Как отапливаются пассажирские поезда зимой?

Опубликовано 26.07.2019 · Обновлено 04.02.2021

Сейчас мы с вами разберем такой интересный вопросик – как отапливаются пассажирские поезда?

Раньше, да и сейчас, на участках где работают тепловозы, вагоны отапливались и отапливаются вручную, углем. В вагоне установлен водогрейный котел (в одном из тамбуров) он греет воду и горячая вода циркулирует по трубам системы отопления, она всем знакома – под ногами в купе у окна и в коридоре, там-же. Всю эту нелегкую работу по отоплению вагона выполняет проводник.

Но сейчас широко применяется электрическое отопление. В тех же водогрейных котлах установлены электрические ТЭНы, вода нагревается ими, а дальше все, как описано выше. А откуда получают ток ТЭНы? От локомотива – электровоза, современные тепловозы также оборудуются системой отопления. На электровозах установлены трансформаторы для нужд тяги и для многого другого, вот на трансформаторах и находится обмотка отопления от которой и происходит отбор напряжения для нужд электроотопления вагонов.

Отопление включается машинистом на пульте управления специальным ключом, который вставляется в пульт. Ключ находится у электромеханика поезда и вручается локомотивной бригаде после подключения кабелей отопления к составу. На станциях, где производится отцепка локомотива от состава эти действия и происходят. На электровозе с обоих сторон на лобовой части находятся розетки и кабели отопления, в профессиональной терминологии — «пинч», их хорошо видно, кому интересно. Эти кабели и розетки находятся также и на вагонах.

Кабель для отопления

После того как электровоз прицепился к поезду, проведена проба тормозов и поезд готов к отправлению, машинист обесточивает электровоз и опускает токоприемники, а поездной электромеханик, и никто другой, подключает кабель отопления от электровоза к вагону. Кабель фиксируется в розетке и запирается в ней ключом, этот ключ и выдается локомотивной бригаде. После чего машинист поднимает токоприемники, электровоз готов, производится кратковременная проверка работы отопления и если все нормально, поезд отправляется. В пути следования ключ, вставленный в пульт управления поворачивается машинистом, подключается контактор отопления поезда, загораются контрольные лампы на пульте машиниста и у проводников в вагоне. Все, отопление работает и всем тепло. На профессиональном жаргоне это называется «ехать на элетролопате».

Проводники сами могут регулировать температуру в своих вагонах для комфорта пассажиров. Весь состав соединен системой кабелей отопления с электровозом. Но иногда происходят и нежелательные сбои. Что-то происходит в цепи отопления и тогда на электровозе срабатывает защита, машинист обязан отключить отопление, об этом он сообщает начальнику поезда по радиосвязи а тот совместно с поездным электромехаником принимает меры по поиску и устранению неисправности. Ну тогда, как в былые времена, проводники засучив рукава, приступают к ручному отоплению вагона, углем. На станциях экипировки каждый вагон снабжается аварийным запасом угля, для таких вот нестандартных ситуаций.

На каждой дороге определен приказом так называемый отопительный сезон с началом которого и происходят те процессы, которые я описал. Вся система электроотопления на локомотивах тщательно проверяется ремонтным персоналом и имеющий неисправности данной системы локомотив в зимнее время на линию не выйдет. Вот и все.

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.

Отопление и водоснабжение пассажирских вагонов

Нагревательные приборы

К ним относят
электропечи низковольтного отопления
(расположены под кожухами батарей
отопления), электрокалориферы (находятся
в вентиляционном канале), электрокипятильники,
электроплитки (в котельном отделении).

Все нагревательные
приборы должны включаться в строгом
соответствии с правилами эксплуатации.
На них запрещено развешивать тряпки
или ветошь для сушки. С ними не должны
контактировать посторонние предметы.
При эксплуатации нагревательных
приборов проводнику запрещено покидать
вагон. Кроме этого их нельзя включать
при питании вагона от АКБ, при неисправном
генераторе, а также при подаче питания
в соседний вагон.

