СИСТЕМА ОТОПЛЕНИЯ ТАМБУРНОЙ ЗОНЫ

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения, в частности к области климатических установок для вентиляции и кондиционирования салонов средних и головных вагонов пассажирского железнодорожного транспорта, а также в других видов общественного транспорта.
Из уровня техники известна система вентиляции и отопления в тамбуре пассажирского вагона (См. JP 2006298028 А, B61D 27/00, опубл. 12.11.2006), связанная с системой вентиляции всего вагона, содержащей систему кондиционирования воздуха с холодильной машиной, включающей компрессорный и конденсаторный агрегаты, воздухоохладитель, осушитель, калорифер, фильтры, вентиляционный агрегат и систему отопления.
Известная система вентиляции и отопления сложна и имеет большие массо-габаритные характеристики и не позволяют осуществлять независимое регулирование параметров воздуха в отдельно взятых точках вагона.
Также из уровня техники известна универсальная воздушная завеса (RU 2202077 C1, F24F 9/00, опубл. 10.04.2003), содержащая тамбур или шлюз с двойными эластичными стенками, перемещающимися по направляющим, воздушные стояки в проеме тамбура и в воротах здания, вентилятор с калорифером внутренней завесы, вентилятор наружной завесы, воздуховоды, при этом в тамбуре устанавливают две воздушные завесы: на входе в тамбур и в зоне примыкания тамбура к зданию, для этих завес использует воздух вытяжной вентиляции, удаляемый из производственного здания, внутри которого установлена третья воздушная завеса с вентилятором и калорифером.
Существенным недостатком воздушной завесы является сложность и большие габариты.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) к предлагаемой полезной модели является система принудительной вентиляции тамбура вагона, периодического действия (RU 77836 U1, B61D 27/00, опубл. 10.11.2008), содержащая систему приточной вентиляции принудительного действия и вытяжной вентиляции динамического действия (работающей от потока воздуха при движении вагона), при этом тамбур снабжен вентиляционным оборудованием с принудительной вентиляцией периодического действия, состоящим из вытяжной аппаратуры, включающей датчик, закрепленный на потолке тамбура, обеспечивающий автоматическое включение-выключение смонтированного на потолке тамбура вентилятора электроприводного действия с рабочим колесом и проточной частью, которая связана с проточной частью дефлектора динамического действия посредством вентиляционного канала, при этом вентилятор электроприводного действия с рабочим колесом установлен соосно проточной части дефлектора динамического действия.
Однако к недостаткам прототипа, можно отнести то, что данное техническое решение предназначено в основном для нерабочих тамбуров вагона, используемых для курения, и не обеспечивает уменьшение или полного предотвращение поступления холодного воздуха в тамбур при любых климатических условиях.
Задачей заявленной полезной модели является создание комфортных условий пассажирам.
Технический результат, достигаемый при реализации настоящей полезной модели, заключается в создании комфортных условий пассажирам за счет обеспечения эффективной вентиляции тамбура и уменьшения или полного предотвращения поступления холодного воздуха в тамбур при неблагоприятных климатических условиях, связанных с низкими температурами.
Указанный технический результат достигается за счет того, что система отопления тамбурной зоны связана с системой кондиционирования салонов средних и головных вагонов, при этом кондиционирование осуществляется отдельными климатическими установками. Климатические установки установлены на крыше вагона. В салоне приточный воздух выдувается через центральный потолочный канал. Управление удаляемым воздухом из салона осуществляется непосредственно через климатические установки, удаляемый воздух выводится наружу над полом климатической установки. Каждая климатическая установка оснащена самостоятельным регулятором. Все регуляторы климатических установок соединены друг с другом посредством шины CAN. Регуляторы климатических установок в кабине машиниста связываются с системой управления поездом через шину MVB.
Система отопления тамбурной зоны подвижного состава содержит климатическую установку, состоящую из прибора для обработки воздуха, двух вытяжных вентиляторов, компрессора, электрической распределительной коробки, разделенной на отсеки высокого и низкого напряжений и системы каналов, включающей в себя потолочный канал приточного воздуха, спускные каналы и напольные каналы. Спускные каналы выполнены с возможностью создания препятствия проникновению холодного внешнего воздуха при открывают створок дверей, в спускных каналах имеются ответвления для подачи приточного воздуха к каждой створке двери, из которой в области пола при обогреве приточный воздух вдувается в зону тамбура. Кроме того в тамбурной зоне предусмотрено расположение нагревателей рециркуляционного воздуха, при этом нагреватели рециркуляционного воздуха регулируются независимо от климатической установки, а нагревательные элементы нагревателей выполнены с возможностью активации через систему управления подвижным составом, в зависимости от температуры, через систему управления подвижным составом.
