24022

مدلسازي عملكرد سيستم تهويه مطبوع واگن هاي مترو در حالت هاي مختلف كاركرد

كارشناسي ارشد

مهندسي ماشين هاي ريلي

97-99

1399/12/25

دكتر محمدرضا طلائي

مهندسي راه آهن

احساس حرارتي خوشايند موجب بهبود زندگي و كار افراد و در مقابل احساس حرارتي نامطلوب و ناخوشايند موجب بروز بيماري در افراد مي¬شود. انسان¬ها روزانه ممكن است ساعت¬هاي بسياري را در وسايل حمل و نقل ريلي سپري ¬كنند. ازاين رو عدم رضايت مسافران از شرايط حرارتي واگن و فراهم نشدن شرايط ايده آل دمايي واگن از نگراني¬هاي مهم سازندگان و مديران صنعت ريلي مي¬باشد. از سوي ديگر، در حوزه¬ي انرژي مطابق تعهدات اتحاديه¬ي بين المللي راه¬آهن در كاهش %50 مصرف انرژي تا سال 2050، پرداختن به موضوع مصرف انرژي سيستم¬هاي تهويه مطبوع قطار كه بخش عمده¬اي از مصرف انرژي سيستم¬هاي كمكي قطار را شامل مي¬شود از اهميت ويژه¬اي برخوردار است. امروزه در ايران به سبب اهميت توسعه صنعت ريلي به دلايل مذكور و نياز به توليد اجزاي ناوگان در راستاي هدف خودكفايي ملي در پژوهش حاضر عملكرد سيستم تهويه مطبوع قطارهاي واگن متصل و قطار¬هاي واگن كالسكه¬اي مترويي تهران جهت بررسي آسايش حرارتي افراد مدلسازي شده است. سيستم تهويه مطبوع قطار در نرم افزار HAP طراحي و بارهاي حرارتي و برودتي قطارها در نرم افزار برآورد شده و سپس مدلسازي محاسبه¬ي دماي تعادلي واگن براي نخستين بار در ظرفيت¬هاي مختلف مسافران در فصل تابستان و زمستان و مدلسازي انرژي مصرفي سيستم¬هاي تهويه مطبوع مجهز به ترموستات جهت تأمين دماي ايده آل طرح داخل و سيستم¬هاي با عملكرد روشن/خاموش كه هر دو از انواع سيستم¬هاي موجود در ناوگان ريلي هستند در هنگام تأمين حرارت و برودت با درنظرگرفتن ظرفيت¬هاي مختلف مسافران در نرم افزار MATLAB انجام شده و در نهايت تأثير عمل شتاب¬گيري و ترمز¬گيري قطارهاي واگن متصل بر روي جريان هوا و بار برودت در فصل تابستان بررسي شده است. محاسبات بارهاي قطار نشان مي¬دهد كه سهم بسياري از بار برودتي شامل بارحضور افراد با %68 و سپس بارهواي تازه با %20 و در بار حرارتي سهم بيشتر شامل بارهواي تازه با %60 مي باشد. نتايج محاسبات دماي تعادل تابستانه نشان مي دهد كه در ظرفيت غالب مسافري براي Head Carو Middle Car و Gangway دما به ترتيب برابرC° 44/20 و C° 4/21 و C° 8/19 مي¬باشد كه كمتراز دماي ايده¬آل طرح داخل بوده كه موجبات احساس سرما و ناراحتي مسافران را ايجاد مي¬كند. نتايج محاسبات دماي تعادل زمستانه نشان مي دهد كه در ظرفيت غالب مسافري براي Head Carو Middle Car وGangway دما به ترتيب برابر C° 2/30 و C° 9/30 و C° 9/28 مي¬باشد كه مقادير به¬دست آمده با درنظرگرفتن بارحرارتي توليدي مسافران مي¬باشد و نشان از اين دارد كه در تأمين دماي مناسب زمستان حضور مسافران سهم بسياري از بار حرارتي توليدي لازم فضا را فراهم كرده و نياز به بار حرارتي كويل را كاهش داده و موجب كاهش مصرف انرژي سيستم تهويه مطبوع مي¬شود. مصرف انرژي زمستانه Head car، Middel car و قطار واگن متصل از ظرفيت خالي قطار به ترتيب از مقادير kW6/5 و kW1/5 وkW 1/47 آغاز شده با افزايش ظرفيت مسافري شروع به كاهش كرده و به ترتيب تا ظرفيت 112، 103 و 929 سيستم به كار خود ادامه داده و سپس خاموش شده و ازين پس با ورود هواي سرد خارج در دماي C° 13 نياز برودتي فضا را تا رساندن دماي محيط به ميزان C° 22 تأمين مي¬كند. در اثر شتاب¬گيري و ترمزگيري قطار واگن متصل در فصل تابستان، حجم جريان هواي سرد به ترتيب در واگن¬هاي انتهايي و ابتدايي افزايش و موجب افزايش انتقال حرارت و كاهش ناگهاني دماي تعادل در آن واگن-ها مي¬شود.

1400/04/07

Modeling the Performance of Air Conditioning System of Subway Passenger Cars in Different Operating Modes

1/1/1900 12:00:00 AM

قطار مترويي، سيستم تهويه مطبوع، آسايش حرارتي، HVAC، دماي تعادل، انرژي

Metro train, Air conditioning system, Thermal comfort, HVAC, Balance temperature, Energy