Блог об энергетике

энергетика простыми словами

Система отопления пассажирского вагона поезда

Система водяного отопления (рис. 5.17) включает в себя котел 1, расширитель-воздухоподогреватель 10, нагревательные трубы 2, питательный насос 8, баки 6 и 7 для воды и топлива, вентили 5, 9, грязевик 5 и кран 4 для спуска воды из котла.

Циркуляция воды в системе отопления (показано стрелками) происходит непрерывно из-за разности температур в различных ее частях. Предусмотрена и искусственная циркуляция воды с помощью циркуляционного насоса, установленного на трубопроводе, подводящем воду к котлу, подача которой включается в тех случаях, когда температура наружного воздуха ниже расчетной или когда необходим ускоренный нагрев вагона после отстоя.

При комбинированной (электроугольной) системе отопления (рис. 5.18) вода в котле подогревается расположенными в водяной рубашке высоковольтными нагревательными элементами, а при отсутствии электроэнергии — за счет теплоты сжигаемого твердого топлива — угля).

Питание нагревательных элементов осуществляется по однопроводной поездной линии с номинальным напряжением 3000 В постоянного или однофазного переменного тока частотой 50 Гц в пути следования от локомотивов, а в пунктах отстоя — от стационарных устройств.
Системой водяного отопления с комбинированным котлом оснащены вагоны различных типов. Эта система состоит из котла с расширителем и отопительных приборов. Котел (рис. 5.19) с электроугольным отоплением имеет обычную угольную топку 4 и водяную рубашку 2, в которой на опорном фланце 11 расположены 24 высоковольтных нагревательных элемента 3.

Для увеличения поверхности нагреваемой воды в коническую часть топки установлены циркуляционные трубы 6, 7, и 8. В нижней части топки расположены колосниковая решетка 1 и наклонный лист зольника 14. Уголь загружается в котел через топочное отверстие 12, через него же извлекается шлак. Зола и мелкий шлак удаляются через отверстие зольника 13. На опорном фланце в зоне топки размещены три изолятора 9, через которые высоковольтные провода подводятся к нагревательным элементам котла. В целях обеспечения электробезопасности кожух 5 котла заземляется. Для этого в его нижней части предусмотрен специальный болт, к которому присоединяется заземляющий провод.
Нагревательные элементы закрыты защитным кожухом 10, на котором установлена блокировка, разрывающая цепь катушек высоковольтных контакторов при подъеме кожуха и наличии высокого напряжения. В поднятом положении для осмотра нагревательных элементов кожух подвешивается на цепях. Объем воды в системе 855 л, из которых 370 л находятся в котле и расширителе.
Схема отопления, нагревательные элементы и другое высоковольтное оборудование у различных типов вагонов одинаковое. Высоковольтные нагревательные элементы имеют общую мощность 48 кВт и разделены на две параллельные группы, каждая из которых состоит из двух параллельных ветвей, включающих по шесть последовательно соединенных нагревательных элементов. Для защиты котла предусмотрено тепловое реле, отключающее электронагревательные элементы при повышении температуры воды в котле выше 90 °С, и реле минимального уровня, отключающее их при понижении уровня воды в расширителе более чем 200 мм. В вагонах с кондиционированием воздуха используются дополнительные низковольтные электрические печи и калорифер, которые питаются от автономной системы электроснабжения напряжением ПО В постоянного тока. В пассажирских вагонах межобластного и пригородного сообщений наиболее распространено отопление с помощью электрических печей и калориферов.
В системах водоснабжения и водяного отопления современных пассажирских вагонов находят широкое применение пластмассы для изготовления многих деталей и узлов. Из стеклопластика на основе полиэфирной смолы выполняют водяные баки, умывальные раковины и унитазы, из полиэтилена низкой плотности — трубы, фитинги, вентили, втулки, тройники, а также другие соединительные и регулирующие детали. В туалетах пол настилают из стеклопластика вместо цементного, покрытого метлахской плиткой. Применение пластмасс обеспечивает снижение собственной массы вагона, продление срока службы, уменьшение трудоемкости и затрат при изготовлении и ремонте систем водоснабжения, отопления и внутреннего оборудования.

5.4.3 Система отопления

Система отопления в пассажирских вагонах бывает двух видов: водяная и электрическая. Водяная система применяется на всех типах пассажирских вагонов локомотивной тяги, оснащенных автономной системой электроснабжения от подвагонных генераторов и аккумуляторных батарей. Электрической системой оборудованы вагоны локомотивной тяги, имеющие централизованное питание от вагона-электростанции или от контактной сети через электровоз.

Система водяного отопления (рис. 5.17) включает в себя котел 1, расширитель-воздухоподогреватель 10, нагревательные трубы 2, питательный насос 8, баки 6 и 7 для воды и топлива, вентили 5, 9, грязевик 5 и кран 4 для спуска воды из котла.

Циркуляция воды в системе отопления (показано стрелками) происходит непрерывно из-за разности температур в различных ее частях. Предусмотрена и искусственная циркуляция воды с помощью циркуляционного насоса, установленного на трубопроводе, подводящем воду к котлу, подача которой включается в тех случаях, когда температура наружного воздуха ниже расчетной или когда необходим ускоренный нагрев вагона после отстоя.

При комбинированной (электроугольной) системе отопления (рис. 5.18) вода в котле подогревается расположенными в водяной рубашке высоковольтными нагревательными элементами, а при отсутствии электроэнергии — за счет теплоты сжигаемого твердого топлива — угля).

Питание нагревательных элементов осуществляется по однопроводной поездной линии с номинальным напряжением 3000 В постоянного или однофазного переменного тока частотой 50 Гц в пути следования от локомотивов, а в пунктах отстоя — от стационарных устройств.

Системой водяного отопления с комбинированным котлом оснащены вагоны различных типов. Эта система состоит из котла с расширителем и отопительных приборов. Котел (рис. 5.19) с электроугольным отоплением имеет обычную угольную топку 4 и водяную рубашку 2, в которой на опорном фланце 11 расположены 24 высоковольтных нагревательных элемента 3.

Для увеличения поверхности нагреваемой воды в коническую часть топки установлены циркуляционные трубы 6, 7, и 8. В нижней части топки расположены колосниковая решетка 1 и наклонный лист зольника 14. Уголь загружается в котел через топочное отверстие 12, через него же извлекается шлак. Зола и мелкий шлак удаляются через отверстие зольника 13. На опорном фланце в зоне топки размещены три изолятора 9, через которые высоковольтные провода подводятся к нагревательным элементам котла. В целях обеспечения электробезопасности кожух 5 котла заземляется. Для этого в его нижней части предусмотрен специальный болт, к которому присоединяется заземляющий провод.

Нагревательные элементы закрыты защитным кожухом 10, на котором установлена блокировка, разрывающая цепь катушек высоковольтных контакторов при подъеме кожуха и наличии высокого напряжения. В поднятом положении для осмотра нагревательных элементов кожух подвешивается на цепях. Объем воды в системе 855 л, из которых 370 л находятся в котле и расширителе.

Схема отопления, нагревательные элементы и другое высоковольтное оборудование у различных типов вагонов одинаковое. Высоковольтные нагревательные элементы имеют общую мощность 48 кВт и разделены на две параллельные группы, каждая из которых состоит из двух параллельных ветвей, включающих по шесть последовательно соединенных нагревательных элементов. Для защиты котла предусмотрено тепловое реле, отключающее электронагревательные элементы при повышении температуры воды в котле выше 90 °С, и реле минимального уровня, отключающее их при понижении уровня воды в расширителе более чем 200 мм. В вагонах с кондиционированием воздуха используются дополнительные низковольтные электрические печи и калорифер, которые питаются от автономной системы электроснабжения напряжением ПО В постоянного тока. В пассажирских вагонах межобластного и пригородного сообщений наиболее распространено отопление с помощью электрических печей и калориферов.

В системах водоснабжения и водяного отопления современных пассажирских вагонов находят широкое применение пластмассы для изготовления многих деталей и узлов. Из стеклопластика на основе полиэфирной смолы выполняют водяные баки, умывальные раковины и унитазы, из полиэтилена низкой плотности — трубы, фитинги, вентили, втулки, тройники, а также другие соединительные и регулирующие детали. В туалетах пол настилают из стеклопластика вместо цементного, покрытого метлахской плиткой. Применение пластмасс обеспечивает снижение собственной массы вагона, продление срока службы, уменьшение трудоемкости и затрат при изготовлении и ремонте систем водоснабжения, отопления и внутреннего оборудования.

