Термостатирование изделия на подвижной грунтовой установке

Термостатирование изделия в транспортном контейнере (ТК) грунтовой подвижной установки осуществляется с помощью пассивных и активных средств. К пассивным средствам относятся контейнер с тепловой изоляцией и воздушная кольцевая прослойка. Толщина тепловой изоляции ограничена жесткими требованиями к массе и габаритам конструкции, и выбор ее параметров является компромиссным с выбором активных средств термостатирования -нагревательно-холодильной установки (НХУ).

Она состоит из электронагревательной установки (электрокалорифера), парокомпрессионной холодильной машины (ПКХМ), центробежного вентилятора (В) и воздуховодов (рис. 3.18а) для подвода и отвода воздуха из контейнера.

Рис. 3.18. а) Схема воздушного термостатирования объекта в транспортном контейнере грунтовой установки; б),в) схемы подвода и отвода воздуха из транспортного контейнера

Функцию испарителя в ПКХМ выполняет фреоновый воздухоохладитель. Нагретый воздух из ТК поступает в межтрубное пространство, отдает свою теплоту на испарение фреона, охлаждается и центробежным вентилятором подается в ТК на защиту изделия (ОТ) от нагрева. Конденсатор воздушного охлаждения выполнен агрегатно с компрессором, электронагревателем и осевым вентилятором.

Система термостатирования должна обеспечивать заданный тепловой режим изделия в широком диапазоне изменения внешних условий: температуры, влажности, скорости ветра и солнечной радиации. Ограничения на тепловой режим включают в себя максимальную и минимальную температуру и влажность воздуха в кольцевом канале, перепады температур по длине и диаметру изделия (Δt_L£ (Δt_L)_доп; (Δt_D£(Δt_D)_доп и ограничения по допустимому времени пребывания за пределами крайних температур. При отключении НХУ тепловой режим изделия некоторое время поддерживается за счет теплового сопротивления изоляции. В случае неисправности НХУ или невозможности электроснабжения подвижная установка должна вернутся в отапливаемое и вентилируемое сооружение за тот промежуток времени, который гарантирует пассивное термостатирование.

Организация движения воздуха в кольцевом канале должна быть построена таким образом, чтобы выполнялись ограничения по Δt_L и Δt_D. При движении воздуха с малой скоростью вдоль изделия возникает температурное расслоение: нагреваемый воздух поднимается вверх и температура в верхней части контейнера станет выше, чем внизу, и перепад Δt_D может стать выше допустимой величины.

Если диаметр изделия по длине потока уменьшается (рис. 3.18в), то с увеличением ширины кольцевого канала скорость течения может уменьшиться настолько, что перепад температур Δt_D возрастет и станет больше допустимого. Для уменьшения перепада Δt_D необходимо поток перемешивать в вертикальном направлении, например, организацией оттока части воздуха в воздуховод.

Малый перепад температур Δt_D может быть получен также при тангенциальном подводе потока воздуха к горизонтальному кольцевому каналу. Тогда частицы воздуха будут двигаться к выходу по спиральной траектории, перемешиваться и выравнивать поле температур по вертикали (рис. 3.18б). С другой стороны, траектория движения частиц воздуха удлиняется, время нагрева (охлаждения) возрастает и соответственно увеличиваются продольные перепады температуры Δt_L,перепад давления ΔP_L (ΔP_TK) и потребная мощность центробежного вентилятора В.

Увлажнение воздуха в контуре циркуляции может происходить за счет инфильтрации наружного влажного воздуха через щели в конструкции контура, диффузии влаги через микронеплотности, через фланцевые соединения и при отстыковке воздуховода. Осушка воздуха осуществляется конденсационным способом при охлаждении воздуха в воздухоохладителе, если массовая скорость течения в живом сечении аппарата невелика и частицы влаги успевают стекать в поддон. Если капли влаги уносятся с потоком из аппарата, то на его выходе необходимо устанавливать элиминатор (каплеуловитель).