Продуктивність вентилятора системи вентиляції вагона (м3/с) в літній період:
, (2.2)
де - розрахункова норма подачі зовнішнього повітря на одного пасажира в літній період м3/с;
- коефіцієнт рециркуляції вентиляційного повітря (= 0,25);
- розрахункове число пасажирів у вагоні.
м3/с,
кВт.
Вибираємо електродвигун (за потужністю):
двигун 2ПН112L,технічні характеристики приведені в таблиці 2.1
номінальний струм знаходимо за формулою:
, (2.3)
А.
Потужність електродвигуна для вентилятора конденсатора установки кондиціювання повітря визначається з формули:
; (2.4)
де - К.К.Д. вентилятора конденсатора (приймається = 0,4…0,5 ),
кВт.
Вибираємо електродвигун (за потужністю):
двигун 2ПН112L, технічні характеристики приведені в таблиці 2.1
номінальний струм знаходимо за формулою 2.3:
А.
При водяному опаленні визначаємо потужність електродвигуна циркуляційного насоса системи опалення:
(2.5)
де - К.К.Д. насоса (приймається = 0,4…0,6 ),
- коефіцієнт запасу потужності (приймається = 1,1…1,3),
кВт.
Вибираємо електродвигун (за потужністю):
двигун 2ПН90L,технічні характеристики приведені в таблиці 2.1
номінальний струм знаходимо за формулою 2.3:
А.
Визначаємо потужність електродвигуна компресора установки кондиціювання повітря. Розрахункова потужність (кВт) електродвигуна компресора визначається за формулою:
, (2.6)
де - коефіцієнт, який враховує частковий характер роботи компресора (для електродвигуна компресора пасажирського вагона приймається = 0,35… 0,5);
- загальний (повний) тепловий потік, який повинен бути відведений повітроохолоджувачем, Вт.
Загальний (повний) тепловий потік складається із шести теплових потоків:
а) тепловий потік, який надходить через поверхню кузова вагона, Вт
, (2.7)
де = 270,5 м2;
- розрахункова температура зовнішнього повітря влітку, °С; - розрахункова температура усередині вагона влітку, °С;
- середній коефіцієнт теплопередачі поверхні вагона,
;
Вт,
б) тепловий потік від інфільтрації для літнього періоду експлуатації, Вт:
, (2.8)
Вт,
в) тепловий потік, принесений зовнішнім повітрям при вентиляції вагона:
, (2.9)
де - розрахункова норма подачі зовнішнього повітря на одного пасажира в літній період, м3/с.
- теплоємність повітря,
,
Вт,
г) тепловий потік за рахунок сонячної радіації, Вт
, (2.10)
де - розрахункова поверхня кузова вагона, яка опромінюється сонцем, м2, (приймається = (0,3…0,4) );
- розрахункова (максимальна) температура поверхні кузова вагона (приймається = 50 °С);
- тривалість сонячного опромінювання вагона протягом доби, год.;
Вт,
д) тепловий потік, що виділяється пасажирами вагона, Вт,
, (2.11)
де - потужність теплового потоку, що виділяється одним пасажиром, Вт,
Вт,
е) тепловий потік від роботи електродвигунів, які розташовані усередині вагона, освітлювальних та інших електроприладів, Вт
Вт,
Загальний (повний) тепловий потік у вагон:
(2.12)
Вт,
кВт.
Вибираємо електродвигун (за потужністю):
двигун 2ПН160L,технічні характеристики приведені в таблиці 2.1
номінальний струм знаходимо за формулою 2.3:
А.
Таблиця 2.1 - Технічні характеристики електродвигунів
Найменування двигуна | Розрахункова потуж-ність, кВт | Потужність за ката-логом, кВт | Тип | Номіналь- ний струм, А | Номіналь- ний ККД | Кратність пускового струму | |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
Привід вентилятора системи вентиляції | 1,74 | 2,2 | 2ПН112L | 51,5 | 0,855 | 2-4,5 | |
Привід вентилятора конденсатора | 1,99 | 2,2 | 2ПН112L | 51,5 | 0,855 | 2-4,5 | |
Привід циркуляційного насоса | 0,404 | 0,55 | 2ПН90L | 15,28 | 0,72 | 2-4,5 | |
Привід компресора | 9,38 | 11,0 | 2ПН160L | 254,34 | 0,865 | 2-4,5 |
2.2 Визначення потужності електричних пристроїв опалення
Для розрахункового режиму роботи опалювальних пристроїв пасажирського вагона береться зимовий період експлуатації.