Правила эксплуатации

С наступлением холодов, проводники проверяют исправность комбинированного отопления в вагоне и его подготовку к зимнему периоду, проводятся следующие виды работ:

проверяется котельное оборудование на неисправность;
обращается внимание на положение кранов и задвижек;
в топке исследуется наличие колосников и их исправность;
исправляется работа насосов и измерительных приборов;
проверяется вода в системе. В достаточном ли она количестве, также осматривается запасной бак на наличие воды;
обращается внимание на твердое топливо

В случае нехватки необходимо об этом руководству;
просматривается инвентарь для работ с твердым топливом;
также приводится в порядок техническая документация по правилам пользования смешанного обогрева вагонов.

Нижняя часть котла плацкартного вагона

Для нормального и бесперебойного функционирования смешанного отопления, у каждого вагона исправность оборудования должно быть проверено, сто девяносто восемь обогревающих головок, которые подходят к водоналивным трубам.

Перед запуском котельного оборудования необходимо проверить исправность вентиляционной системы. Для этого необходимо посмотреть положение ручки клапана. Она находится на потолке в котельном отделении. При запущенной вентиляции, положение ручки будет повернуто к слову «Открыто»

Также важное требование – это посмотреть противопожарную заслонку. По положению ручки привода можно догадаться, что она открыта

Высоковольтное электрическое оборудование пассажирских вагонов

Питание высоковольтного
электрического оборудования пассажирских
вагонов осуществляется от контактного
провода, через пантограф локомотива,
перемычки (пинчи) высоковольтной
магистрали и высоковольтные подвагонные
ящики.

Если в контактной
сети находится постоянный ток напряжением
3000 В, то котлы питаются им напрямую. Если
в контактной сети находится переменный
ток напряжением 25000 В, то в локомотиве
устанавливается трансформатор отбора
мощности, который понижает это напряжение
до 3000 В, и котлы обогреваются переменным
током.

Розетка высоковольтного
отопления

Холостая розетка
высоковольтного отопления

После опробования
тормозов ПЭМ и машинист подходят к
первому вагону. ПЭМ присоединяет
перемычку вагона к локомотиву при помощи
специального ключа отопления.

Для соединения
магистралей отдельных вагонов между
собой в общую магистраль необходимо
последовательное присоединение всех
вагонов к локомотиву. Для соединения
магистралей штырь одного ваго­на
вставляют в розетку другого вагона, а
в розетку первого вагона вставляют
штырь второго вагона. При этом между
каждыми двумя вагонами образуются два
межвагонных высоковольтных соединения.

После этого ключ
отопления передается машинисту.
Дальнейшее включение отопления
осуществляется из кабины локомотива.

Конструкция
котла и ТЭН.

Котел комбинированно­го
отопления имеет следующую конструкцию.
Водяная руба­шка котла выполнена
не­сколько уширенной, и в ней вертикально
размещены 24| высоковольтных нагревательных
элемента, которые монтируются на
фланцевом кольце. Фланец нагревательного
элемента крепится к кольцу с помощью
двух шпилек с гайками и лепестковыми
шайбами. Над топкой котла размещены
три изолятора, к которым в трубопроводах
подведены три провода, питающие
на­гревательные элементы.

Высоковольтные
нагревательные элементы закрыты защитным
кожухом. На защитном кожухе установлена
низковольтная блокировка в виде концевого
выключате­ля, разрывающая цепь катушек
высоковольтных контак­торов при
разъединении болтов и подъеме кожуха
под высоким напряжением.

При надежном
креплении кожуха в нижнем положе­нии
болт нажимает на хвостовик концевого
выключате­ля, подготовляя включение
высоковольтных контакто­ров. Для
осмотра элементов кожух поднимают
вверх, предварительно отвернув болты,
и укрепляют его на предохранительных
цепях .

