СИСТЕМА ВЕНТИЛЯЦИИ ПАССАЖИРСКОГО ВАГОНА С АВТОНОМНЫМ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕМ

Полезная модель относится к железнодорожному вагоностроению и может найти применение при создании пассажирских вагонов для перевозки пассажиров в регионах с преимущественным преобладанием солнечных дней.
Как правило, для регионов с преимущественным преобладанием солнечных дней для пассажиров свойственна проблема дискомфорта на время посадки в поезд и некоторый период времени после его отправления. Это связано с тем, что под действием солнечного излучения и высокой температуры в летний период помещения пассажирского вагона, находившегося в отстое, сильно нагреваются. При этом системы дополнительной вентиляции, не имеющие подвода внешнего источника электропитания для создания регламентированного диапазона температур согласно санитарно-гигиеническим требованиям в помещении вагона перед подачей вагона на посадку пассажиров, либо отсутствуют, либо малоэффективны и дорогостоящи.
Работа известных централизованных систем вентиляции воздуха помещений вагона осуществляется только во время движения поезда, что связано с источниками питания вагонов. Например, система электроснабжения с вагоном-электростанцией, где на вагонах имеется только аккумуляторная батарея небольшой емкости. Для зарядки аккумулятора в состав поезда включают специальный вагон с генераторными установками. Для подачи электроэнергии от вагона-электростанции к каждому вагону на таких поездах предусматривается подвагонная магистраль.
Централизованная высоковольтная система питания, которая используется, в частности, на скоростных поездах «Невский экспресс», «Красная стрела» и «Столичный экспресс», содержит подвагонный блок электроснабжения с преобразователями. Питание, поступающее от электровоза, преобразуется в переменный ток и понижается до необходимого уровня.
Собственными источниками электрической энергии в вагонах с автономным энергоснабжением являются электромашинные генераторы с приводом от оси колесной пары и аккумуляторные батареи. При движении поезда питание потребителей, в том числе и аккумуляторной батареи, производится от генератора. У большинства пассажирских вагонов генератор начинает работать при устойчивой скорости около 35 км/ч. Если скорость движения меньше, то питание осуществляется от аккумуляторной батареи. (ВАГОНЫ. Под ред. Л.Д.Кузьмича, М., «МАШИНОСТРОЕНИЕ», 1978, с.284-291 - прототип).
Таким образом, недостатком прототипа, как и известных централизованных систем вентиляции воздуха помещений вагона, является их функционирование только во время движения локомотива, в связи с чем после выдачи вагона с пункта отстоя в летний период в регионах с жарким климатом пассажиры оказываются в дискомфортных условиях, связанных с перегревом вагона.
Возможность отвода избыточного тепла в известных автономных системах вентиляции вагона появляется только после включения системы кондиционирования воздуха от генератора (в некоторых случаях происходит через 3-4 часа после достижения устойчивой скорости) или, как в прототипе, от аккумуляторной батареи. Заряда батареи согласно заявленным характеристикам должно хватить не более чем на 2 часа работы кондиционера, но реально - гораздо меньше, так как она должна также осуществлять и другие свои основные функции (освещение, питание систем вагона и прочее). Возможен вариант подачи вагона с частично или полностью разряженной аккумуляторной батареей, заряд которой осуществляется генератором. При этом варианте предварительного охлаждения вагона проявляются и другие основные недостатки автономной системы вентиляции - низкий коэффициент полезного действия, высокая стоимость электроэнергии - в 5-10 раз выше, чем при централизованном электроснабжении от локомотива или вагона-электростанции.
Задачей, решаемой заявленной полезной моделью, является создание комфортных условий, преимущественно в регионах с жарким климатом, для пассажиров поезда после длительного отстоя вагона перед его подачей на посадку до включения централизованной системы вентиляции пассажирского вагона.
Решение указанной задачи достигается тем, система вентиляции пассажирского вагона, содержащая централизованную систему вентиляции, в отличие от прототипа снабжена системой дополнительной вентиляции, включающей подключенные к центральному процессорному устройству приточный и вытяжной вентиляторы, соединенные с аккумуляторными батареями, связанными с фотоэлектрическими генераторами, установленными на крыше вагона, и с контроллерами.
Решение указанной задачи решается также тем, что:
- приточный вентилятор установлен в конце вагона, а вытяжной - в противоположном конце вагона;
2
- мощность, отдаваемая фотоэлектрическим генератором, составляет не менее 150 Вт с 1 м.
Использование солнечной энергии экономически целесообразно именно для регионов с преимущественным преобладанием солнечных дней, что позволяет получить значительную экономию по времени и энергозатратам на достижение требуемого комфорта пассажиров путем установления регламентированного диапазона температур согласно санитарно-гигиеническим требованиям во внутривагонных помещениях до включения централизованной системы вентиляции пассажирского вагона, осуществляемой при движении поезда.
На чертеже представлена принципиальная схема системы дополнительной вентиляции пассажирского вагона.
Система дополнительной вентиляции пассажирского вагона 12 содержит автономное энергоснабжение, в качестве которого использованы фотоэлектрические генераторы 1 и 4, контроллеры 2 и 5, резервные аккумуляторные батареи 3 и 6, которые подключены к соответствующим вентиляторам, например, приточному вентилятору 10 или вытяжному - 11 и регулируются с помощью выключателей 7 и 8 через ЦПУ 9.
Система функционирует следующим образом. Контроллеры 2 и 5 определяют уровень заряда, соответственно, аккумуляторной батареи 3 и 6 для приточного 10 или вытяжного вентилятора 11 и при необходимости осуществляют их зарядку (подзарядку), а управление режимами работы приточного и вытяжного вентилятора осуществляет ЦПУ 9. С помощью приточного вентилятора наружный воздух через систему рециркуляции принудительно подается во все внутренние помещения вагона. С помощью вытяжного вентилятора воздух принудительно забирается с другой стороны вагона.
Таким образом, решение поставленной задачи осуществляется благодаря дополнительной системе принудительной приточно-вытяжной вентиляции, питание которой обеспечивает автономный источник энергоснабжения, в качестве которого используют фотоэлектрические генераторы, установленные на крыше вагона, то есть решена задача повышение уровня комфорта для пассажиров поезда, преимущественно в регионах с жарким климатом, на время их нахождения в вагоне до отправления поезда.