МОБИЛЬНАЯ АВТОНОМНАЯ УСТАНОВКА ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ

Полезная модель относится, в частности к железнодорожному транспорту, и предназначена для обеспечения энергоснабжения трехфазным переменным током крупнотоннажных рефрижераторных контейнеров (КРК) (в количестве до 20 единиц) при перевозке их на специализированных фитинговых платформах, соединенных между собой гибкими быстросъемными межвагонными электросцеплениями.
Известна передвижная дизельная электростанция (патент RU 115968 U1, кл. Н02В 5/00, 2012). Электростанция содержит корпус в виде тепло- и шумоизолированного универсального контейнера, во внутреннем объеме которого размещаются две дизель-генераторные установки (ДГУ) для выработки электроэнергии, системы управления ДГУ и их системы питания с топливными баками, системы служебного и аварийного освещения и пожаротушения, система приточно-вытяжной вентиляции, система дистанционного группового и одиночного управления энергопитанием холодильно-отопительных электроустановок рефрижераторных контейнеров, контрольно-измерительные приборы, аккумуляторные батареи, линию питания внешних потребителей, при этом она снабжена дополнительным топливным баком, выполненным с возможностью перекачки топлива в топливные баки ДГУ; корпус разделен поперечной перегородкой на два отсека, в одном из которых установлен дополнительный топливный бак; система приточно-вытяжной вентиляции включает установленные в продольных стенах корпуса с одной стороны клапаны приточной вентиляции, а с другой стороны вытяжной вентилятор с обратным клапаном и клапаны вытяжной вентиляции с вентиляционными коробами, подключенными к ДГУ; при этом системы управления ДГУ выполнены в виде панелей управления с комплектом оборудования для дистанционного управления и мониторинга по GSM/GPRS-каналу, включающему программное обеспечение, интерфейс, GSM-модем.
Недостатками данной передвижной дизельной электростанции являются нерациональное размещение оборудования во внутреннем объеме, обусловленное применением вентиляционных коробов в конструкции вентиляционной системы, отсутствие погрузочных дверей или люков для выгрузки ДГУ при необходимости их ремонта, отсутствие контроля протечки топлива в дополнительном топливном баке.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой полезной модели является мобильная автономная установка энергоснабжения (патент RU 193182 U1, кл. B65D 88/74, 2019). Установка содержит корпус в виде теплоизолированного универсального контейнера, внутренний объем которого разделен поперечной перегородкой на два отсека, в одном из которых размещаются две дизель-генераторные установки для выработки электроэнергии, система управления дизель-генераторными установками, выполненная в виде электрощита управления дизель-генераторными установками с комплектом оборудования для дистанционного управления и мониторинга по GSM/GPRS-каналу, включающим программное обеспечение, интерфейс, GSM-модем; системы питания дизель-генераторных установок с топливными баками, топливным насосом и топливными трубопроводами, системы освещения и автоматического пожаротушения, система вентиляции, система дистанционного группового и одиночного управления энергопитанием холодильно-отопительных электроустановок рефрижераторных контейнеров, контрольно-измерительные приборы, аккумуляторные батареи, линия питания внешних потребителей; а в другом отсеке установлен дополнительный топливный бак, выполненный с возможностью перекачки топлива в топливные баки дизель-генераторных установок, при этом корпус снабжен торцевыми дверями для загрузки дополнительного топливного бака, дверями для доступа персонала к оборудованию установки энергоснабжения при проведении регламентных и ремонтных работ, установленными на одной из боковых стен корпуса, люками для погрузки и выгрузки дизель-генераторных установок, установленными на другой из боковых стен корпуса при этом дополнительный топливный бак выполнен с обеспечением контроля протечки содержащегося в нем топлива с помощью датчика, установленного непосредственно на нем. Кроме того, установка снабжена также линией питания от внешней электросети, а дополнительный топливный бак, выполнен с возможностью его заправки с наружной стороны корпуса.
