Технология и технические средства регулирования температуры воздуха в кабине мобильных сельскохозяйственных машин тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.01, кандидат технических наук Гаврилов, Андрей Владимирович

• Гаврилов, Андрей Владимирович
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Гаврилов, Андрей Владимирович

Оглавление

Аннотация

Перечень условных обозначений

Введение

Глава 1. Анализ способов регулирования температуры воздуха в кабине

мобильных с/х машин

1.1. Анализ условий труда механизаторов в кабинах мобильных с/х машин

1.2. Анализ способов регулирования температуры воздуха

1.3. Постановка проблемы, цели работы и задачи научного исследования

Глава 2. Теоретические исследования процесса регулирования

температуры воздуха

2.1. Исследование теплового баланса рабочего пространства кабины

2.2. Теоретическое обоснование конструкции установки для регулирования температуры воздуха в кабине

2.3. Обоснование параметров и режимов работы установки

2.5. Общие выводы по теоретическим исследованиям

Глава 3. Лабораторные исследования установки регулирования

температуры воздуха в кабине

3.1. Программа исследований и планирование эксперимента

3.2. Описание лабораторной установки и аппаратура экспериментальных исследований

3.3. Методика лабораторных исследований

3.4. Методика полевых испытаний

Глава 4. Результаты исследований

4.1. Результаты лабораторных исследований

4.2. Результаты полевых испытаний

4.3. Оценка экономических затрат и эффекта от внедрения

Общие выводы и предложения

Приложения

Список литературы

Аннотация

Целью диссертации является повышение работоспособности механизатора путем улучшения условий труда за счет применения установки, позволяющей регулировать температуру воздуха в кабине мобильной с/х машины путем использования энергии испарения сжиженного нефтяного газа (СНГ) с обоснованием параметров и режимов ее работы.

Первая глава работы посвящена обзору существующих способов регулирования температуры воздуха в кабине мобильных с/х машин и выявлению перспективных направлений их дальнейшего развития.

Во второй главе проведены теоретические исследования процесса регулирования температуры воздуха в кабине с использованием энергии испаряющегося СНГ. Определены основные параметры и режимы работы установки регулирования температуры воздуха.

В третьей главе проведены экспериментальные исследования установки регулирования температуры воздуха в кабине и сформулирована методика полевых испытаний.

Четвертая глава работы посвящена анализу результатов лабораторных исследований и полевых испытаний установки регулирования температуры воздуха в кабине мобильных с/х машин.

По результатам исследований сформулированы общие выводы и рекомендации к применению предлагаемой технологии и технических средств.

Предпринятое исследование является первым комплексным исследованием в таком роде применительно к изучению роли энергии фазового перехода сжиженного нефтяного газа в процессе повышения качества условий труда механизаторов.

Ключевые слова: условия труда, производительность, микроклимат, температура воздуха, влажность, скорость потока воздуха, система питания, сжиженный нефтяной газ, испаритель, хладагент, электронный блок управления.

Перечень условных обозначений

Условные обозначения, принятые в первой главе:

ДВС - двигатель внутреннего сгорания;

КПД - коэффициент полезного действия;

отдача тепла теплопроводностью через одежду, Вт; (¡)к- отдача тепла конвекцией у тела, Вт;

О1 отдача тепла излучением на окружающие поверхности, Вт;

(2ИС1|- отдача тепла испарением влаги с поверхности кожи, Вт;

С)в - отдача тепла на нагрев вдыхаемого воздуха, Вт;

СН4 - метан; С-2Н, - этан; С,Н8 - пропан; С4Н,0 - бутан;

СРС - хлорфторуглеводородоы;

НСРС - гидратированные хлорфторуглеводородоы;

СР2С1,

GWP - потенциал глобального потепления;

ООН - организация объединенных наций;

СНГ - сжиженный нефтяной газ;

СПГ - сжатый природный газ;

РФ - Российская Федерация;

ПА - пропан автомобильный;

ПБА - пропан-бутан автомобильный;

СПБЗ - пропан-бутан зимний;

СПБЛ - пропан-бутан летний;

С/х - сельскохозяйственный;

Условные обозначения, принятые во второй главе:

(¡) с - количество тепла, необходимое для снижения температуры заданного

объема воздуха на ГС, Дж; сво.!ц - удельная теплоемкость воздуха, кДж / (кг С); т - масса воздуха в кабине, определяется его объемом, кг; 1к-температура воздуха в кабине, "С; 1:ос-температура окружающей среды, "С; С>ч-тепловой поток от находящихся в кабине людей, Дж; С2П0-тепловой поток, поступающий через прозрачные

ограждения, Вт; (} -тепловой поток, поступающий через непрозрачные

ограждения, Вт;

ддв итм - тепловой по ток, пос тупающий от двигателя и трансмиссии, Вт; тепловой поток, поступающий от электрооборудования, Вт; - тепловой поток, отводимый из кабины установкой регулирования температуры, Вт; а - коэффициент теплоотдачи от двигателя, Вт / (м2 ■ град);

Рдв - площадь нагретых поверхностей, находящихся в кабине, м2;

- темпера тура поверхностей двигателя, "С; Ий-критерий Нуссельта;

ак- коэффициент теплоотдачи при конвекции, Вт / (м2 • К); А,в - теплопроводность воздуха, Вт /' (м • К);

Ь - определяющий линейный размер, например высота стенки кабины, м;

Рг- критерий Прандтля; вг-критерий Грасгофа; к - коэффициент пропорциональности; п - показатель степени;

ув на - скорость воздуха при конвекции, м / с ;

(2 1Пр - тепловой поток, отдаваемый конвекцией наружному воздуху, Вт; I -температура наружного ограждения, СС;

а - коэффициент поглощения излучения; р - коэффициент отражения;

^ - коэффициент пропускания;

I - удельный поток внешнего излучения, Вт / м ;

поток эффективного излучения, Вт/м ;

Е - удельный ноток собственного излучения, Вт / м ; сачт - коэффициент пропорциональности;

Т, - температура первой поверхности при радиационном теплообмене, К; Т2-температура второй поверхности, К; Р,_2- взаимная поверхность облучения, м2;

Ри-чи чт ~ результирующий поток излучения при радиационном теплообмене, Вт;

©н- коэффициент облученности двух тел; 8, - приведенный коэффициент излучения; 0,_ат - коэффициент облученности пары атмосфера-крыша;

Б, - площадь крыши кабины, м"; Рат - площадь атмосферы, м~;

8|_ат - приведенный коэффициент излучения атмосферы на крышу;

Ъ ~ зенитное расстояние, м; А - азимут, град;

X - угол между нормалью к поверхности стенки и направлением к точке на

поверхности атмосферы, град; у - проекция х на вертикальную плоскость, град;

Еат - калорическая яркость поверхности атмосфера, Вт / м ;

Е.^ - калорическая яркость поверхности земли, Вт/м •

Е, - суммарная калорическая яркость, Вт/м ;

I - поток радиации, поступающей от поверхности атмосферы к точке на

о

поверхности стенки кабины, Вт/м ■ I - поток радиации, падающий на стенку со всей поверхности небосвода, при

у = о, Вт/м2;

1.(м_, - поток радиации, отраженной от поверхности земли, Вт/м ; £,_.1М - приведенный коэффициент излучения поверхности земли; еат- приведенный коэффициент излучения поверхности земли;

1,1(Н) - тепловой поток при лучистом теплообмене, Вт/м ; ал(Н)- коэффициент лучистого теплообмена, Вт / (м2 • град); ^ - температура ¡-й поверхности при лучистом теплообмене, °С;

- температура _]-й поверхности при лучистом теплообмене, °С; Ь>-__| - температурный коэффициент;

1ср п - средняя температура поверхностей при лучистом теплообмене, °С; уввн - скорость свободного конвективного потока, м/с; 1стс - коэффициен т темпера турного сопротивления; 1огрвн - температура ограждения внутри кабины, °С;

Яе у- условный критерий Рейнольдса;

Яе - критерий Рейнольдса, определенный для вынужденного потока воздуха;

г-

г0, - площадь ограждения, м ,

Яонп." удельный тепловой поток через непрозрачное ограждение, Вт/м2;

Я0 пР, ~ удельный тепловой поток через прозрачное ограждение, Вт / м2;

Рсч1 - абсолютное давление газовой смеси, МПа;

Р'С Нч - парциальное давление пропана, МПа;

гс и - массовая доля пропана в газовой смеси;

Рс4н10 ~ парциальное давление бутана, МПа;

гг. и - массовая доля бу тана в смеси;

Р , - абсолютное давление после дросселирования, МПа;

Р" н - парциальное давление пропана после дросселирования, МПа;

Р"4Н|. - парциальное давление бутана после дросселирования, МПа;

1С н - температура пропана после дросселирования, °С;

1С Н( - температура бутана после дросселирования, °С;

^ - средняя температура смеси, 1см;

(}п - количество теплоты, поглощенной газом при дросселировании, Дж;

ссч- удельная теплоемкость смеси газов, кДж / (кг С);

дсн - массовый расход смеси газов, кг/ч;

{"-температура газа на выходе из теплообменника. С;

сс - удельная теплоемкость пропана, кДж / (кг С);

сс н - удельная температура бутана, кДж / (кг С); в.,. - объемный расход смеси газов, м" / ч ; р -- плотность смеси газов, кг / м"1;

ГСМ

Тсм - абсолютная температура смеси в реальных условиях, К; рс н - плотность пропана в нормальных условиях, кг / м"; рс н - плотность бу тана в нормальных условиях, кг /' м3; рпр - приведенное давление смеси газов, МПа; р - критическое давление смеси газов, МПа; р СзН* - критическое давление для пропана, М11а; р с-,н,° - критическое давление для бутана, МПа; Тпр - приведенная температура смеси газов, К; Т - критическая температура смеси газов, К; Т с-,н*- критическая температура для пропана, К; Т^'4"10 - критическая температура для бутана, К;

Ст02 - расход газа при 0,2 МПа, м3 / ч ;

Рснат - давление газовой смеси в нормальных условия, МПа; Т - температура смеси газов в реальных условиях, К;

К - коэффициент теплопередачи теплообменника, 2 ;

м • К

Вт

a, - коэффициент теплоотдачи газа медной стенке змеевика, —-;

' м'•град

а2- коэффициент теплоотдачи медной стенки змеевика среде кабины,

Вт м2•град'

8 - толщина медной трубки змеевикового теплообменника, мм;

Вт

А. - коэффициент теплопроводности материала теплообменника, -—;

1 м • С

А1ср - средний температурный напор;

Дгб™ температура более нагретого вещества при теплообмене, °С; ДГ-температура менее нагретого вещества при теплообмене, °С; Рт - площадь теплообмена, м";

- длина трубки змеевика, мм; Условные обозначения, принятые в третьей главе: х0|- базовое или начальное значение г-го фактора в центре плана

текущее значение ¿-го фактора; АХ-- значение интервала варьирования по ь-му фактору;

Х1тт ~ минимальное значение, 1

Х,тах ~ максимальное значение, г-го фактора; Ь0- значение функции отклика в центре плана;

b, - коэффициент, характеризующий степень влияния расхода газа на функцию

отклика;

Ь2- коэффициент, характеризующий степень влияния производительности вентилятора на функцию отклика;