Проектирование, устройство и методы испытаний под редакцией канд техн наук Л. Д. Кузьмича москва машиностроение 1978

Название	Проектирование, устройство и методы испытаний под редакцией канд техн наук Л. Д. Кузьмича москва машиностроение 1978
страница	14/17
Л. Д. КУЗЬМИЧА
Размер	5.53 Mb.
Тип	Книга

§ 43. СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ И ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Системы отопления. В современном пассажирском вагоне система отопления обеспечивает на протяжении всего отопитель­ного сезона температурный режим, соответствующий санитарно-гигиеническим требованиям. Из всех известных систем отопления в пассажирских вагонах нашли наибольшее применение системы водяного и электрического отопления. Для вагонов серийного производства применена индивидуальная гравитационная водя­ная система низкого давления. Главные преимущества такой системы — способность обеспечивать довольно высокую стабиль­ность и равномерность температур воздуха внутри вагона по всей его длине. По способу нагрева воды наиболее употребительны в настоящее время те системы, в которых вода подогревается с ис­пользованием твердого топлива или электрических элементов.

Рис. 112. Схема работы водяного отопления низкого давления

В простейшей системе отопления (рис. 112) вода, нагретая в котле 1, попадает в расширитель 2, служащий резервуаром за­паса воды для пополнения ее убыли в системе отопления вслед­ствие испарения и утечек. Расширитель необходим также для раз­мещения избытка воды, образующегося в результате увеличения ее объема при нагревании. Объем расширителя обычно принимают равным 5—10% объема воды, содержащейся в отопительной си­стеме. Сеть отопительной установки состоит из верхних разводя­щих труб 3, выходящих из расширителя, стояков 4 и обогрева­тельных труб 5, соединенных с водяной рубашкой котла в его низшей точке. Отличительная черта этой системы состоит в том, что вода в расширителе сообщается с атмосферой и всегда имеет температуру ниже 100° С. Вследствие разности температур воды в котле и в охлаждаемых стояках, а следовательно, и ее плотности происходит естественная (гравитационная) циркуляция воды в тру­бах (показано стрелками). В такой системе можно изменять коли­чество отдаваемого тепла только повышением или понижением температуры нагрева воды в самом котле, что является недостат­ком.

Более совершенно регулирование температуры изменением скорости циркуляции воды при помощи насоса. Система водяного отопления современных пассажирских вагонов имеет более слож­ное устройство и предназначена не только для восполнения потерь тепла через ограждения кузова, но и для подогрева в течение ото­пительного сезона воздуха, принудительно подаваемого в вагон вентиляционной установкой. При зимнем режиме ее используют также для нужд системы горячего водоснабжения и других целей.

Система водяного отопления некупейного вагона со спальными местами (рис. 113) оборудована совмещенным с расширителем котлом объемом 350 л, двумя ветвями разводящих и отопитель-

Рис. 113. Схема водяного отопления некупейного вагона:

/ — пластинчатый калорифер; 2 — расширитель; 3 — воздушные краны разводящих труб; 4 — нагревательные батареи в туалетах; 5 — верхние разводящие трубы; 6 — нижние трубы; 7 — котел; 5 — труба для подачи воды; 9 — электрический насос; 10— краны для слива воды; // — пробка для слива воды из котла; 12 — грязевик; 13 — коробка для запаса воды; 14 — ручной насос

ных труб на 500 л воды, грязевиком для сбора механических примесей в воде, трубами для налива и слива, выведенными под вагон, коробкой для запаса воды, ручным и электрическим насо­сами для питания котла водой и усиления ее циркуляции, кало­рифером для подогрева вентиляционного воздуха, приборами контроля уровня и температуры воды в котле, арматурой для вы­полнения операций по обслуживанию системы и переключения ее в разные режимы работы.

Вертикальный котел с водяной рубашкой состоит из наружного кожуха, внутри которого расположена топочная камера. В ниж­ней части камеры имеются колосниковая решетка и зольник. Выше топочной камеры расположена дымовая труба, конусная часть которой имеет три поперечные жаровые трубы, увеличиваю­щие поверхность нагрева котла. Все пространство между наруж­ным кожухом и топочной камерой с дымовой трубой заполнено водой. Котел этого типа имеет поверхность нагрева 3,03 м 2 , пло­щадь колосниковой решетки 0,19 м 2 , объем топочного простран­ства 0,082 м 3 и теплопроизводительиость до 35 кВт (30 000 ккал/ч). Система обеспечивает внутри вагона температуру 20° С при наруж­ной —35° С и имеет основной и промежуточные режимы работы. Если температура воздуха снаружи вагона ниже 0, а внутри ва­гона ниже 18° С, то применяют основной режим, при котором вклю­чают обогревательные трубы и подогрев вентиляционного воздуха. Промежуточные режимы работы устанавливают, отключая обе

Рис. 114. Схема водяного отопления купейного вагона:

/ — коробка для запаса воды; 2 — плита; 3 — водонагреватель; 4 — калорифер; 5 — дистанционный термометр контроля температуры воды в котле; 6 — расшири­тель; 7 — воздушные краны; 8 — вентиль для спуска воды; 9 — пробка грязевика; 10 — обратный клапан; // — электрический насос; 12 — котел; 13 — гидрометр; 14 — дроссельная заслонка; 15 — вентиль для спуска воды из системы; 16 и 17 — краны для отбора пробы воды; 18 — дистанционный термометр водонагревателя;

19 — ручной насос

или одну ветвь отопительных труб. Если естественная циркуляция оказывается недостаточной, то ее можно усилить при помощи на­сосов с ручным или электрическим приводом.

При убыли воды в системе ее пополняют (при помощи ручного насоса) из коробки для запаса воды емкостью 50 л, установлен­ной в котельном отделении и сообщающейся с системой водо­снабжения. Систему заполняют водой только снизу вагона через наливную трубу. Предусмотрен слив воды из всей системы, а также раздельно из каждой ветви отопительных труб, из котла и кало­рифера.

Другая система водяного отопления купейных вагонов с кузо­вами без хребтовых балок (рис. 114) имеет расширитель, не совме­щенный с котлом, а расположенный отдельно от него. В котельном отделении этого вагона также установлен водонагреватель. В те­чение отопительного сезона в него поступает вода, подогретая в котле, а в остальное время года воду в нем подогревают от плиты, предназначенной для нужд персонала, обслуживающего вагон. Допускаемый и предельный уровни воды в котле определяют по установленному на нем гидрометру. Остальное обустройство и режимы работы системы водяного отопления такие же, как в опи­санной системе для некупейного вагона.

В последние годы наблюдается все большее стремление исполь­зовать электрическую энергию для отопления пассажирских ваго­нов, так как такие системы имеют технико-экономические преи­мущества. Электрическое отопление имеет меньшую массу, облег­чает труд проводников, исключает доставку и хранение топлива,

he требует громоздкого оборудования, позволяет авТоматизйро* вать все процессы и обеспечить в вагоне устойчивый температур­ный режим. Системы отопления, в которых в качестве источника тепла использованы электрические элементы, делят на две группы: электрические системы отопления, состоящие только из электро­нагревательных приборов, непосредственно подогревающих вну­тренний и поступающий в вагон наружный воздух; комбинирован­ные системы отопления, представляющие собой совокупность раз­личных отопительных систем и способов нагрева теплоносителей. К последним относятся следующие комбинации водяной и элек­трических систем: водяная система с комбинированным нагревом воды в котле твердым топливом и при помощи электрических эле­ментов; водяная система с электрическим подогревом вентиля­ционного воздуха и т. п.

Электрическая система отопления одного вагона имеет мощ­ность около 40 кВт. Ее практически нельзя применить для пас­сажирских вагонов автономным электроснабжением от подвагон­ного генератора. Такой системой можно оборудовать вагоны, элек­трическое питание которых осуществлено централизованно от ва­гона-электростанции или от контактной сети через электровоз. В первом случае применяют созданные КВЗ вагоны-электростан­ции мощностью 600 кВт, вырабатывающие трехфазный перемен­ный ток напряжением 400 В и частотой 50 Гц. Для таких поездов созданы пассажирские вагоны с электрической системой отопле­ния (рис. 115), состоящей из двух групп электропечей общей мощностью 18—20 кВт и двухсекционного электрокалорифера примерно такой же мощности. Электропечи, расположенные вдоль каждой боковой стены, состоят из трубчатых нагревательных эле­ментов напряжением 220 В.

