Установка кондиционирования воздуха пассажирского железнодорожного вагона

 

Изобретение относится к машиностроению, более конкретно - к устройствам кондиционирования воздуха для транспортных средств, в том числе для подвижного железнодорожного состава. Устройство выполнено в виде единого автономного блока, размещаемого в подкрышевом пространстве железнодорожного вагона, и содержит герметичный теплоизолированный корпус с окнами для входа и выхода воздуха, причем корпус разделен перегородкой на два отсека, в одном из которых установлены осевой вентилятор, холодильный компрессор и воздушные конденсаторы, а в другом - приточный вентилятор, клапаны наружного воздуха, электрический и водяной калориферы, воздухоохладители и воздушные фильтры. Новым является то, что в отсеке, где размещены холодильный компрессор и воздушные конденсаторы, дополнительно установлен, по крайней мере, один осевой вентилятор, при этом в упомянутой перегородке, разделяющей теплоизолированный корпус на два отсека, на участках между окнами для входа наружного воздуха и конденсаторами выполнены окна для прохода наружного воздуха с установленными в них регулируемыми клапанами. Осевые вентиляторы выполнены с вентильными электродвигателями постоянного тока. Техническим результатом является повышение экономических характеристик кондиционера и возможность плавного регулирования выходных параметров воздуха, а также обеспечение режима интенсивной вентиляции при аварийных ситуациях. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к оборудованию железнодорожного транспорта, обеспечивающему комфортные условия пассажиров в вагонах, в частности к установкам для кондиционирования воздуха.

Известны установки кондиционирования воздуха (УКВ), выполненные в виде моноблока, размещаемого в подкрышевом пространстве вагона, и представляющие собой автоматически регулируемые компрессионные холодильные машины [1].

Недостатками таких УКВ с компрессионными холодильными машинами являются их большие массогабаритные размеры, низкая эксплуатационная надежность и невозможность плавного регулирования 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 герметичный теплоизолированный корпус с размещенным в нем оборудованием холодильной машины, причем корпус разделен перегородкой на два отсека. Холодильный компрессор, осевой вентилятор, воздушные 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 невозможность ее работы в режиме интенсивного проветривания вагона из-за отсутствия возможности увеличения расхода наружного воздуха.

Целью настоящего изобретения является создание такой конструкции установки кондиционирования воздуха пассажирских вагонов, которая обеспечивала бы высокую экономичность, возможность плавного регулирования расхода наружного воздуха и поддержания выходных параметров воздуха, а также возможность режима интенсивной вентиляции при аварийных ситуациях с холодильной машиной или в периоды предпосадочной подготовки вагона.

Поставленная цель достигается тем, что заявляемая установка кондиционирования воздуха пассажирских вагонов, выполненная 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 воздуха клапан наружного воздуха, воздушный фильтр, воздухоохладитель, электрический и водяной калориферы - в другом, согласно изобретению в перегородке между отсеками на участках перегородки между окном для входа наружного воздуха и конденсаторами холодильной машины выполнены окна с установленными в них клапанами. Кроме того, в отсеке, где размещен компрессор и конденсаторы, дополнительно установлен по крайней мере один осевой вентилятор. В целях расширения диапазона регулирования работы установки кондиционирования осевые вентиляторы выполнены с вентильными электродвигателями постоянного тока.

Сущность изобретения поясняется описанием со ссылками на чертежи, где: Фиг.1 - компоновочная схема одного из вариантов реализации установки; Фиг. 2 - принципиальная пневмогидравлическая схема обработки приточного воздуха в установке кондиционирования воздуха.

Установка кондиционирования воздуха пассажирских вагонов (фиг.1) состоит из теплоизолированного корпуса 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, по крайней мере два осевых вентилятора 4 и конденсаторы 5. При этом в перегородке 2 на участках между окном для входа наружного воздуха и конденсаторами 5 выполнены окна с установленными в них клапанами 6. Во втором отсеке установлен приточный вентилятор 7, а симметрично относительно него расположены последовательно по направлению поступающего в установку воздуха клапаны наружного воздуха 8, воздушные фильтры 9, воздухоохладители 10, водяные калориферы 11 и электрические калориферы 12.

