СИСТЕМА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА ПАССАЖИРСКОГО ВАГОНА

Полезная модель относится к оборудованию железнодорожного транспорта, обеспечивающему комфортные условия пассажиров в вагонах, в частности, к системам кондиционирования воздуха.
Создание комфортных условий достигается сочетанием в определенных пределах температуры, влажности и скорости перемещения воздуха в зоне нахождения пассажиров с учетом воздействия окружающей среды и тепло- и влаговыделений пассажиров.
Уже известны и находятся в эксплуатации купейные пассажирские вагоны с системой кондиционирования воздуха с компрессионной холодильной машиной, включающей компрессорный и конденсаторный агрегаты, воздухоохладитель, осушитель, калорифер, фильтры, вентиляционный агрегат, систему отопления, приборы автоматического регулирования и защиты. Как правило, воздухоохладитель располагается в подкрышевом пространстве вагона, а компрессорный и конденсаторный агрегаты - под вагоном. [1].
Известные системы кондиционирования сложны, имеют большие массо-габаритные характеристики, низкую эксплуатационную надежность и не позволяют осуществлять независимое регулирование параметров воздуха в каждом купе.
Известна также система кондиционирования воздуха пассажирского вагона, содержащая вентиляционную установку и две холодильные компрессионные машины, одна из которых совмещена с вентиляционной установкой и посредством ее воздуховодов обеспечивает первую ступень централизованного охлаждения (нагрева) воздуха в помещениях вагона, а вторая соединена магистралями для теплоносителя с установленными в каждом купе регулируемыми теплообменниками доводчиков [2].
Эта известная система кондиционирования позволяет осуществлять независимое регулирование температуры воздуха в каждом купе, но она сложна и энергоемка, так как содержит два моноблочных кондиционера, каждый со своей компрессионной холодильной машиной.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой полезной модели является система кондиционирования воздуха пассажирского вагона, содержащая расположенные в подкрышевом пространстве кузова вагона моноблочный кондиционер с, по крайней мере, одной холодильной машиной с патрубками всасывания наружного и рециркулируемого воздуха и с патрубками подачи обработанного воздуха в проложенные вдоль вагона два параллельных воздуховода, между которыми установлены узлы покупейной раздачи воздуха, обеспечивающие возможность регулирования соотношения количества подаваемого в купе воздуха из каждого воздуховода [3].
Эта известная система кондиционирования воздуха достаточно проста, надежна и позволяет в некоторых пределах регулировать параметры (температуру) воздуха в каждом купе, но она недостаточно экономична, т.к. осуществляет подачу обработанного воздуха во все купе вагона не зависимо от наличия в них пассажиров, а кроме того подающие обработанный воздух воздуховоды имеют значительную длину, т.к. проложены вдоль всего вагона от одного тамбура до другого.
Технический результат, который может быть получен при использовании заявляемой полезной модели, заключается в повышении экономичности системы кондиционирования путем прекращения подачи обработанного воздуха в незанятые пассажирами купе и снижения потерь за счет сокращения длины воздуховодов.
Для достижения указанного результата в системе кондиционирования воздуха, содержащей расположенный в подкрышевом пространстве вагона моноблочный кондиционер с, по крайней мере, одной холодильной машиной, с патрубками всасывания наружного и рециркулируемого воздуха и с патрубками подачи обработанного воздуха в проложенные вдоль вагона два параллельных воздуховода, между которыми расположены узлы покупейной подачи воздуха, предлагается каждый узел покупейной подачи воздуха выполнить в виде камеры смешения, сообщающейся через входные патрубки с каждым из воздуховодов и через выходной патрубок с каналами для подачи воздуха в купе и к пассажирским местам, при этом в каждом входном патрубке каждого узла предлагается установить управляемую заслонку.
Каждая управляемая заслонка связана с приводом ее перемещения, например, электрическим.
Для более равномерного смешения поступающих из воздуховодов потоков воздуха в каждой камере смешения могут быть установлены отклоняющие поток лопатки.
Моноблочный кондиционер расположен в центральной части подкрышевого пространства вагона относительно его продольной оси, а воздуховоды направлены в обе стороны от него к тамбурам вагона.
Один из возможных вариантов конструкции полезной модели представлен на прилагаемых чертежах.
На фиг.1 представлена схема размещения системы кондиционирования на вагоне, вид сверху.
На фиг.2 показан общий вид узла покупейной подачи воздуха.
На фиг.3 представлен вид узла покупейной подачи воздуха с условно снятой боковой стенкой.
Система кондиционирования воздуха пассажирского вагона 1 содержит расположенный в подкрышевом пространстве вагона моноблочный кондиционер 2 с холодильной машиной (на чертежах не показана), патрубками 3 всасывания наружного воздуха, патрубками 4 подвода рециркулируемого воздуха и патрубками 5 подачи обработанного воздуха в воздуховоды 6 и 7. Между воздуховодами 6 и 7 над купе 8 расположены узлы покупейной подачи воздуха 9.
Кондиционер 2 установлен над центральной частью вагона 1, что позволяет практически вдвое сократить длину воздуховодов 6 и 7 и тем самым снизить потери потока в них.
Каждый узел 9 содержит камеру смешения 10 (фиг.2 и 3), сообщающуюся с воздуховодами 6, 7 входными патрубками 11, и выходной патрубок 12 с каналом 13 подачи воздуха в купе 8 и каналом 14 - к пассажирским местам.
В каждом входном патрубке 11 установлена управляемая заслонка 15 с приводом 16. Заслонка 15 может быть выполнена поворотной или шиберной, а ее привод 16 - электрическим.
Для более равномерного перемешивания входящих из воздуховодов 6 и 7 потоков внутри камеры смешения 10 могут быть установлены лопатки 17.
Поступающие в кондиционер 2 по патрубкам 3 наружный воздух и по патрубкам 4 рециркуляционный воздух смешиваются в необходимой пропорции и обрабатываются в двух раздельных контурах, приобретая различные параметры (температуру), после чего нагнетаются через патрубки 5 в воздуховоды 6 и 7.
Проходя через узлы покупейной подачи воздуха 9, потоки воздуха из воздуховодов 6 и 7 смешиваются в камерах смешения 10 в необходимой пропорции посредством управляемых заслонок 15, приобретая необходимые параметры (температуру), задаваемые пассажирами с помощью установленных в каждом купе 8 задатчиков (на чертежах не показаны).
В случае отсутствия в каких-то купе пассажиров с помощью управляемых заслонок 15 можно перекрыть входные патрубки 11, отключив пустующее купе от системы кондиционирования, при этом автоматически снижается подача воздуха через кондиционер 2, например, путем снижения частоты вращения приточных вентиляторов.
Таким образом заявляемая система кондиционирования воздуха, обеспечивая комфортные условия проезда пассажирам и возможность регулирования температуры воздуха в каждом купе, позволяет повысить экономичность установки за счет снижения потерь в воздуховодах и снижения потребляемой энергии.
Источники информации:
[1] Г.Н.Осадчук, Е.С.Фарафонов «Холодильное оборудование вагонов и кондиционирование воздуха», М., Транспорт, 1974 г., стр.118-128,
[2] RU, №37343, B61D 27/00, 2004,
[3] RU, №2233758, B61D 27/00, 2003, (прототип).
[4] US, №4926655, B60H 1/32, 1990.
[5] RU, №2270117, B61D 27/00, 2004.
[6] Большой энциклопедический словарь «Политехнический», М., 2000 г., стр.176, «заслонка».