Во втором случае помещения вагона открытого типа с местами для сидения отапливаются электрическими печами, а подаваемый в вагон воздух обогревается электрическим двухсекционным кало­рифером, каждая секция которого имеет мощность 11 кВт при напряжении 3000 В (рис. 116). Электрические печи мощностью

Рис. 115. Схема сезловых цепей электри­ческого отопления вагона с централизо­ванным питанием от магистрали напряже­нием 380/220 В: / — магистраль напряжением 383/220 В:

2 — главный выключатель магистрали;

3 — распределительные шины вагона; 4 —
выключатели электрокалорифера; 5 н
9 — контакторы автоматического включе­
ния соответственно секций электрокало­
рифера и групп электропечей; в — сек­
ции электрокалорифера; 7 — заземление
на корпус вагона; 8 — группы элек­
тропечей; 10 — выключатели электропечей

Рис. 116. Схема силовых цепей электриче­ского отопления вагона с централизо­ванным питанием от магистрали напряже­нней 3000 В:

/ магистраль напряжением 3000 Б;

2 — общий выключатель; 3 — предохра­нитель; 4 — главный контактор; 5 — реле перегрузки электропечей и электрокало­рифера; 6 — контакторы; 7 — электро­печи; 8 — секции электрокалорифера; 9 — заземление на корпус вагона

по 0,445 кВт объединены в три группы (две по 20 и одна из пяти печей). Печи включены по пять после­довательно и обслуживают определенные помещения вагона. Все группы элек­тропечей и секции калори­фера работают независимо один от другого в автома­тическом режиме и вклю­чаются от импульсов ртутно-контактных термо­метров. Концы однопро-водной магистрали закан­чиваются высоковольтны­ми междувагонными соеди­нениями. Металлический ящик с коммутационным и защитным оборудованием подвешен к раме под ваго­ном и имеет ввод от основ­ной магистрали. В трех его секциях соответственно размещены высоковольт­ный разъединитель, высо­ковольтный предохрани­тель и два защитных реле (перегрузки и напряже­ния). Отдельно располо­жены шесть высоковольт­ных контакторов с дуго-гасящими устройствами

Рис. 117. Котел отопления с комбинированным нагре­вом воды:

/ — трубчатые электронагреватели высокого напряже­ния; 2 — изоляторы цепей питания электронагревателей высокого напряжения; 3 — электронагреватели низкого напряжения; 4 — защитный конус; 5 — кольцо из гети-накса

269

(для групп отопления и секций, а также главный), служащих для включения и отключения электронагревательных приборов от источника питания.

Примером сочетания водяного отопления с комбинированным способом подогрева воды может служить купейный вагон постройки ГДР, оборудованный установкой для кондиционирования воз­духа. Подобные системы созданы также КВЗ и ЛВЗ. На рис. 117 показан котел водяного отопления, вода в котором нагревается при сжигании твердого топлива или при помощи электрических элементов. Для этой цели использован типовой котел, который дополнительно оборудован трубчатыми электронагревателями вы­сокого и низкого напряжения. При эксплуатации вагона на элек­трифицированных участках железных дорог включают группу из 24 нагревательных элементов, получающих питание от сети высокого напряжения (3000 В). Этот котел работает с максималь­ной теплопроизводительностью, равной 40 кВт (35 000 ккал/ч). Если вагон эксплуатируют на неэлектрифицированном участке, то для нагрева воды в котле в этом случае предусмотрено три элек­тронагревателя низкого напряжения, питание которых осуще­ствлено от подвагонного генератора. Теплопроизводительность котла при этом равна 6,5 кВт (5700 ккал/ч).

Все трубчатые электронагреватели заземлены. На котел при­варен конусный зонт, обрамленный гетинаксом. Зонт защищает электронагреватели и места присоединения питающих проводов от попадания на них воды и грязи. В электрической схеме преду­смотрена блокировка, размыкающая цепи питания, если открыть дверь в перегородке котельного отделения или поднять над топ­кой защитный клапан, прикрывающий выводы электронагрева­телей. Предусмотрены также термостаты в разводящих трубах и датчики, автоматически отключающие электронагреватели со­ответственно при температуре воды свыше 95° и снижении уровня воды в котле ниже допустимого.

В сочетании со всеми системами отопления можно применять электрическое калориферное отопление, используемое как вспо­могательное для подогрева помещений вагона в переходные пе­риоды времени, когда температура наружного воздуха составляет 5—15° С.

Система водоснабжения. Специфика условий эксплуатации подвижного состава на железных дорогах СССР и задачи улучше­ния комфорта современного пассажирского вагона определили основные требования к его водоснабжению. Практика эксплуата­ции цельнометаллических пассажирских вагонов первого выпуска с пневматической системой водоснабжения от подвагонного резер­вуара для воды, показала непригодность такой системы для кли­матических условий СССР и подтвердила целесообразность приме­нения самотечной системы водоснабжения.

Система водоснабжения должна обеспечивать холодной и горя­чей водой санитарные узлы вагона, пополнять убыль воды в си-

стеме отопления в промежутке между заправками котла и снаб­жать вагон охлажденной кипяченой питьевой водой. Можно выде­лить две основные группы систем водоснабжения: к первой группе относят системы всех типов пассажирских вагонов отечественного производства, а ко второй — вагонов постройки ГДР для СССР. Системы водоснабжения вагонов (рис. 118 и 119), независимо к ка­кой конструктивной группе они принадлежат, имеют одинаковый принцип действия. Они состоят из сообщающихся баков для хо­лодной воды (большого и малого), которые расположены по кон­цам вагона над потолками туалетных помещений; бака для горя­чей воды, помещенного со стороны котельного отделения; кипя­тильника непрерывного действия, имеющегося в смежном с ко­тельной шкафу; установки для охлаждения питьевой воды, раз­мещенной в служебном помещении: контрольной и измерительной арматуры для определения уровня и температуры воды.

Минимальное требуемое количество воды на вагон рассчиты­вают, исходя из среднего расхода на одного пассажира в сутки, принимаемого равным 20 л. Из общего количества выделяют часть воды (до 25%) для горячего водоснабжения. Оптимальный запас воды в вагоне устанавливают в соответствии с его категорией и конструктивными возможностями. Так, общая емкость системы водоснабжения некупейного вагона составляет 1000 л, а в купей­ном вагоне только запас холодной воды равен 1050 л. Большие баки для воды располагают с некотловой стороны вагона, причем в некупейных вагонах отечественного производства устанавли­вают один бак емкостью 850 л, а в купейных вагонах постройки ГДР — два общей емкостью

900 л. С технологической и эксплуа­тационной точек зрения применение двух баков нерационально, тем более что раздельно их не используют.

Баки снабжены волнорезами, люками для очистки и трубами для налива и слива воды. Нижние концы труб имеют головки (од­нотипные с тормозными) для присоединения шлангов. Для исклю­чения замерзания этих труб на них внутри вагона установлены вентили, а снаружи — электрообогреватели. Малый бак емкостью 80 л (на купейном вагоне 50 л) соединен с атмосферой через рас­ширитель котла отопления и не снабжен трубами для налива и слива воды. Конденсат, образующийся снаружи баков вследствие их отпотевания при заправке, собирается в поддоны, установлен­ные под каждым баком, и сливается под вагон.

Санузлы снабжаются горячей водой из бака емкостью 45 л, внутри которого помещен змеевик, нагреваемый от котла отопле­ния, а летом от плиты, установленной в котельной. В купейном вагоне вода нагревается в бойлере, змеевик которого соединен только с котлом отопления. В летнее время бойлер нагревается непосредственно от плиты котельного помещения, которую топят твердым топливом.

Кипятильник непрерывного действия примечателен тем, что поступающая из водосборной камеры вода выходит из него только

Рис. 118. Система водоснабжения отечественного некупейного вагона со спальными

/ — нагреватель для слива воды; 2 —»вентиль для заполнения запасного бака си­стемы отопления; 3 — кран для слива воды; 4 — бак емкостью 80 л; 5 — поддон; 6 — расширительный бак; 7 — вентили для отключения системы горячего водоснаб­жения от плиты для подогрева воды; «—плита для подогрева воды; 9 — ручной насос; 10 — кипятильник; // — бак для горячей воды; 12 — унитаз; 13 — умываль­ник; 14 — мойка; 15 — водоохладитель; 16 — бак для кипяченой воды; 17 — бак

кипяченой, а процесс пополнения кипятильника происходит не­прерывно. Это достигнуто разделением пространства в кипятиль­нике на отдельные отсеки для сырой и кипяченой воды и выбран­ным заведомо меньшим объемом над уровнем сырой воды в конус­ной трубе, чем это требуется для размещения увеличившейся

в объеме воды, доведенной до кипения. Воду в кипятильнике можно нагревать, сжигая в топке древесный уголь или исполь­зуя электронагреватель.

Пассажирские вагоны современной постройки имеют помещен­ные в шкафы установки для охлаждения питьевой воды (рис. 120). Установка состоит из бака емкостью 40 л для кипя­ченой воды, перекачиваемой ручным насосом из кипятильника, бака для охлаждения воды, охладителя питьевой воды и ниши с водоразборным краном. Холодильная компрессионная установка, в системе которой в качестве хладагента применен хладон-12, работает в автоматическом режиме: при понижении температуры воды до 8° С и при повышении до 13° С соответственно отключается или включается электродвигатель.

