воздуха, непосредственно подаваемого к охлаждаемому объекту, и рассольные, где хладагент охлаждает промежуточный теплоноситель (рассол). В транспортных холодильных установках испарители-воздухоохла- дители используют в машинах, работающих на R12 и R22, R134a.

Испарители-воздухоохладителивыполняютввидерекуператив- ных аппаратов с трубной или пластинчатой (листовой) поверхностью (табл 2.11).

			Таблица 2.11
Расположение труб в пучке	Re·10-4	lусл/dэкв	(S2-dH)/(Si-dH)
Коридорное	0,4-16	0,8-11,5	0,5-2,0
Шахматное	0,2-18	0,15-6,5

2.3.5.Теплопередача в испарителях

ивоздухоохладителях

Испарители-воздухоохладителихолодильныхустановокподвиж- ногосоставаявляютсятеплообменнымиаппаратами, вкоторыхосуществляется отнятие тепла от воздуха.

166

Воздух в помещении нагревается из-за поступления тепла через ограждения вагона и за счет тепловыделений самого груза и пассажиров. Всё этотепло должно бытьотобраноотвоздухависпарите- ле-воздухоохладителе. Тепло воздуха идет на испарение кипящего хладагента и превращение его в сухой насыщенный пар.

Таким образом, в испарителях с одной стороны теплопередающей поверхности проходит хладагент, претерпевающий фазовые превращения, в результате чего на этой стороне реализуются высокие коэффициенты теплоотдачи. С другой стороны теплопередающей поверхности проходит воздух и коэффициент теплоотдачи будет в десятки раз ниже. Эта сторона и будет определять эффективность работы теплообменника, интенсивность кипения хладагента и восприятия им тепла от охлаждаемого воздуха грузового помещения вагона. Дополнительную роль играют принятые расчетные параметры установки и эксплуатационное состояние теплообменника.

Тепло в испарителе передается хладагенту от охлаждаемой среды через стенку трубы. Эффективность такой теплопередачи зависит от характера кипения самого хладагента. Возможны два режима кипения: пузырчатый и пленочный. Пузырчатый режим кипения возникает и поддерживается, когда в ряде точек теплопередающей поверхности образуются отдельные пузырьки пара, которые отрываются от поверхности и поднимаются вверх. Точками или центрами парообразования являются пузырьки газов, легко выделяющиеся из жидкости на поверхности теплообмена, а также бугорки и микронеровности теплопередающей поверхности. При таком кипении значительная часть поверхности покрыта жидкостью. Однакоэтонаблюдается(рис. 2.28) прихорошейсмачиваемостиповерхностиипринебольшой разноститемпературповер-

хности нагрева t и насыщения образующихся паров t0.Эта разность температур

∆t = t – t0 ихарактеризуетин-

тенсивность процесса кипе- Рис. 2.28. Формыпаровыхпузырьковприкипениижидкости(а, б, в— соответственнопри ния и теплоотдачи. Чем плохой, нормальнойихорошейсмачиваемо-

больше ∆t, тем больше цен- сти поверхности теплопередачи)

167

тровпарообразования итемчащепузырьки параотрываютсяотповерхности. Могут увеличиваться и размеры пузырьков.

Увеличение перепада температур свыше 30 °С вызывает уменьшение коэффициента теплоотдачи, так как пузырьки сливаются на поверхности и образуют участки, покрытые паровой пленкой. Эта пленка неустойчива, поднимается вверх большими пузырями, но само ее наличие отделяет жидкость от теплой поверхности и резко увеличивает термическое сопротивление теплопереходу. Это и есть пленочный режим кипения. Аналогичный процесс может возникнуть и при меньших температурных капорах, но при замасленной поверхности, т.е. когда жидкий хладагент плохо смачивает поверхность теплообмена да и сама масляная пленка обладает термическим сопротивлением.

На характер кипения влияют физико-химические свойства жидкости — плотность, теплота парообразования, коэффициент теплопроводности и др.

Во вторую очередь эффективность теплопередачи зависит от интенсивности теплоотдачи со стороны охлаждаемой среды, а также в меньшей степени от величины термического сопротивления стенки теплообменника. Здесь сказываются особенности конструкции испарителя (воздухоохладителя), быстрота удаления образующегося пара с теплопередающей поверхности, скорость движения охлаждаемого воздуха.

Скорость воздуха, прогоняемого вентиляторами через воздухоохладители, выбирают в диапазоне 0,5—6 м/с и более в зависимости от пределов температуры охлаждения воздуха, в теплообменнике (3—7 °С), конструкции последнего и воздухораздающих устройств.