На пасажирських вагонах застосовуються в основному системи індивідуального водяного опалення з водонагрівним котлом, на твердому
паливі і системи водяного опалення з комбінованим електровугільним котлом.
У пасажирських вагонах з кондиціюванням повітря поряд з основною водяною системою опалення з комбінованим електровугільним котлом використовується і електрична, як допоміжна при низьких зовнішніх температурах в перехідні періоди року (весна, осінь).
При конвекційно-циркуляційній системі опалення потужність нагрівальних елементів (кВт) калорифера визначається з формули
; (2.13)
де - об'єм зовнішнього повітря, яке подається в вагон, м3/с;
- розрахункова норма подачі зовнішнього повітря на одного пасажира в літній період, м3/с;
- теплоємність повітря;
- температура повітря усередині вагона в розрахунковий (зимовий) період, °С;
- температура зовнішнього повітря в зимовий період, °С.
У нашому випадку, при водяному опаленні, розраховуємо потужність нагрівальних елементів калорифера:
кВт.
Так, як система опалення водяна потужність нагрівальних елементів не розраховуємо.
2.3 Визначення потужності освітлювального навантаження
Для визначення потужності освітлювального навантаження використовується метод питомої встановленої потужності на одиницю площі. Цей метод достатньо простий, має необхідну точність і знайшов широке застосування на практиці. Цей метод передбачає спочатку визначення потужності освітлювального навантаження для кожного приміщення вагона окремо, а потім сумарну для всього вагона. Окремо визначається потужність ламп люмінесцентного освітлення і потужність ламп розжарювання. Це необхідно для визначення потужності перетворювача люмінесцентного освітлення, а також для вибору дротів, захисних і комутаційних апаратів.
Потужність освітлювального навантаження для кожного з приміщень вагона обирають за формулою, Вт:
, (2.14)
де - питома потужність освітлювального навантаження для даного виду приміщення, тобто потужність на одиницю площі цього приміщення, (Вт/м2 , див. таблицю 2.2);
- площа приміщення, для якого визначається потужність освітлювального навантаження, м2 (визначається за кресленням вагона).
Таблиця 2.2 - Питома потужність освітлювального навантаження для
Приміщення вагона | Питома потужність освітлювального навантаження, Вт/м2 | ||
Ламп розжарювання | Люмінесцентних ламп | ||
Купе жорсткого типу | 12…18 | 10…20 | |
Купе м'якого вагона | 18…22 | 10…20 | |
Відділення плацкартного вагона, салон міжобласного вагона | 10…15 | 6…10 | |
Коридори, проходи | 8…10 | 6…10 | |
Туалет | 10…12 | - | |
Тамбури | 8…11 | - | |
Інші приміщення | 8…10 | - |
Потужність освітлювального навантаження всього вагона:
(2.15)
Визначивши потужність освітлювального навантаження вагона від люмінесцентних ламп, визначають потужність перетворювача для люмінесцентних ламп вагона
, (2.16)
де , якщо перетворювач статичний напівпровідниковий,
, якщо перетворювач електромашинного типу.
Якщо обраний перетворювач для живлення люмінесцентних ламп електромашинного типу, то за потужністю за каталогом обирається електродвигун перетворювача.
Потужність сигнальних, службових та інших спеціальних ламп можливо прийняти рівною 300…400 Вт.