Ь|2Х,Х.- член, учитывающий влияние взаимодействия учитываемых факторов

на функцию отклика; пдв - частота вращения коленчатого вала ДВС, об/мин;

Ке - эффективна мощность ДВС, кВт;

*охлж -температура охлаждающей жидкости, 'С;

увых - температура охлаждающей жидкости, °С;

Условные обозначения, принятые в четвертой главе:

у, - среднее значение функции отклика для ¡-го опыта, 'С;

у£1 значение температуры воздуха на выходе из испарителя в

соответствующей серии опытов, "С; п- число параллельных опытов для каждого условия проведения эксперимента;

з2 - дисперсия экспериментальных значений функции отклика около их

среднего значения; С - критерий Кохрена;

N - число номеров опытов, определяющих в соответствии с матрицей

планирования условия проведения эксперимента; Скр - критическое значение критерия Кохрена;

(3 - коэффициент риска;

11с - критерий Стыодента;

б2^)-дисперсия ошибки определения;

б2(У) - дисперсия воспроизводимости;

V - число степеней свободы;

1крс - критическое значение критерия Стыодента;

в2 -дисперсия адекватности;

у£т- теоретическое значение функции отклика, °С;

1 - время понижения температуры на ГС;

рв- плотность воздуха при заданной температуре, кг / м";

Ук~ объем кабины, м";

Вп - балансовая стоимость установки, руб.; Д - стоимость покупных деталей и узлов, руб.; М - стоимость материалов, руб.; Т - транспортно - изгоговительные расходы, руб.;

3 - затраты на заработную плату с отчислениями на социальные нужды, руб.; Н - накладные расходы(общехозяйственные), руб.;

ДЭБУ- стоимость электронного блока управления установкой, руб.; Д.!Т~ стоимость змеевикового теплообменника, руб.; Дв - стоимость вентилятора, руб.;

Ддг - стоимость материалов для изготовления дозатора газа, руб.; Д - стоимость прочих деталей (арматура, крепеж), руб; Ко - норма амортизационных отчислений, %; Дз ~ коэффициен т, учитывающий дополнительные затраты; Зтоитр - затраты на техническое обслуживание (ТО) и ремонт (Р) К тоиР' коэффициен т затрат на проведение ТО и Р, руб./год Зэ ™ общие эксплуатационные расходы, руб.;

т -допустимая продолжительность рабочего времени без перерыва, ч; цч - среднее за смену удельное (приходящееся на 1 м поверхности тела человека) количество теплоты, которое отводилось бы в единицу времени от организма путем испарения, если бы все выделяемое количество пота испарялось, Вт.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Технология и технические средства регулирования температуры воздуха в кабине мобильных сельскохозяйственных машин»

Введение

Эффективность использования мобильных с/х машин, напрямую зависит от физического состояния управляющих ими людей. Работоспособность и производительность труда человека в значительной мере определяются состоянием окружающей среды, в которой они находятся в процессе своей деятельности.

Микроклимат производственных помещений, которым является кабина мобильной с/х машины, включает в себя следующие его параметры: температуру воздуха, его влажность и скорость движения. При этом каждый из указанных параметров в различной степени оказывает влияние на организм человека.

На значения этих параметров накладывают жесткие нормы санитарно-гигиенические правила.

В холодное время года температура должна быть 18-20 °С при относительной влажности 40 - 60 % и скорости воздуха до 0,2 м/с, в теплое время года температура 21-23 °С при влажности 40 - 60 % и скорости воздуха до 0,3 м/с. Перепад температуры воздуха по высоте кабины не должен превышать 5°С. При более низких температурах воздуха наблюдается переохлаждение организма; при более высоких наступает физическое утомление, замедляется реакция механизатора, появляются ошибки в управлении машиной.

Температура воздуха является основополагающим параметром для контроля и управления микроклиматам. Именно температура воздуха определяет его влажность и допустимую скорость потока.

Цель работы: повышение работоспособности механизатора путем улучшения условий труда за счет применения установки, позволяющей регулировать температуру воздуха в кабине мобильной с/х машины, с обоснованием параметров и режимов ее работы.

Объектом исследования данной работы является система регулирования температуры воздуха в кабине мобильных с/х машин.

Предметом исследования являются закономерности процесса регулирования температуры воздуха в кабине мобильных с/х машин.

Известно несколько способов регулирования температуры воздуха. Простейшим решением является охлаждение набегающим потоком воздуха, через лючки перед ветровым стеклом. Недостатками данного способа являются невозможность автоматического контроля за процессом регулирования, привязанность его параметров к скорости движения, погодным условиям и, как следствие, высокий риск возникновения простудных заболеваний.

Известен способ регулирования температуры термоэлектрическими элементами охлаждения, который основан на том, что при пропускании электрического тока через место спайки двух проводников (полупроводников) возникает так называемый термоэлектрический эффект Пельтье. Он сопровождается либо поглощением, либо выделением тепла. Широкого применения данный способ не нашел из-за большой мощности, потребляемой термоэлектрическими элементами.

На настоящий момент большинство установок регулирования температуры воздуха построены на основе так называемого компрессорного охлаждения. Суть его заключается в испарении сжиженного хладагента в испарителе, установленном в кабине машины. Установки, использующие данный способ нашли распространение вследствие своей высокой эффективности, однако, им свойственен существенный недостаток - это отбор мощности от двигателя на привод компрессора и охлаждающих вентиляторов, который приводит к увеличению расхода топлива двигателем до 20% [1].

Испарение, как физический процесс, является неотъемлемой частью работы системы питания двигателя внутреннего сгорания (ДВС) сжиженным нефтяным газом (СНГ).

В штатной системе питания СНГ его, перед подачей в цилиндры двигателя полностью испаряют, при этом теплота, необходимая для испарения, поглощается из системы охлаждения двигателя [4]. Но эту же теплоту можно брать и из кабины машины, установив в ней специальный теплообменник. В

этом случае будет проходить необходимый процесс испарения газа и, в то же время, снижаться температура воздуха в кабине.

Научная задача исследования заключается в следующем:

1. На основании известных технических решений и результатов исследований выявить перспективные направления в создании технологии регулирования температуры воздуха в кабине мобильных с/х машин.

2. Разработать конструкцию установки регулирования температуры воздуха в кабине, позволяющую повысить качество условий труда механизатора.

3. Теоретически обосновать возможность использования явления фазового перехода «жидкость-газ» СНГ для регулирования температуры воздуха в кабине мобильных с/х машин и установить оптимальные параметры работы установки, использующей этот процесс.

4. Разработать технологию улучшения условий труда механизаторов, путем использования установки регулирования температуры воздуха в кабине.

5. Привести экономическое обоснование целесообразности внедрения разрабатываемой технологии и технических средств.

Положения, выносимые на защиту:

• конструктивно-технологическая схема установки для регулирования температуры воздуха в кабине мобильных с/х машин;

• теоретическое обоснование и экспериментально установленные зависимости параметров и режимов работы установки регулирования температуры воздуха в кабине;

• технология регулирования температуры воздуха в кабинах мобильных с/х машин.

Глава 1 исследования посвящена анализу способов регулирования температуры воздуха в кабине мобильных с/х машин и их значимости для

трудовой деятельности человека. Проведен анализ исследований влияния параметров микроклимата на организм человека. Приведены последствия их отклонения от оптимальных и допустимых значений. На основе анализа установлено, что наибольшее значение из всех параметров микроклимата имеет температура воздуха в кабине. Изучен вопрос нормирования параметров микроклимата в условиях производства.

При анализе способов регулирования температуры воздуха отмечены преимущества и недостатки каждого их них по экономическим и эффективным показателям. Также изучено современное состояние вопроса по использованию энергии испаряющегося газа для понижения температуры воздуха в кабине мобильных с/х машин. Выполнено сравнение СНГ, как хладагента, с существующими на сегодняшний день. Выявлены преимущества его использования. Сформулированы проблема, цель и задачи научного исследования.

Глава 2 посвящена теоретическим исследованиям в области улучшения условий труда механизаторов путем регулирования температуры воздуха кабине мобильных с/х машин. Исследован процесс обмена теплом между кабиной с водителем и окружающей средой. Установлены факторы, оказывающие наибольшее влияние на процесс теплообмена. Сформулировано уравнение теплового баланса рабочего пространства в кабине. И детально исследовано влияние каждого фактора па тепловой баланс. Определены основные параметры оказывающие влияние процесс регулирования температуры воздуха. Выявленные параметры классифицированы на контролируемые (управляемые и неуправляемые) и неконтролируемые. Оценена степень их влияния на исследуемый процесс. С целыо оптимизации управления исследуемым процессом изучены методы воздействия на контролируемые управляемые параметры функции отклика и выбраны наиболее оптимальные.

В главе 3 приводится методика лабораторных исследований, описание установки для регулирования температуры воздуха. В результате анализа

выбран статистический метод планирования эксперимента. Для его проведения определены предельные значения контролируемых управляемых параметров: расход газа методом теплового расчета ДВС (приложение 1), производительность вентилятора экспериментальным методом. Построена матрица планирования эксперимента. В рамках полного факторного эксперимента проведена серия опытов и зафиксированы необходимые показатели. Сформулирована методика полевых испытаний.

Глава 4 посвящена анализу экспериментальных данных и испытаниям технологии и технических средств регулирования температуры воздуха в кабине мобильной с/х машины, работающей на сжиженном газе. Получена математическая модель исследуемого процесса. Полевыми испытаниями полностью подтверждены теоретические выкладки. Показана на практике эффективность разрабатываемой технологии и технических средств в виде увеличения производительности труда и снижения числа аварий. Сформулированы параметры оптимизации и рекомендации к дальнейшей эксплуатации.

Результатами работы являются:

• разработана установка регулирования температуры воздуха в кабине мобильных с/х машин с использованием энергии испаряющегося СНГ";

• оптимизированы параметры и режимы работы установки;

• разработан алгоритм управления установкой;

• разработана технология регулирования температуры воздуха в кабине мобильных с/х машин.

Разрабатываемая технология снижает экономические и энергетические затраты на регулирования температуры воздуха в кабине мобильных с/х машин, работающих на сжиженном газе. Эффект достигается тем, что в роли хладагента выступает СНГ. Это избавляет от необходимости использовать дополнительное оборудование для его сжатия и перекачки, что снижает потребляемую от ДВС мощность, что положительно сказывается на топливной

экономичности. Также, тепло на испарение газа потребляется из кабины, а не из системы охлаждения ДВС, что повышает эффективность его работы.

По результатам исследований получены патенты на изобретение [91] и полезную модель [94]. Различные аспекты работы докладывались на конференциях Рязанского государственного агротехнологического университета им. П.А. Костычева и Саратовского государственного аграрного университета им. Н.И. Вавилова. Результаты опубликованы в [29, 30, 31].

Результаты работы были успешно внедрены в производственный процесс ООО «Жёлобово» Сараевского района и ОАО «Аграрий» Касимовского района Рязанской области. По результатам внедрения заключены соответствующие акты.