Высоковольтный
нагревательный элемент выполнен в виде
стального цилиндра. Спираль 12 на по­лом
керамическом стержне 11 одним концом
соединена со скобой 3, укрепленной на
изоляторе 2, а другим — с об­ратным
проводом 13, проходящим внутри стержня
к за­жиму 1. Изоляция токоведущих
частей от стального кор­пуса 8
осуществляется кварцевой втулкой
(стаканом) 10, изолятором 2 и керамическим
фланцем 6 с резиновой прокладкой 7.
Фланец 6, выполненный вместе с керами­ческим
стержнем 11, прикреплен к корпусу
нагревателя

болтами 4 с шайбами
5.

Теплота от спирали
передается воде через окружаю­щий ее
воздух, кварцевый стакан, графитовую
оболочку 9, служащую для улучшения
теплопередачи, и корпус нагревателя.
Графитовая оболочка также защищает
кварцевый стакан от повреждений.

та

Каждый ТЭН рассчитан
на напряжение 500 В. В котле ТЭНы собирают
последовательно в подгруппы по 6 штук.2
подгруппы соединены в группы параллельно.

Отопительный котел

2
— Шуровочный люк

5,
6 – Дымовая труба

7
– Наружная рубашка

8
– Высоковольтный электронагреватель

9
– Колосниковая решетка

10
– Циркуляционные трубы

Наиболее
распространенным типом водогрейного
вагонного котла является котел,
совмещенный с расширителем 4. Отопительный
котел состоит из наружной рубашки 7,
внутри которой расположена огневая
коробка и топочная камера. В нижней
части камеры имеются колосниковые
решетки 9 и зольник 1. В верхней части
котла над огневой коробкой расположена
дымовая труба 5. В огневую коробку вварены
циркуляционные трубы 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.

Для нагрева воды
с помощью электроэнергии в водяную
рубашку котла вертикально вмонтированы
24 нагревательных элемента, которые
распределены по всему периметру котла,
за исключением пространства над люком
топки для твердого топлива, и крепится
к фланцу топки котла через прокладки
из паронита. Клеммы нагревательных
элементов защищены кожухом, который
можно поднять и зафиксировать на
цепочках, приваренных к расширителю 4
котла, при необходимости проведения
работ по монтажу нагревательных элементов
и ухода за ним.

Наибольшая
расчетная температура воды в коте
90-95С.
При более высокой температуре нижние
трубы отопления нагреваются до 70С
и выше и осаждающаяся на их поверхности
пыль подгорает.

Труба
подающая горячую воду в систему отопления

Система водяного
отопления всех пассажирских вагонов
служит для обеспечения требуемого
температурного режима вагона независимо
от температуры наружного воздуха. При
температуре наружного воздуха – 40 оС

Внутри вагона она
должна быть не ниже +18 оС
при отоплении твёрдым топливом и в
пределах +20 оС
при отоплении электрической энергией.
Верхний предел температуры при отоплении
твёрдым топливом не регламентируется,
однако необходимо стремиться, чтобы
она не превышала 22-23 оС
, так как в комплексе с относительной
влажностью воздуха 30-60 оС
, скоростью воздуха в зоне головы спящего
пассажира около 0,25 м/c,
запыленностью не более 1 мг/м3
эта
температура создает наиболее комфортные
условия пребывания пассажира в вагоне.

Система водяного
отопления любого пассажирского вагона
состоит из водогрейного котла с верхней
и нижней разводкой труб с ребристыми
теплообменниками(радиаторами) для
обогрева помещений вагона и калорифера
(водяного или электрического) с
вентилятором для подогрева поступающего
в вагон наружного воздуха.

Водогрейный котёл
может отапливаться либо твердым топливом
(углём), либо электрической энергией
благодаря расположенным внутри котла
электрическим нагревательным элементам.
Когда для нагрева воды применяется
только твёрдое топливо, систему отопления
называют водяной, если же котел может
работать как на твердом топливе, так и
на электроэнергии, систему называют
комбинированной, хотя теплоносителем
в ней является вода. И при водяном, и при
комбинированном отоплении в пути
следования вагона, чтобы был обеспечен
требуемый температурный режим.