Комбинированная система водяного отопления

Система отопления некупейных вагонов, построенных после 1974 г.,отличается от системы ранее построенных вагонов в основном тем, что вода в котле нагревается либо электронагревателями, либо при сгорании в топке твердого топлива. Схема системы отопления таких вагонов показана на рисунке 33.

(нумерация приборов соответствует принятой в документации завода–изготовителя).

1– водогрейный котел, 2– патрубок для аварийного наполнения системы водой, 3– ручной насос, 4 – вестовая труба расширителя, 5 – гидрометр, 6 – расширитель, 7 – поддувало, 8 – топка, 9– калорифер, 10, 45 – дистанционные термометры, 13– запасный бак, 14, 15, 16 – вентили для выпуска воды из ветвей отопления, 19, 20, 22 – запорные вентили, 21 – соединительный трубопровод от системы водоснабжения, 23 – спускная пробка котла, 24, 26 – краны бойлера, 25 – вентиль минимального уровня воды в расширителе, 27– циркуляционный насос УП-50, 28, 36 – передняя и задняя дроссельные заслонки, 29 – запорный вентиль системы водоснабжения, 30, 31, 33 – вентили заполнения системы водой от стационарных (станционных) источников водоснабжения, 32 – воздушный кран, 34 – воронка, 38 – рычаги дроссельных заслонок, 39 – спускной вентиль запасного бака, 40, 44 – грязевики, 41, 42 – запорные вентили ветви калорифера, 43 – спускной вентиль ветви калорифера, 46, 49 – запорные вентили бойлера, 47 – огневая плитка, 48 – бойлер, 63 – уравнительный трубопровод, 64, 67 – вентиляционный трубопровод, 65 – статический трубопровод, 66 – обратный клапан, 68 .- термостат помещения, 69 – температурное реле, 70 – термостат приточного воздуха, 71 – термостат наружного воздуха, 72. – высоковольтный подвагонный ящик, 73 – магнитный клапан, 74,75.76. – высоковольтные междувагонные электрические соединения, 77 – распределительный шкаф, 78 – высоковольтный нагревательный элемент, 79 – жидкостный выключатель, 80 – запорный кран, 81 – фланец отводящего трубопровода

Рисунок 33. Схема комбинированной системы водяного отопления

В данной системе водяного отопления установлен расширитель 6, совмещенный с водогрейным котлом 1, производительность которого составляет 36кВт. Объем воды в котле 350 л (0,35 м 3 ), а в трубах — 505 л (0,505 м 3 ). Отопительный котел, установленный в котельном помещении, оборудован высоковольтными нагревательными элементами, укрепленные на специальном фланце по периметру котла. Всего установлено 24 нагревательных элемента 78 мощностью по 2 кВт каждый. Номинальное рабочее напряжение всей системы отопления составляет 3000В. Нагревательные элементы распределены по всему периметру котла, за исключением пространства над люком топки для твердого топлива, и крепятся к фланцу топки котла через прокладки. Номинальное рабочее напряжение одного нагревательного элемента составляет 500 В. Элементы соединены последовательно в секции по 6 штук.

Общий вид нагревательного элемента и схема его подключения в комбинированной системе отопления пассажирского вагона приведены на рисунке 34.

1 – клемма, 2 – нагревательная спираль, 3 – керамический стержень, 4 – провод спирали, 5 – кварцевый кожух, 6 – графитовый кожух, 7 – стальной кожух

Рисунок 34. Общий вид нагревательного элемента и схема его включения

Конструктивно нагревательный элемент включает: клемму для подвода электричества 1, нагревательную спираль 2 навитую на составной керамический сердечник 3, сердечник со спиралью помещен в кварцевый трубчатый кожух 5. Зазор между кварцевым кожухом и стальным защитным кожухом 7 заполнен хорошо уплотненным порошкообразным графитом 6. В верхней части стального кожуха имеется фланец, при помощи которого кожух крепиться в отопительном котле. От внешних воздействий нагревательная спираль защищена стальным кожухом внутри которого, располагается кварцевая втулка. Для улучшения теплопередачи пространство между кожухом и втулкой заполнено графитовым порошком. Клеммы нагревательных элементов защищены кожухом 83. Для подвода электрической энергии к нагревательным элементам предусмотрены высоковольтные междувагонные электрические соединения 74, 75 и 76.