Система снабжения холодной и горячей водой вагонов-ресто­ранов состоит из двух самостоятельных частей, одна из которых обслуживает котельную, умывальное и душевое помещения, а вто­рая — кухню и раздаточное отделение. В первой части системы холодная вода находится в баке емкостью 130 л, а горячая вода поступает в бак емкостью 78 л из водонагревателя, установлен­ного в котельном отделении. Вторая часть системы имеет бак ем­костью 800 л для холодной воды, установленный со стороны кухни. Для горячей воды предусмотрен бак емкостью 200 л со змеевиком, вода в котором нагревается при помощи устройства, состоящего из расширителя и водонагревателя, вмонтированного в плиту кухни.

В системах водоснабжения багажных и почтовых вагонов име­ется один бак для холодной воды емкостью 300 л, который распо-

Рис. 119. Система водоснабжения купейного вагона постройки ГДР:

/ — баки для холодной воды; 2 — трубы для налива воды; 3 — соеди­нительная труба баков для воды; 4 — бойлер; 5 — нагревательный змеевик бойлера; 6 — трубопровод и вентиль шланга для мытья туа­летов; 7 — трубопровод промывки унитаза горячей водой; 8 — умы­вальник; 9 — термометр бойлера; 10 — бак для питьевой воды; // — охладитель питьевой воды; 12 — мойка; 13 — кипятильник; 14 — трубопровод для возврата горячей воды; 15 — трубопровод горячей воды; 16 — контрольные трубы уровня воды; 17 — вестовая труба; 18 — унитаз

273

Рис. 120. Схема установки для охлаждения питьевой ьоды: / — ииша раздачи воды; 2 — водоразборный кран; 3 — труба для подачи воздуха; 4 — бак дли кипяченой воды; 5 — соеди­нительная труба; 6 — бак для охлажденной воды; 7 — тер­мостат; 8 — испаритель; 9 — автоматический регулирующий вентиль; 10 — кран для слива воды; // — фильтр; 12 — за­порный вентиль; 13 — ресивер; 14 — электродвигатель; 15 —

нагнетательный вентиль; 16 — всасывающий вентиль; компрессор; IS — холодильный агрегат; IS — конденсатор; 20 — вентилятор

Рис. 121. Узел дефлектора системы А. М. Чеснокова:

/ — дефлектор; 2 — труба; 3 — клапан; 4 — коиусиый патрубок; 5 — рукоятка

А. М. Чесноковым. Этот дефлек­тор (рис. 121) в несколько изме­ненном исполнении устанавли­вают на всех строящихся в на­стоящее время пассажирских вагонах.

Пассажирские вагоны всех типов оборудованы системой приточно-вытяжной вентиля­ции, принудительно подающей в вагон воздух, предварительно очищенный от пыли, а в зимнее время и подогретый. Загрязнен­ный воздух удаляется из вагона через дефлекторы, установлен­ные в пассажирских и бытовых помещениях вагона. Система приточно-вытяжной вентиляции

(рис. 122) размещена между крышей и потолком вагона и состоит из вентиляционных решеток для забора наружного воздуха, филь­тров, вентиляционного агрегата, диффузора, воздухоподогревателя

ложен над потолком коридора у служебного помещения. Душ и умывальник снабжаются горячей водой от расширителя котла, а унитаз — от возвратной трубы сети отопления. Почтовые вагоны, кроме этого, оборудованы электрическим водонагревателем емко­стью 25 л.

§ 44. СИСТЕМЫ ВЕНТИЛЯЦИИ И УСТАНОВКИ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА

Системы вентиляции. В пассажирских вагонах, не оборудован­ных системой охлаждения воздуха, воздухообмен происходит в ре­зультате естественной вентиляции или принудительной механи­ческой. Естественная вентиляция осуществляется через потолоч­ные дефлекторы, а также через окна или форточки.

Действие дефлектора основано на создаваемом внутри его раз­режении под влиянием набегающего потока воздуха при движении поезда или при ветре во время стоянки вагона, благодаря чему возникает тяга воздуха из вагона. Тип дефлектора определяет эффективность потолочного вентилятора в целом, которая харак­теризуется его производительностью, зависящей от внутреннего и внешнего сопротивлений и скорости набегающего потока. Наи­более целесообразна конструкция дефлектора, разработанная

Рис. 122. Система приточно-вытяжной вентиляции пассажирского некупейного вагона

со спальными местами: 1 — вентиляционный агрегат; 2 — диффузор; 3 — коифузор; 4 — воздуховод; 5 — ди­станционный термометр; 6 — дефлекторы; 7 — вентиляционные решетки; # — калори­фер; 9 — фильтр; 10 — жалюзи (стрелками показаны направления потоков воз­духа)

275

(пластинчатого Водяного или электрического), конфузора и Ёозду* ховода. Производительность вентиляционной установки в летнее время равна 5000 м 3 /ч при частоте вращения вентиляционного агрегата 1200 об/мин, а в зимнее время составляет 1200 м 3 /ч при частоте вращения 300 об/мин. Установка работает автоматически в зависимости от температуры воздуха в вагоне, благодаря двум ртутным контактным термометрам, один из которых установлен в воздуховоде, а другой — в средней зоне помещения для пасса­жиров. Установкой можно управлять и вручную.

Воздух поступает в вагон через вентиляционные решетки, рас­положенные над каждой входной дверью тамбура со стороны ко­тельной, очищается от пыли в фильтрах, помещенных в потолке тамбура, а затем проходит через воздухоподогреватель в возду­ховод, из которого распределяется по купе и другим помещениям вагона. Для вентиляционных систем всех пассажирских вагонов применен фильтр одного типа, представляющий собой набор из одиннадцати гофрированных сеток трех типов (по размерам ячеек), уложенных одна на другую накрест и увлажненных минеральным маслом. Такой фильтр при площади 0,25 м 2 имеет сопротивление 0,0005—0,001 кгс/см 2 , пылеемкость до 600 г и коэффициент очи­стки равный 97%.

Вентиляционный агрегат вагона относится к классу центро­бежных вентиляторов. Для экономии места вентиляторы сдвоены и их колеса с загнутыми вперед радиальными лопатками насажены непосредственно на концы вала, выступающие с двух сторон электродвигателя постоянного тока мощностью 1,2 кВт напряже­нием 50 В. Вентиляционный агрегат монтируют в вагон через люк в крыше над тамбуром. Для лучшей звукоизоляции его устана­вливают на резиновых амортизаторах.

Для нагрева воздуха в зимнее время предусмотрен пластин­чатый калорифер КФБ-4, состоящий из двух коллекторов, в ко­торые вварены оребренные трубы. Горячая вода к калориферу поступает от системы водяного отопления. Калорифер имеет по­верхность нагрева 16,7 м 2 и максимальную теплоотдачу 20 кВт (18 000 ккал/ч). Вентиляционный агрегат соединен с калорифе­ром плавно расширяющимся в направлении потока воздуха кана­лом — диффузором, который сшит из брезента, пропитанного огнезащитным составом. Это дает возможность изолировать пас­сажирские помещения от шума, издаваемого вентилятором при работе, и компенсировать технологические погрешности при сборке установки. Для распределения воздуха по помещениям служит воздуховод, который в соответствии с противопожарными требо­ваниями изготовляют из оцинкованного железа. Воздуховод со­стоит из отдельных звеньев прямоугольного сечения, соединенных между собой. Воздух из воздуховода поступает в купе через регу­лируемые вентиляционные решетки в потолке, которые в завод­ских условиях настраивают таким образом, чтобы обеспечить рав­номерную раздачу вентиляционного воздуха по длине вагона.

Дефлекторы при работе Вентиляционной установки должны быть открыты (зимой полуоткрыты).

Системы вентиляции других пассажирских вагонов отече­ственного производства выполнены аналогично приведенной. Системы вентиляции почтовых и багажных вагонов отличаются протяженностью воздуховода, заканчивающегося у транзитной или багажной кладовых. Для вентилирования кладовых торцовая часть воздуховода выведена в эти помещения и оборудована за­слонкой, которой управляют из служебного отделения.

Установки кондиционирования воздуха. Искусственное изме­нение параметров вводимого в пассажирские помещения вагона свежего воздуха предварительной очисткой его от пыли, подогре­вом или охлаждением называют кондиционированием воздуха, что осуществляется комплексом систем вентиляции, отопления и охлаждения при автоматическом поддержании заданного режима.

