УСТАНОВКА ДЛЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОЗДУХА В ВАГОНАХ МЕТРОПОЛИТЕНА
AIR DISINFECTION DEVICE FOR UNDERGROUND RAILWAY CARRIAGES

Изобретение относится к средствам для обеззараживания воздуха пассажирских вагонов с помощью бактерицидного ультрафиолетового (УФ) излучения и может быть использовано для наземного и подземного транспорта, преимущественно для поездов метрополитена.
Известна установка кондиционирования воздуха пассажирского железнодорожного (ж/д) вагона, которая состоит из холодильной машины компрессионного типа, фильтров очистки воздуха, устройств подвода наружного и рециркуляционного воздуха, регулировочных заслонок, камеры смешения потоков наружного и рециркуляционного воздуха, устройств распределения воздуха из нагнетательного воздуховода по пассажирским помещениям, устройств удаления воздуха из вагона, источника электропитания. В каналах воздушного тракта системы вентиляции установлены обеззараживающие приборы ультрафиолетового (УФ) облучения, которые подключены к источнику электропитания. Обеззараживающие приборы могут быть установлены в потоке рециркуляционного воздуха за фильтром очистки до входа воздуха в воздухоохладитель или вентилятор, или в потоке наружного воздуха за фильтром очистки до входа воздуха в воздухоохладитель или вентилятор, или установлены в потоке смеси наружного и рециркуляционного воздуха за фильтром очистки до входа воздуха в воздухоохладитель или вентилятор, или установлены в нагнетательном воздуховоде до устройств распределения воздуха по пассажирским помещениям, или во всех перечисленных местах одновременно. Однако обеззараживание всего потока воздуха нерационально и требует больших энергозатрат для обеспечения требуемой дозы УФ облучения (патент РФ №2278794, B61D 27/00, 2004 г.).
Известна установка для обеззараживания воздуха УФ излучением в системах вентиляции и кондиционирования ж/д транспорта, принятая за прототип полезной модели. Установка состоит из корпуса, имеющего входное и выходное окно для воздуха, внутри которого посредством виброгасящих элементов закреплена бактерицидная УФ лампа. Входное окно закрыто защитной решеткой, собранной из покрытых слоем фотокатализатора профильных элементов. Решетка предотвращает выход УФ излучения наружу и дополнительно очищает воздух в процессе фотокатализа. Установка встраивается в рециркуляционный канал системы вентиляции и кондиционирования воздуха пассажирского вагона. В системе воздухоснабжения железнодорожного пассажирского вагона предусмотрено то, что свежий воздух забирается в воздухораспределительную систему вагона снаружи и затем распределяется по купе. После контакта с людьми поток воздуха, инфицированного микроорганизмами, поступает из вагона через входное окно в зону УФ облучения, где после взаимодействия с фотокатализатором и под действием бактерицидного излучения УФ ламп, обеззараживается и очищается для рециркуляции и повторного использования. Обеззараженный воздух удаляется затем через выходное окно и с помощью вентилятора кондиционера снова подается в купе вагона. В качестве источника бактерицидного УФ излучения используются мощные безозоновые газоразрядные амальгамные лампы низкого давления (полезная модель РФ №78074, A61L 2/10).
Недостатком известной установки является то, что область ее использования ограничена санитарными требованиями к воздухообеспечению пассажирского ж/д транспорта, система воздухоснабжения которого основана на том, что в нее изначально поступает чистый наружный воздух и обычно имеется канал рециркуляции, что позволяет ограничиться обеззараживанием только рециркуляционного воздуха.
В основу предлагаемого изобретения положена задача создания установки для эффективного обеззараживания в системах вентиляции и кондиционирования таких транспортных средств, где приток чистого воздуха осуществляется из ограниченного пространства - например для вагонов поездов метро, находящихся в тоннеле.
Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, заключается в осуществлении возможности обеззараживания воздуха в вагонах метрополитена, а также снижении энергозатрат на процесс обеззараживания.
Указанный технический результат достигается тем, что, в установке для обеззараживания воздуха пассажирского вагона, содержащей корпус, в котором, посредством виброгасящих элементов закреплена бактерицидная УФ лампа, и средство защиты от выхода УФ излучения, согласно изобретению корпус выполнен открытым сверху с углублением, бактерицидная УФ лампа расположена в углублении таким образом, что между углублением корпуса и лампой имеется зазор, а под лампой снизу на корпусе закреплена съемная крышка, установленная с возможностью прохождения воздуха между корпусом и крышкой, которая, наряду с углублением, используется в качестве средства защиты от выхода УФ излучения.
