Лекция №106 система вентиляции воздуха

Вагон-ресторан ( рис. 5.8, в) имеет обеденный салон, обеспечивающий одновременное обслуживание до 48 человек, кладовую для хранения продуктов, кухню и другие помещения и оборудование, позволяющее готовить пищу и обслуживать пассажиров в длительных поездках.

Пассажирские вагоны других типов, такие как вагоны-рестораны, почтовые, багажные другие,

также оборудованы самотечной системой водоснабжения и отопления и отличаются от рассмотренных выше конструктивными решениями, обусловленными назначением вагона. В вагоне-ресторане, например, установлены две самостоятельные системы снабжения горячей и холодной водой: первая — для кухни с раздаточным отделением, вторая — для котельной с туалетным отделением. Для снабжения кухни и раздаточной холодной водой имеется бак емкостью 800 литров, расположенный над потолком кухни. Из бака холодная вода по трубам подается к кранам: мойке, находящейся в раздаточной, мойке и умывальнику, находящимся в кухне. От этого же бака по трубопроводу ручным насосом вода подается к водонагревателю и баку горячей воды, объем которого равен 50 литров. Отсюда вода через очистной фильтр поступает к кранам моек для посуды и умывальника.
Обе системы холодной и горячей воды кухни и раздаточной наполняются через соединительные головки, расположенные в середине вагона с обеих сторон кузова. Система налива воды всего вагона оборудована электрической сигнализацией наполнения баков. Когда наполнение системы подходит к концу, загорается лампочка на щитке, которая гаснет в момент прекращения наполнения. Наливные трубы и труба слива умывальной чаши имеют электрические обогреватели. Запас воды в вагоне-ресторане для котельной и туалета составляет 130 л. Холодная вода по трубопроводу подается в котел отопления, к умывальной чаше и душу. Горячая вода от водонагревателя по трубопроводу путем естественной циркуляции попадает в бак горячей воды и возвращается обратно в водонагреватель. Расходуется горячая вода в туалете, душе и умывальнике.
Система водоснабжения багажных и почтовых вагонов также имеет горячую и холодную воду. Система снабжения холодной водой состоит из бака емкостью 300 литров, расположенного над коридором в нише служебного отделения, а также трубопроводов и водоразборных устройств. Система заполняется водой снизу из-под вагона по наливным трубам, проходящим в коридоре и купе багажных раздатчиков. Горячей водой душ снабжается от расширителя котла, а туалет — от системы отопления. На почтовых вагонах некоторых моделей для получения горячей воды установлен электронагреватель на 25 л.

Система отопления. Система отопления бывает двух видов: водяная и электрическая. Водяная система применяется на всех типах пассажирских вагонов локомотивной тяги, оснащенных автономной системой электроснабжения от подвагонных генераторов и аккумуляторных батарей. Электрической системой оборудованы вагоны локомотивной тяги, имеющие централизованное питание от вагона-электростанции или от контактной сети через электровоз.
Система водяного отопления (рис. 5.17) включает в себя котел 1, расширитель-воздухоподогреватель 10, нагревательные трубы 2, питательный насос 8, баки 6 и 7 для воды и топлива, вентили 5, 9, грязевик 5 и кран 4 для спуска воды из котла.

Циркуляция воды в системе отопления (показано стрелками) происходит непрерывно из-за разности температур в различных ее частях. Предусмотрена и искусственная циркуляция воды с помощью циркуляционного насоса, установленного на трубопроводе, подводящем воду к котлу, подача которой включается в тех случаях, когда температура наружного воздуха ниже расчетной или когда необходим ускоренный нагрев вагона после отстоя.
При комбинированной (электроугольной) системе отопления (рис. 5.18) вода в котле подогревается расположенными в водяной рубашке высоковольтными нагревательными элементами, а при отсутствии электроэнергии — за счет теплоты сжигаемого твердого топлива — угля).

Питание нагревательных элементов осуществляется по однопроводной поездной линии с номинальным напряжением 3000 В постоянного или однофазного переменного тока частотой 50 Гц в пути следования от локомотивов, а в пунктах отстоя — от стационарных устройств.
Системой водяного отопления с комбинированным котлом оснащены вагоны различных типов. Эта система состоит из котла с расширителем и отопительных приборов. Котел (рис. 5.19) с электроугольным отоплением имеет обычную угольную топку 4 и водяную рубашку 2, в которой на опорном фланце 11 расположены 24 высоковольтных нагревательных элемента 3.