Санитарно-гигиеническими требованиями, предъявляемыми к пассажирским вагонам, не предусмотрена специальная влаж-ностная обработка воздуха, так как применение в установках кондиционирования воздуха устройств для осушения и увлажне­ния воздуха экономически не оправдано и не вызвано особой необ­ходимостью. Как показали исследования, изменение относитель­ной влажности от 30 до 70% практически неощутимо. Такая влаж­ность обеспечивается в пассажирских вагонах без специальных увлажнителей. Наиболее приемлемой системой охлаждения воз­духа в пассажирских вагонах является автоматически регули­руемая компрессионная холодильная установка, отличающаяся компактностью, небольшой массой и надежностью в эксплуатации. В качестве хладагента использован дифтордихлорметан, полу­чивший название хладон-12 (ГОСТ 19212—73). Выбор этого газа из веществ, переходящих из одного состояния в другое при тем­пературном воздействии и используемых для подобных целей (углекислый газ, аммиак, фреоны различных марок и др.), объ­ясняется тем, что хладону-12 присуща высокая теплота парообра­зования, он взрывобезопасен, не оказывает побочных действий на организм человека, не имеет запаха, не вызывает коррозии металла, не горит и не поддерживает горения, а при атмосферном давлении кипит при температуре —29,8° С.

Компрессионная установка (рис. 123) имеет испаритель (воз­духоохладитель) /, поршневой компрессор 3, конденсатор 5, ресивер 6 и терморегулирующий вентиль 7, которые последова­тельно соединены трубопроводом. При работе холодильной уста­новки относительно холодный жидкий хладагент испаряется в воздухоохладителе, отбирая тепло у воздуха, подаваемого в ва­гон вентилятором 2. Чтобы снова сконденсировать хладагент в жидкость, необходимо повысить температуру его паров до пре­вышения ею температуры окружающей среды. Для этой цели служат компрессор 3, отсасывающий от испарителя пары хлада­гента и повышающий их температуру за счет сжатия до давления

конденсации, а также конден­сатор 5, в котором горячие пары ф-. отдают тепло воздуху, нагне—|Н&4 ^Р таемом У через него вентилято-==& ром 4. Жидкий хладон-12 из конденсатора стекает в реси-. вер 6, служащий резервуаром для сбора жидкого хладагента. Дальнейшее превращение жидкого хладагента в газообраз­ное состояние может произойти в испарителе, где он закипает благодаря низкому давлению. Однако из-за меняющейся темпе­ратуры охлаждаемого воздуха в испаритель необходимо подавать определенную оптимальную порцию жидкого хладагента, которая после испарения была бы полностью отсосана компрессором. Это автоматически контролирует установленный на трубопроводе высокого давления за ресивером терморегулирующий вентиль 7 в зависимости от изменения температуры паров жидкого хлада­гента на выходе из воздухоохладителя. По возвращении в ком­прессор вновь превращенного в пар жидкого хладагента полный обратный круговой цикл работы холодильной установки завер­шается.

На величину холодопроизводительности установки влияет перегрев паров при всасывании их из испарителя, температура конденсации, температура переохлаждения и др. В частности, жидкий хладон-12, переохлажденный на входе перед терморегу­лирующий вентилем до температуры ниже конденсации, повышает холодопроизводительность установки. Поэтому все кондиционеры пассажирских вагонов оснащают специальным переохладителем, для работы которого используют пары хладагента на выходе из испарителя. Кроме ресивера, холодильные установки оснащают и другими вспомогательными приборами (манометрами, филь­трами-осушителями, запорными вентилями и др.).

Установки для кондиционирования воздуха оборудуют также приборами защиты и автоматического управления (термостатами манометрического или контактного типов). Приборами защиты являются электромагнитные вентили, различные реле, например реле максимального давления (маноконтроллер), автоматически контролирующее давление на стороне нагнетания, а также реле разности давлений, контролирующее допустимую величину раз­ности давления на стороне нагнетания и давления на стороне всасывания.

Для пассажирских вагонов существуют две конструктивные схемы компоновки их холодильного оборудования: подвагонная

и внутривагонная. При компоновке по первой схеме все холо­дильное оборудование располагают под вагоном и подвешивают к раме за исключением воздухоохладителя, который размещают под крышей, совместно с другими агрегатами системы вентиляции (обычно после калорифера по ходу движения воздуха). При ком­поновке по второй схеме все холодильное оборудование размещают непосредственно в вагоне.

Как и первая, так и вторая схемы компоновки имеют положи­тельные и отрицательные стороны. При размещении холодильного оборудования под вагоном экономится место в вагоне, конденсатор и компрессор хорошо вентилируются и снижается центр тяжести вагона. Однако это ведет к увеличению массы холодильной уста­новки и быстрому загрязнению конденсатора. Расположение холодильного оборудования внутри вагона позволяет собрать его в единый блок, что значительно снижает массу установки, облегчает ее монтаж, обслуживание и ремонт. Однако такое раз­мещение идет за счет планировочных ущемлений пассажирских помещений вагона, повышает его центр тяжести и т. д.

В отчественном и зарубежном вагоностроении, как правило, отдают предпочтение подвагонной схеме компоновки оборудова­ния, т. е. так называемой классической компоновке. К размеще­нию холодильного оборудования внутри вагона прибегают тогда, когда из-за недостаточного расстояния между рамой и рельсами нельзя подвесить под вагоном компрессорный и конденсаторный агрегаты (например, в вагоне с куполом для обозрения местности). В зависимости от источников электроэнергии и схемы размещения холодильных агрегатов отечественной промышленностью для пас­сажирских вагонов создано семейство унифицированных конди­ционеров: КЖ-25 — для вагонов с централизованным электро­снабжением переменным током напряжением 380/220 В; КЖ-25П — для вагонов с автономным электроснабжением постоянным током напряжением 110 В; КЖВК-25 — для туристских вагонов с элек­троснабжением переменным током; КЖВС-25 — для вагонов ско­ростных поездов. Купейные вагоны, поставляемые в СССР из ГДР и ВНР оснащены холодильными установками соответственно МАБ-П и «Стоун-Кэрриер». Основные технические данные, ха­рактеризующие холодильные установки, приведены в табл. 22.

Компрессорные и конденсаторные агрегаты холодильных уста­новок КЖ-25 и КЖ-25П конструктивно приспособлены для раз­мещения под вагоном, а воздухоохладитель — для монтажа внутри вагона в одной цепи с оборудованием системы принудительной вентиляции. В холодильной установке КЖ-25 (рис. 124) в зави­симости от температуры воздуха внутри вагона осуществляется автоматическое трехступенчатое регулирование холодопроизво­дительности изменением частоты вращения электродвигателя.

Компрессорный агрегат состоит из поршневого V-образного четырехцилиндрового бессальникового компрессора со встроен­ным электродвигателем, установленного через резинометалличе-

Наименование	КЖ-25	КЖ-25П	КЖВк-25 (две на вагон)
Холодопроизводительность,	29 (25 000)	29 (25 000)	29 (25 000)
Компрессор	ФУБС-15	ФУ-15	ФУБС-15
Число цилиндров	4	4	4
Диаметр цилиндров, мм	76	76	76
Ход поршня, мм	40	40	40
Частота вращения вала ком-
прессора, об/мин .	1410	1200	1410
Число ступеней и способ ре-
гулирования холодопро-	Три ступени, изменением		частоты
вращения
Установленная суммарная
мощность электродвигате-
лей холодильной уста-	13,4	13,2	15,5X2
Масса холодильной уста-	970	1435	1850
Система электроснабжения	Централи­зованная	Индивидуаль­ная	Централи­зованная
Ток	Переменный 380/220	Постоянный	Переменный 380/220
Номинальное напряжение, В		110
Наименование	МАБ-П	«Стоун-Кэрриер»	КЖВС-25
Холодопроизводительность,	31 (27 000)	25 (21 200)	29 (25 000)
Компрессор	5М	5F-40	ФУБС-15
Число цилиндров	4	4	4
Диаметр цилиндров, мм	80	63,3	76
58	50	40
Частота вращения вала ком-
прессора, об/мин .	1450	1560	1410
Число ступеней и способ ре-
гулирования холодопро-	Три ступени,	Четыре сту-	Три ступени,
отжимом	пени, отжимом	изменением
клапанов	клапанов	частоты вра­щения
Установленная суммарная
мощность электродвигате-
лей холодильной уста-
новки, кВт	14,7	13,4	15,5
Масса холодильной уста-
новки, кг	1415	1300	970
Система электроснабжения	Смешанная	Индивидуаль­ная	Централи­зованная
Переменный	Постоянный			Переменный
Номинальное напряжение, В	3000	ПО	380/220

280

Рис. 124. Схема холодильной установки КЖ-25:

/ — компрессор; 2 — щит приборов; 3 — реле давления; 4 — фильтр-осуши­тель; 5 — теплообменник: 6 — воздухоохладитель; 7 — колденсатор; 8 — крыльчатки вентиляторов; 9 — электродвигатели вентиляторов; 10 — реси­вер; // — электродвигатель; / — свежий воздух; // — рециркуляционный воздух; 111 — смешанный воздух

ские амортизаторы на сварную раму. На раме смонтирован также конденсаторный агрегат, состоящий из воздушного конденсатора, изготовленного из оребренных труб (поверхностью 150 м 2 ), реси­вера, двух электродвигателей мощностью 1,7 кВт каждый, на валы которых насажены четырехлопастные крыльчатки. Воздухоохла­дитель, конструктивно решенный так же, как и конденсатор, со­стоит из двух секций, общая теплопередающая поверхность которых составляет 100 м 2 . Каждая секция снабжена терморегу-лирующим вентилем. На панели щита, установленного в служеб­ном помещении, размещены приборы автоматического управле­ния и защиты.

