Схемы систем кондиционирования воздуха в пассажирских вагонах ж.Д.Транспорта

Системы кондиционирования воздуха в вагонах ж.д.транспорта выполняются по разным схемам:

- классическая одноканальная с рециркуляцией,

- двухканальная система с камерой смешивания,

- одноканальная многозональная с местными системами регулирования в каждом купе.

Классическая одноканальная схема кондиционирования воздуха в вагонах представлена на рис.16[18,19].

Рисунок 16 Одноканальная схема кондиционирования воздуха в пассажирских вагонах

Наружный воздух через всасывающий заборный патрубок поступает в смесительную камеру, где смешивается с рециркуляционным воздухом. Полученный поток проходит обработку в фильтре, охладителе или подогревателе и по приточному воздуховоду поступает в салон. Отработавший воздух через специальные отверстия в дверях или боковой внутренней стенке выходит из купе в коридор.

Далее через предусмотренные в крыше вагона отверстия вытяжными вентиляторами часть воздуха выбрасывается наружу, а часть вновь поступает в смесительную камеру. Цикл повторяется.

Примером одноканальной системы кондиционирования может служить установка МАБ-II, которой оборудовались купейные пассажирские вагоны.

Двухканальная система кондиционирования представлена на рис.17.

Вентилятор подает воздух по двум каналам, в одном из которых размещен воздухоохладитель, а в другом воздухонагреватель. При двухканальной системе подвод теплого воздуха всегда осуществляется по каналу, расположенному в нижней части кузова вдоль боковой стены, а холодный воздух - под крышей вагона. В этом случае достигается хорошее перемешивание воздуха и более равномерная температура в рабочей зоне.

Рисунок 19 Двухканальная схема кондиционирования воздуха в пассажирских вагонах

Эта схема не получила широкого использования, т.к. она имеет высокую стоимость изготовления и излишне загромождает пространство.

Конструктивно классические системы кондиционирования воздуха в вагонах могут быть выполнены в виде единого блока, а могут быть рассредоточены в конструкции вагона. При этом компрессорно-конденсаторный блок располагается под кузовом, а остальные агрегаты расположены под крышей вагона.

При одноканальной системе обработанный воздух поступает как от начала вагона, так и от его середины, только из потолочного воздуховода.

Двухканальная система с камерой смешивания. В этой схеме в специальном смесительном аппарате смешиваются два потока воздуха: теплого и холодного. При этом появляется возможность индивидуального регулирования температуры воздуха в купе. Недостатки: более высокая стоимость системы, необходимость в дополнительной площади в купе для смесительного устройства. Эта схема также не полила широкого распространения.

Системы кондиционирования с местными доводчиками. В этом случае все аппараты по термовлажностной обработке и перемещению воздуха устанавливаются в каждом купе (сепаратные системы).

Преимущество: возможность индивидуального регулирования параметров воздуха в каждом купе, хорошая взаимозаменяемость аппаратов, снижение аэродинамических потерь из-за более коротких воздуховодов.

Недостатки: повышенные капитальные и эксплуатационные затраты, снижение поступления наружного воздуха, сокращение полезного объема купе.

Как видно из таблицы, система кондиционирования, разработанная для перспективного вагона, может быть использована и для электропоездов пригородных, областных и междугородних перевозок.

Завод ОАО "ДоКон" (Домодедовский машиностроительный завод "Кондиционер") предлагает кондиционеры для головного и прицепных (пассажирских) вагонов электроподвижного состава транспортных систем. Ниже приведены технические характеристики этих кондиционеров (табл.18)

Таблица 18 - Технические характеристики кондиционеров для электроподвижного состава РЖД завода "ДоКон"

Кондиционеры "ДоКон" можно устанавливать по два на вагон. В этом случае общая холодопроизводительность системы составит 24-30 кВт, что отвечает требованиям пригородного транспорта.