Для подогрева воздуха, поступающего в вентиляционные каналы, служит пластинчатый калорифер 9 (см. Рис 33). Над котлом установлен дефлектор, обеспечивающий лучшее разрежение в дымоходе. Для улучшения циркуляции воды в системе применяется электрический центробежный насос 27. Ручной поршневой насос 3 служит для пополнения системы отопления водой из запасного бака 13 и в необходимых случаях для улучшения циркуляции воды в системе. Для измерения температуры воды в котле и бойлера установлены дистанционные термометры 10,45, шкалы которых выведена в служебное отделение. При работе отопительной системы количество воды в ней постепенно уменьшается за счет испарения ее в атмосферу, часть воды идет на промывку унитазов. Поэтому за уровнем воды в расширителе котла необходимо внимательно следить с помощью вестовой трубы расширителя 4. Управление работой системы отопления осуществляется с помощью температурного реле 69 и термостатов 68, 70 и 71, расположенных соответственно в помещении вагона и в каналах приточной вентиляции. Для усиления циркуляции воды в системе нужно периодически пользоваться циркуляционным насосом 27. Рекомендуемые температуры воды в котле, в зависимости от температуры наружного воздуха приведены в таблице 8.

Рекомендуемые температуры воды в котле,

в зависимости от температуры наружного воздуха

Температура Наружного воздуха, ºС (K)	Температура воды в котле, °С (K)	Температура наружного воздуха, 0°С (K)	Температура Воды в котле, °С (K)
Плюс 10 (283)	Не выше плюс 35 (308)	Минус 20 (253)	Плюс 55-70 (328-343)
Плюс 5 (278)	Плюс 30-40 (303-313)	Минус 30 (243)	Плюс 65-80 (338-353)
Плюс 35-50 (308-323)	минус40 (233)	Не ниже плюс 95 (368)
Минус 10 (263)	Плюс 45—60 (318-333)

Пассажирские вагоны последних лет постройки, например, вагон-салон, предназначенный для поездок руководства железных дорог (модели 61-9941); пассажирский купейный штабной (модели 61-4188); пассажирский некупейный (модели 61-4194) оснащены комбинированной системой отопления с нагревом незамерзающего теплоносителя (антифриз) электронагревателями.

Комбинированная система отопления пассажирских вагонов

8.2. Отопление и водоснабжение пассажирских вагонов

Комбинированное отопление пассажирских вагонов

Комбинированное отопление широко внедряется на электрифицированных участках. С 1975 г. все новые вагоны оборудуют такой системой. Вагоны с комбинированной системой отопления можно эксплуатировать как на электрифицированных участках, так и на не-электрифицированных. Отопительное оборудование вагонов унифицировано. Работы по внедрению электроотопления на неэлектрифи-цированных участках сдерживаются из-за отсутствия тепловозов с генератором отопления и необходимостью реконструкции устройств СЦБ на этих участках.

Наиболее распространенным типом водогрейного вагонного котла (рис. 8.3) является котел, совмещенный с расширителем 8. Отопительный котел состоит из наружной рубашки 5, внутри которой расположены огневая коробка 6 и топочная камера 11. В нижней части камеры имеются колосниковые решетки 2 и зольник. В верхней части котла над огневой коробкой расположена дымовая труба 7. В огневую коробку вварены циркуляционные трубы 9 для увеличения поверхности нагрева котла. Пространство между наружной рубашкой и топочной камерой, огневой коробкой и дымовой трубой заполняется водой. Топливо загружается на колосниковые решетки через люк топки 3. Воздух подается под колосниковую решетку через люк зольника 1. Для нагрева воды с помощью электроэнергии в водяную рубашку котла вертикально вмонтированы 24 нагревательных элемента (общей мощностью 48 кВт) 10, которые распределены по всему периметру котла, за исключением пространства над люком топки для твердого топлива, и крепятся к фланцу топки котла через прокладки из паронита.

