СИСТЕМА ОТОПЛЕНИЯ ПАССАЖИРСКОГО ВАГОНА

Полезная модель относится к оборудованию железнодорожных вагонов, в частности, к системам их отопления, обеспечивающим нормальные условия пребывания в них пассажиров и надежное функционирование различных систем и агрегатов вагонов.
Известны системы отопления купейных и некупейных вагонов, содержащие отопительный котел с топочной камерой в качестве нагревателя, контур водяного отопления с циркуляционным насосом, установленными в помещениях вагона радиаторами и калорифер подогрева поступающего в вагон воздуха. Нагрев воды в котле осуществляется за счет сгорания в топке твердого топлива и, при необходимости, установленными в котле электронагревателями. [1].
Эти известные системы обеспечивают поддержание в вагоне температуры не ниже 18°С, подогрев воздуха, подаваемого вентиляционной установкой, и нагрев воды в системе горячего водоснабжения. Однако эти системы громоздки, главным образом из-за занимающего много места отопительного котла (котельное отделение вагона), размещение которого внутри вагона снижает пожаробезопасность и не исключает попадание топочных газов в помещения вагона.
Кроме того, эти системы сложны и трудоемки в обслуживании, требуя постоянного внимания проводников вагона.
Известна также система отопления пассажирского вагона ВЛАБ габарита РИЦ, содержащая электрокотел, контур водяного отопления с циркуляционным насосом и установленными в помещениях вагона радиаторами, расположенный в кондиционере вагона калорифер подогрева поступающего в вагон воздуха и электрообогреватели тамбуров иподвагонного бака-сборника стоков. [2].
Эта известная система отопления, которая может быть выбрана за прототип, более компактна, пожаробезопасна, автоматизирована. Однако электрокотел также занимает много места в салоне вагона, а система отопления рассчитана только на использование электроэнергии (от контактной сети или от вагона-электростанции), потребляя порядка 55 квт электроэнергии.
Заявляемая полезная модель направлена на дальнейшее совершенствование системы отопления пассажирского вагона путем расширения ее функциональных возможностей, а технический результат, который может быть достигнут при ее реализации, заключается в снижении занимаемого ей пространства внутри пассажирского вагона и в повышении надежности ее функционирования.
Расширение функциональных возможностей системы отопления заключается, в частности, в обеспечении возможности регулирования температуры воздуха в каждом купе вагона по желанию пассажиров без использования дополнительных электрообогревателей и доводчиков [3], а также в обеспечении термостатирования баков-сборщиков стоков, оснащенных саморегулирующимися системами биологической очистки сточных вод активным илом во взвешенном состоянии, требующими поддержания температуры внутри баков в определенном диапазоне (с ограничением не только нижнего, но и верхнего предела) [4].
Для достижения указанного технического результата в системе отопления пассажирского вагона, содержащей нагреватель, контур жидкостного отопления с циркуляционным насосом и установленными в помещениях вагона радиаторами, и расположенный в кондиционере вагона калорифер подогрева поступающего в вагон воздуха, предлагается нагреватель выполнить в виде автономного жидкостного отопителя, в циркуляционном контуре которого установить теплообменник, расположенный внутри аккумулирующей емкости с теплоносителем, к которой присоединить контур циркуляции теплоносителя через расположенные в помещениях вагона радиаторы, контур прокачки теплоносителя через калорифер и контур подачи теплоносителя к теплообменнику, установленному в подвагонном баке-сборнике стоков, при этом автономный жидкостный отопитель и аккумулирующую емкость предлагается расположить в подвагонном пространстве.
Калорифер для подогрева поступающего в вагон воздуха может быть выполнен в виде, по крайней мере, двух независимых секций, на входном трубопроводе подачи теплоносителя в каждую из которых установлен трехходовой вентиль, регулирующий расход теплоносителя через секцию, а на выходном трубопроводе из каждой секции калорифера расположен охладитель кондиционера, за которым установлен трехходовой кран, сообщающий трубопровод подачи теплоносителя с возвратной магистралью и с контуром подачи теплоносителя к теплообменнику в баке-сборнике стоков.
Аккумулирующая емкость может быть теплоизолирована и в ней могут быть установлены электронагреватели.
Один из возможных вариантов реализации заявляемой полезной модели представлен на прилагаемых чертежах.
На фигуре 1 показана схема системы отопления.