Глава 1. Анализ способов регулирования температуры воздуха в

кабине мобильных с/х машин

1.1. Анализ условий труда механизаторов в кабинах мобильных с/х машин

Параметры окружающей среды оказывают на состояние человека огромное влияние [9). Совокупность факторов воздействия на организм человека окружающей средой называют метеорологическими условиями

Метеорологические условия характеризуются составом воздуха, температурой, относительной влажностью и скоростью движения воздуха, а также интенсивностью теплового излучения (в помещениях — нагретых предметов, на открытом воздухе — солнечной радиации) [9, 111]. Метеорологические условия, относящиеся к какой-либо ограниченной территории (населенный пункт, цех, кабина машины и т. п.), называют микроклиматом [15, 116]. Отдельные параметры микроклимата в различной степени влияют на состояния работника.

Относительная влажность увеличивается с понижением температуры и повышением атмосферного давления. Повышенная влажность (более 75...80 %) при высоких температурах препятствует потоотделению и способствует перегреву организма [21, 55, 116].

Скорость и направление движения воздуха внутри помещений зависит от температуры воздуха внутри помещения и вне его, направления и силы ветра. Скорость движения воздуха всегда рассматривается вместе с температурой, так как при разных температурах одна и та же скорость оказывает различное влияние на человека. При высоких температурах увеличение скорости воздуха до определенной величины предохраняет организм от перегревания, т. е. воздействует благоприятно, а при низких температурах та же скорость воздуха может стать причиной заболеваний простудного характера [9].

Одним из наиболее существенных параметров микроклимата, оказывающих влияние на самочувствие человека, является температура воздуха

[9].

В быстро меняющихся условиях микроклимата поддержание температуры тела осуществляет механизм терморегуляции.

Терморегуляция - способность организма при изменяющихся микроклиматических условиях, разной тяжести труда, в зависимости от вида одежды регулировать теплообмен с окружающей средой, поддерживая температуру тела на постоянном уровне. Регулирование теплообмена осуществляется путем изменения количества вырабатываемой в организме теплоты (химическая терморегуляция) и путем увеличения или уменьшения передачи ее в окружающую среду (физическая терморегуляция). При понижении температуры увеличивается теплообразование и уменьшается теплоотдача, а при повышении — уменьшается теплообразование и увеличивается теплоотдача. В комфортных условиях количество вырабатываемой теплоты за единицу времени равно количеству отданной теплоты и выражается в уравнении теплового баланса организма [36, 55]:

ал)

где отдача тепла теплопроводностью через одежду, Вт;

<3К - отдача тепла конвекцией у тела, Вт;

0и - отдача тепла излучением на окружающие поверхности, Вт;

С>нс||- отдача тепла испарением влаги с поверхности кожи, Вт;

<Зв - отдача тепла на нагрев вдыхаемого воздуха, Вт.

Величина тепловыделения 0 организмом человека зависит от степени физического напряжения в определенных метеорологических условиях и составляет от 85 (в состоянии покоя) до 500 Дж/с (тяжелая работа) [116].

При значительных отклонениях параметров микроклимата от комфортных и их длительном воздействии пределы терморегуляции могут

быть исчерпаны и организм человека начнет перегреваться или переохлаждаться [9].

Перегрев наступает при высокой температуре воздуха (главный фактор), сопровождающейся его низкой подвижностью, высокой относительной влажностью, повышенной тепловой радиацией. При перегреве учащаются пульс, частота дыхания, появляются слабость, головная боль, повышается температура тела [9, 99].

Перегрев сопровождается обильным потовыделением. В организме взрослого человека содержится 66...70 % воды. Потеря 1...2 % влаги вызывает повышенную жажду, 5 % - помрачение сознания, галлюцинации, 20...25 % - смерть [9] . Выделение пота происходит постоянно, в сутки человек даже в состоянии покоя теряет 0,7... 1 л влаги. При тяжелой физической работе и высокой температуре испарение может достигать 1,7 л/ч (до 10... 12 л за смену) [7]. Вместе с потом из организма выводятся соли натрия, калия, кальция, фосфора (2,5...5,6 г/л), микроэлементы (медь, цинк, йод), водорастворимые витамины С, В, В2 и др., снижается желудочная секреция [55].

Температура влияет на работоспособность человека. Как при перегреве, так и при переохлаждении возникает быстрое утомление, снижается производительность труда. Так если при теплосодержании организма 128 кДж/кг производительность труда за 6 ч работы снижается всего на 10...20 %, то при более высоком теплосодержании - 129... 131 кДж/кг - уже на 30...45 % [55, 100].

При низкой температуре окружающего воздуха может наступить переохлаждение организма. Переохлаждение может происходить при низкой температуре особенно в сочетании с высокой влажностью и подвижностью воздуха (повышенная влажность увеличивает теплопроводность воздуха, а высокая скорость его движения разрушает термоизоляционную прослойку воздуха толщиной 4...8 мм, существующую между кожей или одеждой и внешней средой, увеличивая теплоотдачу организма). При переохлаждении

понижается температура тела, сужаются кровеносные сосуды, нарушается работа сердечно-сосудистой системы, возможны простудные заболевания.

В аспекте производственной деятельности человека нарушение теплового баланса организма в пределах безопасных для здоровья способно снижать производительность груда на 13 % [55].

Кабина мобильной с/х машины является производственным помещением, поэтому параметры микроклимата в ней, в частности температура воздуха, также оказываю влияние на производительность труда механизатора, его безопасность и самочувствие.

Нормы производственного микроклимата установлены системой стандартов безопасности груда ГОСТ 12.1.005-88 "Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны", и СанПиН 2.24.548-96 "Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений" [39, 106]. Они едины для всех производств и всех климатических зон.

В этих нормах отдельно нормируется каждый параметр микроклимата в рабочей зоне производственного помещения: температура, относительная влажность, скорость воздуха в зависимости от способности организма человека к акклиматизации в разное время года, характера одежды, интенсивности производимой работы и характера тепловыделений в рабочем помещении.

Оптимальные микроклиматические нормы характеризуются сочетанием таких параметров микроклимата, которые обеспечивают сохранение нормального теплового состояния организма без напряжения механизмов терморегуляции, создают ощущение теплового комфорта и предпосылки высокой работоспособности. Допустимые микроклиматические нормы характеризуются таким сочетанием значений параметров микроклимата, которые могут вызвать изменение теплового состояния организма, сопровождающееся напряжением механизмов терморегуляции, не выходящим за пределы физиологических приспособительных возможностей [99]. При этом состояние здоровья не нарушается, но могут наблюдаться дискомфорт, ухудшение самочувствия и понижение работоспособности. Допустимые нормы

устанавливают в тех производственных помещениях, в которых по технологическим, техническим и экономическим причинам невозможно обеспечить оптимальные нормы [2].

Для кабины мобильной с/х машины более точно параметры микроклимата указывают «Санитарные правила по гигиене труда водителей автомобилей № 4616-88» [107].

Согласно их требованиям санитарно-технические средства (вентиляция, отопление, теплоизоляция, кондиционирование) должны обеспечивать поддержание в кабине автомобиля оптимальных параметров микроклимата не позднее чем через 30 мин после начала непрерывного движения автомобиля с прогретым двигателем.

При этом оптимальными являются: в холодное время года температура 1820 °С при относительной влажности 40...60 % и скорости воздуха до 0,2 м/с, в теплое время года температура 21.. .23 °С при влажности 40... 60 % и скорости воздуха до 0,3 м/с. Перепад температуры воздуха по высоте кабины не должен превышать 3°С [107].

Особенно остро встает проблема регулирования температуры воздуха в кабине в жаркое время года

Средняя продолжительность климатического лета в средней полосе 90 дней (около 3 месяцев) - с конца мая до конца августа (имеется в виду период, когда среднесуточная температура превышает +15 градусов, а дневная составляет +20 и выше). Па этот период приходится большая часть сельскохозяйственных работ. Температура воздуха в этот период может существенно превышать регламентируемые значения, поэтому одним из важных способов повышения качества и снижения сроков выполнения сельскохозяйственных работ является поддержание оптимальных условий микроклимата в кабинах с/х машин.

1.2. Анализ способов регулировании температуры воздуха

Охлаждение потоком воздуха является самым старым способом из ныне существующих. На заре машиностроения он был достаточно эффективен, поскольку все автомобили того времени были с открытым салоном, а воздушная среда вокруг дорог оставалась довольно чис той.

С появлением закрытых кабин, для реализации данного способа их стали оснащать специальными устройствами. Свежий воздух поступал через лючок перед ветровым стеклом, а выходил — через окна с опущенными стеклами. Дополнительно система оснащалась вентилятором для принудительной циркуляции воздуха. Неизбежные при такой системе вентиляции сквозняки частично устранялись с помощью поворотных форточек в передних дверях. В таком виде данный способ дошел и до наших дней [63].

Недостатком данного способа является невозможность автоматического регулирования режима работы, а также низкая эффективность охлаждения, находящаяся в прямой зависимости от температуры окружающей среды. Также его затруднительно применять на сельскохозяйственной технике, вследствие низких значений рабочих скоростей, от которых также напрямую зависит эффективность охлаждения.

Способ охлаждения термоэлектрическими элементами основан на том, что при пропускании электрического тока через место спайки двух проводников (полупроводников) возникает так называемый термоэлектрический эффект Пельтье. Он сопровождается либо поглощением, либо выделением тепла [110].

Элемент Пельтье состоит из одной или более пар небольших полупроводниковых параллелепипедов — одного п-типа и одного р-типа в паре (обычно теллурида висмута и германида кремния), которые попарно соединены при помощи металлических перемычек. Металлические перемычки одновременно служат термическими контактами и изолированы непроводящей плёнкой или керамической пластинкой. Пары параллелепипедов соединяются таким образом, что образуется последовательное соединение многих пар полупроводников с разным типом проводимости, так чтобы вверху были одни

последовательности соединений (п-р), а снизу противоположные (р-п). Протекающий электрический ток протекает последовательно через все параллелепипеды. В зависимости от направления тока верхние контакты охлаждаются, а нижние нагреваются — или наоборот. Таким образом электрический ток переносит тепло с одной стороны элемента Пельтье на противоположную и создаёт разность температур. Если охлаждать нагревающуюся сторону элемента Пельтье, например, при помощи радиатора и вентилятора, то температура холодной стороны становится ещё ниже [57].

Установка, регулирующая температуру воздуха но этому принципу, представлена на рис. 1.1 [90].

/ 2 4 3

Рис. 1.1. Схема термоэлектрического регулятора температуры воздуха: 1 -радиатор-отопитель; 2 - блок термоэлектрических батарей; 3 - радиатор-охладитель; 4 вентиляторы обдува; 5 - контур циркуляции горячего теплоносителя; 6 - контур циркуляции холодного теплоносителя.

Блок термоэлектрических батарей 2 установлен в салоне автомобиля и подключен к системе электрооборудования. В результате эффекта Пельтье при прохождении тока на одной стороне блока термоэлектрических батарей поглощается тепло (холодные спаи), на другой стороне блока

термоэлектрических батарей выделяется тепло, равное сумме поглощенного на холодных спаях тепла и потребленной блоком термоэлектрических батарей электрической мощности постоянного тока. Тепловыделяющие (горячие) спаи блока термоэлектрических батарей находятся в тепловом контакте с теплообменным радиатором, образуя горячий теплопереход. При этом полость корпуса, в которой установлен радиатор, соединена с контуром циркуляции теплоносителя 5. При циркуляции теплоносителя но замкнутому контуру тепло от тепловыделяющих (горячих) спаев теплоносителем переносится в радиатор-отопитель 1, где за счет потока воздуха, создаваемого вентилятором, тепло отводится во внешнюю среду или на обогрев кабины.

