СИСТЕМА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА ПАССАЖИРСКОГО ДВУХЭТАЖНОГО ВАГОНА
TWO-FLOOR PASSENGER CAR AIR CONDITIONING SYSTEM

Заявляемое изобретение относится к устройствам кондиционирования воздуха преимущественно пассажирского двухэтажного вагона.
Известно оборудование для вентиляции внутренних помещений кузовов рельсового подвижного состава, в частности двухэтажных пассажирских вагонов (патент ГДР №42892), включающее расположенные с торцевой стороны вагона вентиляторы и проходящую вдоль вагона сквозную систему каналов, причем канал приточного воздуха проложен в потолке между этажами и распределен на воздушные каналы меньшей высоты для верхнего и нижнего этажа. Противоположные концы этих каналов периодически могут запираться с помощью установленных в них элементов регулировки.
Такое оборудование может применяться только в тех двухэтажных вагонах, конструкционные размеры которых обеспечивают возможность расположения каналов в пространстве между этажами. В случае монтажа холодильной установки в верхнем этаже отвод воздуха может привести к неравномерному распределению температуры воздуха, в результате чего возникает необходимость в дополнительном конвекционном обогреве нижнего этажа.
Известно оборудование для вентиляции и кондиционирования воздуха во внутренних помещениях вагонов, в частности двухэтажных вагонов-ресторанов (патент ГДР №57607), которое включает в себя расположенные друг против друга в торцевой части зоны крыши климатические установки с воздуходувками, а также параллельные противоточные каналы приточного воздуха с расположенным между ними смесительно-стабилизирующим каналом. Это оборудование ограничивает пространство, особенно высоту для стояния пассажиров на втором этаже, и не обеспечивает равномерное распределение температуры на нижнем этаже. Вентиляция нижнего этажа с помощью расположенных в потолке перепускных отверстий для вытяжного воздуха является недостаточной.
За прототип принято «Воздухопроводящее устройство для кондиционирования двухэтажного пассажирского вагона» (патент ГДР №269359, МПК B61D 27/00, опубл. 28.06.1989 г.). Воздухопроводящее устройство выполнено в виде аэродинамических каналов, расположенных на пассивной изоляции кузова вагона с максимальной степенью обращения поверхности внутрь вагона. Каналы пола нижнего этажа расположены под полом, каналы пола верхнего этажа, являющиеся одновременно потолочными каналами нижнего этажа, могут быть расположены на полу, в полу или под полом верхнего этажа. Подача холодного воздуха осуществляется по каналам потолка или пола через индукционные приборы, а подача теплого воздуха осуществляется, в основном, через каналы пола, в то время как воздухораспределительные каналы соединяются с установленными на обоих концах вагона агрегатами для подготовки воздуха. Рециркуляционый воздух смешивается с холодным воздухом или подводится к агрегату подготовки воздуха через систему каналов, расположенных в зоне концевых купе верхнего этажа.
Использование данного устройства возможно лишь при салонном (открытом) исполнении пассажирского вагона, так как при разделении внутреннего пространства вагона на пассажирские помещения неизбежно возникает перепад температуры воздуха по длине вагона и между помещениями, вызванный тем, что рециркуляционный воздух подмешивается к холодному воздуху в каждом купе в отдельности.
Использование данного устройства также уменьшает высоту помещения или толщину пассивной изоляции вагона, что приводит к уменьшению полезного пространства вагона, отрицательно влияет на тепловой баланс вагона, а также уменьшает несущую способность пола и ограничивает возможность крепления на нем внутреннего оборудования.
Задачами предложения являются:
- повышение несущей способности пола и увеличение полезного объема вагона и площади, используемой для крепления внутреннего оборудования;
- уменьшение перепада температуры воздуха по длине и высоте вагона;
- обеспечение приемлемых скоростей движения воздуха и приемлемой кратности воздухообмена в пассажирских помещениях при сохранении низкого уровня шума в последних.
Для этого система кондиционирования воздуха пассажирского двухэтажного вагона содержит, по меньшей мере, два расположенных на концах вагона агрегата для подготовки воздуха, присоединенные к ним рециркуляционные каналы и потолочные и напольные каналы приточного воздуха, расположенные на каждом этаже и снабженные выпускающими элементами для выхода воздуха.
Новым является то, что система снабжена, по меньшей мере, одним нагревателем воздуха, соединенным, по меньшей мере, с одним агрегатом подготовки воздуха. Потолочные каналы приточного воздуха верхнего этажа расположены между изоляцией крыши и потолком пассажирского помещения. Потолочные каналы приточного воздуха нижнего этажа расположены между потолком пассажирского помещения и межэтажным перекрытием. Напольные каналы приточного воздуха каждого этажа расположены между облицовочной панелью пассажирского помещения и изоляцией боковой стены вагона. Выпускающие элементы выполнены в виде регулируемых отверстий. Рециркуляционные каналы размещены между крышей и потолком вагона и сообщаются с коридорами вагона.
Новым является и то, что система кондиционирования снабжена жалюзи, расположенными в боковой стене вагона, и соединенными вытяжными каналами с нерегулируемыми и/или регулируемыми диффузорами, размещенными внутри вагона. Кроме того, на каждом этаже, в зоне пола пассажирских помещений и коридора вагона, расположены отопительные приборы.
Технический результат выразится в следующем.