Холодильная установка КЖ-25П отличается от предыдущей наличием компрессора с электродвигателем постоянного тока напряжением ПО В. Поэтому компрессор выполнен с сальником и удлиненным концом коленчатого вала для соединения с элек­тродвигателем. Холодильная установка КЖВК-25 полностью унифицирована с установкой КЖ-25, но выполнена для монтажа агрегатов внутри вагона в общей камере. Вагоны с куполом для обозрения местности оборудованы двумя комплектами таких уста-

Рис. 125. Схема холодильной установки МАБ-П:

/ — электродвигатель вентилятора конденсатора; 2 — крыльчатка вентилятора; 3 — конденсатор; 4 — гибкий нагнетательный шланг; 5 — фильтр-осушитель; 6 — нагнетательный вентиль; 7 и 22 — магнитные вентили; 8 — терморегулнрующий вентиль; 9 — распределитель жидкого хладагента; 10 — испаритель; // — участки трубопроводов теплообменника; 12 — угловой запорный вентиль; 13 — реле мак­симального давления; 14 — ручной разобщительный вентиль; 15 — манометр сто­роны всасывания; 16 — манометр стороны нагнетания; 17 — манометр давления масла; 18 — щит приборов; 19 — электродвигатель компрессора; 20 — всасывающий вен­тиль; 21 — компрессор; 23 — ресивер

новок, одна нз которых обслуживает помещения нижнего этажа, а вторая — пассажирский салон под куполом.

Купейные вагоны с индивидуальным электроснабжением по­стройки ГДР для СССР оборудованы холодильными установ­ками МАБ-П (рис. 125) холодопроизводительностью 31 кВт (27 000 ккал/ч). Эта установка принципиально не отличается от аналогичных установок с компоновкой компрессорного и конден­саторного агрегатов под вагоном. Однако оборудование установки МАБ-П собрано в отдельные блоки, которые в эксплуатационных условиях можно быстро заменить. В зимнее время можно снять с вагонов компрессорные и конденсаторные агрегаты для профи­лактического ремонта. Смонтированный под вагоном на единой раме конденсаторный агрегат скомпонован из конденсатора с по­верхностью теплообмена 185 м 2 , изготовленного из алюминиевых труб с выдавленными ребрами, ресивера и осевого вентилятора производительностью 17 120 м 3 /ч, приводимого в движение элек­тродвигателем мощностью 1,7 кВт. В холодильной установке

отсутствует теплообменник, так как охлаждение жидкого хлада­гента на участке от ресивера до испарителя происходит под дей­ствием холодных паров хладагента, отсасываемых компрессором. В установке применен четырехцилиндровый V-образный компрес­сор, соединенный через эластичную муфту с электродвигателем постоянного тока мощностью 13 кВт.

Холодильная установка МАБ-П позволяет также самим пас­сажирам регулировать температуру воздуха в каждом купе от­дельно, отключая два или три цилиндра компрессора. Оптималь­ный режим работы кондиционера устанавливается автоматически электромагнитными вентилями, промежуточными реле и термо­статами, настроенными на определенную температуру. Работой кондиционера управляют централизованно со щита, установлен­ного в служебном помещении вагона. На щите размещены переклю­чатель режимов и многопозиционный переключатель. Переклю­чатель режимов имеет четыре положения: 1) нулевое; 2) включе­ние водяного отопления; 3) включение электрического отопления; 4) включение системы охлаждения. Многоступенчатым переклю­чателем устанавливают автоматический или ручной способ регу­лирования холодопроизводительности.

Установка имеет следующие приборы защиты: реле макси­мального давления (моноконтроллер), которое срабатывает, если давление в нагнетательном трубопроводе достигнет 17 кгс/см 2 ; реле разности давлений (дифференциальное реле), разрывающее цепь питания электродвигателя при разности давления между всасывающей и нагнетательной сторонами компрессора, равной 6 кгс/см 2 ; термостат, защищающий компрессор от попадания в него влажных паров хладагента.

На железных дорогах СССР эксплуатируются купейные ва­гоны «Микст», построенные в ВНР на заводе им. Вильгельма Пика в г. Дьере. Они оборудованы кондиционерами типа «Стоун-Кэр-риер». Конденсаторный агрегат установки снабжен двумя осе­выми вентиляторами, приводимыми в движение от электродви­гателя мощностью 1,4 кВт при помощи клиновых ремней. Это позволяет при меньших мощности электродвигателя и поверхно­сти теплообмена конденсатора пропустить через него большее количество наружного воздуха, что особенно необходимо для ва­гонов с автономным электроснабжением. Воздухоохладительный агрегат представляет собой единый блок, в котором последова­тельно расположены воздухоохладитель, водяной калорифер, электрокалорифер и вентиляторная установка, засасывающая подаваемый в вагон воздух. Агрегат имеет обводной канал с бай-пасной заслонкой, которая позволяет автоматически изменять тепловую нагрузку на воздухоохладитель благодаря тому, что при ее закрытом положении засасывается только наружный воз­дух. При понижении температуры в вагоне заслонка открывается, и засасывается также часть рециркуляционного воздуха, который поступает в нагнетательный воздуховод минуя воздухоохладитель.

В этой системе применен прессостат (реле минимального да­вления), который выключает компрессор, если давление на сто­роне всасывания оказывается ниже атмосферного. Установка работает автоматически во всех режимах. Холодопроизводитель-ность кондиционера изменяется в результате поочередного авто­матического отключения одного, двух или трех цилиндров ком­прессора в зависимости от тепловой нагрузки на воздухоохлади­тель.

В вагонах с кондиционированием обогащение кислородом цир­кулирующего в них воздуха происходит в результате забора вну­треннего рециркуляционного воздуха и добавления к нему очи­щенного наружного воздуха. Смешанный (рециркуляционный и наружный) воздух после охлаждения нагнетается в воздуховод и распределяется по помещениям вагона. Для обеспечения требуе­мой скорости движения воздуха, равномерного его распределения в помещениях и бесшумности работы системы применяют специаль­ные выпускаемые устройства, например «мультивент», предста­вляющие собой металлический лист с большим количеством мел­ких отверстий, укрепляемый на потолке каждого купе.

§ 45. СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

Системы электроснабжения. Применяемые в строящихся и эксплуатируемых цельнометаллических пассажирских вагонах системы можно разделить на три вида: индивидуальное электро­снабжение с оборудованием каждого вагона автономной электро­станцией, подающей питание только собственным потребителям электроэнергии; централизованное электроснабжение с подачей питания во все вагоны поезда от одного источника электро­энергии; смешанное электроснабжение, представляющее собой сово­купность первых двух видов, каждый из которых использован для питания определенной части потребителей электроэнергии вагона.

Система индивидуального электроснабжения характеризуется наличием в вагоне электростанции. Генератор, помещенный под вагоном, приводится во вращение при движении поезда от оси колесной пары (такая система ранее называлась осевой). Для привода раньше применяли ременную передачу с насаженным на среднюю часть оси разъемным шкивом, что имело известные недостатки. Последующие многочисленные испытания различных конструкций показали, что наиболее приемлем клиноременный привод от торца оси колесной пары с промежуточным редуктором и карданным валом. Таким приводом оборудуют все выпускае­мые в настоящее время пассажирские вагоны без кондициониро­вания воздуха.

Аккумуляторную батарею располагают под вагоном. Она призвана обеспечивать электроэнергией потребителей вагона при

небольшой скорости движения и на стоянках поезда. При опре­деленной скорости движения аккумуляторная батарея заря­жается от генератора. Наличие аккумуляторной батареи нала­гает необходимость использования постоянного тока для основ­ных потребителей энергии. Для управления работой электростан­ции и распределения электроэнергии служит распределительный щит, устанавливаемый в служебном отделении вагона. На щите размещены коммутационные, защитные и другие аппараты, обес­печивающие снабжение электроэнергией потребителей.