Воздух, забираемый из окружающей среды или из кабины с/х машины при работе установки в режиме рециркуляции, электрическим вентилятором прогоняется через радиатор-охладитель 3, где он отдает тепло холодному теплоносителю контура 6 и охлажденный поступает кабину. Отведенный теплоносителем тепловой поток поглощается холодными спаями блока термоэлектрических батарей.

Преимущес твами данного способа являются бесшумность из-за отсутствия компрессорного устройства, отсутствие вращающихся деталей, за исключением вентилятора, и сравни тельная проста реализации.

Недостатками являются большая мощность, потребляемая термоэлектрическими батареями, и низкий коэффициент полезного действия (КПД), что объясняет использование подобных конструкций, преимущественно, в малогабаритных автомобильных холодильниках [1, 120].

Наиболее распространенным в настоящее время является способ регулирования температуры воздуха в кабине путем испарения сжиженного хладагента, т.е. по циклу парокомнрессионной установки [1, 17].

Структурная схема данного способа представлена на рис. 1.2.

Сжатый компрессором 1 газ-хладагент поступает в конденсатор 2. За счет того, что конденсатор принудительно охлаждается вентилятором из системы охлаждения, в нем происходит конденсация паров хладагента и он

превращается в жидкость. Превращенный в жидкость хладагент очищается и осушается и затем подается в дросселирующее устройство 3 (расширительный клапан). Жидкий хладагент высокого давления в дросселирующем устройстве, резко расширяясь, переходит в туманообразное состояние с низкими температурой и давлением.

Рис. 1.2. Схема способа охлаждения воздуха путем испарения сжиженного хладагента: 1 - компрессор; 2 - конденсатор;

3 - дросселирующее устройство; 4 - испаритель.

Далее хладагент поступает в испаритель 4. В испарителе туманообразный хладагент окончательно переходит в газообразное состояние, при этом поглощая теплоту из окружающей среды. Испаренный хладагент вновь поступает на вход компрессора и цикл повторяется.

Преимущество способа - высокая эффективность. Главным недостатком данного способа является отбор мощности от двигателя на привод компрессора и охлаждающих вентиляторов. Па работу кондиционера на основе данного способа может расходоваться до 10 % мощности двигателя. Еще следует отметить высокую стоимость рабочего тела-хладагента и всей установки в целом.

Экономичность работы холодильной машины, ее размеры и устройство во многом зависят от вида рабочего вещества, циркулирующего в ее контуре. В настоящее время в системах регулирования температуры воздуха большое

количество хладагентов, обладающих различными физическими и

химическими свойствами.

Вещества, применяемые в качестве хладагентов, должны соответствовать необходимым термодинамическим, физико-химическим и другим требованиям.

К термодинамическим требованиям относят низкую нормальную температуру кипения хладагента, что дает возможность избежать вакуума в испарителе, сравнительно низкое давление конденсации, что позволяет облегчить конструкцию машины, высокие значения теплоты парообразования и объемной холодопроизводительности. Температура замерзания должна быть значительно ниже рабочей температуры кипения, с тем, чтобы исключить возможность замерзания хладагента в испарителе; критическая температура должна быть достаточно высокой, чтобы можно было осуществить процесс сжижения при температуре окружающей среды и обеспечить более экономичную работу машины [22, 33].

К физико-химическим требованиям относят небольшие величины плотности и вязкости, что способствует снижению сопротивления движению хладагента по системе и, следовательно, уменьшению потерь давления. Коэффициенты теплопроводности и теплоотдачи должны быть максимально большими, так как при этом улучшается работа теплообменных аппаратов (испарителя и конденсатора). Растворимость хладагента в масле создает благоприятные условия для смазки компрессора, так как масло в смеси с холодильным агентом проникает в труднодоступные места. С другой стороны, если хладагент не растворяется в масле, то из цилиндра компрессора уносится меньше масла, не изменяется температура кипения при постоянном давлении, в то время как для растворимого в масле хладагента температура кипения зависит от его концентрации в смеси. Однако масло, попадающее с нерастворимым агентом в теплообметшые аппараты, оседает на поверхности и ухудшает теплопередачу [64].

Плохая растворимость хладагента в воде является отрицательным свойством. При попадании влаги в систему она может замерзнуть и нарушить

циркуляцию хладагента. Хладагент должен быть химически инертным по отношению к металлам и другим материалам, которые применяют в машине. Отрицательным свойством хладагента является большая текучесть, т.е. способность проникать через мельчайшие щели и даже поры в металле. Поскольку норма зарядки бытовой системы хладагентом строго дозирована, утечка его при эксплуатации агрегата не должна превышать 2...5 г в год [65]. Желательно, чтобы хладагент был негорючий, невзрывоопасен и не разлагался при высоких и низких температурах, хотя эти требования на практике часто нарушаются.

Холодильный агент должен быть безопасен для жизни и здоровья человека, его стоимость не должна бы ть высокой.

Практически невозможно подобрать такие вещества, которые удовлетворяли бы всем вышеперечисленным требованиям, поэтому в каждом конкретном случае отдают предпочтение таким, которые отвечают пр и н ци п и ал ы 1 ы м тр е б о в ан и я м.

В 1930-х гг. прошлого века появилась большая группа новых хладагентов -фреонов, которые представляют собой фтористые и хлористые производные предельных насыщенных углеводородов (метана СН4, этанаС2Н5 и др.) [6].

Практически до конца XIX в. наиболее распространенными были хладагенты из группы хлорфторуглеводородов (ХФУ) (фреоны), известные под латинской аббревиатурой CFC [105].

Начиная с 1980 г. в результате исследований озонового слоя Земли было отмечено вредное воздействие на него хладагентов группы CFC. В связи с этим был разработан ряд новых хладагентов, принадлежащих главным образом к двум категориям химических соединений: фторхлорсодержащим углеводородам с низкой озоноразрушающей активностью HCFC (гидратированные ХФУ) и не содержащим атомов хлора фторуглеводородам HFC (озонобезопасные гидрофторуглеводороды) [19].

Одной из основных тенденций развития кондиционера в ближайшее время является перевод всего холодильного оборудования на озонобезопасные хладагенты [8].

К группам CFC и IICFC относятся хладагенты фреоновой группы, полностью или частично запрещенные к производству, но еще очень широко применяющиеся на практике.

В качестве альтернативных в настоящее время используются хладагенты

группы MFC.

При рассмотрении влияния того или иного хладагента на окружающую среду следует учитывать не только его озоноразрушающие свойства, но и другие составляющие воздействия, такие, как глобальное потепление климата планеты вследствие увеличения концентрации в атмосфере парниковых газов («парниковый эффект»). С этой точки зрения альтернативные хладагенты, в том числе FIFC, имеют значительный потенциал глобального потепления (GWP) [71].

Конференция Организации объединенных наций (OOF1) по окружающей среде и развитию в Рио-де-Жанейро в 1992 г. выделила глобальное потепление как наиболее опасный источник экологического воздействия на окружающую среду. В связи с этим, вероятно, более перспективным в ближайшее время является внедрение так называемых натуральных хладагентов: углеводородов,

аммиака, воды, воздуха и т.д.

Из хладагентов фреонового ряда в настоящее время встречаются: R-ll, R-12, R-14, R-21, R-22 и др [3, 67].

R12 (дифтордихлорметан CFX1,) - хладагент группы CFC, бесцветный

газ, практически без запаха, в 4,18 раза тяжелее воздуха. Нормальная температура кипения -29,8 °С. R12 невзрывоопасен, негорюч, но при температурах свыше 400°С разлагается с образованием хлористого и фтористого водорода, а также ядовитого газа фосгена.

R12 хорошо растворяет различные органические веществ и лаковые покрытия, что следует учитывать, в частности, при использовании обмоток

электродвигателей с подобными покрытиями и т.п. R12 обладает хорошей взаиморастворимостью с маслом, образуя однородную смесь. При этом вязкость масла резко уменьшается. Концентрации масла и R12 в жидкой фазе этой смеси зависят от ее температуры и давления, что имеет большое практическое значение, оказывая влияние на смазку холодильного агрегата.

При отсутствии влаги R12 нейтрален почти ко всем металлам. В жидком виде он способен смывать с внутренней поверхности машин и аппаратов

окалину, ржавчину и т.п.

Коэффициент теплоотдачи R22 на 25...30% выше, чем R12, поэтому размеры теплообменных аппаратов при использовании R22 меньше. R22 легко проникает через неплотности и нейтрален к металлам. В отличие от R12 жидкий R22 хорошо проводит электрический ток [19, 67].

R134a - хладагент группы 1IFC, бесцветный газ. Нормальная температура кипения -26,2 °С. Объемная холодопроизводительность и холодильный коэффициент при температурах кипения ниже -15 °С меньше, чем у R12. R134a негорюч, при открытом пламени разлагается с выделением отравляющих веществ, таких, как фторводород. Хладагент рекомендуется применять в бытовых холодильниках и торговом оборудовании. Он может быть использован для ретрофита (перевода) систем, работающих на R12 [105].

R404A - трехкомпонентная смесь группы HFC. Нормальная температура кипения -46,5 °С. Хладагент используется в оборудовании, рассчитанном на низкие и средние температуры кипения. Может быть использован для ретрофита систем, работающих на R502, при этом необходима замена масла (требуется полиэфирное масло). Холодильный коэффициент R404A на 1...9 % меньше, чем при работе на R22, а значения холодопроизводительности весьма близки к R22. Однако необходимо учитывать повышенные на 15...25% значения давлений в конденсаторе и испарителе. К преимуществам хладагента можно отнести более низкие (на 11... 16 °С) по сравнению с R22 значения температуры газа за компрессором [19].

ЯбООа - озонобезопасный хладагент, имеющий более высокие энергетические показатели, чем Я 134а, но горючий. Нормальная температура кипения -11,6 °С. В настоящее время является одним из наиболее распространенных хладагентов наряду с Я 134а, смесью пропан-бутан и различными вариантами трехкомпонентных смесей на их основе [112].

В соответствии с Монреальским протоколом [13 ] в европейских странах применение галогеносодержащих хладагентов, к числу которых относится также и Я22, в новых установках разрешено только до конца 1999 г.

В качестве альтернативы используемым в настоящее время в промышленных и коммерческих установках хладагентам Я12, Я22 и Я502 уже давно рекомендуются так называемые «природные» хладагенты, такие, как пропан (Я290), изобутан (ЯбООа) и аммиак (Я717), которые не представляют угрозы для окружающей среды. Однако при использовании таких хладагентов должны строго выполняться все предписанные меры предосторожности, позволяющие избежать опасных воздействий на обслуживающий персонал или сооружения, в которых установлены холодильные установки [113].

Существует ряд других хладагентов, применение которых в системах кондиционирования на мобильной технике неэффективно, вследствие их недостатков [112]:

• Я-11: Если превысить точку кипения 23,77 °С, но хорошо распространяется в смазочных маслах;

• Я-14: Точка температуры превращения газа в жидкость -45,5 °С, которая очень низка;

• Я-21: Слаб, но ядовит и высока точка кипения;

• Я-22: Имеет свойства растворения резины, нельзя использовать прокладки из резины.

