Установка кондиционирования воздуха пассажирского железнодорожного вагона

Установка кондиционирования воздуха пассажирского железнодорожного вагона.
Изобретение относится к оборудованию железнодорожного транспорта, обеспечивающему комфортные условия пассажиров в вагонах, в частности, к установкам для кондиционирования воздуха.
Известны установки кондиционирования  (УКВ), выполненные в виде лмоноблока, размещаемого в подкрышном пространстве вагона, и представляющие собой автоматически регулируемые компрессионные холодильные машины 1.
Ыедостатками таких УКВ с компрессионными холодильными машинами являются их большие массогабаритные размеры, низкая экспл атационная надежность и невозможность плавного рег лирования производительности.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту изобретения, принятым в качестве прототипа., является установка кондиционирования воздуха пассажирских вагонов (УКВ-31), выполненная в виде единого автономного блока, размещаемого в подкрышевом
пространстве рабочего тамбура железнодорожного вагона, содержащая гермегичный теплоизолированный корпус с размещенным в нем
2B0211Z8J1
B61 D 27/00 В 60 H ЗЮО
оборудованием холодильной машины, причем корпус разделен перегородкой на два отсека. Холодильный компрессор, осевой вентилятор, возд шные конденсаторы установлены в одном отсеке, а приточный вентилятор и симметрично расположенные относительно него клапаны наружного воздуха, воздушные фильтры, воздухоохладители, водяной и электрический калориферы - в другом. Элементы установки соединены трубопроводами. В корпусе выполнены окна для входа и выхода воздуха 2.
Основным недостатком данной установки является недостаточная экономичность из-за невозможности регулирования производительности приточного вентилятора и температуры  на вьгходе из установки, а также невозможность работы приточного вентилятора при аварийных выключениях источников переменного тока.
Целью настояпхего изобретения является создание такой конструкции установки кондиционирования воздуха пассажирских вагонов, которая бы обеспечивала высокую экономичность, возможность плавного регу/шрования и поддержания выходных параметров , а также обеспечение режима вентиляции при аварийных выключениях источников переменного тока.
Поставленная цель достигается тем, что заявляемая установка кондиционирования  пассажирских вагонов, вьшолненная в виде единого автономного блока, размещаемого в подкрышевом пространстве железнодорожного вагона, содержащая герметичный теплоизолированный корпус с окнами для входа и выхода воздуха и с размещенным в нем
оборудованием холодильной машины, разделенный перегородкой на два отсека, причем холодильный компрессор, осевой вентилятор, воздушные конденсаторы установлены в одном отсеке, а приточный вентилятор и по крайней мере по одному  расположенные последовательно по направлению поступающего в установку воздл а клапан наружного воздуха, воздушный фильтр, воздухоохладитель, электрический и водяной калориферы, - в друтом, согласно изобретению, каждые воздухоохладитель, водяной и электрический калориферы объединены в единый блок с образованием обводного канала для обрабатываемого воздуха, при этом в обводном канале З становлен воздушный клапан. Кроме этого, приточньп вентилятор имеет вентильный электродвигатель, питающийся от источника постоянного тока.
В целях расширения диапазона регулирования в усгановке дополнительно введен приточный вентилятор с вентильным электродвигателем с возможностью плавного регулирования частоты
вращения.
Для повышения надежности работы и облегчения обслуживания
установки перед конденсаторами холодильной машины установлены
воздушные фильтры.
Сущность изобретения поясняется описанием со ссылками на
чертежи, где:
Фиг.1 - компоновочная схема одного из вариантов реализации
Фиг.2 - принципиальная пневмогдцравлическая схема обработки приточного  в установке кондиционирования .
Фиг.З - принципиальная схема обработки приточного возду-ха с двумя парал-пельно работающими вентиляторами
Установка кондиционирования  пассажирских вагонов (Фиг. 1) состоит из теплоизолированного  1 с окнами для входа и выхода воздуха, разделенного перегородкой 2 на два отсека с размещенным в них оборудованием холодильной машины. В первом отсеке установлены винтовой компрессор 3 с ресивером, осевой вентилятор 4 и конденсаторы 5 с воздушными фильтрами 6. Во втором отсеке установлены приточные вентиляторы 7, а симметрично относительно них расположены последовательно по направлению поступающего в установку воздуха клапаны наружного воздуха 8, воздушные фильтры 9, воздухоохладители 10, водяные калориферы II и электрические калориферы 12. При этом воздухоохладители 10, водяшле калориферы 11 и электрические калориферы 12 соединены в единые блоки с образованием обводных каналов, в которых установлены воздушные клапаны 13.
