Определение холодопроизводительности

Установки рефвагона или рефконтейнера

В 5-вагонных секциях БМЗ используются одноступенчатые холодильные установки с 8-цилиндровым компрессором производительностью 82,5 м³/ч, а рефвагонах постройки завода «Дессау» (5-вагонные секции ZB-5, АРВ и АРВЭ) – двухступенчатые установки с 4- цилиндровыми компрессорами, у которых 3 цилиндра - низкого давления, а 4-й цилиндр - высокого давления. Теоретическая производительность трех цилиндров низкого давления 60 м³/ч. В каждом грузовом рефвагоне смонтированы две холодильные установки.

 

В рефконтейнере используется одна холодильная установка с поршневым двуступенчатым или винтовым (спиральным) компрессором. В курсовом проекте условно принимаем двухступенчатый поршневой компрессор с теоретической производительностью 35 м³/ч. для 20-футовых рефконтейнеров и 65 м³/ч для45 –футовых РК.

Холодопроизводительность одноступенчатой установки в реальных условиях эксплуатации определяется по формуле:

 

V_{h *} l_* q_v

Q_оэ = –––––––––– õ₁^* õ₂^*õ_{3, Вт (3.9.)}

3,6

 

где:

V_h - объем,описываемый поршнями одноступенчатого компрессора или цилиндров низкого давления двухступенчатого компрессора, т.е. теоретическая производительность

компрессора, м³/ч

l - коэффициент подачи компрессора, он определяется по графику l = f (P_к / P_о), в зависимости от отношения P_к / P_о для одноступенчатых компрессоров и l = f (P_пр / P_о) для двух- ступенчатых [ 4 ].

q_v - объемная холодопроизводительность хладагента, кДж/м³;

õ₁ - коэффициент, учитывающий потери холода в трубопроводах, (õ₁ = 0,95);

õ₂ и õ₃ - коэффициенты, учитывающие снижениещхолодопроизводительности установки из-за износа компрессора и наличия «снеговой шубы» соответственно.

Для определения l и q_v строится цикл работы холодильной машины в координатах “ P - i “ (рис. 3.1.)

 

Цикл работы холодильной установки одноступенчатого

( а ) и двухступенчатого (б ) сжатия в координатах “ P - i “

 

а)

lg P,

мПа

 

3¢ 3 Р_к,t_ка 2

 

 

 

Р₀,t₀

4 Х=1 1

Х=0 q₀ l

t_вс

кДж/кг

б)

lgP,

мПа 3¢ 3 Р_x a 2

 

 

P_пр

2¢

 

4 P_o 1

X=0

рис. 3.1

X=1

i, кДж/кг

 

С этой целью прежде всего определяются рабочие давления и температуры кипения (t₀), всасывания (t_вс), конденсации (t_к) и переохлаждения (t_п) хладагента.

t_{0 =} t_в - (7 ÷ 10)⁰ C

t_{вс =} t_{0 +} (10 ÷30)⁰ C

t_{к =} t_{н +} (12 ÷ 15)⁰ С

t_{п =} t_к - 5⁰ С

Здесь:

t_в - средняя температура воздуха внутри грузового помещения вагона или РК при перевозке заданного груза;

t_н - средняя наружная температура воздуха.

Особенностью современных транспортных холодильных установок является наличие регуляторов давления всасывания, которые не допускают повышения давления всасывания свыше определенного во избежание перегрузки электродвигателей компрессоров и дизель-генераторов РПС. В АРВ и 5-вагонных секциях ZB-5 регуляторы настроены на давление всасывания, соответствующее температуре кипения (- 8⁰ С), а в 5- ва-гонных секциях БМЗ – на (- 14 ⁰ С). Поэтому в холодиль-ных установках этих вагонов t₀ ≤ (- 8) или t_о ≤ (- 14)⁰ С.

В холодильных установках рефконтейнеров условно принимаем t₀ ≤ (- 8).

По известным температурам t_к и t₀, используя диаграмму “ Р - i “ для хладона - 12, определяем давление кипения (Р₀) и конденсации (Р_к), а в двухступенчатых установках, кроме того, промежуточное давление (Р_пр)

Р_пр = (3.10.)

Далее, по известным рабочим температурам и давлениям строится цикл работы холодильной машины в реальных условиях в координатах “ Р - i “, определяются по диаграмме энтальпии в точках 1,2,3,3^/ ,4 и удельный объем пара на всасывании в цилиндры компрессора в точке 1 (u₁ ) и рассчитывается q_v:

 

q₀ i₁ - i₄

q_v = ––––– = –––––, кДж / м³ (3.11.)

u₁ u₁

 

После этого по формуле (3.9.) рассчитывается холодопроизводительность установки вагона или контейнера.

 

Определение продолжительности работы

Холодильного оборудования РПС или РК

За груженый рейс

 

Мощность энергохолодильного оборудования рефриже-раторных вагонов и контейнеров рассчитана на экстремальные условия работы. Но в процессе эксплуатации, как правило, в таких условиях установки работают редко, поэтому предлагается определить продолжительность работы холодильного оборудования в конкретных условиях перевозки.

Она может быть определена как произведение коэффициента рабочего времени холодильных установок (К_рв) в рейсе на продолжительность груженого рейса. Коэффициентом рабочего времени оборудования в общем случае называется отношение продолжительности работы оборудования в течение какого-то периода к длительности этого периода.

Коэффициент рабочего времени (К_рв) холодильного оборудования вагона можно определить по формуле (3.12.), а

рефконтейнера по формуле (3.10.)

 

Q_тп

К_рв = ––––––––––, (3.12.)

2 Q_оэ - Q₄

 

Q_тп

К_рв = ––––––––––, (3.13.)

Q_оэ - Q₄

 

где Q_0э - холодопроизводительность одной холодиль-

ной установки в реальных условиях

эксплуатации, Вт;

Q₄ - тепловой эквивалент работы вентиляторов-

циркуляторов

 

Q₄ = N_{в *} n_{в *} 1000,

 

где N_в - мощность, потребляемая электродвигателем одного вентилятора-циркулятора, кВт;

n_в - количество вентиляторов-циркуляторов в одном грузовом вагоне или рефконтейнере.

Имея теплопритоки Q_тп и холодопроизводительность Q_оэ, можно определить К_рв по формуле (3.12.) или (3.13.) и затем продолжительность работы холодильных установок в сутки

t_{р =} К_рв ^. 24 ч/сут (3.14.)

 

и в целом за рейс:

t_гр = к_{рв *}t _гр.р, ч/рейс (3.15.)

t_гр.р - продолжительность груженого рейса, ч. Она принимается равной уставному сроку доставки груза из 1-го раздела.

Как уже говорилось ранее, при перевозке плодоовощей с охлаждением их в пути следования различают два этапа:

I -охлаждение груза и тары с начальной температуры до температуры перевозки и II- перевозка уже охлажденного груза

(рис.3.2.). Продолжительность I этапа t_I =t_охл , а II этапа –

t_II= t_гр.р. - t_I.

 

График изменения температуры внутри вагона

при перевозке плодоовощей с охлаждением

 

t_в, ^o C

 

t_в^н

 

t_в^//

t_в^/

 

 

0 t_I t_II t

 

t_гр.р.

 

 

Рис. 3.2.

В этом случае теплопритоки в вагон и коэффициенты рабочего времени оборудования рассчитываются отдельно для каждого

этапа, а затем определяется средний коэффициент в целом за груженый рейс по формуле (3.16.):

 

^ср К_рв^I t_I + К_рв^II t_II

К_рв = –––––––––––––––––, (3.16.)

t_I + t_II