В 90% кондиционеров для мобильной техники используется фреон Я12. Это обусловлено рядом причин: велика «скрытая» теплота испарения и легко превращается в жидкость; не горит и не взрывается; химически устойчив и не

меняется; не ядовит; нет свойства окисления; не портит продукты питания и одежду. Однако имеет высокую стоимость [112].

Испарение, как физический процесс, является неотъемлемой частью работы системы питания ДВС газом. При работе данной системы происходит существенное поглощение тепла, необходимого для испарения газа перед подачей его в цилиндры ДВС. В существующих серийных системах необходимое тепло поглощается и системы охлаждения ДВС, тогда как его можно было бы использовать для охлаждения воздуха в кабине.

В связи с быстро растущими объемами потребления нефтепродуктов, проблема перехода мобильной техники на альтернативные виды моторных топлив приобретает все большую актуальность. Из списка возможных решений (использование метанола, биогаза, синтетического бензина, разработка коммерчески выгодных электромобилей и пр.) сегодня можно говорить о двух практически освоенных направлениях - применении в качестве моторного топлива сжиженного нефтяного газа (пропана и пропан-бутановых смесей) и сжатого природного газа (СНГ). Системы питания СНГ имеют большой потенциал для применения в установках регулирования температуры воздуха в кабине, поскольку в них происходит фазовый переход газа из жидкого состояния в газообразное, тогда как в системах питания СПГ происходить только снижение его давления.

Российская специфика потребления СНГ в качестве моторного топлива имеет ряд особенностей:

• При нынешних темпах прироста количества технических средств (57% в год) обеспечить отечественный транспорт нефтяным топливом в обозримой перспективе станет невозможным без освоения нефтяных месторождений с высокой себестоимостью добычи [54].

• Преобладающую часть автомобильного парка составляют машины с неудовлетворительными экологическими характеристиками двигателей.

• На рынке моторных топлнв в России преобладают бензины низкого качества, не соответствующие международным экологическим стандартам на выбросы вредных веществ в атмосферу. Производство бензина с повышенными экологическими характеристиками требует использования дорогих технологий переработки нефти. Кроме неизбежного при этом повышения цен на автомобильное топливо, следует отметить, что применение мер по снижению выбросов лишь частично решает проблему загрязнения окружающей среды.

• Экологическая обстановка, сложившаяся в России, требует срочных и комплексных мер по снижению нагрузки на окружающую среду, создаваемой автомобильным транспортом. Одним из средств решения этой проблемы является использование газомоторного топлива.

На рынке моторных топлив СНГ успешно конкурирует по цене с бензинами. Доля транспортного сектора в структуре потребления СНГ внутри страны на текущий момент оценивается в 20-25% (1,2-1,5 млн. т в год). Несмотря на то, что количественная доля СНГ сравнительно невелика, данная сфера стабильно расширяется, в том числе и в сельском хозяйстве, что объясняется рядом его преимуществ [78]. В таблице 1.1 представлены экономические показатели применения различных альтернативных топлив.

Одной из причин, влияющих на развитие кризисной ситуации с нефтяным моторным топливом, является увеличение общего числа машин в России, что, безусловно, ведет к увеличению использования энергии на транспорте [78].

Предполагается, что в РФ к 2013 г. только количество мобильной техники существенно возрастет и составит 17-19 единиц на 100 человек населения. Общее же количество транспорта возрастет до 56 млн. единиц. Существенно изменится и структура перевозок. Грузоперевозки железнодорожным транспортом уменьшатся с 65% до 50%, автомобильным транспортом -возрастут с 8% до 16%. Эти тенденции в изменении структуры грузоперевозок

ложатся дополнительным бременем на существующий топливно-энергетический баланс страны [88].

Таблица 1.1

Экономические показатели видов альтернативного моторного топлива [43]

Вид топлива Затраты на производство, % Стоимость единицы пробега автомобиля, %

Бензин из нефти 100 100

СНГ 50-60 70-75

Компримированный природный газ 70-80 75 - 85

СНГ 60-70 80-90

Электроэнергия 65 90 - 130

Метанол 110 120

Этанол 120 170

Синтетический бензин 160 120

Необходимость перевода техники на альтернативные виды моторного топлива все сильнее обусловливается ужесточением экологических требований к отработанным газам двигателей, поскольку проблемы экологической безопасности автомобильного транспорта являются составной частью экологической безопасности страны. Значимость и острота этой проблемы растут с каждым годом из-за ежегодного увеличения выбросов автотранспортными средствами загрязняющих веществ в атмосферу (в среднем на 3-5%). Величина ежегодного экологического ущерба от функционирования транспортного комплекса России составляет более 3,5 млрд. долл. и продолжает расти. Автомобильный парк России в 2000 г. составлял 27,06 млн. шт., в том числе 20,12 млн. легковых автомобилей, 4,57 млн. грузовиков, 650 тыс. автобусов и 1,72 млн. прицепов и полуприцепов. Средний возраст

автотранспортных средств остается значительным и составляет 10 лет, в том числе 10% парка эксплуатируется свыше 13 лет, оказываясь полностью изношенным [5,43].

Средний ДВС, установленный на мобильной с/х машине, поглощает из атмосферы в среднем более 4 т кислорода в год, выбрасывая при этом с отработанными газами примерно 800 кг угарного газа, 40 кг оксидов азота и почти 200 кг различных углеводородов. В результате по России от автотранспорта за год в атмосферу поступает огромное количество канцерогенных веществ: 27 тыс. т бензола, 17,5 тыс. т формальдегида, 1,5 т бенз(а)пирена и 5 тыс. т свинца. В целом, общее количество вредных веществ, ежегодно выбрасываемых автомобилями, превышает цифру в 20 млн. т. [37, 107]. СНГ является наиболее высококачественным продуктом переработки нефти и нефтяного попутного газа. Как моторное топливо СНГ обладают важным преимуществом перед другими видами газового моторного топлива (например, природного газа, биогаза и т.д.): бутан-проиановая смесь при нормальной температуре и давлении в 1.6 МПа переходит в жидкое состояние. Следует отметить и более низкую себестоимость производства этого топлива по сравнению с бензинами. Именно поэтому в мире на этом виде альтернативного топлива работает наибольшее число автомобилей - 3,5 млн. единиц [76].

В качестве горючего для ДВС используются два вида газового топлива -СНГ и сжатый компримированный газ. Сжатый газ - это, в основном, метан, сохраняющий свое газообразное состояние почти при любой температуре и при любом повышении давления.

СНГ в качестве топлива представляет собой смесь пропана, нормального бутана, изобутана, пропилена, этана, этилена и других углеводородов. Его получают как продукт переработки нефти на нефтеперерабатывающих заводах или при добыче нефти и природного газа.

Использование смеси данных газов в качестве моторного топлива обусловлено рядом физико-химических свойств. В первую очередь это

достаточно высокие температуры кипения при атмосферном давлении. Такие свойства позволяют хранить пропан - бутановую смесь в сжиженном состоянии в диапазоне эксплуатационных температур от минус 40°С до плюс 45°С при относительно низком давлении (до 1,6 МПа) [24].

Основными преимуществами газов, находящихся в сжиженном состоянии, по сравнению с компримированным (сжатым) газом являются: большая концентрация тепловой энергии в единице объема, значительно меньшее давление газа в баллоне и соответственно меньшая прочность и толщина стенок баллона, а соответственно меньшая масса и стоимость. Каждый из компонентов имеет определенную температуру кипения, поэтому давление паровой фазы сжиженного газа зависит как от температуры, так и от его компонентного состава.

Компонентный состав СНГ регламентируется ГОСТ 27578-87 «Газы углеводородные сжиженные для автомобильного транспорта. Технические условия» [41]. Стандарт предусматривает две марки газа: зимнюю - Г1А (пропан автомобильный) и летнюю ПБА (пропан-бутан автомобильный). В марке ПА содержится (85±10)% пропана, в марке ПБА - (50±10)% пропана, остальное бутан и не более 6% непредельных углеводородов.

Давление насыщенных паров оказывает большое влияние на конструкцию и работу газобаллонного оборудования.

В газе марки ПА давление насыщенных паров при температуре минус 35°С должно быть не менее 0,07 МПа, в газе марки ПБА - при температуре плюс 45°С - не более 1,6 МПа, а при температуре минус 20°С не менее 0,07 МПа. Содержание жидкого остатка при 40°С, свободной воды и щелочи не допускается. Снижение давления газа в баллоне ниже указанных величин приводит к нестабильной работе двигателя или его остановке.

На автомобильные газонаполнительные станции поступает в основном газ по ГОСТ 20448-90 «Газы углеводородные сжиженные топливные для коммунально-бытового потребления. Технические условия» [40]. Данный ГОСТ имеет более широкие допуски на содержание компонентов, в том числе

вредных с точки зрения воздействия на двигатель и топливную аппаратуру (например, серу и ее соединения, непредельные углеводороды и т. д.). По этим техническим условиям газовое топливо поступает двух марок: смесь пропан -бутановая зимняя (СПБЗ) и смесь пропан - бутановая летняя (СПБЛ) [62].

Применение в качестве топлива СНГ, дополнительно, дает следующие преимущества:

1. Газовое топливо обладает также следующими преимуществами: при работе двигателя на газе происходит более совершенное смесеобразование;

2. Применение газа: уменьшает нагарообразование, исключает возможность конденсации паров топлива на стенках цилиндров, смывание масляной пленки и разжигание масла, что увеличивает (в 1,5-2 раза) срок службы двигателя и периодичность смены масла;

3. Низкая стоимость газа по сравнению с другими видами топлива (мировое соотношение цены бензина к газу - 10:6)[49].

Рассмотрим более подробно структуру типовой системы питания ДВС на СНГ и функциональное назначение ее элементов.

Схема системы питания [16, 54] представлена на рис. 1.3.

Система состоит из газового баллона 1, предназначенного для хранения сжиженного нефтяного газа; магистрального электромагнитного клапана 2, управляющего подачей жидкой фазы в систему; испарителя 3, подключенного к системе охлаждения двигателя и предназначенного для перевода жидкой фазы в газообразную; редуктора 4, служащего для понижения давления газа; смесителя 5, предназначенного для смешивания топлива в газообразной фазе с воздухом для последующей его подачи в цилиндры двигателя [78].

Работает данная система следующим образом.

СНГ находится в газовом баллоне 1 в сжиженном состоянии. Газ поступает к магистральному электромагнитному клапану 2.

5

4

3

2

1

С

Рис. 1.3. Система питания ДВС на сжиженном газе: 1 - газовый баллон; 2 - электромагнитный клапан; 3 - испаритель; 4 - газовый редуктор; 5 - смеситель.

Работает данная система следующим образом.

СНГ находится в газовом баллоне 1 в сжиженном состоянии. Газ поступает к магистральному электромагнитному клапану 2.

После открытия магистрального электромагнитного клапана 2 газ поступает по трубопроводу в испаритель 3. Под воздействием жидкости из системы охлаждения двигателя (на чертеже не указана) СНГ переходит в газообразное состояние. Затем газ поступает в редуктор 4, где давление снижается до близкого к атмосферному. Из редуктора газ подается в смеситель 5, откуда газо-воздушная смесь поступает в цилиндры двигателя.

