3.2.Определение хладопроизводительности холодильных установок и расчет коэффициента рабочего времени холодильного оборудования.

Расчеты холодопроизводительности, коэффициента рабочего времени, а также продолжительность работы холодильной установки в сутки рассчитывается для двух режимов ее работы.

Рабочая холодопроизводительность двух холодильных установок в реальных эксплуатационных условиях определяется по формуле:

Q_ор= , Вт.

где V_h- объём, описываемый поршнями компрессора, для 5-ти вагонной секции ZB-5 принимаем 60 м³/ч;

- коэффициент подачи компрессора;

q_- объёмная холодопроизводительность хладагента, кДж/м³;

₁ - коэффициент, учитывающий потери холода в трубопроводах и аппаратах холодильной установки. Его можно принять равным 0,95; β_2, β₃ – коэффициенты, учитывающие снижение холодопроизводительности установок из-за износа компрессора и наличия снеговой шубы соответственно, они принимаются 0,9 и 1.

Для определения _р и q_ строим цикл работы холодильной машины в координатах P – i , и определяем рабочие давления и температуры кипения (t_oр), всасывания (t_вс.), конденсации (t_кр), и переохлаждения (t_ир) хладагента.

Температура кипения определяется по формуле:

t_o= t_в - 10С

t_в - средняя температура воздуха внутри вагона при охлаждении заданного груза;

t_в= (6+2)/2 = 4 С

t_o= +4 – 10 = -6 С,

Особенностью современных транспортных холодильных установок является наличие регуляторов давления всасывания, которые не допускают повышения давления всасывания свыше определенного во избежание перегрузки электродвигателей компрессоров. В 5-вагонных секциях ZВ-5 регуляторы настроены на давление всасывания соответствующее температуре кипения (-8°С). Поэтому в холодильных установках этих вагонов t₀ = -8 ⁰С.

Температура всасывания:

t_вс=t_o + 30C

t_вс= -6+30 = 24C

Температура конденсации:

t_к=t_н + 15С

t_к = 24+15 = 39С

Температура переохлаждения:

t_п= t_к -5С

t_п= 39 – 5= 34 С

Цикл работы холодильной установки в координатах P- i:

По диаграмме P-i для хладона – 12 находим:

P_o(t₀)=0,22 мПа , P_к(t_к)=0,78 мПа.

i₁=568 кДж/кг, v₁=0,082м³/кг – удельный объем пара;

i₂=591 кДж/кг, t₂=+67C

i₃=430 кДж/кг; i₃=i₄=425 кДж/кг.

Удельная объёмная холодопроизводительность определяется по формуле:

( 568-425) /0,082 =1743,9 кДж/м³

По графику находим коэффициент подачи компрессора:

_р= f( , но поскольку у ZB-5 компрессор двухступенчатого сжатия, то _р= f( , где - промежуточное давление.

Р_к=0,78 мПа; Р_о= 0,22; = f(0,41/0,22)= f(1,88)= 0,81

Q_ор^I=

Мощность энергохолодильного оборудования рефрижераторных вагонов рассчитана на экстремальные условия – поддержание минимальных (максимальных) температур внутри грузового помещения при максимальных (минимальных) температурах летом (зимой). Вследствие этого холодильные установки работают непрерывно лишь в процессе охлаждения груза до температуры перевозки или при перевозке низкотемпературных грузов в условиях высоких наружных температур. В большинстве же случаев оборудование и при автоматическом, и при ручном управлении работает циклично по системе двухпозиционного регулирования температуры.

Коэффициент рабочего времени при работе в режиме охлаждения двух холодильных установок определяется по формуле:

К_р.в.= , где Q₄ – тепловой эквивалент работы вентиляторов.

, где N_В – мощность, потребляемая электродвигателем одного вентилятора, принимаем 0,45 кВт; n_в – количество вентиляторов в одном вагоне, 4 шт.;η - коэффициент перехода электроэнергии в тепловую, принимаем равным 1.

К_р.в.^I= К_р.в.^II=

Тогда продолжительность работы оборудования за сутки гружёного рейса определяется по формуле:

_сут=к_р.в.24 , час/сут.

_сут= 0,07∙24 = 1,78 час/сут.

Продолжительность работы оборудования в течение всего гружёного рейса:

_рейс=k_рв^ср T_дост. , час/рейс

где T_дост – уставный срок доставки грузовой скоростью, сут.(T_дост= 8 сут.=192 ч.);

_рейс= 1,78  8 = 14,26 (час/рейс).