В последнее время широко применяют индивидуальную си­стему электроснабжения пассажирских вагонов выпрямленным переменным током. В этой системе применен генератор перемен­ного тока с выпрямителями. Поскольку люминесцентные лампы, аппаратура радиоузла и другие потребители требуют наличия переменного тока со стабильной частотой, в системе электроснаб­жения предусматривают специальные вращающие преобразова­тели, которые преобразуют постоянный ток напряжением 50 В в переменный требуемого напряжения и частоты.

Вагоны, снабженные холодильными установками, потребляют значительно больше электроэнергии, чем вагоны с обычной при­нудительной системой вентиляции, в связи с использованием дополнительных электроприемников (двигателей компрессора, осевых вентиляторов и заслонок, аппаратуры автоматики, элек­трокалорифера и др.). Это вынуждает намного увеличить мощ­ность генератора и осуществлять съем мощности со средней части оси. В целом система индивидуального электроснабжения имеет как преимущества, так и недостатки. К преимуществам относится удобство эксплуатации, связанное с автономностью вагонов, так как такая система не зависит от внешних источников питания. К недостаткам относятся сложность размещения и обслуживания такой системы в современных вагонах, оборудованных электриче­ским отоплением, установками кондиционирования воздуха и мно­гочисленными электроприборами для технических и бытовых нужд.

Централизованные системы электроснабжения являются пер­спективными, так как экономически эффективны и позволяют применять в вагонах технически совершенное электрическое ото­пление, воздухонагревательные агрегаты и другие приборы, по­вышающие комфортные условия проезда пассажиров. На желез­ных дорогах СССР применяется система электроснабжения от ва­гона-электростанции, который подает питание во все вагоны состава. Вагоны-электростанции имеют дизель-генераторные уста­новки мощностью 600 кВт, вырабатывающие трехфазный пере­менный ток напряжением 400 В с частотой 50 Гц. Эта система, используемая для питания электроэнергией пассажирских ваго­нов, оборудованных установками кондиционирования воздуха, а также вагонов скоростных поездов РТ-200, отличается надеж­ностью, простотой электрического оборудования, непрерывно-

стью электроснабжения, а также расположением сложного энер­гетического оборудования в специальном вагоне, что значительно облегчает его обслуживание.

Перспективна также система централизованного электроснаб­жения от контактной сети через локомотив. Такая система поз­волит использовать дешевую энергию на электрофицированных участках железных дорог, количество и протяженность которых из года в год возрастают. Однако технические трудности, связан­ных с использованием тока высокого напряжения для питания потребителей, в настоящее время полностью не преодолены. Поэ­тому такая система электроснабжения ограниченно используется в пассажирских вагонах, в частности для электрического отоп­ления, поскольку электропечи, включенные последовательно, могут работать как на постоянном, так и на переменном токе даже при значительных отклонениях напряжения от номинального. Основными препятствиями широкому внедрению этой системы являются отсутствие надежной и пригодной для серийного про­изводства конструкции преобразователя постоянного тока напря­жением 3000 В в трехфазной ток напряжением 380 В с частотой 50 Гц и сложность исключения неблагоприятного влияния системы на линии СЦБ. Остальные потребители при такой системе электро­снабжения получают питание через статические преобразователи, установленные в каждом вагоне.

Одним из прогрессивных технических решений является цен­трализованное электроснабжение пассажирских поездов от располагаемых на локомотивах энергетических и преобразующих устройств, обеспечивающих на выходе трехфазный переменный ток напряжением 380/220 В со стабилизированными напряжением и частотой. Все потребители вагона (включая и отопление) трех­фазные и рассчитаны на это напряжение. Такая система электро­снабжения имеет наивысшие технико-экономические показатели. Электрическое оборудование вагона. Пассажирские вагоны оборудованы специализированными устройствами, образующими комплексы источников питания и потребителей энергии, автома­тического управления, регулирования и защиты, выполненными применительно к вагонам того или иного типа согласно предъяв­ляемым к ним требованиям. Характерной системой индивидуаль­ного электроснабжения является электрическое оборудование, примененное в пассажирских вагонах открытого типа со спаль­ными местами производства КВЗ. Эти вагоны оборудованы си­стемой электроснабжения ЭВЮ-02-20, блок-схема которой (рис. 126) предусматривает питание всех потребителей вагона; автоматическое регулирование напряжения цепей потребителей при движении поезда; автоматическую работу вентиляционного агрегата в зависимости от температуры в вентиляционном канале; ручное регулирование заряда аккумуляторной батареи (малая, средняя и полная ступени); питание от смежного вагона или по­дачу питания смежному вагону через подвагонную магистраль;

Рис. 126. Схема системы индивидуального’ч
электроснабжения: 1

1 — ведущий шкив; 2 — ось колесной пары; 3 — клиновые ремни; 4 — редук­тор; 5 — ведомый шкив; 6 — карданный вал; 7 — якорь; 8 —- генератор; 9 — до­полнительная обмотка генератора; 10, 12 и 17 — выпрямители; 11 — основная об­мотка генератора; 13 — переключающее устройство; 14 — аккумуляторная бата­рея; 15 — потребители электроэнергии; 16 — регулятор напряжения; 18 — шун­тирующая обмотка

защиту электрооборудования от

коротких замыканий, длитель-

ных перегрузок по току и не­допустимых превышений напряжений. Длительная эксплуата­ционная мощность системы при движении поезда 8,(ГкВт.

Потребители вагона получают питание от параллельно работаю­щих подвагонного синхронного генератора переменного тока 2ГВ-003-12 с выпрямителями и аккумуляторной батареи. Гене­ратор, установленный на тележке, приводится во вращение через текстропно-карданный привод. Генератор имеет две обмотки: основную трехфазную и дополнительную однофазную с выводом средней точки. Первая подключена к основной группе кремниевых выпрямителей и обеспечивает питание потребителей вагона, а вторая — через магнитный усилитель к дополнительной группе кремниевых выпрямителей. Обе группы выпрямителей соединены последовательно и в сумме дают напряжение, необходимое для заряда аккумуляторной батареи. На соответствующие зажимы выведена дополнительная обмотка, предназначенная для облег­чения автоматического регулирования напряжения генератора при малых нагрузках и высоких скоростях движения поезда. На стоянках и при малых скоростях движения все потребители полу­чают питание от аккумуляторной батареи.

Выпрямитель, предназначенный для преобразования перемен­ного трехфазного тока в постоянный, размещен в металлическом кожухе под вагоном. На изоляционной панели выпрямителя укреплены шесть вентилей, соединенных по трехфазной мостовой схеме. Выпрямитель соединен с аккумуляторной батареей, и его токоведущие детали, в том числе и радиаторы вентилей, на стоян­ках поезда, когда генератор не работает, находятся под напря­жением 50 В.

Аккумуляторная батарея 38-ТЖН-250 имеет 38 железоникеле-вых аккумуляторов емкостью 250 А-ч. Номинальное напряжение аккумулятора 1,25 В, а максимальное и минимальное зарядные напряжения равны соответственно 1,8 и 1,0 В. В системе преду­смотрены регуляторы напряжения, используемые при нагрузках и заряде аккумуляторной батареи. Выпрямленное напряжение генератора поддерживается в пределах 47—53 В изменением тока в обмотке возбуждения при колебаниях нагрузки от нулевой до

максимальной и изменении скорости движения’поезда. Ток воз­буждения необходимой величины поддерживается системой регу­лирования, состоящей из измерительного, усилительного, испол­нительного и стабилизирующего устройств. Питание нагрузок с батареи на генератор и обратно переводится переключающим устройством, состоящим из фильтра верхних частот, выпрямителя и реле.

Система обеспечивает защиту от недопустимого повышения на­пряжения на зажимах нагрузки, осуществляемую реле максималь­ного напряжения и исполнительным реле. Защиту от увеличения амплитудного значения напряжения генератора при переключе­ниях контактором нагрузок с батареи на генератор и обратно, а также при сбросах нагрузки в наиболее тяжелых режимах при сгоревших предохранителях батареи осуществляет шунтирующий вентиль. Предусмотрено ручное отключение источников напряже­ния от сети на случай аварийной ситуации.

Потребители энергии (лампы освещения, электронагреватель­ные приборы и вспомогательные электродвигатели, за исключе­нием преобразователей для включения электробритв) подклю­чены к сети, напряжение которой (47—53 В) при движении по­езда поддерживается регулятором; на стоянке напряжение оп­ределяется состоянием аккумуляторной батареи. Включают по­требители вручную — пакетными переключателями. Вентилятор можно перевести в автоматический режим работы. Мощность, отдаваемая или получаемая от смежных вагонов, составляет 1,2 кВт. Для ограничения мощности, отдаваемой в магистраль, имеется автомат. Предусмотрено автоматическое отключение на стоянке части потребителей при помощи реле.