Клеммы нагревательных элементов защищены кожухом 4, который можно поднять и зафиксировать на цепочках, при-

варенных к расширителю 8 котла, при необходимости проведения работ по монтажу нагревательных элементов и ухода за ними. Наибольшая расчетная температура воды в котле 90—95 °С. При более высокой температуре нижние трубы отопления нагреваются до 70 °С и выше и осаждающаяся на их поверхности пыль подгорает. В качестве дополнительного электрическое отопление применяется на вагонах ряда типов с кондиционированием воздуха. Режим работы системы отопления устанавливает проводник в зависимости от температуры наружного воздуха и внутри вагона, от населенности вагона и времени года.

12. Устройство системы комбинированного отопления пассажирских вагонов.

Система отопления служит для поддержания нормально­го температурного режима внутри вагона независимо от из­менения температуры наружного воздуха.

В зависимости от способа получения тепла для обогрева вагонов системы отопления подразделяются на следующие виды:

-водяная система с котлом на твердом топливе (не применяется);

-элект­рическая система (переходное отопление), состоящая из электропечей, установленных по купейной стороне, и электрокалорифера для подогрева воздуха, распо­ложенного в нагнетательном воздуховоде;

-комбинированная система с подогревом воды в котле сжиганием твердого топ­лива или электронагревательными элементами;

-смешанная система, состоящая из комбинированной и электрической систем.

Устройство и принцип работы системы отопления

Система отопления состоит из котла 1, расширителя 6, отопительных труб, стояков, бойлера 48, водяного калорифера 9, запасного бака 13, ручного 3 и циркуляционного 27насосов.

Во всех вагонах с водяным отоплением верхняя и нижняя ветви сети отопления собраны из труб с фланцами. Соединение фланцевое болтовое, через проклад­ки. Для доступа к фланцевым соединениям верхней ветви в потолке предусмотрены люки. Система водяного отопления куп. вагона типа 47Дк в ос­новном аналогична системе отопления плацкартного вагона (расширитель совмещен с котлом). В купейных вагонах расширитель 6 (рис.) установлен отдельно от котла 1. Пластинчатый калорифер 9 разме­шен несколько ниже расширителя и соединен с нижней частью котла, что обеспечивает лучшую циркуляцию воды в калорифере. Особенностью этой системы являет­ся наличие специального подводящего колена 6а от кот­ла в расширитель. В это колено внутри расширителя вварены верхние трубы отопления, благодаря чему горя­чая вода из верхней части котла поступает непосред­ственно в трубы, обеспечивая лучший обогрев вагона.

Теплая вода поступает в расширитель через уравнитель­ный трубопровод 63. Для удаления скапливающегося в ка­лорифере, котле и трубопроводе воздуха от котла к расши­рителю предусмотрены вентиляционные трубопроводы 64 и 67. Бойлер 48 оборудован дистанционным термометром 45. Когда котел не работает, для подогрева воды топят кухонную плиту 47.

На котле закреплен ручной насос 3, и дистанционный термометр со шкалой для контроля за температурой воды в котле и гидрометр 5. Максимально допустимая температура воды в котле (90-95°С) на шкале термометра отмечена красной стрелкой или красной чертой.

Принцип работы системы отопления: из котла горячая вода поступает в расши­ритель, который пред­назначен для приема из­бытка воды в системе, образующегося вследствие увеличе­ния ее объема при нагревании, и для текущего восполнения потерь воды в результате испарения. От расширителя идут две ветви отопи­тельных труб. Каждая ветвь, отходящая от расширителя, идет поверху до противо­положного конца вагона, затем спускается вниз, образуя стояки. Oт стояков понизу вдоль стен проходят нижние обогревательные трубы, которые присоединяются к нижней части котла. Таким образом происходит непре­рывная циркуляция воды в системе отопления по замкнуто­му кольцу: котел — обогревательные трубы — котел.

Устройство котла комбинированного отопления.