На верхнюю поверхность корпуса нанесен звукопоглощающий слой, зафиксированный на корпусе при помощи решетки, а на его нижнюю поверхность - слой виброгасящего материала. Край корпуса имеет наклон вниз.
На фиг.1 и 2 показаны виды установки для обеззараживания воздуха вагонов метрополитена сверху и сбоку (в разрезе), а на фиг.3 - вид снизу. Корпус 1 установки выполнен открытым сверху и имеет углубление 2, образованное за счет изгиба стенки корпуса по всей его ширине. Бактерицидная УФ лампа 3, закрепленная на вибродемпфирующих элементах 4, расположена в углублении корпуса, благодаря чему предотвращается выход УФ излучения в пассажирский салон и в кондиционер. Между лампой и корпусом имеется зазор 5 для прохождения потока воздуха под лампой. Один из краев 6 корпуса имеет частичный наклон 7 вниз для обеспечения плавного расширения воздушного канала. Снизу лампа закрыта съемной крышкой 8, прикрепленной к корпусу таким образом, чтобы между корпусом и крышкой мог проходить поток воздуха.
Сверху на корпус нанесен звукопоглощающий слой 9, прижатый к корпусу защитной решеткой 10. Слой выполнен из материала, устойчивого к УФ излучению. Снизу на корпус нанесен слой 11 вибродемпфирующего материала.
Устройство работает следующим образом. Установка встраивается в воздушный канал в прикрышевом пространстве метровагона на выходе из кондиционера таким образом, чтобы УФ лампа была ориентирована перпендикулярно потоку обрабатываемого воздуха, а край корпуса, имеющий наклон вниз, был удален по ходу потока от входа обрабатываемого воздуха. Работой УФ лампы управляет отдельно установленный пускорегулирующий аппарат (ЭПРА), соединенный с ней посредством кабеля. Габариты установки составляют примерно 600×900×120 мм, блока ПРА - 270×105×62 мм. В качестве источника бактерицидного излучения используется газоразрядная амальгамная лампа низкого давления мощностью 170 Вт. Поток воздуха, проходя по воздуховоду, подвергается воздействию бактерицидного излучения с длиной волны 254 нм и обеззараживается. Благодаря тому, что лампа находится в углублении, она не переохлаждается проходящим потоком воздуха, интенсивность ее излучения не снижается и постоянно обеспечивает требуемую для эффективного обеззараживания дозу УФ излучения. Кроме того, такое положение лампы защищает от выхода УФ излучения в салон и кондиционер.
Наличие зазора между лампой и корпусом, а также крышкой и корпусом, позволяет потоку воздуха свободно проходить под установкой, что обеспечивает равномерное распределение обеззараженного воздуха во всех зонах пассажирского салона.
Выполнение края корпуса с наклоном позволяет плавно увеличивать сечение канала для прохождения воздуха через установку, за счет чего существенно снижаются потери напора и уровень аэродинамического шума. Снизу лампа закрыта закрепленной на корпусе крышкой, которая не позволяет УФ излучению проходить в пассажирский салон и кондиционер. Крышка установлена таким образом, что имеется возможность для прохождения воздуха между корпусом и крышкой, что обеспечивает равномерное облучение и обеззараживание потока обрабатываемого воздуха как над, так и под лампой.
Затем через вентиляционные отверстия обеззараженный воздух поступает в пассажирский салон, откуда при движении выводится в тоннель, смешиваясь с окружающим воздухом. Далее вентиляторы подают воздух из тоннеля в кондиционер, создавая частичную рециркуляцию воздуха.
Наличие виброгасящего слоя (например, из вибродемпфирующего огнестойкого материала VDF (2,3 мм) ТУ 5772-058-48214265-2007 с покрытием из алюминиевой фольги) и крепление лампы на демпферных элементах позволяет снизить вибрацию, возникающую при движении поезда и воздуха по каналу, передающуюся на элементы устройства до допустимых значений, а звукопоглощающий слой (Материал Supersilika-M2) наряду с конструктивными элементами (наклон края корпуса вниз) снижает потери напора и уровень аэродинамического шума потока воздуха, что повышает комфортность работы установки. Установка удобно размещена в подкрышевом пространстве вагона, а съемная крышка обеспечивает легкий доступ к лампе при техническом обслуживании и замене лампы
Предложенное изобретение позволяет обеспечивать поддержание эпидемиологически безопасного для пассажиров уровня обсемененности воздуха микроорганизмами в соответствии с санитарно-гигиеническими нормами метрополитена при небольших затратах энергии на его обеззараживание.