Сущность полезной модели поясняется чертежом:
На фиг.1 изображена система контура охлаждения климатической установки.
В соответствии с фиг.1 система контура охлаждения климатической установки содержит: 1 a, b - компрессор, 2 a, b - обратный клапан, 3 a, b - вентилятор конденсатора, 4 a, b - конденсатор, 5 a, b - клапан питания, 6 a, b - осушитель, фильтра, 7 a, b - смотровое стекло уровня хладагента, 8 a, b, c, d - магнитный клапан байпаса, 9 a, b - расширительный клапан, 10 a, b - распределитель, 11 a, b - испаритель, 12 a, b - вентилятор приточного воздуха, 16 a, b - переключатель низкого давления, 22 a, b, c, d - измерительные разъемы, 25 - дроссель, 31 a, b - гаситель колебаний напорной магистрали, 32 a, b - гаситель колебаний всасывающей магистрали, 36 a, b - датчик высокого давления.
Каждая климатическая установка состоит из прибора для обработки воздуха, двух вытяжных вентиляторов, компрессора, электрической распределительной коробки, разделенной на отсеки высокого и низкого напряжений и системы каналов.
В каждой климатической установке есть:
- 2 контура охлаждения, каждый с винтовым компрессором
- Электрический нагреватель 380 В, 2-ступенчатый
- Электрический нагреватель 3000 В,
- 2 воздушных фильтра
- 2 вентилятора приточного воздуха
- 2 вытяжных вентилятора
- вентилятор конденсатора.
В климатических установках также есть система управления и регулирования, а также коммутаторы и контакторы для компонентов, при этом предохранительные элементы для нагревателей, а также контактор для 3000 В и его предохранитель также располагаются в климатической установке.
Климатические установки неподвижно соединены с крышей вагона с помощью захватов. Устранение вибраций от компрессоров осуществляется в климатической установке. Корпус климатической установки представляет собой сварную клепаную конструкцию с покрытием поверхности.
Электроподключения для питания 380 В, управляющего напряжения и шины CAN осуществляются изнутри вагона через штекеры на правой стороне установки.
Подключение 3000 В осуществляется с крыши вагона через резьбовое кабельное соединение и болты для подключения.
Компрессор включает в себя 2 контура охлаждения, каждый с винтовым компрессором, при этом регулировка мощности охлаждения осуществляется посредством байпаса горячего газа на каждый контур охлаждения, контур охлаждения защищен от недопустимых давлений хладагента, поскольку содержит предохранительное реле высокого давления, датчик высокого давления и переключатель низкого давления. Конденсаторы выполнены в виде пластинчатого теплообменника (медные трубки/алюминиевые пластины). Вентилятор конденсатора выполнен в виде осевого вентилятора с 2 скоростями вращения. Доступ к конструктивным элементам контура охлаждения обеспечивается посредством отвинчивающейся крышки для техобслуживания компрессора.
Прибор для обработки воздуха содержит звуко- и теплоизолированный корпус. Поступление рециркуляционного воздуха в прибор для обработки воздуха осуществляется внутри установки. Впуск наружного воздуха осуществляется через 2 решетки приточного воздуха, расположенные вертикально на стенке установки. В корпусе установлены 2 клапана приточного воздуха и 2 клапана рециркуляционного воздуха в виде жалюзийных заслонок. Клапаны приточного и рециркуляционного воздуха могут управляться вне зависимости друг от друга. Также прибор для обработки воздуха содержит фильтр смешанного воздуха класса EU3. Испаритель прибора для обработки воздуха выполнен в виде пластинчатого теплообменника (медные трубки/алюминиевые пластины). Два контура охлаждения расположены в испарителе один в другом. Перед фильтром установлены УФ-лампы для обеззараживания. Отток конденсата происходит на крышу через спускной патрубок в бачке испарителя. Вентиляторы приточного воздуха выполнены в виде центробежного вентилятора с двигателем ЕС 110 В постоянного тока. Внешняя электроника находится в электрической распределительной коробке. Выход приточного воздуха осуществляется посредине внизу установки.
