2.9 Общая тепловлажностная нагрузка на кабину локомотива в летний период (тепловлажностный баланс)

Таким образом, общая тепловлажностная нагрузка на кабину локомотива в летний период составляет:

Q_{поступления.}= Q_огр + Q_инф.+ Q_изл + Q_чел.+ Q_об..+ G_скр. , Вт

Результаты расчетов необходимо привести в виде таблицы 1 Приложения 2.

По итогам расчетов тепловлажностной нагрузки произвести выбор кондиционера по таблице 2 Приложения 2.

3. Предварительный выбор системы кондиционирования

Кондиционер выбирают по основному параметру: по холодопроизводительности, Q_конд, кВт, соблюдая следующее условие:

Q_конд ≥ Q_{поступления}, (14)

т.е. все теплопоступления должны компенсироваться холодом, вырабатываемым кондиционером.

Список транспортных кондиционеров, устанавливаемых на кабину локомотива представлен в Приложении 2 в таблице 2

Выбрав в соответствии с соотношением (14) кондиционер, необходимо выписать все его данные из таблицы 2, так как они будут использованы в дальнейших расчетах.

4. Расчет требуемой холодопроизводительности системы кондиционирования

4.1 Для оценки эффективности работы выбранного кондиционера установленного непосредственно в системе воздуховодов кабины локомотива необходимо рассчитать величину требуемой холодопроизводительности системы.

Требуемая холодопроизводительность системы кондиционирования рассчитывается по формуле:

Q_треб = L(I_см – I_{притока}) ,кВт (15)

L = L_общ – количество воздуха проходящего через кондиционер (производительность по воздуху). Его необходимо определить из табличных данных выбранного кондиционера (Приложение 2 табл.2), м³/ч и для подстановки формулу (15) перевести в единицы кг/с:

где ρ_возд – плотность воздуха, находящегося в воздуховодах системы кондиционирования принимаем 1,2 кг/м³

I_см – энтальпия точки смеси наружного и рециркуляционного воздуха в системе кондиционирования, кДж/кг, определяется в п.4.2;

I_{притока} – энтальпия точки притока, кДж/кг, или приточного воздуха

4.2 Определение энтальпии точки смеси I_см

В системах кондиционирования практически всегда имеет место смешивание потоков влажного воздуха с различными параметрами. В смесительной камере происходит смешивание потоков наружного воздуха в количестве L_нар и рециркуляционного воздуха в количестве L_рец,:

L_рец + L_нар = L_общ , кг/с (16)

L_рец = L_нар - L_общ

Рассмотрим процесс смешивания этих двух потоков влажного воздуха (наружного и рециркуляционного):

Параметры наружного воздуха (параметры состояния точки Н):

t_нар (⁰С), d_нар (г/кг с.в), I_нар (кДж/кг),

Параметры внутреннего (рециркуляционного) воздуха (параметры состояния точки В):

t_в (⁰С), d_в (г/кг с.в), I_в (кДж/кг).

Расход воздуха соответственно по потокам известны L_нар (кг/с) и L_рец (кг/с)

В результате смешивания этих двух потоков воздуха получается поток влажного воздуха с параметрами: t_см, d_см, I_см.

Суммарное количество воздуха или общий расход воздуха через кондиционер: L_рец + L_нар = L_общ

Общее количество влаги в смеси:

L_общ ·d_см = L_нар·d_нар+ L_рец·d_в.

Общее количество тепла в смеси:

L_общ ·I_см = L_нар·I_нар+ L_рец·I_в.

Влагосодержание и энтальпия смеси соответственно:

, г/кг (17 )

, кДж/кг (18)

По расчетным параметрам d_см и I_см на I-d диаграмме построим точку состояния смешанного воздуха - точку С. Пример построения точки смеси приведен в Приложении 3 рисунки 3.1, 3.2

4.3 Определение энтальпии точки притока I_{притока}

Определяем параметры точки притока из следующих условий:

1. Для кондиционирования кабины локомотива (небольшое помещение) согласно санитарно-гигиеническим требованиям температура воздуха на притоке должна быть не более, чем на 6⁰С ниже температуры воздуха в кабине:

t_{притока} = t_в – 6 , ⁰С (19)

2. Ассимилирующая способность приточного воздуха по теплу определяется из уравнения:

Δi_{притока} = I_в –I_{притока} = . кДж/кг (20)

где I_в – энтальпия внутреннего воздуха в кабине, кДж/кг

Q_{поступления} – теплопоступления в кабину, кВт

L_общ – общий расход воздуха через кондиционер, кг/с

Отсюда находим I_{притока}, кДж/кг

По известным параметрам t_{притока} и I_{притока} строим точку притока П на I-d диаграмме

Достраиваем весь процесс обработки воздуха в I-d диаграмме. Пример построений в приведен в приложении 3 (рисунок 3.3)

По построениям в I-d диаграмме необходимо определить температуру точки смеси и окончательно рассчитать требуемую холодопроизводительность по формуле (15) и сравнить Q_конд и Q_треб, кВт:

1. если Q_конд ≥ Q_треб, то оставляем выбранный кондиционер, т.к. его холодопроизводительности достатчно и даже больше, чем требуется;

2. если Q_конд < Q_треб, то используя таблицу 2 Приложения 2, выбираем новый кондиционер, таким образом, чтобы выполнялось условие: Q_конд ≥ Q_треб.