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_тпи 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