- •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
2.2 Расчетная модель тепло- и влагопоступлений в кабину в летний период года
Расчетная модель тепло- и влагопоступлений в кабину в летний период года схематично представлена на рисунке 2
Рисунок 2
Таким образом, сумма всех теплопоступлений в кабину локомотива в летний период эксплуатации, Вт, это и есть тепловлажностный баланс:
Qпоступления.= Qогр + Qинф.+ Qизл + Qчел.+ Qоб..+ Gскр (2)
Qогр – теплопоступления через ограждения (стены, окна, пол, крыша), Вт
Qинф – теплопоступления с инфильтрационным воздухом, Вт
Qизл – теплопоступления от солнечного излучения, Вт
Qчел – теплопоступления от людей, Вт
Qоб – теплопоступления от оборудования, Вт
Gскр. – скрытые теплопоступления или влагопоступления от людей и с инфильтрационным воздухом, Вт
2.3 Теплопоступления через ограждения
Приток тепла через ограждения кабины происходит путем теплопередачи и определяется из общего уравнения теплопередачи:
Qогр = ксрFср(tнар – tв) , Вт (3)
кср – средний коэффициент теплопередачи ограждений кабины, Вт/м2К
Fср – средняя площадь ограждений кабины, м2
tв - температура внутреннего воздуха, 0С, определяется по формуле (1)
tн – температура наружного воздуха, 0С
(4)
- площадь лобовой стенки кабины,м2
- площадь одной боковой стенки кабины,м2
- площадь пола кабины,м2
- площадь крыши кабины,м2
- площадь задней стенки кабины,м2
2.4 Теплопоступления с инфильтрационным воздухом
Инфильтрация – это проникновение наружного воздуха под действием ветра и разности температур через неплотности в ограждающих конструкциях кабины.
, Вт , (5)
Lинф – количество инфильтрационного воздуха, проникающего через технологические отверстия и неплотности ограждений кабины, кг/с
Принять для всех вариантов Lинф = 0,02 г/с = 0,00002 кг/с
ср – изобарная теплоемкость воздуха, ср = 1005 Дж/кгК
2.5 Теплопоступления излучением от солнца
При расчете тепло-влажностного баланса следует иметь в виду, что наибольшие тепловые нагрузки на систему кондиционирования воздуха транспортного средства в летнем режиме эксплуатации будут наблюдаться в условиях стоянки. Это связано с максимальными потоками, поступающими от солнечного излучения, которые приводят к значительному перегреву наружных поверхностей ограждений.
Условия для расчета:
-
Стоянка локомотива на открытых путях в солнечную погоду 12-16 часов дня местного времени
-
Принимаем направление кабины с севера на юг
Теплопоступления излучением от солнца, Вт, определяются по формуле:
где Акр, Абс, Алс – поглощательные способности соответственно крыши, боковой стенки, лобовой стенки. Акр = 0,5, Абс = Алс = 0,7;
Fкр, Fбс, Fлс – наружные площади соответственно крыши, боковой стенки, лобовой стенки;
Iкр, Iюг, Iвост – поток суммарной солнечной радиации поступающий на ограждение в солнечную погоду 12-16 часов дня местного времени соответственно на крышу, с юга на боковую стенку, с востока на лобовую стенку
Iкр, = 1113 Вт/м2, Iюг = 339 Вт/м2 , Iвост = 103 Вт/м2;
αн – коэффициент теплоотдачи с наружной стороны ограждения, для условия стоянки при температурах наружного воздуха 22-40 0С αн =15 Вт/м2К;
D – коэффициент пропускания оконного стекла, D = 0,7.
- площадь лобовой стенки кабины за вычетом из нее площади окна,м2
- площадь окна лобовой стенки кабины, м2
- площадь одной боковой стенки кабины за вычетом из нее площади окна,м2
- площадь окна одной боковой стенки кабины,м2