Отопительный котел со­стоит из наружной рубашки, внутри которой расположены ог­невая коробка и топочная камера. В нижней части камеры имеют­ся колосниковые решетки и зольник. В верхней части котла над огневой коробкой расположена дымовая труба. Пространство между наружной рубашкой н то­почной камерой, огневой короб­кой и дымовой трубой заполняет­ся водой. Топливо загружается на колосниковые решетки через люк топки. Воздух подается под ко­лосниковую решетку через люк зольника.

Для нагрева воды с помощью электроэнергии в водяную рубашку котла вертикально вмонтированы 24 нагрева­тельных элемента, которые распределены по всему пери­метру котла, за исключением пространства нал люком топ­ки для твердого топлива, и крепятся к фланцу топки котла через прокладки из паронита. Клеммы нагревательных эле­ментов защищены кожухом , который можно поднять и зафиксировать на цепочках, при необходимости проведения работ по монтажу нагревательных элементов и ухода за ними.

Проверка уровня воды в системе отопления и пополнение системы водой.

Красная неподвижная стрелка или красная черта на шкале гидрометра (расположен в котельном отделении) указывает наименьший допустимый уровень воды в котле, черная рабочая стрелка — действи­тельный уровень воды. Если черная стрелка опустилась ниже красной, значит воды в системе недостаточно. При этом не только прекращается циркуляция воды по тру­бам, но и могут сгореть прокладки между фланцами кот­ла. Когда черная стрелка совпадает с красной, вода в си­стеме находится на наименьшем допустимом уровне (доходит до середины расширителя).

Уровень воды в системе проверяют также периодичес­ки открывая водопробный кран 25.

Чтобы пополнить систему отопления водой необходимо открыть кран 33 и 22(качаем воду из запасного бака) или 29 (из системы водоснабжения), и качать воду ручным насосом до тех пор, пока не польется вода из вестовой трубы 4. Вода из крана и трубы поступает в воронку 34, а затем в запасной водяной бак 13.

Назначение циркуляционного насоса.

Циркуляционный насос служит для усиления циркуляции воды в системе, включается на щите, двигатель расположен под кипятильником.

Принудительная циркуляция воды в системе может быть выполнена циркуляционным или ручным насосом. Предварительно необходимо нагреть воду в котле до температуры не менее 50°С.

При применении циркуляционного насоса для усиления циркуляции воды во всей системе нужно обязательно зак­рыть дроссельные заслонки 28. 36. Если заслонки 28 и 36 не закрыты, насос будет забирать воду из котла и подавать ее снова туда же, т.е. улучшения циркуляции воды в системе отопления не про­изойдет, Передняя дроссельная заслонки 28, расположенная в котельном отделении, легко закрывает­ся или обрывается поворотом ручки. Задняя дроссельная заслонка 36, расположенная за котлом, открывается и закры­вается рычагом. Циркуляцию поды производят до тех пор, пока в вагоне не установится нормальная температура воздуха, после чего заслонки и вентили приводят в начальное положение.

При применении ручного насоса для усиления циркуля­ции воды ( при выходе из строя циркул. насоса) во всей системе также закрывают дроссельные заслонки 28 и 36. Краны 31 и 33 необходимо открыть.

Если требуется улучшить циркуляцию в трубах только купированной или коридорной стороны вагона, то закрывают соответственно вентиль 19 или 20.

Неисправности системы отопления:

-образование воздушных пробок из-за кипения воды в котле. Открыть кран 32 с нерабочей стороны в малом тамбуре, включить циркул.насос или произвести искусственную циркуляцию ручным насосом. Вода должна литься равномерно из крана;

-недостаточный обогрев вагона, зашлакованы колосники— почистить топку;

-частичное замораживание труб (замороженное место обложить ветошью и поливая на нее горячую воду, отогреть);

-кипение воды в котле (включить циркул. насос и пополнить систему водой. Временно закрыть поддувало);

-течь трубы: если невозможно приостановить течь, перекрыть верхний и нижний разобщительные краны (19 или 20) на отопительных трубах поврежденной ветви и полностью слить воду из этой ветви через краны 15 или 16. Отопление вести одной стороной, циркул. насос должен работать с небольшими перерывами;

-неудовлетворительная тяга дымовытяжной трубы— в пункте формирования проверить состояние труб и при необходимости почистить.