Наличие нагревателя воздуха, соединенного, по меньшей мере, с одним агрегатом подготовки воздуха, выполнение выпускающих элементов в виде регулируемых устройств или отверстий, наличие жалюзи, расположенных в боковой стене вагона и соединенных вытяжными каналами с нерегулируемыми и/или регулируемыми диффузорами, размещенными внутри вагона, обеспечивает раздачу и удаление воздуха из отсеков салона вагона, что приводит к достижению приемлемых кратности воздухообмена и скоростей движения воздуха внутри помещений вагона при сохранении низкого уровня шума в последних.
Размещение потолочных каналов приточного воздуха верхнего этажа между изоляцией крыши и потолком пассажирского помещения, потолочных каналов приточного воздуха нижнего этажа между потолком пассажирского помещения и межэтажным перекрытием, а напольных каналов приточного воздуха каждого этажа между облицовочными панелями пассажирского помещения и пассивной изоляцией вагона, позволяет повысить несущую способность пола и приводит к увеличению полезного объема вагона и площади, используемой для крепления внутреннего оборудования.
Размещение рециркуляционных каналов между крышей и потолком вагона с возможностью сообщения с коридорами вагона при одновременной подаче приточного воздуха сверху и снизу приводит к равномерному распределению воздуха в помещениях вагона, что, в свою очередь, приводит к уменьшению перепада температуры воздуха по длине и высоте вагона.
Предлагаемые чертежи изображают:
фиг.1 - система кондиционирования воздуха пассажирского двухэтажного вагона, общий вид;
фиг.2 - расположение потолочных и напольных каналов приточного воздуха верхнего этажа, вид в плане;
фиг.3 - расположение потолочных и напольных каналов приточного воздуха нижнего этажа, вид в плане;
фиг.4 - расположение потолочных и напольных каналов приточного воздуха и отопительных приборов, вид в разрезе;
фиг.5 - расположение рециркуляционных каналов и агрегатов подготовки воздуха, общий вид;
фиг.6 - расположение рециркуляционных каналов и агрегатов подготовки воздуха, вид в плане;
фиг.7 - расположение жалюзи, вытяжных каналов и диффузоров, общий вид;
фиг.8 - расположение жалюзи, вытяжных каналов и диффузоров, вид в плане.
Система кондиционирования воздуха пассажирского двухэтажного вагона содержит, по меньшей мере, два расположенных на концах вагона агрегата 1 подготовки воздуха (кондиционера), потолочный канал 2 приточного воздуха верхнего этажа, напольный канал 3 приточного воздуха верхнего этажа, потолочный канал 4 приточного воздуха нижнего этажа, напольный канал 5 приточного воздуха нижнего этажа. Каналы 2, 3, 4, 5 присоединены к агрегатам 1 подготовки воздуха и снабжены выпускающими элементами для выхода воздуха. Выпускающие элементы выполнены в виде регулируемых отверстий 6. Рециркуляционные каналы 7 присоединены к агрегатам 1 подготовки воздуха, размещены между крышей и потолком 8 пассажирского помещения и сообщаются с коридорами 9 вагона. По меньшей мере с одним агрегатом 1 соединен и нагреватель 10 воздуха, сопряженный, по меньшей мере, с одним каналом 2, по меньшей мере, с одним каналом 3, по меньшей мере, с одним каналом 4 и, по меньшей мере, с одним каналом 5. В боковой стене вагона размещены жалюзи 11, соединенные вытяжными каналами 12 с нерегулируемыми и/или с регулируемыми диффузорами 13, размещенными внутри вагона. Потолочный канал 2 приточного воздуха верхнего этажа размещен между изоляцией 14 вагона и потолком 8 пассажирского помещения. Потолочный канал 4 приточного воздуха нижнего этажа размещен между межэтажным перекрытием 15 и потолком 8 помещения. Напольные каналы 3, 5 приточного воздуха каждого этажа размещены между облицовочными панелями 16 и изоляцией 14 вагона. Отопительные приборы 17 размещены в зоне пола пассажирских помещений и коридоров 9 между пассивной изоляцией 14 вагона и облицовочными панелями 16. По меньшей мере, в одном канале 2, 3, 4, 5 приточного воздуха, перед местом начала раздачи воздуха в пассажирские помещения, установлена, по меньшей мере, одна управляющая заслонка 18.
Система кондиционирования воздуха пассажирского двухэтажного вагона работает следующим образом.
Под действием установленного в агрегате 1 подготовки воздуха вентилятора наружный воздух через нагреватель 10 поступает в потолочный канал 2 приточного воздуха верхнего этажа, напольный канал 3 приточного воздуха верхнего этажа, потолочный канал 4 приточного воздуха нижнего этажа и напольный канал 5 приточного воздуха нижнего этажа. В результате выхода воздуха в помещениях образуются два противоположных потока воздуха, гасящие скорости друг друга. Подача холодного воздуха в режиме охлаждения и теплого воздуха в режиме отопления одновременно в верхний и нижний уровень пассажирского помещения вагона каждого этажа приводит к образованию вихрей циркуляции верхнего и нижнего уровня помещения при интенсивном перемешивании приточного воздуха с воздухом помещения. Тем самым создаются одинаково комфортные условия как на верхнем этаже вагона, так и на нижнем.
Воздух по коридорам 9 верхнего и нижнего этажей, задающим направление его движения, через рециркуляционные каналы 7 попадает вновь в агрегат 1 подготовки воздуха, одновременно через жалюзи 11 и нерегулируемые и (или) регулируемые диффузоры 13 отработанный воздух выбрасывается наружу. Для нагрева воздуха в холодное время года используются нагреватель 10 и отопительные приборы 17.