Недостатком данной установки являются случаи внезапной остановки двигателей дизель-генераторов при эксплуатации установки при перевозках в зимний период при температурах наружного воздуха ниже -20°С из-за застывания (парафинизации) дизельного топлива, вызванного низкой температурой воздуха внутри контейнера. Связано это с конструктивной особенностью установки, заключающейся в том, что воздух для охлаждения радиатора жидкостного контура двигателей задувается вначале внутрь контейнера, а после этого вентилятором, установленным на двигателе, выдувается из контейнера, предварительно охлаждая радиатор охлаждения жидкостного топлива. При данной схеме подаваемый с улицы холодный воздух при температурах ниже -20°С сильно охлаждает внутреннее помещение контейнера, что приводит к застыванию дизельного топлива.
Задачей, решаемой настоящей полезной моделью, является обеспечение непрерывной на номинальной нагрузке работы мобильной автономной установки энергоснабжения при температуре наружного воздуха ниже -20°С.
Указанный технический результат достигается тем, что мобильная автономная установка энергоснабжения содержит корпус в виде теплоизолированного универсального контейнера, внутренний объем которого разделен поперечной перегородкой на два отсека, в одном из которых размещаются две дизель-генераторные установки (ДГУ) для выработки электроэнергии, система управления дизель-генераторными установками, выполненная в виде электрощита управления дизель-генераторными установками с комплектом оборудования для дистанционного управления и мониторинга по GSM/GPRS-каналу, включающим программное обеспечение, интерфейс, GSM-модем, системы питания дизель-генераторных установок с топливными баками, топливным насосом и топливными трубопроводами, системы освещения и автоматического пожаротушения, система вентиляции, включающая в том числе жалюзийные заслонки с электрическим приводом, установленные в вентиляционных отверстиях, имеющихся на одной из боковых стен корпуса, система дистанционного группового и одиночного управления энергопитанием холодильно-отопительных электроустановок рефрижераторных контейнеров, контрольно-измерительные приборы, аккумуляторные батареи, линия питания внешних потребителей, линия питания от внешней электросети, а в другом отсеке установлен дополнительный топливный бак, выполненный с возможностью перекачки топлива в топливные баки дизель-генераторных установок, с возможностью его заправки с наружной стороны корпуса, а также с обеспечением контроля протечки содержащегося в нем топлива с помощью датчика, установленного непосредственно на нем, при этом корпус снабжен торцевыми дверями для загрузки дополнительного топливного бака, дверями для доступа персонала к оборудованию установки энергоснабжения при проведении регламентных и ремонтных работ, установленными на одной из боковых стен корпуса, и люками для погрузки и выгрузки ДГУ, установленными на другой из боковых стен корпуса, пропорционально-интегрально-дифференцирующий терморегулятор и блок питания, установленные в электрощите управления, термодатчик, установленный внутри корпуса и соединенный с терморегулятором, при этом жалюзийные заслонки выполнены с возможностью регулирования угла открытия жалюзи в зависимости от температуры воздуха внутри корпуса, входы блока питания и терморегулятора соединены с ДГУ, а их выходы, соответственно, с входами электроприводов жалюзийных заслонок и с контактами управления электроприводов жалюзийных заслонок.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг. 1 показан внутренний вид боковой стены корпуса контейнера установки с дверями для доступа персонала вовнутрь установки;
на фиг. 2 - наружный вид боковой стены корпуса контейнера установки с дверями для доступа персонала вовнутрь установки;
на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2;
на фиг. 4 - вид стены корпуса контейнера установки с установленными в ней люками для загрузки и выгрузки ДГУ;
на фиг. 5 - внутренний вид стены корпуса контейнера установки на систему вентиляции и электрощит управления;
на фиг. 6 - функциональная схема управления жалюзийными заслонками системы вентиляции.
