Отопление и водоснабжение пассажирских вагонов
ОТОПЛЕНИЕ
Система отопления служит для поддержания нормального температурного режима внутри вагона независимо от изменения температуры наружного воздуха. Согласно техническим условиям МПС на проектирование и постройку пассажирских вагонов температура воздуха:
· в вагоне должна быть не менее 18 °С при наружной температуре –40 °С,
· в предтамбурных коридорах и туалетных — не менее 16 °С;
· в вагонах с электрическим отоплением автоматическое управление должно обеспечивать температуру в пределах 20 ± 2 °С, а при скорости движения 160 км/ч отклонение температуры не должно превышать ± 3 °С.
Кроме того, система отопления должна подогревать воздух, подаваемый вентиляционной установкой, обеспечивать подогрев воды в системе горячего водоснабжения, а в вагонах последних лет постройки также обогрев головок водоналивных и сливных труб.
Приборы отопления любой системы должны быть безопасны в пожарном отношении, просты в обслуживании, надежны в работе и экономичны в эксплуатации. Температура поверхности нагревательных приборов не должна превышать 70 °С.
Воздух нагревается в вагоне при работе системы отопления в том случае, если имеется разность температур между нагревательными приборами и воздухом. Тогда тепло передается от приборов отопления, имеющих более высокую температуру, в воздух вагона, т.е. происходит теплообмен.
В зависимости от способа получения тепла для обогрева пассажирских вагонов применяют три системы отопления: угольно-водяную, комбинированную (электроугольную) и электрическую.
В первых двух теплоносителем служит вода, которая подогревается в котле углем (угольно-водяная система), углем или электронагревательными элементами, опущенными в котел (комбинированная система). При электрическом отоплении воздух в вагоне подогревается непосредственно электропечами.
Во всех вагонах с водяным отоплениемпомещения обогреваются с помощью обогревательных труб, в которых циркулирует горячая вода. Устройство и действие водяного отопления основаны на физическом законе, согласно которому при нагревании в котле объем частиц воды увеличивается, а плотность уменьшается, поэтому они как более легкие устремляются вверх. В то же время находящиеся в трубах частицы воды охлаждаются, объем их уменьшается, а плотность увеличивается, вследствие чего они как более тяжелые опускаются вниз. Таким образом, благодаря различию плотности воды в котле и обогревательных трубах, происходит непрерывная циркуляция воды в системе отопления по замкнутому кольцу: котел — обогревательные трубы — котел. Помимо естественной циркуляции применяется искусственная с помощью насосов.
Электрическое отоплениекак основное применяется в межобластных, открытых вагонах и вагонах-ресторанах постройки Польши, Германии.
При электрической системе отопления вагон обогревается с помощью электрических печей, расположенных на полу в пассажирских помещениях, коридорах, служебном отделении и туалетах, а также с помощью электрокалорифера.
В вагоне в зависимости от его типа устанавливают от 30 до 52 печей общей мощностью до 26 кВт, разделенных на три группы и более.
Электрический калорифер, выполняется двухсекционным общей мощностью 22 кВт, несмотря на заниженное напряжение, имеет конструкцию, аналогичную конструкции нагревательных элементов, но увеличенные размеры. Схема включения от предохранителя перегрева воздуха этого калорифера предусматривает разрыв цепи питания калорифера при повышении температуры в зоне калорифера выше 70 °С.
Нагревательные приборы электрического отопления получают питание от подвагонной высоковольтной магистрали, подключаемой через электровоз к контактной сети постоянного тока напряжением 3000 В или переменного однофазного тока напряжением 25000 В. Во втором случае на электровозе устанавливают трансформатор, понижающий напряжение с 25 до 3 кВ.
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 неэлектрифицированных. Отопительное оборудование вагонов унифицировано.
Доступ к котлу отопительной установки возможен как со стороны тамбура, так и со стороны коридора через специальную дверь. Водяная рубашка 8 (рис) котла выполнена несколько уширенной; в ней размещены двадцать четыре высоковольтных нагревательных элемента 5, которые укреплены на кольце 7. Высоковольтные нагревательные элементы закрыты защитным кожухом 3. Предусмотрено заземление котла на корпус вагона.