Таким образом в системе питания СНГ происходит непрерывное фазовое превращение нефтяного газа из жидкого состояния в газообразное. Данное фазовое превращение, так же как и испарение принудительно сжиженного для этих целей хладагента в компрессорных установках, сопровождается значительным поглощением теплоты, которую можно использовать для охлаждения салона автомобиля.

В направлении разработки способа регулирования температуры воздуха в кабине, в котором используется теплота, поглощаемая при испарении СНГ уже проводились научные исследования. В связи с этим имеется ряд разработок.

Известна система питания СНГ [89], включающая соединенные с редуктором-испарителем контур подачи газа и контур циркуляции охлаждающей жидкости с климатическим устройством (рис. 1.4). В контур циркуляции охлаждающей жидкости через запорную арматуру встроены дополнительный насос и дополнительный редуктор-испаритель, при этом последний соединен с контуром подачи газа и с основным редуктором-испарителем. Дополнительный редуктор-испаритель выполнен в виде термоизолированного одноступенчатого редуктора.

Рис. 1.4. Система питания газового двигателя транспортного средства: 1 -редуктор-испаритель; 2 - контур подачи газа; 3 - контур циркуляции охлаждающей жидкости; 4 - насос циркуляции охлаждающей жидкости; 5, 6 -запорные арматурные элементы; 7 - климатическое устройство; 8 -дополнительный насос; 9 - дополнительный редуктор-испаритель.

Процесс охлаждения осуществляется следующим образом. Запорные арматурные элементы 5 и 6 переводят в закрытое положении (данная установка дополнительно имеет возможность обогрева салона в холодный период года). При подаче газа из баллона под высоким давлением поступает в дополнительный редуктор-испаритель, где сжиженный газ переходит из сжиженного состояния в газообразное за счет частичного понижения давления, отбирая тепло от теплоносителя, циркулирующего по контуру 3. Из дополнительного редуктора испарителя газ поступает в редуктор-испаритель 1, где его давление окончательно понижается до требуемого для питания двигателя значения.

После использования части газа на работу двигателя в полость дополнительного редуктора испарителя за счет действия внутреннего клапана поступает очередная порция сжиженного газа, который, испаряясь, снова охлаждает теплоноситель в полости 3. При установке арматурных элементов 5 и 6 в положение «закрыто» часть охлаждающей жидкости посредством насоса 4 прокачивается от двигателя внутреннего сгорания через редуктор-испаритель 1 в контур циркуляции охлаждающей жидкости, а часть - от дополнительного насоса 8 через дополнительный редуктор-испаритель 9 к климатическому устройству 7. Теплоноситель, прокачиваемый дополнительным насосом 8 через дополнительный редуктор-испаритель 9, подвергается интенсивному охлаждению и посредством климатического устройства 7 подает в салон холодный воздух.

Недостатком данного способа является введение дополнительных контуров циркуляции охлаждающей жидкости. Это увеличивает емкость системы охлаждения и отрицательно сказывается на топливной экономичности двигателя внутреннего сгорания. Этого недостатка лишен способ, реализованный в [93]. Система газобаллонного оборудования с возможностью кондиционирования внутрисалонного воздуха представляет собой систему газобаллонного оборудования автомобилей, работающих на СНГ (рис. 1.4) с добавлением в ее схему параллельно уже существующему редуктору

радиатора, располагающегося в салоне автомобиля. В радиатор вместо редуктора при соответствующем переключении клапанов газовой магистрали будет поступать сжиженный газ, который при расширении в нем, вследствие своих физических свойств, будет забирать тепловую энергию, тем самым охлаждая его и превращаясь при расширении в газообразное состояние, следовать далее в двигатель, как и в стандартной схеме. При этом функцию регулирования необходимого количества газа, поступающего в двигатель, вместо редуктора возьмет на себя дозирующее устройство, расположенное перед радиатором, и работающее аналогично соответствующему устройству в редукторе. При температуре окружающего воздуха не требующей дополнительного охлаждения салона автомобиля, соответствующим переключением клапанов газ свободно пускается по стандартной схеме.

Данная установка позволяет максимально использовать энергию испаряющегося газа для охлаждения, но имеет существенный недостаток. В современных газовых редукторах снижения давление газа в ступенях происходит за счет его пропускания через ряд клапанных механизмов, чаще всего их два [4, 95]. Поскольку в описанной выше установке давление газа поддерживает механизм, аналогичный по конструкции газовому редуктору, но без предварительного подогрева газа (в противном случае процесс охлаждения был бы невозможен), то велика вероятность обмерзания деталей дополнительного редуктора-испарителя и нарушение нормальной работы ДВС [118].

Этого недостатка лишен способ охлаждения воздуха, указанный в [92].

Установка, реализующая данный способ представлена на рис. 1.5.

Система работает следующим образом. СНГ находится в газовом баллоне 1 в сжиженном состоянии под давлением 1,6 МПа. Газ поступает к магистральному электромагнитному клапану 2. После открытия магистрального электромагнитного клапана 2 газ поступает по трубопроводу в испаритель 3. Под воздействием жидкости из системы охлаждения двигателя, СНГ переходит в газообразное состояние. Затем газ поступает в редуктор 4, где

давление снижается до близкого к атмосферному. Из редуктора 4 газ подается в смеситель 5, откуда газо-воздушная смесь поступает в цилиндры двигателя.

8 7

Рис. 1.5. Система питания автомобиля на сжиженном газе: 1 - газовый баллон; 2 - магистральный электромагнитный клапан; 3 - испаритель; 4 -газовый редуктор; 5 - смеситель; 6 - дополнительный электромагнитный клапан; 7 - дополнительный испаритель; 8 - вентилятор.

При открытии дополнительного электромагнитного клапана 6, часть газа, минуя испаритель 3, поступает в дополнительный испаритель 7, где под действием теплого воздуха из кабины газ переходит из жидкого состояния в газообразное. Далее газ движется по прежней схеме. За счет испарения газа поверхность испарителя охлаждается, охлаждая при этом окружающий воздух, который принудительно, при помощи вентилятора подается в салон.

К недостаткам способа следует отнести тот факт, что при открытии дополнительного электромагнитного клапана лишь часть газа проходит через дополнительный испаритель, что не позволяет в полной мере использовать теплоту, поглощаемую им при испарении. Поскольку в дополнительном испарителе отсутствуют механизмы контроля за полнотой испарения газа на

его выходе, возможно попадание жидкой фазы газа в редуктор, обмерзание его деталей и нарушения нормальной работы системы питания в целом. Еще одним существенным недостатком системы является отсутствие обратной связи, позволяющей поддерживать температуру воздуха в салоне в автоматическим режиме.

Проблема создания установки регулирования температуры воздуха на основе системы питания двигателя на сжиженном газе недостаточно изучена в настоящее время. Между тем, в условиях сельского хозяйства подобное решение представляется наиболее приемлемым и эффективным, поскольку позволяет снижать температуру в кабине без применения дополнительных энергозатратных устройств, а теплота на испарение газа берется из воздуха кабины, а не от системы охлаждения двигателя. Две эти особенности повышают топливную экономичность ДВС.

На основе анализа существующих способов регулирования температуры воздуха в кабине мобильных с/х машин можно заключить следующее:

1) Для осуществления эффективного регулирования температуры воздуха необходимо большое количество дополнительных агрегатов, что увеличивает его сложность и энергоемкость, а также снижает надежность;

2) Для существующих установок регулирования температуры воздуха характерна высокая стоимость, которая объясняется либо дорогостоящим рабочим веществом (хладагент), либо наличием дорогостоящего оборудования для изменения агрегатного состояния вещества или непосредственно осуществления процесса охлаждения (компрессор, термоэлектрическая батарея и пр.);

3) Привод дополнительного оборудования осуществляется непосредственно от ДВС, что снижает его топливную экономичность надежность.

Таким образом, на сегодняшний день отсутствуют технологии и технические средства, позволяющие эффективно регулировать температуру воздуха в кабине мобильной с/х машины с минимальными затратами.

1.3. Постановка проблемы, цели работы и задачи научного исследования

Проблема регулирования температуры воздуха в кабинах мобильных с/х машин является важным критерием безопасности и производительности труда работающего в ней человека (механизатора). При более высоких температурах наступает физическое утомление, замедляется реакция оператора, появляются ошибки в управлении. Поддерживать температурный режим в кабине призваны установки регулирования температуры воздуха, большинство из которых на сегодняшний день работают на основе цикла парокомпрессионных установок. Теплота в них поглощается за счет испарения предварительно сжиженного хладагента.

В то же время, испарение, как физический процесс, имеет высокий потенциал при работе системы питания двигателя внутреннего сгорания на СНГ. Данная система широко применяется для питания газом двигателей легковых, грузовых автомобилей и другой техники.

Цель работы: повышение работоспособности водителя путем улучшения условий труда за счет применения установки, позволяющей регулировать температуру воздуха в кабине мобильной с/х машины с обоснование параметров и режимов ее работы.

Объектом исследования данной работы является система регулирования температуры воздуха в кабине мобильных с/х машин.

Предметом исследования являются закономерности процесса регулирования температуры воздуха в кабине мобильных с/х машин.

На основе анализа способов регулирования температуры воздуха можно сформулировать требования, которые должны обеспечивать технология и технические средства, выполняющие эту функцию:

1. Безопасность.

В качестве рабочих веществ нельзя применять токсичные вещества, способные вызвать отравления или нанести какой-либо другой вред при воздействии на организм человека.

2. Эффективность.

Обеспечивать оперативное и в широких пределах воздействие на температуру в кабине, вследствие возможного частого изменения ее значений.

3. Экономичность.

Требовать для своего нормального функционирования минимум потребляемой от двигателя мощности.

4. Экологичность.

Помимо безопасности для организма человека, установка не должна оказывать вредного воздействия на окружающую среду.

5. Ав тономность (адаптивность).

В процессе своей работы требовать минимального вмешательства человека. Это невозможно без реализации обратной связи по температуре, влажности и прочим показателям, с целью автоматического поддержания их значений.

6. Эргономичность.

Бесшумность и компактные размеры, по причине дефицита свободного пространства в кабине.

7. Низкая стоимость.

Содержать как можно меньше дорогостоящих и труднообслуживаемых элементов.

Таким образом, в задачи настоящего исследования включены:

1. На основании известных технических решений и результатов исследований выявить перспективные направления в создании

технологии регулирования температуры воздуха в кабине мобильных с/х машин.

2. Разработать конструкцию установки регулирования температуры воздуха в кабине, позволяющую повысить качество условий труда механизатора.

3. Теоретически обосновать возможность использования явления фазового перехода «жидкость-газ» СНГ для регулирования температуры воздуха в кабине мобильной с/х машины и установить оптимальные параметры работы установки, использующей этот процесс.

4. Разработать технологию улучшения условий труда механизаторов, путем использования установки регулирования температуры воздуха в кабине.

5. Привести экономическое обоснование целесообразности внедрения разрабатываемой технологии и технических средств.

