СИСТЕМА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА В ПАССАЖИРСКОМ ВАГОНЕ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Полезная модель относится к системам кондиционирования воздуха в пассажирских вагонах железнодорожного транспорта.
Известны системы кондиционирования на базе моноблочных кондиционеров, размещаемых в подкрышевом пространстве вагона и представляющие собой автоматически регулируемые компрессионные холодильные машины (книга «Системы вентиляции и установки кондиционирования воздуха. Вагоны. Под. ред. Л.Д.Кузьмина. - М. Машиностроение, 1978 г.).
Недостатком таких систем кондиционирования являются их большая масса и габаритные размеры, высокое энергопотребление, низкая эксплуатационная надежность и ремонтопригодность. Кроме этого, при установке моноблочных кондиционеров на пассажирские вагоны, находящиеся в эксплуатации, возникает проблема с восстановлением равномерного распределения веса вагонов на тележки, которая решается за счет перемещения подвагонного оборудования. В некоторых случаях, установка моноблочных кондиционеров при модернизации пассажирских вагонов, находящихся в эксплуатации, приводит к превышению допустимой
нагрузки на тележки и влечет их замену на тележки большей грузоподъемности.
Известна также система кондиционирования пассажирского вагона, содержащая вентиляционную установку и две холодильные машины, одна из которых совмещена с вентиляционной установкой, и посредством расположенных в ее воздуховодах теплообменников обеспечивает первую ступень охлаждения (нагрева) воздуха в вагоне и расположена на крыше и в подкрышевом пространстве вагона, а вторая соединена магистралями для теплоносителя с установленными в каждом купе вагона теплообменниками доводчиков. Причем обе холодильные машины выполнены компрессионными, при этом вторая машина выполнена в виде блочного агрегата, установленного над тамбуром вагона (RU полезная модель №56302, МПК B61D 27/00).
Эта известная система имеет более высокую надежность, меньшую массу и габаритные размеры, однако у нее достаточно высокое энергопотребление в силу того, что она является комбинированной, так как содержит элементы централизованной системы обеспечения климата и установленные в купе доводчики. Система вентиляции у данной системы кондиционирования является централизованной и содержит один центральный вентилятор, что снижает показатели резервирования и ремонтопригодности. В связи с тем, что две холодильные машины размещаются над тамбуром
вагона, а доводчики в строго определенных местах в пассажирских купе, то приведение в норму распределения веса вагонов на тележки при установке этой системы кондиционирования воздуха на эксплуатируемые вагоны при их модернизации может производиться только за счет перемещения подвагонного оборудования.
Предлагаемая полезная модель направлена на устранение перечисленных выше недостатков, а технический результат, который может быть получен при ее использовании, заключается в обеспечении высокой эффективности системы кондиционирования, за счет низкого энергопотребления, повышении надежности за счет резервирования и повышения ремонтопригодности.
Для достижения указанного технического результата, в системе кондиционирования воздуха в пассажирском вагоне железнодорожного транспорта, содержащей компрессорные и охлаждающие модули, соединенные магистралями с хладагентом, приточную вентиляцию, воздуховоды приточной вентиляции, соединяющие приточную вентиляцию с каждым купе вагона, воздуховоды для рециркуляции воздуха и источник питания, охлаждающие модули выполнены проточными, приточная вентиляция содержит по меньшей мере два модуля приточной вентиляции, соединенных указанным воздуховодом приточной вентиляции, который сообщен с каждым купе вагона через проточные охлаждающие модули, а воздуховоды для рециркуляции
воздуха сообщены с проточными охлаждающими модулями, при этом компрессорные модули, модули приточной вентиляции и проточные охлаждающие модули размещены в подкрышевом пространстве вагона и разнесены по его длине.
При этом компрессорные модули и модули приточной вентиляции размещены в противоположных концах вагона над тамбурами.
Кроме того, система кондиционирования снабжена электромагнитными заслонками, установленными на краях и в центре воздуховода приточной вентиляции, причем электромагнитные заслонки, установленные на краях воздуховода, выполнены «нормально открытыми», а электромагнитная заслонка, установленная в центре воздуховода, выполнена «нормально закрытой», а источник питания системы кондиционирования выполнен в виде автономного генератора с блоком управления и подключен к аккумуляторной батарее вагона, при этом «-» клемма выхода источника питания подключена к «-» аккумуляторной батареи, а «+» клемма выхода источника питания через диодную цепочку подключена к «+» аккумуляторной батареи.
Схема предлагаемой системы кондиционирования и возможное конструктивное исполнение представлено на прилагаемых чертежах.
На фиг.1 изображена функциональная схема системы кондиционирования пассажирского вагона, вид сбоку;
на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1;
на фиг.3 - электрическая схема подключения источника питания системы кондиционирования к аккумуляторной батарее пассажирского вагона.