Освещение вагона осуществлено люминесцентными лампами (пассажирские помещения) и лампами накаливания (бытовые и подсобные помещения). Сеть освещения вагона состоит из нескольких групп (в рассматриваемом вагоне их восемь) светильни­ков. Для люминесцентного освещения предусмотрен специальный преобразователь постоянного тока напряжением 50 В в переменный ток напряжением 220 В и частотой 400 Гц. Преобразователь со­стоит из электродвигателя постоянного тока, приводящего в дви­жение генератор повышенной частоты, а также пускорегулирую-щей аппаратуры (стабилизатора частоты вращения и пускателя).

Аппараты системы электроснабжения и управления размещены на специальном пульте, установленном в служебном помещении вагона. На лицевой стороне пульта имеются верхние двери — панели, на которых установлены измерительные приборы, сиг­нальные лампы, выключатели, переключатели, кнопки и малога­баритные плавкие предохранители. Аппараты размещены по функциональному назначению: на правой двери — аппараты за­щиты и контроля источников электроснабжения, на левой — аппараты включения потребителей. Пакетные переключатели и автоматы смонтированы на отдельной средней панели, которую

можно откидывать для доступа к контактным зажимам. Внутри пульта смонтирована коммутационная аппаратура, а также ап­паратура регулирования и защиты.

Значительная часть пассажирских вагонов, снабженных уста­новками кондиционирования воздуха, имеет индивидуальную систему электроснабжения от подвагонного генератора с приводом от оси колесной пары. Например, купейные вагоны со спальными мягкими местами производства ЛВЗ с установками кондициони­рования воздуха оборудованы системой электроснабжения, имею­щей следующие параметры: мощность на выходе выпрямителя в продолжительном режиме при движении поезда 26 кВт, а на стоянке 20 кВт; напряжение на выходе выпрямителя 132—150 В; скорость движения поезда, при которой генератор отдает номи­нальную мощность в продолжительном режиме, равна 12—44 м/с (48—160 км/ч). Электрооборудование этой системы обеспечивает: начало приема нагрузки, начиная с частоты вращения ротора генератора, равной 550 об/мин; заряд разряженной и подзаряд заряженной аккумуляторной батареи, а также ограничение тока при заряде разряженной аккумуляторной батареи до 90 А; авто­матическую работу по сигналам термодатчиков электроагрегатов холодильной установки КЖ-25П, электрокалорифера, циркуля­ционного насоса и сдвоенного вентилятора; питание, коммутацию и защиту цепей стабилизированного напряжения ПО В, цепей сигнализации постоянного тока напряжением 50 В, преобразо­вателя для люминесцентного освещения, трех электронагрева­телей баков горячего водоснабжения установленной мощностью 3,2 кВт, электрокипятильника мощностью 2,2 кВт, пылесоса мощностью 600 Вт, водоохладителя мощностью 500 Вт, насоса для перекачки воды мощностью 90 Вт и электронагревателя слив­ной трубы; защиту потребителей от токов короткого замыкания, длительных перегрузок по току, недопустимого повышения сред­него значения напряжений и перенапряжений в случае аварийного режима.

Основным источником питания электроэнергией вагона явля­ется агрегат AMI, состоящий из трехфазного генератора перемен­ного тока и асинхронного электродвигателя. При движении по­езда генератор приводится во вращение от оси колесной пары вагона через редуктор и карданную передачу, а на длительной стоянке — от асинхронного электродвигателя, который через штепсельное соединение получает питание от внешней стацио­нарной сети трехфазного переменного тока напряжением 380 В, частотой 50 Гц. Электропотребители вагона получают питание от генератора через выпрямитель, который собран на кремниевых вентилях В2-200 по трехфазной мостовой схеме. Для питания потребителей на стоянках в пути следования, а также при замед­ленном движении поезда, установлена аккумуляторная батарея, которая включена параллельно с генератором через выпрямитель и работает в режиме постоянного подзаряда.

289

Компрессионная установка получает питание от генератора или батареи. Для включения цепей электродвигателей компресси­онной установки, циркуляционного насоса и вентиляционного агрегата предусмотрены соответствующие контакторы, а для ре­гулирования частоты их вращения — резисторы. Основные цепи освещения вагона (люминесцентные лампы) получают питание от машинного преобразователя, а служебные и аварийные цепи (лампы накаливания) от генератора или батарей через стабили­затор с выходом напряжения ПО В постоянного тока.

От системы электроснабжения получают также питание вспо­могательные потребители (электрокипятильник, водоохладитель питьевой воды, розетки пылесоса и электроплитки, электродвига­тель насоса). Цепи контроля нагрева букс, вызова проводника, цепи противогазного устройства и сигнализации окончания налива воды получают питание напряжением 50 В, а цепи контроля системы отопления — питание напряжением 24 В. Цепи управле­ния работой холодильной установки и электрокалорифера выпол­нены на напряжение ПО В, а вентилятора — на 132—150 В.

Система электроснабжения имеет соответствующие контрольно-измерительные аппараты и аппараты сигнализации и защиты. Предусмотрена возможность аварийного отключения источников питания и цепей всех потребителей вагона (за исключением ава­рийного освещения, концевых сигнальных фонарей и цепей кон­троля нагрева букс).

Анализируя системы индивидуального электроснабжения, мо­жно заметить, что в первом случае, когда вагоны не снабжены холодильными установками и потребляемая мощность мала, система достаточно рациональна. Однако во втором случае, когда необходимая мощность значительна, подобная система громоздка, дорога и недостаточна для питания всех потребителей на стоянке.

На стоянках поезда потребители электроэнергии получают питание от аккумуляторной батареи. Это вынуждает применять электродвигатели постоянного тока и тем самым не позволяет использовать надежные в работе холодильные установки с бес-сальниковыми компрессорами со встроенными асинхронными двигателями. Чтобы привести в действие все генераторы поезда, вагоны которого оснащены установками кондиционирования воз­духа, необходимо затратить примерно 15—20% мощности локомо­тива. При этой системе электроснабжения исключено применение электрического отопления.

Получение электроэнергии для одновременного питания уста­новок кондиционирования воздуха, электрического отопления и бытовых приборов как во время движения, так и на стоянках поезда становится возможным лишь при системе централизо­ванного электроснабжения вагонов. Одной из хорошо отработан­ных для практической эксплуатации систем является система централизованного питания электроэнергией состава пассажир­ского поезда из 15 вагонов, оборудованных электрическим отоп-

лением и установками кондиционирования воздуха, от вагона-электростанции постройки КВЗ.

В машинном отделении вагона-электростанции установлены три
дизель-генераторные установки АДВЭ-200-Т/400-2А (У42В) но­
минальной мощностью по 200 кВт. Каждая установка состоит
из двенадцатицилиндрового V-образного четырехтактного дизеля
п трехфазного синхронного генератора ГСФ-200 (номинальное
напряжение 400 В), соединенных при помощи муфты и смонти­
рованных на одной раме. Дизель-генераторные установки имеют
раздельные системы охлаждения и смазки, которые обеспечивают
их нормальную работу при температуре наружного воздуха
— 40 ÷+40° С. Топливо находится в одном баке (в вагоне) емко­
стью 425 лив двух баках (под вагоном) общей емкостью 7000 л.
Для пуска дизелей предусмотрен стартер, получающий питание
от подзаряжаемой генератором аккумуляторной батареи. Электри­
ческая аппаратура, предназначенная для обслуживания дизель-
генераторов, их защиты, регулирования напряжения и частоты
вращения, смонтирована на щите, установленном в отделении
управления. Для подключения к магистрали поезда в вагоне-
электростанции имеются междувагонные соединения
ШУ/РУ-205В.

Все вагоны (потребители) соединяют в последовательную электрическую цепь, в которой использованы контакты безопас­ности, встроенные в штепселн, розетки и холостые приемники (на торце вагона-электростанции и крайнего вагона состава). Потребители собственных нужд электростанции выполнены на номинальные напряжения 400/230 В трехфазного переменного тока частотой 50 Гц и работают в автоматическом режиме. Для иск­лючения утечки тока через кузов вагона на рельсовый путь и предупреждения ложного срабатывания устройств СЦВ и связи между поездной магистралью и шинами вагона включен разде­лительный трансформатор.

Вагон оборудован электрической системой отопления, состоя­щей из трех групп электропечей и двухсекционного электрокало­рифера общей мощностью соответственно 19,85 и 18 кВт. В вагоне предусмотрены три цепи освещения: основная (люминесцентные лампы) переменного тока напряжением 220 В; служебная и ава­рийная (лампы накаливания) переменного или постоянного тока напряжением 50 В. Цепи контроля системы отопления питаются переменным током напряжением 48 В, а цепи управления установ­кой кондиционирования воздуха — переменным током напряже­нием 220 В.