Система отопления пассажирского вагона содержит нагреватель, выполненный в виде автономного жидкостного отопителя 1, обеспечивающего максимальную независимость от внешних источников энергии и работающего на жидком, например, дизельном топливе. В качестве нагревателя 1 могут использоваться автономные отопители «VEBASTO» или «Hidronic», имеющие относительно небольшие габаритные размеры [6]. К входному 2 и выходному 3 патрубкам автономного отопителя 1 присоединен замкнутый контур 4 прокачки теплоносителя через теплообменник 5, расположенный в аккумулирующей емкости 6 с теплоносителем.
К аккумулирующей емкости 6 присоединены контур 7 циркуляции теплоносителя через расположенные в помещениях (купе) вагона радиаторы 8, контур 9 прокачки теплоносителя через расположенный в подкрышевом кондиционере 10 калорифер, выполненный в виде секций 11 и 12, и контур 13 подачи теплоносителя к теплообменнику 14, установленному в подвагонном баке-сборнике 15, оборудованном системой биологической очистки сточных вод.
Автономный отопитель 1 и аккумулирующая емкость 6, как и бак-сборник стоков 15, расположены в подвагонном пространстве, при этом аккумулирующая емкость 6 теплоизолирована и в ней установлены электронагреватели (ТЭНы) 16.
В холодный (зимний) период работает автономный жидкостный отопитель 1, в который по патрубку 17 поступает жидкое топливо из топливного бака (на чертеже не показан), а продукты сгорания отводятся по патрубку 18. Нагретый в нем теплоноситель циркулирует по замкнутому контуру 4 и через теплообменник 5 нагревает находящийся в аккумулирующей емкости 6 теплоноситель до необходимой температуры. Из аккумулирующей теплоноситель и тепло емкости 6 нагретый теплоноситель циркуляционным насосом 19 прокачивается по контуру 7 и установленным в помещениях вагона радиаторами, отдавая тепло для обогрева помещений вагона.
Циркуляционным насосом 20 нагретый теплоноситель подается также в контур 9 и в контур 13. Проходящий через кондиционер 10 контур 9 разделен, по крайней мере, на две ветви, в каждой из которых установлена секция 11 и 12 калорифера, предназначенные для подогрева поступающего в вагон воздуха. Расход теплоносителя, проходящего через секции 11 и 12, регулируется трехходовыми вентилями 21 и 22, что позволяет и регулировать и температуру поступающего в купе воздуха [5].
Пройдя через установленные на выходе из ветвей контура 9 краны 23 и 24 теплоноситель по возвратной магистрали 25 поступает в аккумулирующую емкость 6
По контуру 13 теплоноситель подается к теплообменнику 14, установленному в баке-сборнике 15 и обеспечивающему нагрев стоков до температуры нормального функционирования системы биологической очистки сточных вод активным илом [4].
В теплый (летний) период, когда нет необходимости обогрева помещений вагона, автономный отопитель 1 может быть отключен, а работает система кондиционирования, охлаждающая поступающий в вагон воздух для поддержания оптимальной температуры в помещениях вагона.
В этот период может возникнуть необходимость понижения температуры стоков в баке-сборнике 15, поскольку высокие температуры также губительны для системы биологической очистки, как и низкие. Для этого в ветвях контура 9 установлены охладители 26 и 27, пройдя через которые ненагреваемый теплоноситель охлаждается и выполняя функции хладоагента подается через краны 23 и 24 в контур 13 к теплообменнику 14. Этим обеспечивается возможность использования системы отопления для термостатирования бака-сборника 15, т.е. поддержания температуры в нем в заданном, оптимальном для функционирования системы очистки стоков интервале температур, а размещение автономного отопителя 1 и аккумулирующей емкости 6 в подвагонном пространстве позволяет освободить занимаемую котельным отделением площадь вагона и улучшить условия нахождения в нем пассажиров.
Источники информации:
[1]. RU, №2259291, B61D 27/00, 2003.
[2]. Л.Р.Артемова, З.М.Болотин, Ю.М.Калымулин, «Пособие проводнику пассажирских вагонов», М., «Транспорт», 1999 г., стр.138-145, (прототип).
[3]. RU, №2233758, B61D 27/00, 2003.
[4]. RU, №77232, B61D 35/00, 2008.
[5]. RU, №2009111360, B61D 27/00, 03.2009.
[6]. Водяные отопители фирмы Бош. http://www.boshauto.ru/