2. Система кондиционирования железнодорожных транспортныхсредств

Системакондиционированиявоздухажелезнодорожноготранспорта

необходимадляобеспечениякомфортныхусловийпроездапассажиров,работы проездных бригад, как во время движения, так и на остановках.

Комфорт пассажиров в вагоне определяется многими факторами:освещенностью,эргономикой,типомдиванов,качествомбелья,туалетными

системами и т. д. Однако,основными условиями комфортаявляются гигиени- ческие условия микроклимата.

В пассажирских вагонах санитарными нормами предусматриваются несколько параметров: температура воздуха, относительная влажность, подвижность воздуха, количество подаваемого воздуха на одного человека, температура внутренних поверхностей, разность температур воздуха внизу и вверху салона, запыленность воздуха, содержание СО₂и др.

Согласно санитарным нормам в зимнее время в купе и служебных помещениях должны поддерживаться температура воздуха +20–24^оС (оптимальная+22^оС).Вумывальныхпомещенияхдопускаетсятемпература

+16^оС. Градиент температуры воздуха в купе до +3^оС. Температура поверх- ности внутренних ограждений до +15^оС. Оптимальная скорость движения воздуха 0,2 м/с.

В летнее время температура воздуха +22–26^оС (оптимальная +24^оС). В вагонах типа «люкс» температура в купе может поддерживаться по желанию пассажира от +18 до +28^оСс шагом 1^оС . Скорость движения воздуха не выше 0,25 м/с.

Количество подаваемого воздуха на 1 пассажира зависит от темпе- ратуры наружного воздуха: 10 м³/ч при температуре наружного воздуха ниже минус 20^оС, 15 м³/ч при температуре наружного воздуха от минус 20 до минус5^оС,20м³/чпритемпературенаружноговоздухаотминус5до

+26^оС,15м³/чпритемпературевыше+26^оС.

Концентрация двуокиси углерода не должна превышать 0,1% пообъему.

Если система кондиционировании работает в режиме вентиляции, то скорость движения воздуха может быть на уровне 0,4 м/с.

Объем рециркуляционного воздуха должен составить не более 30% от общей подачи воздуха.

Относительная влажность воздуха в вагонах 1 класса – 40–60 %; 2, 3 класса – 30–70 %. Однако, в системах кондиционирования воздуха современ- ных пассажирских вагонах отсутствует устройство регулирования влажности воздуха. Поэтому относительная влажность может колебаться в зависимости от погодных условий от 15 до 95 %.

Современныесистемыкондиционированиямогутработатьв3режимах:

1. Режимохлажденияпритемпературенаружноговоздухаот+25до

+40^оС;

2. Врежимевентиляциипритемпературенаружноговоздухаот+18 до минус 15^оС;

3. В режиме обогрева при температуре наружного воздуха от +18 до минус 15^оС .

При температуре наружного воздуха ниже минус 15^оСвключаются дополнительные жидкостные или электронагреватели.

В пассажирских вагонах используются следующие системы конди-ционирования:

‒спарокомпрессионнымихолодильнымимашинами;

‒стермоэлектрическимибатареями;

‒своздушнымихолодильнымимашинами;

‒скосвенноиспарительнымохлаждением.

В системах кондиционирования воздуха с парокомпрессионными холо- дильнымимашинами,холодильнаямашинадляохлаждениявоздуха,располо- жена в тамбуре в промежутке между верхней частью вагона и подвесным потолком. Охлаждѐнный воздух в купе подаѐтся по специальным воздухо-водам.

В системах с термоэлектрическими устройствами используются двух- каскадные термоэлектрические установки как показано на рисунке 16.5. Первый каскад установлен для охлаждения или нагрева воздушного промежутка между верхней частью вагона и подвесным потолком, вторые каскады размещены над каждым купе. В зависимости от времени года они включаются на охлаждение или на обогрев.

Системы кондиционирования с воздушными холодильными машинами широко используются в пассажирских вагонах из-за применения практическибесплатногорабочеговещества–атмосферноговоздуха.Холодильныйкоэффи-циентвоздушныххолодильныхмашинвдваразанижечемупаровыхкомпрес- сионных. Однако, эксплуатационные затраты значительно ниже, чем у системкондиционирования с паровыми компрессионными холодильными машинами.

Система кондиционирования с воздушными холодильными машинами делится на замкнутую и разомкнутую. В замкнутых системах в основном циркулирует рециркуляционный воздух, свежего воздуха подается 20–30 %.В разомкнутой системе (открытой системе) наоборот, 70 % свежего воздуха и 30 % рециркуляционного воздуха, поэтому чаще всего применяется разомк- нутая система, как более благоприятная по санитарным нормам.

Рисунок16.5–Схемасистемыкондиционирования с термоэлектрическими устройствами

Общая схема разомкнутой системы кондиционирования с воздушными холодильными машинами показана на рисунке 16.6. Она может работать какв теплый период года на охлаждение, так и в холодный период года на обогрев воздуха.

В режиме охлаждения наружный воздух поступает в компрессорный агрегатпервойступенисжатияКМ1,вкоторойсжимаетсядодавления6–

8 атм. Далее сжатый воздух поступает в компрессорный агрегат второй ступени сжатия КМ 2, где сжимается до давления 25–30 атм. В процессе сжатия атмосферный воздух нагревается до температуры 180–200^оС. После сжатия горячий воздух проходит два теплообменных аппарата ТО₁и ТО₂, в которых охлаждается до температуры близкой к температуре окружающей среды. В первом теплообменнике ТО₁горячий воздух охлаждается атмосфер- ным воздухом, который подается вентилятором В1. В процессе охлажденияиз воздуха конденсируется 90–95% влаги, которая отделяется в отделителе жидкости ОЖ. Отделившаяся вода подается в воздуховод вентилятора ТО₁. Так как температура поверхности теплообмена высокая, то вода испаряется, охлаждая горячий воздух. Во втором теплообменном аппарате ТО₂охлажде- ние воздуха происходит за счет смешанного потока из детандера Д и рецир- куляционного воздуха.Послеотделителя жидкости ОЖ воздух поступает в детандер Д, где происходит снижение давления до атмосферного итемпера- туры до плюс 5–10^оС. Далеевоздух делится на 2 части. Основной поток подается в вагон для снижения температуры, другой поток направляется в смесительную камеру СК2. 70 % отработанного воздуха из вагона выбрасы- вается в атмосферу вентилятором В4.

Рисунок16.6–Общаясхемаразомкнутойсистемыкондиционирования с воздушными холодильными машинами.

В режиме обогрева работает только первая ступень компрессорного агрегата КМ1. После сжатия теплый воздух с температуройплюм 50–80^оС сразу подается в систему кондиционирования вагона, минуя все теплооб- менные аппараты. Количество подаваемого воздуха регулируется воздушным клапаном ВК1.