Мобильная автономная установка энергоснабжения содержит корпус 1 (фиг. 1) теплоизолированного универсального 20-футового контейнера с установленными торцевыми дверями 2 для загрузки и выгрузки дополнительного топливного бака 3 (фиг. 3), с установленными на одной из боковых стен корпуса 1 дверями 4 (фиг. 2) для доступа персонала к оборудованию установки при проведении регламентных и ремонтных работ, с установленными на другой из боковых стен корпуса 1 люками 5 (фиг. 4) для погрузки ДГУ 6 и их выгрузке при производстве ремонта. Корпус 1 контейнера разделен поперечной перегородкой 7 на два помещения, в одном из которых установлен дополнительный топливный бак 3, который может быть снабжен заправочными трубопроводами 8, позволяющими производить его заправку топливом с наружной стороны корпуса, без доступа вовнутрь контейнера обслуживающего персонала, и датчиком 9 протечки, содержащегося в баке 3 топлива, а в другом - две ДГУ 6, электрощит 10 управления ДГУ 6 со встроенными в него комплектом оборудования для дистанционного управления и мониторинга по GSM/GPRS-каналу, включающим программное обеспечение, интерфейс, GSM-модем, позволяющего осуществлять запуск/остановку каждой ДГУ 6, коммутацию силовых цепей между двумя ДГУ 6, включение/выключение обогрева фильтрозаборника и топливных фильтров ДГУ 6 в зимний период через сети GSM-связи, отслеживать местоположение мобильной установки, параметры работы и функционирование (работает или остановлена) каждой ДГУ 6, состояние системы автоматического пожаротушения, уровень топлива в дополнительном топливном баке 3, контроль протечки топлива в дополнительном топливном баке 3 посредством датчика 9 протечки, коммутацию силовых разъемов посредством навигации GPS/GPRS, линию 11 питания внешних потребителей, линию 12 питания от внешней электросети для непрерывного поддержания систем установки в рабочем состоянии при нахождении ее в резерве, линию 13 топливных трубопроводов с топливным насосом 14 для автоматического пополнения топливных баков ДГУ 6 из дополнительного топливного бака 3, систему 15 освещения, систему 16 вентиляции, включающую жалюзийные заслонки 17 (фиг. 5), работающие на приток холодного воздуха в контейнер, и жалюзийные заслонки 18, работающие на отток холодного воздуха из контейнера, систему 19 автоматического пожаротушения, пропорционально-интегрально-дифференцирующий терморегулятор 20 и блок 21 питания, установленные в электрощите 10 управления, термодатчик 22, установленный внутри корпуса 1 и соединенный с терморегулятором 20, при этом электропривод 23 выполнен с возможностью регулирования угла открытия жалюзийных заслонок 17 и 18 в зависимости от температуры воздуха внутри корпуса 1, входы блока 21 питания (фиг. 6) и терморегулятора 20 соединены с ДГУ 6, а их выходы, соответственно, с входами электроприводов 23 жалюзийных заслонок 17, 18 и с контактами управления электроприводов 23 жалюзийных заслонок 17, 18. Линия 11 питания внешних потребителей установки подключена к силовой магистрали для питания КРК. Обе ДГУ 6, соединенные в общую цепь, находятся в режиме ожидания. При поступлении от контроллера холодильно-отопительной установки любого из КРК на электрощит 10 управления ДГУ 6 сигнала о потребности в электроэнергии, электрощит 10 управления ДГУ 6 подает сигнал на запуск одной из ДГУ 6 и открывание соответствующих жалюзийных заслонок 17, 18 системы вентиляции 16, происходит запуск одной из ДГУ 6, открываются соответствующие жалюзийные заслонки 17, 18 системы 16 вентиляции, и производится подача электроэнергии в общую магистраль. При увеличении мощности, потребляемой КРК, более номинальной мощности одной из ДГУ 6 электрощит 10 управления ДГУ 6 подает сигнал на запуск второй ДГУ 6 и открывание соответствующих жалюзийных заслонок 17, 18 системы 16 вентиляции. Происходит запуск второй ДГУ 6, открываются соответствующие жалюзийные заслонки 17, 18 системы 16 вентиляции, и производится подача электроэнергии в общую магистраль. При снижении потребляемой мощности КРК электрощит 10 управления ДГУ 6 подает сигнал на остановку одной из ДГУ 6 и закрывание соответствующих жалюзийных заслонок 17, 18 системы 16 вентиляции, происходит останов одной из ДГУ 6 и закрывание соответствующих жалюзийных заслонок системы вентиляции 16. Для устранения случаев внезапной остановки двигателей ДГУ 6 при эксплуатации установки при перевозках в зимний период при температурах наружного воздуха ниже -20°С из-за застывания (парафинизации) дизельного топлива, вызванного низкой температурой воздуха внутри контейнера, предусмотрено