Расчет требуемой холодопроизводительности системы кондиционирования

4.1 Для оценки эффективности работы выбранного кондиционера установленного непосредственно в системе воздуховодов кабины локомотива (см.п.2.1) необходимо рассчитать величину требуемой холодопроизводительности системы Q_треб.

требуемой холодопроизводительности системы кондиционирования рассчитывается по формуле:

Q_треб = L(i_см – i_{притока}) (12)

L = L_общ – количество воздуха проходящего через кондиционер необходимо взять из табличных данных выбранного кондиционера (табл.4), м³/ч и для подстановки формулу (12) перевести в единицы: кг/с.

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;

i_{притока} – энтальпия точки притока, кДж/кг, или приточного воздуха см.п.2.1.

В смесительной камере происходит смешивание потоков наружного воздуха в количестве L_нар и рециркуляционного воздуха в количестве L_рец, на I-d диаграмме состояние смешанного воздуха обозначается точкой Ссм.п. 2.1.

L_рец + L_нар = L_общ

4.2 Определение энтальпии точки смеси i_см

В системах кондиционирования практически всегда имеет место смешивание потоков влажного воздуха с различными параметрами.

Рассмотрим процесс смешивания двух потоков влажного воздуха. (рисунок 4.1),Допустим, смешиваются два потока влажного воздуха с известными параметрами: t_нар (⁰С), d_нар (г/кг с.в), i_нар (кДж/кг), и t_в (⁰С), d_в (г/кг с.в), i_в(кДж/кг). (см. п.2.8, рис.2.3)

 

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

В результате 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:

(13)

(14)

 

 

По расчетным параметрам d_см и i_см на I-d диаграмме построим точку состояния смешанного воздуха - точку С. см.рисунок 4.1

 

 

При смешивании двух потоков воздуха: если обозначить и , т.е. через массовые доли смешиваемых потоков, то с учетом, что g₁+g₂ = 1, можно получить соотношение, представленное на рисунке 4.2:

(15)

 

Из этого соотношения следует, что если в I-d диаграмме нанести точки 1 и 2, соответствующие состояниям смешиваемых потоков, то точка 3, соответствующая состоянию точки смеси, должна лежать на прямой 1-2.

 

Влагосодержание смеси определяется:

d_см= g₁d₁ + g₂d₂ (16)

Учитывая, что g₁+ g₂ = 1, можно получить:

(1.28); (17)

Н

С

Iсм

dсм

tсм

В

Рис.4.1

Процесс смешивания двух потоков в

I-d диаграмме

Рисунок 4.2

Отношение будет равно

(18)

Из этого соотношения следует, что точка 3, характеризующая состояние смеси, делит отрезок 1-2 в отношении, обратно пропорциональным величинам массовых долей g_{1 и} g₂ смешиваемых потоков.

Особый случай представляет смешивание двух потоков воздуха с высокой влажностью. В этом случае состояние смеси, соответствующее точке С^/ может оказаться под кривой φ=100%. В этом случае реальное состояние воздуха будет соответствовать точке С на кривой φ=100%. Рис.4.3

Если смешивание потоков происходит с подводом или отводом теплоты, то состояние смеси будет лежать соответственно выше или ниже от указанной точки 3 на прямой 1-2 на линии d=const на расстоянии от точки 3 равном: ∆i =

В этом случае Q – подводимая в процессе смешивания теплота.

Н

С

В

С^/

Рисунок 4.3

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_в – 6 = t_{притока}

(19)

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

Δi_{притока} = i_в – i_{притока} =

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 (рис.4.4)