Примерные значения коэффициента теплоотдачи а [Вт/(м2·К)] для хладона R12 500—900; для воздуха при свободном движении 1,2—12, при принудительном 14—15.

Теплопередача виспарителе определяется коэффициентами теплоотдачи с обеих сторон труб с учетом наличия загрязнений на их поверхности. Поэтому действительные значения коэффициентов теплопередачи k значительно ниже и для практических расчетов их принимаютследующими[Вт/(м2·K)]: дляфреоновыхмногоходовых

220—360.

168

2.3.6. Конструкция испарителей подвижного состава

Испаритель-воздухоохладитель АРВ и 5-вагонных секций ZB-5 (рис. 2.29) состоит из четырех горизонтальных секций 4 с общей теплопередающей поверхностью 64 м2, закрепленных в общем каркасе. Вкаждойсекциипомещеныдварядаоребренныхмедныхтруб 5 по 10 шт. в ряду, соединенных по торцам калачами. Диаметр труб 15 мм, толщина стенок 1 мм. Парожидкостная хладоновая смесь от терморегулирующего вентиля поступает в змеевики каждого ряда испарителячерезраспределитель3 («паук») повосьмиподводящим трубам 2 диаметром 6 мм. Полученные при испарении пары хладагента направляются в газовый коллектор 1, откуда отсасываются компрессором. На выходящем трубопроводе укрепляется датчик термостатаоттаиванияиспарителя. Впроцессеоттаиваниягорячие пары хладона R12 подаются в испаритель из коллектора, объединяющего калачи первого вертикального ряда на торцевой стороне, противоположной основным подводящим трубам.

Перед испарителем расположены два вентилятора, обеспечивающие его обдув и циркуляцию воздуха в грузовом помещении вагона. Общаяподачавоздухавентиляторами4000 м3/ч. Упротивоположной стороны испарителя смонтированы три электронагревательных элемента мощностью по 2 кВт для отопления грузового помещения.

Рис. 2.29. Испаритель-воздухоохладитель секций ZB-5 и АРВ

169

Масса испарителя 66 кг, габаритные размеры 1265 × 100 × 525 мм. Воздухоохладитель холодильной установки ВР (рис. 2.30) поверхностью 175 м2 состоит из горизонтально расположенных в стойках 1 медныхтрубдиаметром15 мм. Трубыобъединенывзмеевикикалачами, припаяннымилатунью. Пластинчатыеребранатрубахлатунные. Шагребернеодинаковый— от6 до24 мм. 28 змеевиковсоставляют14 секций, расположенных в два вертикальных ряда. Наружная поверх-

ность секций луженая, толщина покрытия 0,03—0,05 мм. Парожидкостная смесь хладона R12 поступает в змеевики через

два распределителя 3 жидкости, а пары отводятся через два газовыхколлектора2 сфланцами4. Распределителипредназначеныдля равномерной раздачи хладагента в секции испарителя. В крышке распределителя по периметру расположены отверстия, в которые впаяны 14 медных труб для подвода хладона R12 к змеевикам. Распределители и коллекторы присоединены к змеевикам в шахматном порядке. Такая компоновка разделяет воздухоохладитель на секции, параллельноработающиедлякаждойиздвуххолодильных машин. Секции объединены вертикальными стальными стойками 1, скрепленными двумя съемными боковыми листами. Для монтажа и крепления испаритель имеет крюк 5 и кронштейны 6, 7. Габаритные размеры аппарата 2270 × 930 × 976 мм.

Рис. 2.30. Воздухоохладитель установки BP

170

Воздух прогоняется электровентилятором мощностью 2,2 кВт. Электронагревательмощностью16,2 кВтнагреваетвоздухвгрузовом помещении при перевозке грузов при низких температурах

наружного воздуха.

Воздухоохладители вагонов с кондиционированием воздуха представляют собой сочетание испарителя, электрического и водяного калориферов. Такимобразом, весьагрегатправильнеебылобыназывать отопительно-охладительным.Втехническойдокументациинавагон47К этот агрегат назван отвлеченно: крышевой. В обиходе же, чтобы подчеркнутьдоминирующуюрольиспарителя, наибольшеераспространение получило название этого агрегата — воздухоохладитель.

Конструктивновоздухоохладители(испарители) установоккондиционированиявоздухаразличныхвагоноврезкоотличаютсядруг от друга, хотя работают на одном и том же принципе.

Воздухоохладитель установки MAB-II (рис. 2.31) в сборе с калориферами и вентилятором представляет собой сложный агрегат массой 550 кг, в комплект которого входит спаренный центробеж-

Рис. 2.31. Воздухоохладитель установки MAB-II

171