Установка кондиционирования воздуха пассажирских вагонов работает в следующих режимах:
-охлаждение воздуха;
-вентиляция;
При работе в режиме охлаждения в установке задействованы холодильная машина и вентиляционное оборудование. Охлаждение воздуха осуществляется следующим образом (Фиг.2). При включенной холодильной машине под действием разряжения, создаваемого приточным вентилятором 7, в установку кондиционирования воздуха через окна в стенке корпуса поступает рециркуляционный воздчх из вагона и наружный воздух, расход которого может рег лироваться с помощью воздушных клапанов 8. Потоки рециркуляционного и наружного воздуха перемещиваются, проходят через воздушные фильтры 9, далее часть  поступает в канал с теплообменными аппаратами, охлаждаясь в воздухоохладителе 9, а другая часть воздуха проходит по обводному каналу через воздушный клапан 13. Затем эти потоки смешиваются и нагнегаются с помощью пригочного
вентилятора 7 внутрь вагона через окно для выхода обработанного
приточного возд} а.
При работе в режиме вентиляции холодильная машина, водяные
калориферы 11, электрические калориферы 12 выключены и -задействован
только приточный венти.итор 7, воздушные клапаны 8 и 13,
обеспечивающие воздухообмен в вагоне.
При работе в режиме нагревания воздуха могхпг быть задействованы
водяные калориферы 11 и электрические калориферы 12. Регулируемый
воздухообмен обеспечивается с помощью воздушных клапанов 8 и 13. в режиме теплового насоса установка обеспечивает нагрев
приточного  при работе холодильной машины. Потоки холодильного агента при этом реверсируются и в возд хоохладители 10 подается горячий пар, нагнетаемый из компрессора 3. Воздух, проходящий через воздухоохладитель, нагревается за счет отвода теплоты от конденсирующихся паров холодильного агента.
Регулирование производительности установки кондиционирования  в данном  осуществляется по оптимальному режиму с применением схем количественно-качественного регулирования. Количественное регулирование осуществляется в определенных пределах за счет изменения расхода приточного вентилятора 7, у которого для этой цели использован вентильный двигатель с возможностью плавного изменения частоты вращения. Качественное ре1улнрование обычно осуществляется управлением температурой тепло- и хладоносителя перед теплообмеьптым аппаратом. Но для автономных установок кондиционирования воздуха (со встроенной холодильной машиной и воздз-хоохладителями непосредственного кипения) управление температурой кипения холодильного агента затр днено. Даже использование частотного регулирования производительностью компрессора не позволяет снизить коэффициент эффективности процесса (KB) до нуля и вызывает необходимость выключения холодильной машины, а затем повторного ее включения
к
6
tg - температура воздуха за теплообменным аппаратом (возд хоохладителем) - регулируемый параметр;
tji - температ ра воздуха перед теплообменным аппаратом ;
tw,H - температура теплоносителя перед теплообменным аппаратом.
Использование обводного канала с регулируемым воздушным клапаном позволяет снизить коэффициент эффективности процесса практически до нуля и исключить работ  холодильной машины в режимах пуск-остановка. Кроме того следует вспомнить, что для поверхностных воздххоохладителей основным регулируемым параметром является температура IK, а репглирование влагосодержания ds практически невозможно. Использование обводного канала позволяет управлять обоими параметрами как tjc, так и dx. Поддержание влагосодержания на выходе из воздухоохладителя в конечном итоге позволяет поддерживать оптимальные параметры  в салоне или  железнодорожного вагона.
Необходимо отметить еще одно преимущество из-за наличия обводного канала, возникающее при работе установки в режиме интенсивного охлаждения, нагрева или проветркшания. В этих режимах, как правило, вентилятор работает с повышенной производите.11ьностью и наличие обводного канала позволяет уменьшить сопротивление движ щемуся воздуху и снизить требземую мощность электродвигателя.
тока, позволяет осуществлять интенсивное проветривание вагона, в сл чаях выхода из строя основного электрооборудования (генератор, преобразователь и т.д.), обеспечивающего питание установки.
Дополнительныевозможностипорегулированию
воздч-хопроизводительности установки кондиционирования воздуха дает использование двух параллельно работающих вентиляторов (Фиг.З) вместо одного вентилятора (Фиг.2). При этом снижаются массогабаритные характеристики вентиляторного узла.
Использование воздущных фильтров, устанавливаемых перед конденсаторами холодильной машины повышает надежность работы ее и облегчает обс.л живание, которое заключается только в очистке фильтров, а не в очистке теплообменной поверхности самих конденсаторов.
1. Системы вентиляции и установки кондиционирования . Вагоны / Под ред. Л.Д.Кузьмина. - М. Машиностроение, 1978.
2.Руководство по монтаж  и эксплуатации УКВ-31.РЭ. ЗАО «Остров г. Москва, 2000г.