1. Метеорологические основы для проектирования систем кондиционирования

К метеорологическим основам следует отнести такие составляющие как: погоду, климат в данной местности и наличие солнечного излучения (климатическая зона).

Состояние погоды определяется совокупностью следующих метеорологических параметров:

- температурой наружного воздуха, ⁰С;

- относительной влажностью наружного воздуха, %;

- атмосферным давлением, Па (в проекте принимается атмосферное давление 760 мм рт.ст.)

- скорость движения воздушных масс, м/с (в нашем проекте данный параметр не учитывается)

Перечисленные элементы являются исходными параметрами при проектировании систем кондиционирования.

2. Теплофизиологические основы проектирования систем кондиционирования

В задачу кондиционирования воздуха в кабине локомотива входит обеспечение комфортных условий для человека. Теплоотдача от человека в окружающую среду осуществляется главным образом посредством теплопроводности, конвекции, а также за счет излучения и скрытого теплообмена испарением с поверхности тела.

Чтобы обеспечить комфортные условия необходимо чтобы в любой момент времени между количеством тепла и влаги, поступающим от человека в окружающее его пространство и количеством тепла и влаги, которая среда способна поглотить, будет обеспечен нулевой баланс. Таким образом, тепловой комфорт можно обеспечить, если окружающая среда способна поглотить, то количество тепла и влаги, которое поступает от человека.

Рассчитаем температуру воздуха, которая должна быть в кабине локомотива по формуле:

(1)

t_в – температура воздуха в кабине, ⁰С;

t_н – температура наружного воздуха, ⁰С

3. Гигиенические основы

Гигиенические требования заключаются в том, чтобы подвода чистого воздуха обновлять постоянно загрязняемый человеком воздух в кабине. Физическая очистка воздуха достигается с помощью фильтров. В соответствии с санитарно-гигиеническими нормами для летнего режима эксплуатации кабины локомотива принимаем необходимое количество наружного воздуха на 1 человека 30 м³/ч. С учетом, что в кабине могут находиться машинист, помощник и оператор, т.е. 3 человека, то наружного воздуха необходимо подавать не менее L_нар = 90 м³/ч

2. Тепловлажностная нагрузка на кабину локомотива в летний период (тепловлажностный баланс)

Модель системы кондиционирования воздуха в кабине машиниста

Модель системы кондиционирования воздуха в кабине машиниста представлена на рисунке 1.

Рисунок 1

1. Работа системы кондиционирования воздуха кабины машиниста состоит в следующем:

Охлажденный воздух подается сверху кабины через технологические отверстия системы в количестве L_общ. Данная точка подачи воздуха называется точкой притока и для дальнейших расчетов обозначается точкой П.

Далее поток воздуха плавно опускается и достигает рабочих мест машиниста и помощника. При этом, опускаясь, он аккумулирует тепло и влагу, и поэтому достигнув рабочего пространства он уже должен иметь параметры точки В, которая определяет состояние внутреннего воздуха в кабине на рабочих местах.

Далее одна часть воздуха в количестве L_рец , всасывается в возвратный воздуховод внизу кабины, а вторая часть уходит самопроизвольно на улицу через щели и технологические каналы кабины. Та часть, которая всасывается в возвратный воздуховод, называется рециркуляционным воздухом, т.е. возвращающимся в систему кондиционирования.

С улицы, пройдя очистку через фильтры, в систему кондиционирования поступает наружный воздух в количестве L_нар. Согласно санитарным нормам наружный воздух должен подаваться в количестве не менее 30 м³/ч на человека, и с учетом присутствия трех человек в кабине (машинист, помощник, инструктор) для всех систем кондиционирования L_нар=90 м³/ч. Наружный воздух имеет параметры, указанные в исходных данных (температуру и влажность) а состояние наружного воздуха отражает точка Н, которая также, как и точка В должна быть построена на I-d диаграмме.

Далее в смесительной камере смешиваются два потока воздуха: рециркуляционный в количестве L_рец с параметрами точки В и наружный количестве с параметрами точки Н.

При этом должно строго выполняться следующее равенство: L_рец + L_нар = L_общ м³/ч.

Таким образом, при смешении двух потоков воздуха должна быть определена точка смеси С: рассчитаны ее параметры (температура, влажность, энтальпия, влагосодержание). Расчет приведен в п.4.2 данной курсовой работы.

После этого смешанный воздух в количестве L_общ проходит через диффузор, который немного затормаживает воздушный поток для его лучшего охлаждения при прохождении через сам корпус кондиционера. В кондиционере поток воздуха охлаждается от параметров состояния точки С до параметров состояния точки П. Далее, в конфузоре воздушный поток увеличивает свою подвижность и поступает в кабину из технологического отверстия системы (точка притока П).