Устройство нагрева и охлаждения питьевой воды в железнодорожном вагоне

Полезная модель относится к санитарно-техническому оборудованию пассажирских вагонов, в частности к установкам для питьевого обеспечения пассажиров питьевой горячей и холодной водой.
Водоснабжение пассажирских вагонов является важнейшим санитарно-техническим оборудованием, обеспечивающим необходимые условия пассажирам во время их длительной поездки. Независимо от типа пассажирского вагона каждый из них оснащен устройством водоснабжения, предназначенным для обеспечения пассажиров питьевой водой.
Известно устройство для нагрева и охлаждения питьевой воды в пассажирском железнодорожном вагоне (RU № 193308, кл. B61D 27/00, F25B29/00, опубл. 23.10.2019), включающее корпус с установленным в нем резервуаром для приема питьевой воды с размещенными в нем баком горячей воды с блоком нагрева, баком холодной воды с блоком охлаждения, блок управления и блок раздачи воды. Корпус выполнен из металлического материала в форме параллелепипеда, вытянутого в вертикальном направлении и снабженного средствами крепления к базовой конструкции стенок вагона. В верхней части корпуса закреплен впускной патрубок для соединения резервуара с централизованной системой питьевого водоснабжения вагона, а в нижней части закреплен патрубок для полного слива воды. Блок раздачи воды выведен наружу из корпуса с возможностью крепления к стеновой панели вагона и подключен к резервуару посредством гибкого раздаточного трубопровода. Блок нагрева подключен к сети постоянного тока. В нижней части корпуса устройства выполнена технологическая дверка для подключения и обслуживания устройства.
Недостатком данного технического решения является большое потребление энергии для нагрева воды до высокой температур. Нагрев воды до 95°С создает условия чрезмерного выделения водяного пара. Значительное паровыделение приводит также повышению температуры на охлаждающем радиаторе-конденсаторе компрессора, в результате чего замедляется процесс охлаждения воды. Появление конденсата приводит к повышению влажности в вагоне.
Прототипом полезной модели является устройство нагрева и охлаждения питьевой воды в железнодорожном вагоне (RU № 203160, кл. B61D 35/00, F24H 1/00, опубл. 24.03.2021), смонтированное в корпусе и включающее накопительный бак с двухуровневым поплавковым датчиком и дыхательным клапаном, связанный трубопроводами с баком охлаждения и дозирования воды и с баком нагрева и дозирования воды, каждый из которых связан с раздаточным краном. Перед накопительным баком смонтирован бак-расширитель, снизу связанный паропроводом с баком нагрева и дозирования воды, а сверху паропроводом с накопительным баком.
Недостатком устройства является повышенный расход электроэнергии на нагрев воды, ведущий одновременно к значительному паровыделению, следствием чего процесс эксплуатации подготовки питьевой водой для пассажиров железнодорожного вагона является неэффективным, из-за использование очень сложной в системы возврата пара.
Проблемой, на которую направлена полезная модель, заключается в создании устройства подготовки м подачи питьевой воды в железнодорожных вагонах с пониженным расходом электроэнергии.
Техническим результатом полезной модели является снижение энергопотребления в процессе подготовки и раздачи питьевой водой для пассажиров железнодорожного вагона.
Поставленная проблема и указанный технический результат достигаются тем, что устройство нагрева и охлаждения питьевой воды в железнодорожном вагоне смонтировано в корпусе и включает бак охлаждения и бак нагрева воды каждый из которых связан с устройством раздельной раздачи воды. Согласно полезной модели устройство содержит проточный нагреватель воды, расположенный между баком нагрева воды и устройством раздельной раздачи воды.
Наличие проточного нагревателя воды, расположенного между баком нагрева воды и устройством раздельной раздачи воды, позволяет осуществлять нагрев воды в баке до температуры не выше 70-85°С, а догрев воды до требуемой температуры 95-99°С осуществлять в объеме разового потребления, рассчитанного на 200 мл. Такой поэтапный нагрев питьевой воды значительно снижает энегопотребление. Нагрев воды до 70-85°С, позволяет снизить скорость испарения с поверхности жидкости, а следовательно, значительно снизить паровыделение. Снижение паровыделения упрощает процесс эксплуатации оборудования для подготовки питьевой воды для пассажиров, а также исключает появление повышенной влажности в вагоне.
Полезная модель поясняется чертежом, где представлено устройство нагрева и охлаждения питьевой воды в железнодорожном вагоне.
Устройство нагрева и охлаждения питьевой воды в железнодорожном вагоне смонтировано в корпусе 1 и включает бак 2 охлаждения и бак 3 нагрева воды, каждый из которых связан с устройством 4 раздельной раздачи воды с краном 5 холодной воды и краном 6 для горячей воды. Перед краном 6 установлен проточный нагреватель 7 воды. Нагревательные элементы 8 бака 3 нагрева воды для облегчения их замены в процессе эксплуатации установлены снаружи бака 3.
Устройство нагрева и охлаждения питьевой воды в железнодорожном вагоне работает следующим образом.
Вода из системы водоснабжения вагона поступает по заливным трубкам 9 в бак 2 охлаждения воды и в бак 3 нагрева воды. В баке 2 происходит охлаждение воды до температуры 12-15°С, которая регулируется датчиком 10 температуры, обеспечивая включение системы охлаждения при повышении температуры выше 15° и отключение при охлаждении ниже 12°. Охлажденная вода проходит через установку 11 обеззараживания холодной воды и подается на устройство 4 на кран 5 раздачи холодной воды.
В баке 3 нагрева воды за счет работы нагревательного элемента 8, расположенного снаружи осуществляется нагрев воды до температуры 70-85°С. Температурный датчик 12 обеспечивает включение нагревательных элементов 8 при понижении температуры ниже 70°С и выключение при превышении температуры 85°С. Предварительно нагретая вода в баке 3 поступает в проточный нагреватель 7. При включении крана 6 подачи горячей воды через блок управления 13 осуществляется включение проточного нагревателя 7, и, после нагрева воды до 93-97°С, происходит подача нагретой воды, объемом 200 мл на кран 6. Догрев воды объемом до 200 мл, значительно снижает расход энергии на подачу горячей воды.
Заявленное устройство нагрева и охлаждения питьевой воды в железнодорожном вагоне, в отличие от существующих конструкций, более экономичное за счет значительного снижения энергопотребления на нагрев питьевой воды, т.к. не требуется нагрева большого объема воды до высоких температур и поддержания этой температуры в течение всего времени движения поезда. Кроме того, из-за уменьшения парообразования упрощается процесс эксплуатации оборудования подготовки питьевой воды, а также улучшаются комфортные условия в салоне пассажирского вагона за счет исключения повышенной влажности.
В настоящее время устройство нагрева и охлаждения питьевой воды в железнодорожном вагоне находится на стадии изготовления.