6.2. Кондиционеры для кабин локомотивов

Одним из первых кондиционеров, разработанных ЦНИИ МПС в 1975 году (СССР) для охлаждения кабины тепловоза был компрессионный (фреоновый) кондиционер КТТ-4,5 мощностью 5 кВт (рис.18). Кондиционер был моноблочным, устанавливался на крыше тепловоза 2ТЭ10Л в специальном люке. Воздух в воздухоохладитель забирался как из кабины, так и снаружи. Обработанный воздух подавался на потолок, лобовое окно и к рабочим местам машиниста и помощника.

Рисунок 19 Схема установки кондиционера КТТ-4,5 на тепловозе "ТЭ10Л

1- забор наружного воздуха, 2 - отопитель, 3 - пульт машиниста, 4 - выход охлажденного воздуха, 5 - вентилятор, 6 - обтекатель, 7 - пульт управления,

8 - забор наружного воздуха, 9 - конденсатоотводчик.

Этот кондиционер мог работать только на переменном токе (что говорит о его происхождении от промышленного кондиционера). Это вынуждало оборудовать тепловоз источником переменного тока мощностью 5 кВт. Кондиционер работает на хладагенте R-134а. Принцип действия не отличается от описанного выше парокомпрессионного кондиционера.

Систематическая работа по испытаниям и оценке эффективности кондиционеров для кабин локомотивов и путевых машин проводилась с участием ВНИИЖГ МПС (Всесоюзный научно-исследовательский институт железнодорожной гигиены МПС) начиная с 1978 года.

Первым кондиционером, который был исследован на тепловозе 2ТЭ10Л в Ташкенте в условиях эксплуатации в 1978 году, был водоиспарительный. Принцип работы был изложен ранее в главе 2. Охлажденный воздух подавался в зону дыхания машиниста. Снижение температуры в кабине составляло 10^оС.

Достоинства кондиционера:

- простота конструкции,

- высокая эффективность.

Недостатки:

- отсутствие автоматического регулирования температуры,

- необходимость иметь в кабине большую емкость для воды, 1 м³,

- протекание емкости для воды в результате вибраций,

- высокая влажность в кабине.

Одновременно в Ташкенте проходил испытания фреоновый кондиционер марки RVE-15V/VKE-15W (Германия). Кондиционер был установлен в пульте машиниста, охлажденный воздух подавался настильно на лобовое окно. Он обеспечивал снижение температуры воздуха в кабине на 12^оС, Достоинства:

- гигиенические параметры воздуха отвечают требованиям для кабин машинистов локомотивов,

Недостатки:

- отсутствие возможности масштабных закупок для парка локомотивов,

- отсутствие базы для ремонта в условиях локомотивных депо.

В 1983 году в Смарканде были испытания фреонового кондиционера КТА-0,5Э-01 ( СССР, Украина, г.Краматорск) мощностью 1,5 кВт на тепловозе 2ТЭ-116 . На кабине тепловоза были установлены два моноблочных кондиционера суммарной мощностью 3 кВт (рис. ). Испытания показали удовлетворительные результаты – снижение температуры воздуха в кабине составило - 6-14^оС, относительная влажность - 37,6 -72,5%.[25]

Достоинства:

- не требовалось изменения конструкции крыши кабины,

- завод-изготовитель обладал достаточной производственной мощностью для обеспечения тепловозного парка страны кондиционерами.

Недостатки:

- низкая надежность, т.к. кондиционер использовался бытовой и не выдерживал вибраций.

В это же время в Советский Союз поставлялись локомотивы ЧС-4Т, ЧС-8, ЧС-7 (Чехословакия) с фреоновой кондиционирующей установкой

CHKL-5(01)[26], (рис. 19, табл.19). Установка была расположена под кабиной и осуществляла охлаждение, вентиляцию и подогрев воздуха. Мощность системы охлаждения составляла 5 кВт. Мощность системы подогрева - 12 кВт.

Рисунок 19 Cхема установки кондиционера CHKL-5(01) на электровозе ЧС-4Т

1 - забор наружного воздуха, 2 - воздухораспределитель, 3 - нагревательные элементы, 4 - термостат, 5 - рукава для подвода воздуха, 6 - расширительный клапан, 7 - сопла, 8 - испаритель, 9 - канал рециркуляционного воздуха,

10 - защитный выключатель, 11 - вентилятор рециркуляционного воздуха, 12 - электродвигатель, 13 - выход воздуха наружу, 14 - конденсатор, 15 - затвор от попадания снега, 16 - распределительный канал.

Воздух для вентиляции и охлаждения забирался в лобовой части локомотива. Раздача воздуха в кабине производилась в пульте машиниста.

Таблица 19 - Характеристики кондиционера СHKL-5(01)

№ п/п	Характеристика	Величина
1	Холодопроизводительность, кВт	5,0
2	Теплопроизводительность, кВт	12,0
3	Род потребляемого тока	переменный
4	Напряжение питания , В	220
5	Мощность электродвигателя вентиляторов, Вт	370
6	Потребляемая электрическая мощность. кВт	-
7	Количество рециркуляционного воздуха, м3/ч	750
8	Количество свежего воздуха, м3/ч	250
9	Автоматически поддерживаемая температура, оС	< 28
10	Габариты	1340х680х440

Испытания показали хорошие результаты:

снижение температуры воздуха в кабине составило 12^оС.