Рядом с прибором для обработки воздуха с каждой стороны располагается по одному вытяжному вентилятору. Удаляемый воздух выпускается из крышевого пространства через общее отверстие для рециркуляционного / удаляемого воздуха в полу установки.
Через другое отверстие в полу вытяжной вентилятор выдувает удаляемый воздух из установки.
Электрическая распределительная коробка расположена рядом с прибором для обработки воздуха климатической установки и распределена на отсеки высокого и низкого напряжений.
Электрические компоненты и регуляторы установлены на электрощите.
Электрические коммутационные приборы и регуляторы устанавливаются в распределительной коробке. Исправление контакторного управления гарантирует безопасность от перегрева двигателей и нагревателей и защиту от недопустимых давлений в контуре охлаждения установки.
Защитный выключатель в отдельных силовых цепях потребителей предлагают различные варианты защиты от перегрузок.
Каждая климатическая установка в салоне поезда оснащена регулятором температуры. Все регуляторы температуры соединены между собой посредством шины CAN. Регуляторы температуры оборудованы сервисным интерфейсом (RS 232). С помощью сервисного программного обеспечения можно реализовывать контрольные функции, определенные рабочие параметры, а также диагностику неисправностей на ноутбуке.
Заданное значение температуры в помещении салона поезда как функция наружной температуры приводится в соответствие с заложенной в память программного обеспечения кривой регулировки.
Температура в помещении измеряется 2 датчиками температуры в салоне поезда.
Датчик CO2 измеряет концентрацию CO2 в вагоне. В зависимости от величины концентрации и наружной температуры регулируется количество приточного воздуха.
В отсеке высокого напряжения располагается контактор высокого напряжения и предохранитель высокого напряжения. Доступ к электрическим компонентам обеспечивается посредством крышки для техобслуживания, расположенной с торца.
На приборе для обработки воздуха есть откидная крышка для техобслуживания фильтра. Для очистки испарителя и нагревателей существует соответственно по одной отдельной отвинчивающейся крышке.
Отток конденсата происходит непосредственно из бачка испарителя в прибор для обработки воздуха на крышу вагона.
Система каналов включает в себя потолочный канал приточного воздуха, спускные каналы и напольные каналы. В потолочной зоне посередине расположен потолочный канал приточного воздуха. Канал сконструирован из трех частей. Холодный воздух в канале проходит по центру. С боков находятся каналы теплого воздуха. От каналов теплого воздуха идут спускные каналы по стойкам двери и торцевым стенкам к напольным каналам. Напольные каналы расположены на боковой стене под сиденьями. На торцевых стенках канал теплого воздуха ведет в зону перехода. Детали боковой стены имеют двойную структуру и соединены с напольными каналами. Часть приточного воздуха из напольного канала может направляться в область боковой стены, а затем выдувается через щель на оконное стекло.
В случае охлаждения приточный воздух выдувается прим. до 80% через перфорированный потолок, остальные 20% попадают через систему напольных каналов в вагон.
В случае обогрева приточный воздух вдувается через систему напольных и боковых каналов в вагоне.
В зоне тамбура на каждой створке двери в области пола выдувается приточный воздух. Для этого в спускном канале имеется ответвление к зоне тамбура. В основном приточный воздух в случае обогрева вдувается в зону тамбура. С одной стороны, вдуваемый приточный воздух должен поддерживать равномерную температуру помещения, с другой стороны, препятствовать проникновению холодного внешнего воздуха при открывании дверей.
Для обеспечения заданных в тамбурной зоне параметров микроклимата дополнительно, в тамбурной зоне предусмотрено расположение нагревателей рециркуляционного воздуха. В одном тамбуре могут быть размещены 2 нагревателя рециркуляционного воздуха.
Нагреватели рециркуляционного воздуха регулируются независимо от системы кондиционирования. Нагревательные элементы активируются в зависимости от температуры помещения, откуда всасывается воздух. Вентиляторы работают постоянно, тем самым сразу обеспечивая, если двери открываются, наличие воздушного потока в направлении двери.
Нагреватели рециркуляционного воздуха включаются при наружной температуре от +5°С через систему управления подвижным составом.
Таким образом, заявленное техническое решение может быть использовано в железнодорожном транспорте для создания комфортных условий пассажирам за счет обеспечения эффективной вентиляции тамбура.