Для увеличения поверхности нагреваемой воды в коническую часть топки установлены циркуляционные трубы 6, 7, и 8. В нижней части топки расположены колосниковая решетка 1 и наклонный лист зольника 14. Уголь загружается в котел через топочное отверстие 12, через него же извлекается шлак. Зола и мелкий шлак удаляются через отверстие зольника 13. На опорном фланце в зоне топки размещены три изолятора 9, через которые высоковольтные провода подводятся к нагревательным элементам котла. В целях обеспечения электробезопасности кожух 5 котла заземляется. Для этого в его нижней части предусмотрен специальный болт, к которому присоединяется заземляющий провод.
Нагревательные элементы закрыты защитным кожухом 10, на котором установлена блокировка, разрывающая цепь катушек высоковольтных контакторов при подъеме кожуха и наличии высокого напряжения. В поднятом положении для осмотра нагревательных элементов кожух подвешивается на цепях. Объем воды в системе 855 л, из которых 370 л находятся в котле и расширителе.
Схема отопления, нагревательные элементы и другое высоковольтное оборудование у различных типов вагонов одинаковое. Высоковольтные нагревательные элементы имеют общую мощность 48 кВт и разделены на две параллельные группы, каждая из которых состоит из двух параллельных ветвей, включающих по шесть последовательно соединенных нагревательных элементов. Для защиты котла предусмотрено тепловое реле, отключающее электронагревательные элементы при повышении температуры воды в котле выше 90 °С, и реле минимального уровня, отключающее их при понижении уровня воды в расширителе более чем 200 мм. В вагонах с кондиционированием воздуха используются дополнительные низковольтные электрические печи и калорифер, которые питаются от автономной системы электроснабжения напряжением ПО В постоянного тока. В пассажирских вагонах межобластного и пригородного сообщений наиболее распространено отопление с помощью электрических печей и калориферов.
В системах водоснабжения и водяного отопления современных пассажирских вагонов находят широкое применение пластмассы для изготовления многих деталей и узлов. Из стеклопластика на основе полиэфирной смолы выполняют водяные баки, умывальные раковины и унитазы, из полиэтилена низкой плотности — трубы, фитинги, вентили, втулки, тройники, а также другие соединительные и регулирующие детали. В туалетах пол настилают из стеклопластика вместо цементного, покрытого метлахской плиткой. Применение пластмасс обеспечивает снижение собственной массы вагона, продление срока службы, уменьшение трудоемкости и затрат при изготовлении и ремонте систем водоснабжения, отопления и внутреннего оборудования.

Система вентиляции воздуха. Вентиляция воздуха предназначена для удаления воздуха из помещений вагона и замена его чистым наружным. Существует два вида вентиляции: естественная и принудительная. В пассажирских вагонах применяется как естественная, так и принудительная (механическая) вентиляция. По принципу работы вентиляцию разделяют на приточную, вытяжную и приточно-вытяжную.
Естественная вентиляция осуществляется с помощью каких-либо неподвижных устройств и не требует затрат энергии. Принудительная же вентиляция осуществляется с помощью центробежных или осевых вентиляторов и требует постоянной затраты энергии, в основном — электрической.
Современные пассажирские вагоны оснащены приточной вентиляцией с использованием центробежных вентиляторов, которая:
—создает необходимый воздухообмен, благодаря чему воздух внутри вагона обеспечивается достаточным количеством кислорода и ограничивается содержание углекислого газа, пыли и гнилостных примесей, образующихся в результате жизнедеятельности пассажиров;
—создает подвижность воздуха в зоне пребывания пассажиров;
—создает подпор воздуха в вагоне, препятствуя тем самым проникновению внутрь воздуха, не очищенного от пыли, зимой ненагретого, а летом неохлажденного воздуха, поступающего через неплотности в ограждениях;
—совместно с системой кондиционирования воздуха охлаждает вагон;
—при калориферном отоплении совместно с системой отопления обогревает вагон.
Естественная вентиляция (через открытые окна) является наиболее простым способом. Однако использование этого способа связано с существенными недостатками: возможность осуществления только в теплое время, отсутствие средств защиты от проникновения в вагон пыли, невозможность использования во время дождя, появление сквозняков и др.
Совершенным средством вентиляции вагона являются специальные вытяжные устройства — дефлекторы, которые могут использоваться в течение круглого года.
Однако они также имеют недостатки: низкую и неустойчивую производительность, образование разрежения воздуха в вагоне, приводящее к проникновению через неплотности ограждения кузова неочищенного наружного воздуха, а следовательно, к ухудшению условий проезда пассажиров.
Дефлекторы устанавливают на крыше и действуют по принципу эжекции (отсасывания воздуха) при обдувании наружным потоком. Верхняя рабочая часть дефлектора устроена так, что в ней под действием протекающего потока воздуха происходит разрежение, благодаря чему воздух из вагона всасывается в трубу и уходит наружу (рис. 5.20, а).
Наибольшее распространение в пассажирских вагонах получил унифицированный дефлектор ЦАГИ-ЦНИИ (рис. 5.20, б) Центрального аэрогидродинамического института, разработанный совместно с Центральным научно-исследовательским институтом железнодорожного транспорта (ныне ВНИИЖТ). Перечисленные выше недостатки естественной вентиляции ограничили ее применение. На современных пассажирских вагонах она используется только как подсобная: дефлекторы — для удаления воздуха через туалеты, окна — для проветривания вагонов во время их отстоя, когда система вентиляции не включается.

Механическая вентиляция в зависимости от способа притока воздуха в вагон подразделяется на две системы: без использования рециркуляции и с рециркуляцией воздуха. Принципиальная схема вентиляционной системы без использования рециркуляции воздуха пассажирского вагона включает в себя (рис. 5.21, а) заборные решетки 1, масляные фильтры 2, вентиляционный агрегат 3, диффузор 4, конфузор 6, нагнетательный воздуховод 7 и выпуски 8. Диффузор 4 и конфузор 6 по существу являются частями нагнетательного воздуховода, в котором установлен калорифер 5. Между крышей 9 и подшивным потолком 10 проходит нагнетательный воздуховод 7.

Особенности вентиляционной системы с использованием рециркуляции воздуха заключается в том, что в вагон подается смесь наружного и взятого из вагона и возвращаемого обратно воздуха. В пассажирских вагонах применяется частичная рециркуляция воздуха. Использование рециркуляционного воздуха требуется в процессе охлаждения и в отопительный сезон.
При использовании рециркуляции воздуха усложняется система вентиляции, так как появляются дополнительный рециркуляционный (возвратный) воздуховод, камера смешения воздуха, дополнительные фильтры, устройства для регулирования заданного соотношения количества наружного и рециркуляционного воздуха и специальные выпуски. Остальные составляющие остаются принципиально, а часто и конструктивно такими же.