На защитном кожухе смонтировано блокировочное устройство 4, отключающее высокое напряжение с нагревательных элементов при демонтаже кожуха под напряжением. Для осмотра элементов необходимо поднять кожух вверх, предварительно отвернув болты 1 крепления, и закрепить его на предохранительных цепях 2. Уплотнение 6 защитного кожуха предохраняет нагревательные элементы от прикосновения к ним обслуживающего персонала и от механических повреждений.
Наибольшая температура воды в котле допускается 90— 95 °С. При более высокой температуре нижние обогревательные трубы системы отопления будут нагреваться выше 70 °С и осаждающаяся на их поверхности пыль будет подгорать.
Для обеспечения контроля за режимом работы нагревательных элементов в зависимости от температуры и уровня воды в котле имеются предохранительный термостат и специальный прибор. В случае нагрева воды в котле выше 95 °С или снижения уровня ее ниже допустимого нагревательные элементы автоматически выключаются.
ВОДОСНАБЖЕНИЕ
Система водоснабжения пассажирских вагонов удовлетворяет потребности пассажиров в питьевой воде, обеспечивает нормальное функционирование санитарно-технического оборудования туалетов, а также пополнение водой системы отопления вагонов.
Каждый вагон оборудован индивидуальной системой водоснабжения, состоящей из баков, разводящей и подводящей систем трубопроводов.
Вместимость баков системы водоснабжения зависит от типа вагона (пассажирский, почтовый, багажный, ресторан) и числа пассажирских мест.
У пассажирских вагонов она определяется также назначением вагона (предназначен данный вагон для дальнего следования или межобластного сообщения).
Общая вместимость системы водоснабжения в вагонах составляет 1 м 3 .
В период отопительного сезона подогрев воды осуществляется от котла отопления с помощью специального змеевика, а в летнее время — от дымовой трубы плиты.
Системы отопления, вентиляции и освещения пассажирского вагона
Водоснабжение вагонов
Бытовые системы жизнедеятельности
Устройства водоснабжения в пассажирских вагонах предназначены для обеспечения пассажиров питьевой водой и удовлетворения их бытовых нужд, а также для пополнения системы отопления в пути следования. Все пассажирские вагоны имеют самотечную систему водоснабжения.
Система водоснабжения вагона включает в себя большой (объемом 850 литров) и малый (80 литров) баки для хранения запаса воды, расположенные с двух сторон вагона в чердачном помещении тамбура с некотловой стороны и туалетной кабины с котловой стороны соответственно; разводящие трубопроводы, разобщительные и спускные краны и вентили. Заправка водой осуществляется с нетормозной стороны вагона снизу через наливные заправочные головки. В систему водоснабжения обязательно входит контрольная труба, не допускающая переполнения баков при несвоевременном прекращении налива воды. Из баков вода самотеком поступает к умывальникам, унитазам, кипятильнику непрерывного действия, система отопления наполняется с помощью ручного насоса. Все баки снабжены водомерными стеклами. В косом коридоре каждого вагона вывешена схема положения кранов и вентилей при каждой операции системы водоснабжения. В книжках служебных расписаний приведен перечень станций, на которых производится заправка водой.
Система горячего водоснабжения состоит из бойлерной установки (бойлер, расширительный бак), расположенной в котельном отделении и системы трубопроводов. Система горячего водоснабжения работает в двух режимах: летнем и зимнем. В летнем режиме котел системы отопления не работает, вода в бойлере нагревается за счет теплоты, получаемой при сжигании топлива в топке плиты. Для полного слива воды из системы необходимо открыть все вентили и краны, слить воду из кипятильника непрерывного действия. При сливе воды из баков необходимо подключить к кранам шланги и слив воды производить в унитазы. Для слива воды из кипятильника необходимо трехходовой кран установить в положение «закрыто», а кран для спуска воды и водоразборный кран открыть и снять стакан фильтра. Частичный слив воды производится через краны-смесители и унитазы.
Пассажирские вагоны оборудованы устройствами отопления, вентиляции и освещения. Отопление может быть водяным или электрическим. В вагонах современной постройки применяется комбинированное водяное отопление (нагрев воды может осуществляться электронагревателем и твердым топливом). Вагоны оборудованы приточной принудительной вентиляцией (подогретый и очищенный воздух подается по воздушному желобу во все отделения вагона) и специальными установками для кондиционирования воздуха. Такие установки обеспечивают определенную влажность и температуру воздуха при давлении, несколько превышающем атмосферное, что предотвращает попадание наружного воздуха в вагон через негерметичные соединения.