Достоинства:

- высокая надежность,

- большой запас мощности.

Недостатки:

- отсутствие на тот момент базы для обслуживания и ремонта кондиционеров в депо Россошь.

На базе Людиновского тепловозостроительного завода в 1999 году были произведены испытания фреонового кондиционера HVAC-2109200 (Германия) для кабины машиниста тепловоза российско-американского производства ТЭРА1-002. Паспортная мощность в режиме охлаждения - 6,5 кВт, кондиционер установлен моноблоком на крыше кабины.

При наружной температуре 32^оС снижение температуры в кабине составило 11^оС, относительная влажность 65%. Особенностью этого кондиционера было то, что охлажденный воздух подавался через восемь подающих решеток в отличие от трех в отечественных локомотивах. В результате равномерность распределения температур по кабине была очень высокой и не превышала 1^оС как по высоте, так и по ширине кабины.

В июне 2001 года на базе экспериментального кольца ВНИИЖТ были проведены испытания фреонового кондиционера ККМЭ-3,8 по лицензии Samsung (Россия, г.Электросталь) холодопроизводительностью 3,55 кВт, установленного в кабине электропоезда ЭД-6. Испытания показали, что установка конденсатора под крышей вагона за задней стенкой кабины машиниста, приводила к отключению кондиционера из-за перегрева конденсатора. При наружной температуре 23,6^оС снижение температуры в кабине составило 9,5 ^оС.

В дальнейшем эта ситуация была исправлена путем использования люка в крыше.

В 1986 году были проведены испытания термоэлектрического кондиционера БТК-1,25-Э110 мощностью 1,25 кВт научно-производственного объединения "Квант" на электровозе ВЛ80СМ в ВЭЛНИИ (Новочеркасск), которые показали неудовлетворительные результаты.

Затем в 2001 году на базе ВНИТИ были проведены испытания кондиционера БТК-3,0-Э110 мощностью 1,9 кВт, которые показали хороший результат: при температуре в камере 35^оС снижение температуры в кабине составило 13,5^оС.

Характристики кондиционера БТК-4,0 Т 110К НПО "Квант" приведены в табл.20,[27].

Таблица 20 - Характеристики термоэлектрического транспортного кондиционера БТК-4,0 Т 110К НПО "Квант"

№ п/п	Характеристика	Величина
1	Холодопроизводительность, кВт	4,0
2	Теплопроизводительность, кВт	4,0
3	Род потребляемого тока	постоянный
4	Напряжение питания ТЭМ, В	110 ± 16,5
5	Напряжение питания вентиляторов, В	48
6	Потребляемая электрическая мощность. кВт	5,3
7	Количество рециркуляционного воздуха, м3/ч	1500
8	Количество свежего воздуха, м3/ч	30
9	Автоматически поддерживаемая температура, оС	20,22,24 ± 1
10	Время выхода на режим, мин.	12
11	Масса, кг	242

В связи с особенностями термоэлектрических кондиционеров (большой вес) использовать их на вагонах проблематично. Но для малых помещений - кабин - они вполне подходят.

ООО "Термоинтех" (Россия, Москва, Роснано) предлагает термоэлектрические кондиционеры для всех видов колесного и рельсового транспорта для охлаждения и обогрева кабин машинистов, кабин подъемных кранов, лифтов, кабин и КУНГов (табл.21,[28]).

Таблица 21 - Характеристики термоэлектрических кондиционеров "Термоинтех"

№ п/п	Модель кондиционера	Холодопроизво дительность, Вт	Теплопроизво-дительность, Вт	Потребляемая мощность, Вт
1	ТЭСК-1-110	1000	1000	1250
2	ТЭСК-2-110	2000	2000	2500
3	ТЭСК-3-110	3000	3000	3500
4	ТЭСК-4-110	4000	4000	5000

В таблице 22 приведены основные характеристики кондиционеров для кабин машинистов локомотивов. Холодопроизводительность кондиционеров составляет от 3 до 6,5 кВт, при этом снижение температуры воздуха в кабинах составляет от 6,5 до 14^оС.

Некоторые кондиционеры имеют и функцию обогрева: CHKL,

HVAC, а также термоэлектрические кондиционеры БТК и ТЭСК.

Таблица 22 - Кондиционирующие установки для кабин локомотивов

№ п/п	Марка кондиционера, изготовитель	Холодопроизводительность, кВт	Теплопроизводительность, кВт	Принцип действия	Снижение темп., оС
1	КТТ-4,5 (СССР)	5,0	-	фреоновый	-
2	Водоиспаритель ный (СССР)	-	-	водоиспарительный	7,5
3	RVE-15U/VKE-15W bb (Германия)	5,0	-	фреоновый	10,0
4	КТА-0,5Э-01 (Украина, Краматорск)	3,0 (2х1,5)	-	фреоновый	10,0-12,0
5	CHKL-5(01) (Чехословакия)	5,0	12,0	фреоновый	12,0
6	HVAC-2109200 (Германия)	6,5	7,2	фреоновый	11,0
7	ККМЭ-3,8 (Россия, Электросталь)	3,55	-	фреоновый	6,0-9,0
8	БТК-3,0-Э110	3,0	3,0	термоэлект	13,0
9	ТЭСК-4-110 (Термоинтех, Россия)	4,0	4,0	термоэлект	-