Система кондиционирования содержит два компрессорных модуля 1, размещенных над тамбурами вагона, проточные охлаждающие модули 2, соединенные магистралями 3 с хладагентом с компрессорными модулями 1, и приточную вентиляцию. К одному компрессионному модулю 1 может подключаться несколько проточных охлаждающих модулей 2. Приточная вентиляция содержит по меньшей мере два модуля приточной вентиляции 4, размещенных в противоположных концах подкрышевого пространства вагона и соединенных между собой воздуховодом 5 приточной вентиляции, который в свою очередь воздуховодами 6 сообщен с проточными охлаждающими модулями 2. Последние через жалюзи 7 и воздуховоды 8 сообщены с помещением купе 9. Рециркуляция воздуха из купе 9 в проточные модули 2 осуществляется через жалюзи 10, установленные в дверях 11 купе 9, потолочные жалюзи 12 коридора 13 и воздуховоды
14 для рециркуляции воздуха, сообщенные с охлаждающими модулями 2.
Воздуховод 5 приточной вентиляции снабжен электромагнитными заслонками 15, установленными на концах воздуховода 5 приточной вентиляции, и электромагнитной заслонкой 16, установленной в центре воздуховода 5. Электромагнитные заслонки 15 выполнены «нормально открытыми», а электромагнитная заслонка 16 - «нормально закрытой».
Источник питания 17 всех модулей системы кондиционирования включает в себя автономный генератор 18 и блок управления 19 генератором 18.
Источник питания 17 подключен к аккумуляторной батарее 20 пассажирского вагона, при этом «-» клемма 21 выхода источника питания 17 подключена к «-» клемме 22 аккумуляторной батареи 20, а «+» клемма 23 выхода источника питания 17 через диодную цепочку 24 и автоматический выключатель 25 - к «+» клемме 26 аккумуляторной батареи 20.
Работа системы кондиционирования происходит следующим образом.
Потоки чистого воздуха «а» с помощью модулей приточной вентиляции 4, через воздуховод приточной вентиляции 5 и
воздуховоды 6, поступают в проточные охлаждающие модули 2. В эти же модули 2 из купе 11 поступает поток рециркуляции воздуха «б», который проходит через жалюзи 10 в помещение коридора 13, а из него - через потолочные жалюзи 12 и воздуховоды 14 - в проточные охлаждающие модули 2.
Потоки воздуха «а» приточной вентиляции и потоки рециркуляции воздуха «б», поступающие на вход проточных охлаждающих модулей 2, перемешиваются и охлаждаются до требуемой температуры. Охлажденный воздух «в» через воздуховоды 8, жалюзи 7, установленные на потолке купе 9, поступает в помещение купе 9. При этом охлажденный воздух «в» проходит по наиболее короткому пути, что снижает тепловые потери и обеспечивает снижение потребления электроэнергии.
В соответствии с потребляемой системой кондиционирования электрической мощностью производится выбор мощности автономного генератора. В свою очередь, мощность автономного генератора определяет затраты на тягу пассажирского вагона и чем меньше мощность генератора, тем ниже затраты на тягу и, в итоге, тем больше энергосбережение.
При штатной работе модулей приточной вентиляции 4 электромагнитные заслонки 15 открыты и «нормально закрытая» электромагнитная заслонка 16 разделяет воздуховод 5 приточной
вентиляции на два независимых воздуховода, каждый из которых обеспечивает снабжение воздухом соответствующие проточные охлаждающие модули 2.
При выходе из строя одного из модулей приточной вентиляции 4, близлежащая к нему электромагнитная заслонка 15 закрывается, а электромагнитная заслонка 16 принимает открытое положение, и второй модуль приточной вентиляции обеспечивает снабжение воздухом все проточные охлаждающие модули, что повышает надежность работы.
Подключение источника питания 17 системы кондиционирования к аккумуляторной батарее 20 так, как описано выше, исключает заряд аккумуляторной батареи от источника питания 17 и сберегает его мощность.
В то же время, в случае возникновения колебаний напряжения на клеммах 21 и 23 источника питания 17, обусловленных изменением режима движения вагона (разгон или торможение), ток с клеммы 26 аккумуляторной батареи 20 через диодную цепочку 24 и замкнутый автоматический выключатель 25 компенсирует колебания напряжения и обеспечит стабильность питания системы кондиционирования.
Совместное применение в системе кондиционирования источника питания 17 минимально необходимой мощности, модулей
приточной вентиляции 4, компрессорных модулей 1, а также размещенных в непосредственной близости от пассажирских купе 9 проточных охлаждающих модулей 2, соединенных с воздуховодами 14 для рециркуляции воздуха и с воздуховодом приточной вентиляции 5, снабженным электромагнитными заслонками 15, 16, позволяет:
- обеспечить энергосбережение за счет минимизации тепловых потерь и снижения затрат на тягу по сравнению с вагонами, оснащенными системами обеспечения климата с моноблочными кондиционерами;
- повысить надежность системы обеспечения климата за счет резервирования;
- повысить ремонтопригодность за счет модульного исполнения климатического оборудования.