Отопительный контур для помещений вагона
Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для теплоснабжения пассажирских вагонов. Отопительный контур содержит котел, расширительный бак, циркуляционный насос и отопительный трубопровод, продольно расположенный вблизи пола и боковой стены вагона. Отопительный трубопровод включен концами в короткую и длинную верхние ветви запираемых труб, подающих жидкий теплоноситель, и сообщен с возвратным трубопроводом. Отопительный трубопровод проходит сквозь купейные стенки и имеет ребра, выполненные из листового металла, закрепленные на нем с заданным шагом. Оребренные участки выполнены в виде изготовленных из металлической ленты и закрепленных на отопительном трубопроводе цилиндрических спиралей неравной длины с числом витков в каждой, уменьшающимся от одного купейного помещения к другому, противоположно течению теплоносителя. Техническим результатом является обеспечение равномерного обогрева пассажирских помещений и снижение металлоемкости отопительной системы. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение касается теплоснабжения пассажирских помещений вагона с применением циркуляционной отопительной сети, трубы которой оснащены конвекционными нагревательными элементами.
Известны отопительные системы пассажирских вагонов (ГДР, В 61 D 27/00, №№ 151137 от 18. 10. 1981 г., 155508 от 16. 06. 1982 г. и 156473 от 01.09. 1982 г.), где описаны приемы регулирования равномерного обогрева пассажирских помещений, первый из них дросселированием теплоносителя по линии отопления помещений, второй - двухтрубного движения теплоносителя (см. патент №155508: задвижки (9) и (10) закрыты) в противоположных направлениях через все купе: сначала по нагревательной ветви (4) от котла, а затем его возврата по нагревательной ветви (5) в отопительный котел (23).
Такое подключение ветвей (4, 5) при включенном циркуляционном насосе, имеющих оребренные участки трубопровода в каждом купе одинаковой длины и параллельное расположение, позволяет компенсированно по купе распределить тепло (эффект сложения тепловых встречных потоков воды, остывающих при ее движении в петле трубопровода).
В патенте №156473 “Комбинированная отопительная установка для пассажирских вагонов” калориферы соединяются между собой одним или несколькими трубопроводами параллельно, последовательно или же комбинированно. Отклонение температуры в купе поддерживается в узких пределах.
За прототип принята система отопления вагона с комбинированным (электроугольным) подогревом теплоносителя (Ю.О.Фаерштейн, Б.Н.Китаев “Кондиционирование воздуха в пассажирских вагонах” М.: Транспорт, 1984 г., с.104, рис.42), отопительный контур которой имеет котел (19) с электронагревателями (20), расширительный бак (6), верхние разводящие трубы (8), стояки (9) с воздуховыпускными трубами (10), отопительный трубопровод (12) со сплошным оребрением, изготовленным в виде ряда стальных ребер, закрепленных с заданным шагом на отопительном элементе трубопровода.
Для усиления циркуляции горячей воды в системе и тем самым интенсификации отопления предусмотрены два насоса: ручной (27) и центробежный (16) с электроприводом.
Наличие труб со сплошным оребрением по длине вагона значительно увеличивает массу линии отопления купе. Недостатком данной установки является то, что в помещениях по концам вагона возможен перепад температур из-за разницы температуры теплоносителя в начале и в конце вагона.
Задачей изобретения является обеспечение равномерного обогрева пассажирских помещений и снижение металлоемкости отопительной системы.
Для этого отопительный контур для помещений вагона содержит котел, расширительный бак, циркуляционный насос, отопительный трубопровод, продольно расположенный вблизи пола и боковой стены вагона для отопления служебного и купейных помещений, включенный концами в короткую и длинную подающие жидкий теплоноситель верхние ветви запираемых труб, сообщенный с возвратным трубопроводом, проходящий сквозь купейные стенки, и имеющий ребра, закрепленные с заданным шагом на отопительном трубопроводе.
Новым является то, что в направлении, противоположном протеканию теплоносителя, каждый последующий из разделенных стенками купе оребренный участок отопительного трубопровода выполнен с теплопередающей поверхностью, меньшей, чем предыдущий его оребренный участок.
