Электроотопление пассажирского вагона

Лекция№71.

Виды отопления

Смешанное отопление – применяется в вагонах с системой энергоснабжения 47Кк и включает в себя водяное отопление (комбинированное) и электроотопление (переходное).

Переходное – применяется только в смешанном виде отопления. В металлической трубке проложен тэн и установлен поверх труб водяного отопления с купейной стороны вагона (большая сторона отопления), начиная от туалета в рабочей стороны вагона и заканчивая туалетом с нерабочей стороны вагона. Пользоваться переходным отоплением можно исключительно во время работы генератора и при температуре наружного воздуха до -5 О С.

Электроотопление – применяется с централизованной системой энергоснабжения (электропоезда и дизельные поезда) – ток высокого напряжения от электровоза, снижаясь в трансформаторе до 3000В, по подвагонной высоковольтной магистрали, подается через высоковольтный ящик в вагон. В вагоне с электроотоплением может быть от 30 до 52 печей, расположенных с обеих сторон вагона на полу – включаются с распределительного щита, разделены на 2-3 группы.

Комбинированное – подогрев воды в котле осуществляется путем сжигания твердого топлива и при помощи тэнов на которые подается ток высокого напряжения – 3000В от высоковольтной сети через электровоз, подвагонную высоковольтную магистраль. Остальные потребители вагона получают питание от основных источников питания.

При электрической системе отопления вагон обогревается с помощью электрических печей, расположенных на полу в пассажирских помещениях, коридорах, служебном отделении, туалетах – это конвекционный способ; и при помощи калорифера, расположенного в канале воздуховода системы вентиляции – воздушный способ.

В вагоне, в зависимости от типа, устанавливают от 30 до 52 печей, разделенных на несколько групп и включаемых при помощи своих контакторов, расположенных в подвагонных ящиках и защищенных высоковольтными предохранителями.

Нагревательные элементы (печи и калорифер) получают питание от подвагонной высоковольтной магистрали, подключенной при помощи межвагонных соединений (штырей с кабелем и розеток рабочей и холостой), которые блокируются в соединенном и разъединенном положении при помощи единого ключа (находится у ПЭМ) и располагаются на торцовых стенах кузова вагона.

Электрическая печь состоит из 3-х электронагревательных элементов, смонтированных в металлическом кожухе с жалюзи для теплообмена на высоковольтных изоляторах, корпус печи заземлен в 2-х местах. Снаружи печи ограждаются дополнительными декоративными кожухами. Электрический нагревательный элемент рассчитан на напряжение 250В, печь соответственно на 750В.

Автоматическая работа электроотопителя осуществляется с помощью контактора, реле, термостата с ртутными контактными термометрами, контролирующими температуру внутри вагона и в воздуховоде.

Печи I и II групп обогревают пассажирское помещение, III группы – служебное отделение, туалеты, коридор. Печи I и II групп управляются ртутным контактным термометром, установленным на наружной стене служебного отделения и настроенным на температуру 20 0 С и 8 0 С (в отстое); печи III группы управляются ртутным контактным термометром установленном в служебном отделении и настроенном на температуру 20 0 С и 23 0 С.

Электрические печи и электрокалорифер включаются при помощи главного пакетного выключателя отопителя, имеющего 4 положения:

— 0 – всё выключено;

— 1 – включены печи;

— 2 включены печи и калорифер;

— 3 – включен калорифер.

Для включения печей только III группы имеется другой переключатель отопления, который при положении «0» главного переключателя отопления имеет положения:

В целях безопасности, высоковольтная коммутационная и защитная аппаратура размещена под вагоном в специальном ящике. Этот ящик имеет высоковольтную блокировку (разъединитель ножевого типа) и низковольтную (два конечных выключателя в цепи управления печами и калорифером). Внутри ящика также находятся высоковольтные контакторы и плавкие предохранители.

Для защиты от поражения электротоком, при попадании на корпус высокого напряжения, устанавливают заземляющие шунты в виде медного сплетеного каната сечением не менее 25 мм 2 .

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.