Заключение диссертации по теме «Технологии и средства механизации сельского хозяйства», Гаврилов, Андрей Владимирович

Общие выводы

По результатам исследований можно сформулировать следующие выводы и рекомендации:

1. Современные технологии и технические средства повышения качества условий труда механизаторов не позволяют эффективно регулировать температурный режим в кабине мобильных с/х машин без дополнительных экономических и энергетических затрат. Решить проблему можно разработав технологию и установку регулирования температуры воздуха в кабине без использования дорогостоящего оборудовании и потребления мощности от ДВС.

2. Для улучшения условий труда механизаторов разработана установка регулирования температуры воздуха, состоящая из дополнительного испарителя, монтируемого параллельно основному испарителю штатной системы питания сжиженным газом, дозирующего устройства, определяющего пропускную способность дополнительного испарителя, комплекса датчиков и электронного блока управления. Установка использует для регулирования температуры воздуха энергию испаряющегося в дополнительном испарителе СНГ и позволяет эффективно регулировать температуру воздуха без использования сложного дополнительного оборудования и отбора мощности от ДВС. При этом в кабине поддерживается температурный режим в соответствии с санитарно-гигиеническими нормами.

3. Установлена аналитическая зависимость влияния конструктивно-эксплуатационных параметров установки на эффективность регулирования температуры воздуха в кабине, из которой видно, что наибольшее влияние на температуру воздуха на выходе из установки влияют пропускная способность дополнительного испарителя и производительность вентилятора обдува. Оптимальные параметры работы установки определяются расходом газа и производительностью вентилятора, при которых температура воздуха в кабине достигает максимально быстро своего оптимального значения, и поддерживается на постоянном уровне. Оптимальные значения параметров зависят от ДВС, режима его работы, конструкции кабины и состояния ОС и определяются электронным блоком управления, в основу работы которого положена полученная в результате эксперимента аналитическая зависимость.

4. Разработана технология регулирования температуры воздуха в кабине мобильной с/х машины, предусматривающая двухступенчатое регулирование температуры, при котором для быстрого приведения температуры воздуха к оптимальному значению используется максимальная мощность установки, а для компенсации поступлений тепла в кабину в процессе движения -режим частичной мощности. Примененная схема исключает переохлаждение воздуха в кабине, из-за задержки выравнивания температуры воздуха в объеме кабины. Производственные испытания установки регулирования температуры воздуха в кабине позволили улучшить самочувствия механизаторов в процессе работы, увеличить производительность их труда в среднем на 15% и снизить число аварийных ситуаций на 20 %.

5. Использование разработанной установки позволяет оснастить мобильные с/х машины, работающие на СНГ, установкой регулирования температуры воздуха без дополнительных энергетических затрат и с затратами на переоборудование в 3,5 раза ниже, в сравнении с существующими аналогами.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Гаврилов, Андрей Владимирович, 2012 год

Список литературы

1. Автоматика: автокондиционеры от А до Я [Электронный ресурс] // http:// www.nrf.ru

2. Ананьев В.А., Балуева Л.Н., Гальперин А.Д. Системы вентиляции и кондиционирования. Теория и практика,- М.: Евроклимат, 2001. - 416 с.

3. Ананьев В.А., Седых И.В. Холодильное оборудование для современных центральных кондиционеров. М.: Евроклимат, 2001. - 96 с.

4. Афонин С. В. Газовое оборудование автомобилей. Легковые, грузовые. Устройство, установка, обслуживание. Практическое руководство. «ПОНЧиК», 2001.-44 с.

5. Ахметов Л.Д., Корнев Е.В., Ситшаев Т.З. Автомобильный транспорт и охрана окружающей среды. - Ташкент: Мехнат, 1990. - 216 с.

6. Бабакин Б.С., Стефанчук В.П., Ковтунов Е.Е. Альтернативные хладагенты и сервис холодильных систем на их основе. - М.: Колос, 2000. -160с.

7. Барабаш В.И., Шкрабак B.C. Психология безопасности труда: учеб. пособие. - СПб.: СПбГАУ, 1996. 346 с.

8. Баркалов Б.В., Карпис Е.Е Кондиционирование воздуха в промышленных, общественных и жилых зданиях. - М.: Стройиздат, 1982. -273с.

9. Белов С.В Безопасность жизнедеятельности / C.B. Белов, A.B. Ильницкая, А.Ф. Козьяков и др. М.: Высшая школа, 2007. - 616 с.

10. Блох А.Г, Журавлев Ю.А., Рыжков Л.П. Теплообмен излучением: Справочник. - М.: Энергоатомиздат, 1991. - 432 с.

11. Блохин В.Г. Современный эксперимент: подготовка, проведение, анализ результатов / В.Г. Блохин, А.И. Гуров, О.П. Глудкин и др. / Под ред. О.П. Глудкина - М.: Радио и связь, 1997. - 232 с.

12. Бобров ЮЛ. Теплоизоляционные материалы и конструкции: Учебник для средних профессионально-технических учебных заведений / Ю. Л. Бобров, Е.Г. Овчаренко, М.Б. Шойхет и др. - M.: ИНФРА-М, 2003. - 268 с.

13. Богданов С.П., Иванов О.П., Куприянова A.B. Холодильная техника. Свойства веществ. Справочник. - Д.: Машиностроение, 1976. - 168 с.

14. Богословский В.II. Строительная теплофизика. - М.: «Высшая школа», 1970.- 375 с

15. Богословский В.Н., Кокорин О.Я., Петров JI.B. Кондиционирование воздуха и холодоснабжение. - М.: Стройиздат, 1985. - 369 с.

16. Боксерман Ю.И., Мкртчан Я.С., Чириков К.Ю. Перевод транспорта на газовое топливо. - М.: Недра, 1988. - 220 с.

17. Бондарь Е.С. Автоматизация систем вентиляции и кондиционирования воздуха. Учеб. Пособие / Е.С. Бондарь, A.C. Гордиенко, В.А. Михайлов, Г.В. Нимич. Под общ. ред. Е.С. Бондаря. - К.: TOB "Видавничий будинок "Аванпост-Прим", 2005. - 560 с.

18. Боровков B.C., Майрановский Ф.Г. Аэрогидродинамика систем вентиляции и кондиционирования воздуха. - М.: Стройиздат, 1978. - 194 с.

19. Бриганти А. Руководство по техобслуживанию холодильных установок и установок для кондиционирования воздуха. - М.: Евроклимат, 2004. - 314 с.

20. Бурцев С.И. Монтаж, эксплуатация и сервис систем вентиляции и кондиционирования воздуха: Учебн.-справ, пособие / С.И. Бурцев, A.B. Блинов, Б.С. Востров и др.: Под общ. ред. проф. В.Е. Минина. - Спб.: Профессия, 2005. -376 с.

21. Бурцев С.И., Цветков Ю.Н. Влажный воздух. Состав и свойства: Учеб. Пособие. - СПб.: СПбГАХПТ, 1998. - 146 с.

22. Быков A.B., Калнинь И.М., Крузе A.C. Холодильные машины и тепловые насосы. - М.: Агропромиздаг, 1988. - 224 с.

23. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. - М.: Физматгиз, 1963. - 721 с.

24. Васильев К).II., Гриценко А.И., Золотаревский Л.С. Транспорт на газе. -М.: Недра, 1992. - 342 с.

25. Вигдорчик Д. Я., Северинец Г.Н., Стаскевич H.JI. Справочник по газоснабжению и использованию газа. - Л.: Недра, 1990. - 762 с.

26. Виглеб Г. Датчики / Пер. с нем. М. А. Хацериова. - М.: Мир, 1989. - 196с.

27. Волгин С.П., Игнатов А.П. Автомобили ВАЗ-2110, ВАЗ-2111, ВАЗ-2112. Руководство по эксплуатации, ТО и ремонту. - М.: Ливр, 1998

28. Воронец Д.А., Козич Д.И. Влажный воздух: Термодинамические свойства и применение. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 136 с.

29. Гаврилов A.B., Дмитриев П.В. Использование потенциальных возможностей сжиженного газа при работе мобильных энергетических средств в условиях повышенных температур // Вавиловские чтения-2010. Материалы межд. науч.-практ. конф. в 3 томах. - Саратов: изд-во КУБИК, 2010. - Т. 3. - С. 448-449.

30. Гаврилов A.B., Дмитриев Н.В. Исследование возможностей сжиженного газа для снижение температуры воздуха в салоне автомобиля // Материали за 7-а международна практична конференция, "Найновите постижения на европейската наука". - 2011. - т. 38. - София: "Бял ГРАД БГ". - С. 21-24.

31. Гаврилов A.B., Дмитриев Н.В. Система кондиционирования воздуха в салоне автомобиля // Сельский механизатор. - 2009. - №6. - С. 38-39.

32. Гаврилов А.К., Певнев П.Г., Бухаров J1.H. Газобаллоное оборудование автомобилей. - М.: Недра, 1991.-141 с.

33. Галимова Л.В. Абсорбционные холодильные машины. - Астрахань: АГТУ, 1997. - 226 с.

34. Геращенко С. А., Федоров В. Г. Тепловые и температурные измерения. Справочное руководство. - Киев.: Наукова думка, 1965. - 170 с.

35. Гнездилов П.Г., Голубев И.Ф. Вязкость газовых смесей. - М.: Издательство стандартов, 1971. - 329 с.

36. Голубков Б. IL, Пятачков А. И., Романова Т. М. Кондиционирование воздуха, отопление и вентиляция. - М.: Энергоиздат, 1982. - 232 с.

37. Гольдблат И.И., Колубаев Е.Д., Самоль Н.П. О токсичности автомобильных двигателей, работающих на газовом топливе // Автомобильная промышленность. 1972. - № 4. - С. 5-7.

38. Горлов Ю.П., Меркин А.П., Устенко A.A. Технология теплоизоляционных материалов: Учебник. - М.: Стройиздат, 1990. - 399 с.

39. ГОСТ 12.1.005-88. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны. - Взамен ГОСТ 12.1.005-76; Введ. 01.01.1989. - М.: ИПК Изд-во стандартов, 2002. - 71 с.

40. ГОСТ 20448-90. Газы углеводородные сжиженные топливные для коммунально-бытового потребления. Технические условия. - Взамен ГОСТ 20448-80; Введ. 01.01.1992. - М.: ИПК Изд-во стандартов, 2000. - 12 с.

41. ГОСТ 27578-87. Газы углеводородные сжиженные для автомобильного транспорта. Технические условия. - Введ. 01.07.88. - М.: ИПК Изд-во стандартов, 2000. - 10 с.

42. Готра 3. Ю., Чайковский О. И. Датчики. Справочник. - Львов: Каменяр, 1995.- 312 с.

43. Гусаров А.П., Вайсблюм М.Е., Соколов М.Г. Газ как средство обеспечения требований "Евро-2" // Автомобильная промышленность. 1997. -№11. - С. 27-29.

44. Гусев В.М. Теплотехника, отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха / В.М. Гусев, Н.И. Ковалев, В.П. Попов др. - Л: Стройиздат, 1981. -343с.

45. Дейч М.Е. Техническая газодинамика. - 2-е изд., перераб. и доп. - Л. Госэнергоиздат, 1961. - 549 с.

46. Джексон Р.Г. Новейшие датчики / Пер. с англ. В. В. Лучинина. - М.: Техносфера, 2008. - 384 с.