Система отопления и вентиляции пассажирских вагонов должна обеспечивать среднюю температуру воздуха в пассажирских помещениях 22—20°С и в туалетах не ниже 16°С при температуре наружного воздуха —40°С, а система охлаждения ¾ поддерживать в пассажирских помещениях температуру воздуха 24—20°С при температуре наружного воздуха 40°С.
Освещение в пассажирских вагонах электрическое. Электроэнергию для каждого вагона вырабатывают генераторы, приводимые в действие от оси колесной пары вагона или специального вагона-электростанции, находящегося в поезде. В электропоездах вагоны освещаются от контактной сети через специальные установки, расположенные в моторных вагонах. На станциях и при малой скорости следования питание вагонов электроэнергией происходит от аккумуляторных батарей, заряжаемых во время движения. В последнее время широкое распространение нашло люминесцентное освещение.
Искусственное освещение вагонов должно обеспечивать хорошую освещенность, не создавать отраженной блесткости и резких контрастов. В купе пассажирских вагонов должно быть предусмотрено ночное освещение синего цвета, которое включается по желанию пассажиров. Во всех вагонах должно быть предусмотрено аварийное освещение для эвакуации людей с освещенностью на полу не менее 1 лк.
Отопление пассажирского вагона обеспечивается комбинированной системой, в которую входят водогрейный котел, отопительные приборы (радиаторы с нагревательными трубами, калорифер и т.п.), трубопроводы, расширитель для восприятия увеличивающегося при нагревании объема воды, запорно-регулирующая аппаратура. Вода в котле подогревается расположенной в водяной рубашке высоковольтными нагревательными элементами (24 электротэны), а при отсутствии электроэнергии ¾ 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 ¾ от стационарных устройств). Отопление позволяет поддерживать в вагоне температуру около (20 ± 2) °С.
Система работает с естественной циркуляцией воды при верхнем расположении разводящей линии. В водяном калорифере подогревается проходящий через него воздух, который подается вентилятором в помещения вагона. 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.
Схема отопления пассажирского вагона: 1 ¾ котел; 2 ¾ отопительная калориферная ветвь;
3 ¾ напорная труба котла; 4 ¾ воздухоотводящие трубки; 5 ¾ расширитель; 6, 7 ¾ отопительные ветви купейной и коридорной сторон; 8 ¾ нагревательные трубы; 9 ¾ циркуляционный насос.
В вагонах с кондиционированием воздуха используют дополнительные низковольтные электрические печи и калорифер, которые питаются от автономной системы электроснабжения напряжением 110 В постоянного тока.
В пассажирских вагонах межобластного и пригородного сообщений наиболее распространено отопление с помощью электрических печей и калориферов.
Вентиляция — это процесс воздухообмена в помещении. Существует два вида вентиляции: естественная и принудительная. Система принудительной вентиляции включает в себя: заборные жалюзи, инерционный и сетчатый фильтры, вентиляционный агрегат, диффузор, калорифер, конфузор, воздуховод, вентиляционные решетки, дефлекторы, противопожарную заслонку.
Через заборные жалюзи наружный воздух поступает в воздухозаборный короб, проходя через инерционный и сетчатый фильтры очищается, попадает в вентиляционный агрегат. Через диффузов воздух попадает в калорифер (водяной или электрический), где прогревается до необходимой температуры, и с помощью конфузора попадает обратно в вентиляционный агрегат, который соединен с воздуховодом, благодаря которому воздух распространяется по всем помещениям вагона. Отработанный воздух удаляется из вагона через дефлектора, которые расположены в туалетах, служебном отделении, малом коридоре, тамбуре с некотловой стороны. Дефлекторы в туалетах и купе должны быть летом открыты, зимой полуоткрыты, дефлектор в тамбуре с нерабочей стороны должен быть открыт всегда.
На передней панели распределительного шкафа (пульта упраления) находится тумблер для включения вентиляции. Существует два режима работы вентиляции: автоматический и ручной.