Другой особенностью конструкции является то, что оребренные участки выполнены в виде изготовленных из металлической ленты и закрепленных на отопительном трубопроводе цилиндрических спиралей неравной длины с числом витков в каждой, уменьшающимся от одного помещения к другому противоположно течению теплоносителя.
Технический результат заключается в следующем.
В направлении, противоположном протеканию теплоносителя, выполнение каждого последующего оребренного участка по сравнению с предыдущим оребренным участком с уменьшающимся числом ребер, определенным расчетом зависимости давления в линии отопления купе, количества теплоносителя, диаметра отопительной трубы, размера и шага ребер, обеспечит равномерный обогрев пассажирских помещений и уменьшит (по сравнению с прототипом) массу оребренных участков за счет уменьшения количества ребер в каждом из них от первого купе до последнего (14-23).
На фиг.1 изобрежена схема подключения отопительного контура для помещений вагона с применением жидкого теплоносителя;
На фиг.2 - отопительный трубопровод с оребренным участком L, представленным в виде цилиндрической спирали, изготовленной из металлической ленты.
Отопительный контур для помещений вагона содержит котел 1 с коллектором 2 и расширительным баком 3, циркуляционный насос 4, калорифер 5, соединенный трубами 6, 7, 8 с коллектором 2, котлом 1 и расширительным баком 3, верхние запираемые, подающие жидкий теплоноситель: короткую 9 и длинную 10 ветви труб, запираемый контур 11 отопления коридора, отопительный трубопровод 12, продольно расположенный вблизи пола и боковой стены вагона для отопления служебного 13 и купейных 14...23 помещений. Трубопровод 12 включен концами в короткую 9 и длинную 10 ветви труб для подачи с одного и с другого конца отопительного трубопровода 12 жидкостного теплоносителя, сообщен с возвратным трубопроводом 24 и имеет чередующиеся неоребренные, проходящие сквозь купейные стенки 25; и оребренные, разделенные купейными стенками, отопительные участки, ребра которых выполнены из листового металла, в виде закрепленных на отопительном трубопроводе цилиндрических спиралей 26...35 неравной длины с числом витков в каждой, уменьшающимся от одного купе к другому противоположно течению теплоносителя. Участки трубопровода со спиралями 26...35 образуют линию отопления купе, выход которой включен в возвратный трубопровод 24. Последний соединен с котлом 1 запираемым участком трубы 36 и может быть к котлу подключен через соединительную линию 37 и циркуляционный насос 4.
Число ребер по каждому оребренному участку определяется расчетом.
Вода, нагретая в котле 1, через коллектор 2 поступает в ветви 9, 10 труб отопления.
Теплоноситель, поступающий в линию отопления купе из ветви 10, имеет в некотловом конце вагона температуру больше, чем на входе в котел 1. Тепловая мощность в купе 23 вагона на 15-20% выше, чем в купе 14. Теплоноситель проходит купейные помещения 23...14, возвратный трубопровод 24 и через соединительную линию 37 при открытой задвижке отводится в котел 1.
Равномерное распределение количества тепла по каждому купе осуществляется за счет увеличения теплопередающей поверхности оребренных участков по мере их приближения к котлу.
Формула изобретения
1. Отопительный контур для помещений вагона, содержащий котел, расширительный бак, циркуляционный насос, отопительный трубопровод, продольно расположенный вблизи пола и боковой стены вагона для отопления служебного и купейных помещений, включенный концами в короткую и длинную подающие жидкий теплоноситель верхние ветви запираемых труб, сообщенный с возвратным трубопроводом, проходящий сквозь купейные стенки и имеющий ребра, закрепленные с заданным шагом на отопительном трубопроводе, отличающийся тем, что в направлении, противоположном протеканию теплоносителя, каждый последующий из разделенных стенками купе оребренный участок отопительного трубопровода выполнен с теплопередающей поверхностью меньшей, чем его предыдущий оребренный участок.
2. Отопительный контур по п.1, отличающийся тем, что оребренные участки выполнены в виде изготовленных из металлической ленты и закрепленных на отопительном трубопроводе цилиндрических спиралей неравной длины с числом витков в каждой, уменьшающимся от одного помещения к другому противоположно течению теплоносителя.