регулирование количества подаваемого через жалюзийные заслонки 17 холодного воздуха в контейнер, а так же регулирование количества выхода через жалюзийные заслонки 18 теплого воздуха из контейнера. Регулирование производится с помощью изменения угла наклона жалюзийных заслонок 17 и 18 в зависимости от температуры воздуха внутри контейнера. В электрощите 10 управления установлены пропорционально-интегрально-дифференцирующий терморегулятор 20 и блок питания 21, с выхода которого подается напряжение 24 В на входы электроприводов 23 жалюзийных заслонок 17 и 18, а выход терморегулятора 20 соединен с контактами управления электроприводов 23 жалюзийных заслонок 17, 18. В корпусе 1 установлен термодатчик 22, передающий текущую температуру воздуха в контейнере на терморегулятор 20, в котором установлен температурный диапазон, необходимый для нормальной безаварийной работы ДГУ 6. Если температура внутри контейнера оказывается меньше нижней границы заданного температурного диапазона, терморегулятор 20 подает сигнал (регулируется в пределах 0-10 В) на контакты управления электроприводов 23 и жалюзийные заслонки 17 и 18 закрываются, обеспечивая тем самым выход теплого воздуха с радиатора системы охлаждения ДГУ 6 внутрь контейнера. При превышении температуры внутри контейнера больше верхней границы заданного температурного диапазона терморегулятор 20 автоматически подает сигнал электроприводу 23 на открытие жалюзийных заслонок 17 и 18 на требуемый угол. При этом обеспечивается поступление в контейнер большего количества свежего холодного воздуха и увеличивается отвод нагретого воздуха с радиатора ДГУ 6 за пределы контейнера. При продолжающемся росте температуры в контейнере жалюзийные заслонки 17 и 18, с помощью электропривода 23 автоматически открываются на больший угол, а при ее снижении - угол открытия уменьшается. Тем самым система автоматически удерживает температуру внутри контейнера в заданном температурном диапазоне. По мере расходования топлива в топливном баке одной ДГУ 6 до минимального уровня с электрощита 10 управления ДГУ 6 подается сигнал на топливный насос 14 и клапаны линии 13 топливных трубопроводов, включается топливный насос 14 и происходит адресная перекачка топлива из дополнительного топливного бака 7 в топливный бак ДГУ 6 с минимальным уровнем топлива, а при достижении максимального уровня топлива в топливном баке ДГУ 6 с электрощита 10 управления ДГУ 6 подается сигнал на отключение топливного насоса 14, таким образом, производится автоматическое пополнение топливных баков ДГУ 6. По мере расходования топлива в дополнительном топливном баке 3 до минимального уровня система дистанционного мониторинга оборудования, встроенная в электрощит 10 управления ДГУ 6, посредством навигации GPS/GPRS передает сигнал удаленному оператору о необходимости дозаправки установки. Для этих целей снаружи корпуса установки могут быть предусмотрены выходы заправочных трубопроводов 8. На станции топливозаправщик через быстроразъемное соединение подсоединяется к одному из выходов заправочных трубопроводов 8 и производит заправку дополнительного топливного бака 3 без доступа обслуживающего персонала вовнутрь установки, что сокращает время заправки, исключает несанкционированный доступ к оборудованию и улучшает пожарную безопасность. В случае возникновения протечки топлива из дополнительного топливного бака 3 датчик 9 протечки, установленный непосредственно на баке 3, через систему дистанционного мониторинга оборудования, встроенную в электрощит 10 управления ДГУ 6, посредством навигации GPS передает удаленному оператору сигнал о наличии протечки топлива для принятия решения по недопущению пожароопасной эксплуатации установки, а также планирования и организации ремонта дополнительного топливного бака 3. Линия 12 питания от внешней электросети для непрерывного поддержания систем установки в рабочем состоянии при нахождении ее в резерве обеспечивает электропитание цепей подогрева ДГУ 6, зарядки аккумуляторных батарей ДГУ 6, системы 15 освещения, системы 19 автоматического пожаротушения, систем удаленного управления и дистанционного мониторинга оборудования, встроенных в электрощит 10 управления ДГУ 6.
Мобильная автономная установка энергоснабжения может использоваться как на подвижном составе железных дорог, так и в стационарных условиях в любых климатических зонах путем снятия с фитинговой платформы и дальнейшей транспортировки автотранспортом к месту назначения, включая эксплуатацию на морских судах, не используя при этом энергоустановки судна.