Руководство проводнику — Система отопления отечественных цельнометаллических вагонов

Содержание материала

СИСТЕМА ОТОПЛЕНИЯ ВАГОНОВ ПОСТРОЙКИ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ЗАВОДОВ
Схема устройства отопительной системы ЦМВ постройки отечественных заводов с трубчатым расширителем-воздухоподогревателем приведена на рис. 29.

Рис. 29. Система отопления не купированного вагона
В котельном отделении установлен водогрейный котел 24 конической формы с водяной рубашкой.

Характеристика системы отопления некупированного вагона постройки Калининского завода до 1966 г.
Теплопроизводительность 35 000 ккал/ч
Средний расход угля (антрацит) при максимальной теплопроизводительности 7—8 кг/ч
Емкость котла 280 л
расширителя-воздухоподогревателя 200 »
отопительных труб . 475 »
общая емкость системы отопления..955 »
Емкость водяного бака котельного отделения . 50 »
Поверхность нагрева расширителя-воздухоподогревателя около 4 м 2

Поверхность нагрева котла значительно увеличена за счет трех водогрейных труб, расположенных в топочном пространстве под некоторым углом к колосниковой решетке и имеющих сообщение с водяной рубашкой котла.
Расширитель-воздухоподогреватель 22 расположен над потолком малого коридора между котельным отделением и туалетом и соединен с котлом трубой 23. В переднюю и заднюю стенки расширителя поставлены в несколько рядов около 100 воздухоподогревательных труб 20. Во время действия отопительной системы вентилятор направляет через эти трубы поток воздуха, который нагревается и поступает по воздуховоду в купе.
Разводящие трубы 25 идут от расширителя вверху вдоль боковых стен вагона и в противоположном конце, опускаясь d стояки 29, переходят в обогревательные трубы 33, которые проложены над полом, и присоединяются к нижней части котла. Обогревательные трубы перед соединением с котлом проходят через грязевики 5 и 35 (отстойники грязи), расположенные в виде закрытых цилиндров под пазом вагона. Для усиления циркуляции воды верхние трубы до стояков изолированы войлоком и обшиты клеенкой.
Нижние трубы для увеличения нагревательной поверхности выполнены в виде двух параллельных сообщающихся между собой груб диаметром 65 мм.
В котельном отделении помещен запасной бак для питания водой котельной установки, который пополняется водой из системы водоснабжения через кран 12. Ручной поршневой насос 14 предназначен для подачи воды из бака в кигел, а также для усиления циркуляции воды в системе.

Особенности обслуживания системы отопления

В теплое время года обходной канал воздухоподогревателя 17 находится в открытом положении. В этом случае воздух подается вентиляционной установкой в обход воздухоподогревательных труб через воздушный канал в пассажирские помещения вагона.
Во время отопительного сезона обходной канал закрывается, ручка в служебном отделении ставится в положение «Закрыто» и воздух направляется в купе вагона через обогревательные трубы и воздушный канал.
Расширитель-воздухоподогреватель на вагонах с трубчатым воздухоподогревателем не оборудован циркуляционной трубой, поэтому при отключении от котла обеих ветвей отопительных труб циркуляция воды в расширителе прекращается и обогрев воздуха резко ухудшается.
При обслуживании отопительной установки с трубчатым расширителем-воздухоподогревателем необходимо выполнять следующие требования:
а) ставить заслонки обходного канала в положение: зимой — «Закрыто», летом — «Открыто»;
б) при низких температурах наружного воздуха форсировать топку котла и периодически производить искусственную циркуляцию при помощи ручного насоса;
в) обеспечить наивысший уровень воды в расширителе- воздухоподогревателе. В противном случае верхние ряды воздухоподогревательных труб обнажаются и не подогревают воздух;
г) в связи с отсутствием циркуляционной трубы расширителя-воздухоподогревателя обогрев вагона воздухом при отключенных трубах не обеспечивается, поэтому обогрев этих вагонов можно производить только через отопительные трубы.

При чрезмерном повышении температуры в вагоне рекомендуется частично перекрывать нижние трубы или полностью перекрывать коридорную ветвь.
Система отопления оснащена значительным количеством вентилей и кранов, при помощи которых устанавливается режим обогрева вагона. Каждый вагоностроительный завод установил различную условную нумерацию вентилям и кранам, имеющим одинаковое назначение.
Местонахождение и назначение вентилей и кранов показаны на схемах систем отопления.

Порядок обслуживания системы отопления

Соблюдение необходимого режима работы системы отопления достигается постановкой вентилей и кранов в определенное положение, которое указано в табл. 7.
Таблица 7

Наименование режимов отопления и питания водой

Положение вентилей и кранов (номера позиций даны на рис 29)

Слив воды из труб коридорной стороны

Закрыть вентили 36, 21 и кран 37, открыть кран 31 и пробку грязевика 35

Слив воды из запасного бака

Пополнение котла водой
из запасного бака при помощи ручного насоса

Закрыть краны 3, 37, открыть краны
4, 15 и качать ручным насосом

То же. При отсутствии воды в системе водоснабжения наливать ее через нижнюю наливную трубу от водоразборной колонки или путем предварительного наполнения бака водой вручную

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:

1 — пластинчатый калорифер; 2 — расширитель; З — воздушные краны разводящих труб; 4 — нагревательные батареи в туалетах; 5 — верхние разводящие трубы; 6 — нижние трубы; 7 — котел; 8 — труба для подачи воды; 9 — электрический насос; 10 — краны для слива воды; 11 — 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 теплопроизводительность 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

1 — коробка для запаса воды; 2 — плита; З — 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; 11 — 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, йе требует громоздкого оборудования, Позволяет авТоматизиро* 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 силовых цепей электрического отопления вагона с централизованным питанием от магистрали напряжением 380/220 В:

1 — магистраль напряжением 383/220 В:

2 — главный выключатель магистрали;

3 — распределительные шины вагона; 4 —

выключатели элсктрокалорифера; 5 н 9 — контакторы автоматического включения соответственно секций элекгрокало-рифера и групп электропечей; 6 — сек

ции электрокалорифера; 7 — заземление на корпус вагона; 8 — группы элек

тропечей; 10 — выключатели электропечей

Рис. 116. Схема силовы* цепей электрического отопления вагона с централизованным питанием от магистрали напряжением 3000 В:

1 — магистраль напряжением 3000 Ь;

2 — общий выключатель; 3 — предохра

нитель; 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 однопроводной 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 дугогасящими устройствами

Рис. 117. Котел отопления с комбинированным нагревом воды:

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

(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

1 — 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; 8— плита для подогрева воды; 9 — ручной насос; Ю — кипятильник; 11 — 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 не-прерывно. 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:

1 — 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; 11 — 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;

Рис. 120. Схема установки для охлаждения питьевой ьоды:

1 — ииша раздачи воды; 2 — водоразборный кран; 3 — труба для подачи воздуха; 4 — бак для кипяченой воды; 5 — соединительная труба; 6 — бак для охлажденной воды; 7 — термостат; 8 — испаритель; 9 — автоматический регулирующий вентиль; 10 — кран для слива воды; И — фильтр; 12 — запорный вентиль; 13 — ресивер; 14 — электродвигатель; 15 — нагнетательный вентиль; 16 — всасывающий вентиль; 17 —• компрессор; 18 холодильный агрегат; 19 — конденсатор;

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.