Рисунок 19 Cхема установки кондиционера CHKL-5(01) на электровозе ЧС-4Т

1 - забор наружного воздуха, 2 - воздухораспределитель, 3 - нагревательные элементы, 4 - термостат, 5 - рукава для подвода воздуха, 6 - расширительный клапан, 7 - сопла, 8 - испаритель, 9 - канал рециркуляционного воздуха,

10 - защитный выключатель, 11 - вентилятор рециркуляционного воздуха, 12 - электродвигатель, 13 - выход воздуха наружу, 14 - конденсатор, 15 - затвор от попадания снега, 16 - распределительный канал.

Воздух для вентиляции и охлаждения забирался в лобовой части локомотива. Раздача воздуха в кабине производилась в пульте машиниста.

Таблица 19 - Характеристики кондиционера СHKL-5(01)

Испытания показали хорошие результаты:

снижение температуры воздуха в кабине составило 12^оС.

Достоинства:

- высокая надежность,

- большой запас мощности.

Недостатки:

- отсутствие на тот момент базы для обслуживания и ремонта кондиционеров в депо Россошь.

На базе Людиновского тепловозостроительного завода в 1999 году были произведены испытания фреонового кондиционера HVAC-2109200 (Германия) для кабины машиниста тепловоза российско-американского производства ТЭРА1-002. Паспортная мощность в режиме охлаждения - 6,5 кВт, кондиционер установлен моноблоком на крыше кабины.

При наружной температуре 32^оС снижение температуры в кабине составило 11^оС, относительная влажность 65%. Особенностью этого кондиционера было то, что охлажденный воздух подавался через восемь подающих решеток в отличие от трех в отечественных локомотивах. В результате равномерность распределения температур по кабине была очень высокой и не превышала 1^оС как по высоте, так и по ширине кабины.

В июне 2001 года на базе экспериментального кольца ВНИИЖТ были проведены испытания фреонового кондиционера ККМЭ-3,8 по лицензии Samsung (Россия, г.Электросталь) холодопроизводительностью 3,55 кВт, установленного в кабине электропоезда ЭД-6. Испытания показали, что установка конденсатора под крышей вагона за задней стенкой кабины машиниста, приводила к отключению кондиционера из-за перегрева конденсатора. При наружной температуре 23,6^оС снижение температуры в кабине составило 9,5 ^оС.

В дальнейшем эта ситуация была исправлена путем использования люка в крыше.

В 1986 году были проведены испытания термоэлектрического кондиционера БТК-1,25-Э110 мощностью 1,25 кВт научно-производственного объединения "Квант" на электровозе ВЛ80СМ в ВЭЛНИИ (Новочеркасск), которые показали неудовлетворительные результаты.

Затем в 2001 году на базе ВНИТИ были проведены испытания кондиционера БТК-3,0-Э110 мощностью 1,9 кВт, которые показали хороший результат: при температуре в камере 35^оС снижение температуры в кабине составило 13,5^оС.

Характристики кондиционера БТК-4,0 Т 110К НПО "Квант" приведены в табл.20,[27].

Таблица 20 - Характеристики термоэлектрического транспортного кондиционера БТК-4,0 Т 110К НПО "Квант"

В связи с особенностями термоэлектрических кондиционеров (большой вес) использовать их на вагонах проблематично. Но для малых помещений - кабин - они вполне подходят.

ООО "Термоинтех" (Россия, Москва, Роснано) предлагает термоэлектрические кондиционеры для всех видов колесного и рельсового транспорта для охлаждения и обогрева кабин машинистов, кабин подъемных кранов, лифтов, кабин и КУНГов (табл.21,[28]).

Таблица 21 - Характеристики термоэлектрических кондиционеров "Термоинтех"

В таблице 22 приведены основные характеристики кондиционеров для кабин машинистов локомотивов. Холодопроизводительность кондиционеров составляет от 3 до 6,5 кВт, при этом снижение температуры воздуха в кабинах составляет от 6,5 до 14^оС.

Некоторые кондиционеры имеют и функцию обогрева: CHKL,

HVAC, а также термоэлектрические кондиционеры БТК и ТЭСК.

Таблица 22 - Кондиционирующие установки для кабин локомотивов