47. Дубовкин II.Ф. Справочник по теплофизическим свойствам углеводородных газов и продуктов их сгорания. - Л.: Госэнергоиздат, 1962. -288 с.

48. Ермаков СМ., Жиглявский A.A. Математическая теория оптимального эксперимента: Учебное пособие. - М.: Наука, 1987. - 320 с.

49. Ерохов В. И. Легковые газобаллонные автомобили: Устройство, переоборудование, эксплуатация, ремонт. - М.: ИКЦ «Академкнига», 2003. -240 с.

50. Ждановский B.C. Бестормозные испытания тракторных двигателей. - М.: Машиностроение, 1966. 176 с.

51. Ждановский B.C., Николаенко A.B. Надежность и долговечность автотракторных двигателей. 2-е изд., нерераб. и доп. - Л.: Колос (Ленинградское отд-ние), 1981.-295 с.

52. Жукаускас A.A. Конвективный перенос в теплообменниках. - М.: Наука, 1982. - 472 с.

53. Зограф И. А., Новицкий П. В. Оценка погрешностей результатов измерений. - 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Энергоатомиздат, 1991. - 248 с.

54. Золотницкий В.А. Новые газотопливные системы автомобилей. - М.: Издательский Дом Третий Рим, 2005 г. - 64 с.

55. Зотов Б. И., Курдюмов В. И. Безопасность жизнедеятельности на производстве. - М.: Колос, 2000. - 432 с.

56. Идельчик И. Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям / Под ред. М. О. Штейнберга. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1992.

- 672 с.

57. Ильярский О.И., Удалов П.П. Термоэлектрические элементы. - М.: Энергия, 1970. - 72 с.

58. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел A.C. Теплопередача. Учебник для вузов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергия, 1975. - 488 с.

59. Калиниченко A.B., Уваров FI.В., Двойников В.В. Справочник инженера по контрольно-измерительным приборам м автоматике: Учебн.-практ. Пособие / Под ред. A.B. Калиниченко. - М.: "Инфра-Инженерия", 2008. - 576 с.

60. Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. -М.: «Химия», 1971. - 784 с.

61. Касаткин A.C. , Немцов М.В. Электротехника. - М.: Высшая школа, 2002.

- 532 с.

62. Кленников Е.В., Мортиров O.A., Крылов А.Ф. Газобаллонные автомобили: техническая эксплуатация. - М.: Транспорт, 1986. 175 с.

63. Кокорин О. Я. Современные системы кондиционирования воздуха. - M.: Издательство физико-математической литературы. 2003. - 272 с.

64. Коляда В. В. Кондиционеры. - М.: Солон-Р, 2002. - 240 с.

65. Коляда В.В, Лепаев Д.А. Ремонт холодильников. - М.: Солон-Р, 2000. -432 с.

66. Котюк А. Ф. Датчики в современных измерениях. - М: Радио и связь, 2006. - 274 с.

67. Кошкин H.H., Сакун И.А., Бамбушек Е.М. Холодильные машины. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1985,- 510 с.

68. Крамарухин 10. Е. Приборы для измерения температуры,- М.: Машиностроение, 1990. - 208 с.

69. Кремлевский ГШ. Расходомеры и счетчики количества веществ: Справочник: Кн. 1,2.- 5-е изд. перераб. и доп. - Спб.: Политехника, 2002. -409с.

70. Куличенко В.Р. Справочник по теплообменным расчетам. - К.: Тэхника, 1990. - 165 с.

71. Курылев B.C., Оносовский В.В., Румянцев К).Д. Холодильные установки.

- Спб.: Политехника, 1999. - 576 с.

72. Кэйс В.М., Лондон А.Л. Компактные теплообменники / Пер. с англ. В.Г. Баклановой. - М.: Госэнергоиздат, 1962. - 224 с.

73. Литвиенко В.В., Майструк А.Г1. Автомобильные датчики, реле и переключатели. Краткий справочник. - М.: За рулем, 2007. - 176 с.

74. Лэнгли Б.К.Холодильная техника и кондиционирование воздуха. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. - 480 с.

75. Магарил Е.Р. Экологические свойства моторных топлив. - Тюмень, ТюмГНГУ, 2000,- 171 с.

76. Михайлов М.В., Гусева C.B. Микроклимат в кабинах мобильных машин.

- М.: Машиностроение, 1977. - 230 с.

77. Михеев М. А., Михеева И. М. Основы теплопередачи. Изд. 2-е, стереотип. М„ «Энергия», 1977. - 344 с.

78. Морев А.И. Газобаллонные автомобили: Справочник / А.И.Морев, В.И.Ерохов, Б.А.Бекетов и др. - М.: Транспорт, 1992. - 175 с.

79. Морозюк Т.В. Теория холодильных машин и тепловых насосов. - Одесса: Студия "Негоциант", 2006. - 712 с.

80. Мухин В. С., Саков И. А. Приборы контроля и средства автоматики тепловых процессов. - М.:Высшая школа, 1988. - 231 с.

81. Налимов В.В. Теория эксперимента. - М.: Наука, 1971. - 207 с.

82. Налимов В.В., Чернова H.A. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов. - М.: Наука, 1965. - 340 с.

83. Нефедов С.В. Техника автоматического регулирования в системах вентиляции и кондиционирования воздух. -2-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1984. - 328 с.

84. Николаенко A.B. Теория, конструкция и расчет автотракторных двигателей. 2-е изд., перераб. и доп. -- М.: Колос, 1992. - 414с.

85. Нимич Г.В., Михайлов В.А., Бондарь Е.С. Современные системы вентиляции и кондиционирования воздуха. - Минск: TOB "Видавничий будинок "Аванпост-Прим", 2003. - 640 с.

86. Новицкий Л.А., Кожевников И.Г. Теплофизические свойства материалов при низких температурах. Справочник. - М.: Машиностроение, 1975. - 216 с.

87. Орлина A.C., Круглова М.Г. Двигатели внутреннего сгорания. Теория поршневых и комбинированных двигателей. - М.: Машиностроение, 1983. -372с.

88. Павлова H.H. Экология транспорта: Учебник для вузов. - М.: Транспорт, 2000. - 248 с.

89. Пат. RU 2290575 С1 РФ, МПК F25B21/02. Установка для охлаждения и нагрева воздуха.

90. Пат. RU 2290575 С1 РФ, МПК F25B21/02. Установка для нагрева и охлаждения воздуха.

91. Пат. Яи 2384715 С1 РФ, МПК Р02В43/00. Система питания автомобиля на сжиженном газе.

92. Пат. Ли 40396 Ш РФ, МПК Р02В 43/02.Система питания автомобиля на сжиженном газе.

93. Пат. яи 70481 Ш РФ, МПК В60Н 1/00. Система газобаллонного оборудования автомобиля с возможностью кондиционирования внутрисалонного воздуха.

94. Пат. Яи 83293 Ш РФ, МПК Р02В43/02. Система питания автомобиля на сжиженном газе.

95. Певнев Н.Г. Техническая эксплуатация газобаллонных автомобилей: Учебное пособие. - Омск, ОМПИ, 1993,- 182 с.

96. Перри Д. Справочник инженера-химика, т.2. - М.: "Химия", 1969. - 640 с.

97. Покровский Г.II. Электроника в системах подачи топлива автомобильных двигателей. 3-е изд. перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1990. - 176 с.

98. Пребраженский В. П. Теплотехнические измерения и приборы. - М:. Энергия, 1978. - 704 с.

99. Протасов В.Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России: Учебное и справочное пособие. 2-е изд. - М.: Финансы и статистика, 2000. -672с.

100. Пушняков И.К., Свистунов В.М. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха объектов агропромышленного комплекса и жилищно-коммунального хозяйства: Учебник для вузов. - 2-е изд. - Спб.: Политехника, 2007. - 423 с.

101. Райков И. Я. Испытания двигателей внутреннего сгорания. - М.: Высшая школа, 1975. 320 с.

102. Резник Л.Г. Ромалис Г.М., Чарков С.Т. Эффективность использования автомобилей в различных условиях эксплуатации. - М.: Транспорт, 1989. -128 с.

103. Рид Р. Свойства газов и жидкостей: Справочное пособие / Пер. с англ. под ред. Б.И. Соколова,- 3-е изд., перераб. и доп.- Л.: Химия, 1982,- 592с.

104. Рубинович Jl.Д. Изготовление и монтаж трубопроводов и охлаждающих приборов холодильных установок. - М.: Пищевая промышленность, 1966. - 232 с.

105. Сакун И.А. Холодильные машины. - Л.: Машиностроение, 1985. - 510 с.

106. СанПиН 2.24.548-96. Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений: Санитарные правила и нормы. - М.: Информационно-издательский центр Минздрава России, 1997. - 13 с.

107. СанПиН 4616-88. Санитарные правила по гигиене труда водителей автомобилей. - М.: Информационно-издательский центр Минздрава России, 2006. - 10 с.

108. Сафонов A.C. Автомобильные топлива./ A.C. Сафонов, А.И.Ушаков, И.В.Чечкенев. - СПб.: Н11ИКЦ, 2002. - 264 с.

109. Сергеев А.Г. Метрологическое обеспечение автомобильного транспорта. -М.: Транспорт, 1988. - 247с.

110. Стильбанс Л.С. Физика полупроводников,- М.: Наука, 1967,- 496 с.

111. Стомахина Г.И. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха: Справочнрое пособие / И.И. Бобровицкий, Е.Г. Малявина, И.Г. Стомахина и др.: Под. ред. Г.И. Стомахиной. - М.: Пантори, 2003. - 308 с.

112. Тюнин H.A. Современные холодильники. - М.: Солон-Пресс, 2008. - 96 с.

113. Хансуваров К. И., Цейтлин В. Г. Техника измерения давления, расхода, количества и уровня жидкости, газа и пара: Учебное пособие для техникумов. -М.: Издательство стандартов, 1990. - 305 с.

114. Хладагенты и их свойства [Электронный ресурс] // http:// www.split-servis.ru

115. Цветков Ф.Ф., Григорьев Б.А. Тепломассообмен. Учебное пособие для вузов. - 2-е изд., испр. и доп. - М.: МЭИ, 2005. - 550 с.

116. Шкрабак В. С., Луковников А. В., Тургиев А. К. Безопасность жизнедеятельности в сельскохозяйственном производстве. - М.: КолосС, 2003. - 512 с.

117. Штернлихт Д.В. Гидравлика. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 640 с.

118. Эдельман А.И. Редукторы давления газа. - М.: Машиностроение, 1980. -167 с.

119. Юренев В.Н., Лебедев П.Д. Теплотехнический справочник. - М.: «Энергия», т. 1, 1976. - 896 с.

120. Якобсон В. Б. Малые холодильные машины. - М.: Пищевая промышленность, 1977. - 368 с.

121. Honeywell [Электронный ресурс] // http:// www.honeywell.com

122. Martorana S. Gli apporti dicalore attraverso be pareti transparenti. -«Termotechnica». - 1961. - T. 15, N 2, c. 21 27.

123. Maxim. Innovation delivered [Электронный ресурс] // http:// www.maxim-ic.com

124. Stephenson D. I. Equations for solar heat gain through windows. - «Solar Energy». - 1965. - T. 9, N 2, c. 65 - 72.