Для спрощення розрахунків, приведемо їх у вигляді таблиці 2.3
Таблиця 2.3 - Розрахунок потужності освітлювального навантаження
Приміщення вагона | р, Вт/м2 | Fп, м2 | Р, Вт | світильник | тип і потужність лампи, Вт | кількість ламп на вагон | потужність ламп, Вт | |
Люмінесцентні лампи | ||||||||
Пасажирське приміщення | 10 | 47,16 | 471,6 | одноламповий | ЛБ 30 | 18 | 540 | |
Купе провідника | 8 | 1,62 | 12,96 | одноламповий | ЛБ 15 | 1 | 15 | |
Службове приміщення | 8 | 1,8 | 14,4 | одноламповий | ЛБ 15 | 2 | 30 | |
585 | ||||||||
Лампи розжарювання | ||||||||
Тамбур-1 | 10 | 2,7 | 27 | одноламповий | Ж-54-40 | 4 | 160 | |
`` Тамбур-2 | 10 | 2,7 | 27 | одноламповий | Ж-54-40 | 4 | 160 | |
Великий коридор | 9 | 2,3 | 20,7 | одноламповий | Ж-54-25 | 2 | 50 | |
Малий коридор | 9 | 1,9 | 17,3 | одноламповий | Ж-54-25 | 1 | 25 | |
Туалет (2) | 11 | 1,3 | 14,3 | одноламповий | Ж-54-25 | 2 | 50 | |
Котельне відділення | - | - | - | одноламповий | Ж-54-15 | 1 | 15 | |
Хвостові сигнали | - | - | - | одноламповий | Ж-54-50 | 6 | 300 | |
Номерні лампи | - | - | - | одноламповий | Ж-54-15 | 4 | 60 | |
870 |
Потужність освітлювального навантаження всього вагона:
Вт.
Визначивши потужність освітлювального навантаження вагона від люмінесцентних ламп, визначаємо потужність перетворювача для люмінесцентних ламп вагона
, (2.17)
де = 0,7-0,8, якщо перетворювач статичний напівпровідниковий.
Вт
3. Визначення розрахункових навантажень
Розрахункові навантаження дозволяють визначити перетин дротів мережі електропостачання вагона, вибрати захисні апарати і апаратуру керування.
Під розрахунковим навантаженням розуміють деяке незмінне навантаження (струму, потужності), яке викликає такий же нагрів дротів електродвигунів, що і дійсне навантаження, яке безперервно змінюється за величиною і часом. Розрахункове навантаження визначається для найбільш навантажених в електричному відношенні періодів роботи електрообладнання. Для пасажирських вагонів споживання електроенергії в зимовий і літній періоди експлуатації неоднакове. Споживання залежить і від типу вагона (вагон з кондиціюванням повітря або без кондиціювання, є електричне опалення або відсутнє), і від умов, в яких вагон експлуатується. Визначають розрахункові навантаження для зимового і літнього періодів експлуатації вагона і приймають для наступних розрахунків більші. В теперішній час згідно з «Вказівками щодо визначення електричних навантажень» основним є метод упорядкованих діаграм, який і рекомендований для вживання при визначенні навантажень в мережах електропостачання низької та високої напруги.
Цей метод дає можливість розрахувати максимальну потужність групи електроприймачів і визначається так:
розрахункове активне навантаження, кВт,
(3.1)
- розрахункове реактивне навантаження, Квар.,
. (3.2)
Таблиця 3.1 - Значення коефіцієнта використання та значення і
Споживачі електроенергії | ||
Електродвигун компресора | 0,6 - 0,75 | |
Електродвигун вентилятора конденсатора | 0,73 - 0,8 | |
Електродвигун вентилятора системи вентиляції | 0,84 - 0,9 | |
Електродвигун циркуляційного насоса | 0,3 | |
Електродвигун перетворювача люмінесцентного освітлення | 0,7 - 0,75 | |
Електрокип'ятильник | 0,27 | |
Перетворювач електробритв | 0,15 - 0,2 | |
Електроохолоджувач питної води | 0,35 | |
Електронагрівачі зливних і наливних труб | 0,06 - 0,18 | |
Електричні печі | 0,9 | |
Електрокалорифер | 0,85 - 0,9 | |
Лампи розжарювання | 0,8 - 0,85 | |
Люмінесцентні лампи | 0,8 - 0,85 | |
Електронагрівачі котла опалення вагона | 0,8 -0,9 | |
Перетворювач для живлення радіопристроїв | 0,75 - 0,79 | |
Ланцюги керування | 0,9 - 0,95 |