Установка кондиционирования воздуха пассажирских вагонов работает в следующих режимах: - охлаждение воздуха; - вентиляция; - подогрев воздуха (в режиме теплового насоса либо с помощью электрического и водяного калориферов).

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 воздух из вагона и наружный воздух, расход которого может регулироваться с помощью воздушных клапанов 6 и 8. Потоки рециркуляционного и наружного воздуха перемешиваются, проходят через воздушные фильтры 9, далее воздух поступает в канал с теплообменными аппаратами, охлаждаясь в воздухоохладителе 9. Затем воздух нагнетается с помощью приточного вентилятора 7 внутрь вагона через окно для выхода обработанного приточного воздуха.

При работе в режиме вентиляции холодильная машина, водяные калориферы 11, электрические калориферы 12 выключены и задействован только приточный вентилятор 7, воздушные клапаны 6 и 8, обеспечивающие воздухообмен в вагоне.

При работе в режиме нагревания воздуха могут быть задействованы водяные калориферы 11 и электрические калориферы 12. Регулируемый воздухообмен обеспечивается с помощью воздушных клапанов 8. Воздух нагнетается внутрь вагона с помощью приточного вентилятора 7, как было описано выше.

В режиме теплового насоса установка обеспечивает нагрев приточного воздуха при работе холодильной машины. Потоки холодильного агента при этом реверсируются и в воздухоохладители 10 подается горячий пар, нагнетаемый из компрессора 3. Воздух, проходящий через воздухоохладитель, нагревается за счет отвода теплоты от конденсирующихся паров холодильного агента.

Использование вентильных двигателей постоянного тока для осевых вентиляторов, обеспечивающих охлаждение конденсаторов, позволяет более плавно регулировать давление конденсации хладагента в конденсаторах холодильной машины плавным уменьшением частоты вращения вентиляторов и снижением их производительности.

Интенсивное проветривание в период предпосадочной подготовки вагона позволяет понизить температуру в летний период в вагоне до наружной и за счет повышенной подвижности воздуха улучшить тепловой режим в вагоне. Однако имеющиеся каналы для наружного и рециркуляционного воздуха не позволяют изменить их соотношение в смеси приточного воздуха. Наличие в перегородке 2 окон с клапанами 6 позволяет уменьшить сопротивление входа наружного воздуха в камеру смешения и соответственно повысить долю наружного воздуха по отношению к рециркуляционному и соответственно увеличить номинальный расход наружного воздуха до требуемого по санитарным правилам на вагонах салонного типа (пригородных электропоездах), когда количество пассажиров увеличивается не менее чем в 2 раза по отношению к купейным вагонам.

Источники информации 1. Системы вентиляции и установки кондиционирования воздуха. Вагоны. /Под ред. Л.Д.Кузьмина. - М. Машиностроение, 1978.

2. Руководство по монтажу и эксплуатации УКВ-31.РЭ. ЗАО "Остров", г. Москва, 2000 г.

Формула изобретения

1. Установка кондиционирования воздуха пассажирского железнодорожного вагона, выполненная в виде единого автономного блока, устанавливаемого в подкрышевом пространстве железнодорожного вагона, содержащая герметичный теплоизолированный корпус с окнами для входа и выхода воздуха, причем корпус разделен перегородкой на два отсека, в одном из которых установлены осевой вентилятор, холодильный компрессор и воздушные конденсаторы, а в другом - приточный вентилятор, клапаны наружного воздуха, воздушные фильтры, воздухоохладители, водяной и электрический калориферы, отличающаяся тем, что в отсеке, где размещены холодильный компрессор и воздушные конденсаторы, дополнительно установлен, по крайней мере, один осевой вентилятор, при этом в упомянутой перегородке, разделяющей теплоизолированный корпус на два отсека, на участках между окнами для входа наружного воздуха и конденсаторами выполнены окна для прохода наружного воздуха с установленными в них регулируемыми клапанами.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что осевые вентиляторы выполнены с вентильными электродвигателями постоянного тока.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 12.09.2008

Извещение опубликовано: 20.08.2010        БИ: 23/2010

---