Система кондиционирования воздуха пассажирского вагона

 

Изобретение относится к области машиностроения, более конкретно к устройствам кондиционирования воздуха для транспортных средств, в том числе для железнодорожных вагонов. Система кондиционирования воздуха пассажирского вагона включает расположенный в потолочном пространстве тамбура вагона моноблочный кондиционер, содержащий холодильную машину, патрубки всасывания наружного и рециркуляционного воздуха, патрубок для подачи обработанного в кондиционере воздуха в центральный воздуховод и узел покупейной раздачи воздуха. Кондиционер системы дополнительно содержит патрубок для подачи обработанного воздуха в дополнительно установленный в вагоне центральный воздуховод. Узел покупейной раздачи воздуха состоит из устройства для частичного смешивания потоков наружного и рециркуляционного воздуха и устройства индивидуальной подачи и регулирования рециркуляционного воздуха. Техническим результатом является повышение диапазона регулирования параметров воздуха, улучшение воздухораспределения в купе и создание условий для индивидуального регулирования параметров воздуха. 3 ил.

Изобретение относится к оборудованию железнодорожного транспорта, обеспечивающему комфортные условия пассажиров в вагонах, в частности к системам кондиционирования воздуха.

Известна система кондиционирования воздуха (СКВ) на пассажирских вагонах, состоящая из двухблочного кондиционера, компрессорно-конденсаторный блок которого размещается под вагоном, а воздухоохладительный блок - над входным тамбуром, причем воздухоохладительный блок имеет воздушные патрубки для всасывания наружного и рециркуляционного воздуха и подачи обработанного воздуха в салон по центральному воздуховоду, и устройств покупейной раздачи воздуха [1].

Недостатком известной СКВ является громоздкость кондиционера, малая надежность, малый диапазон регулирования и невозможность индивидуального регулирования параметров воздуха в купе.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту изобретения, принятым в качестве прототипа, является система кондиционирования воздуха, состоящая из располагаемого в потолочном пространстве над тамбуром вагона моноблочного кондиционера, имеющего патрубки для всасывания наружного и рециркуляционного воздуха и подачи обработанного в кондиционере воздуха в центральный воздуховод с устройствами покупейной раздачи его [2].

Недостатком такой СКВ является также незначительный диапазон регулирования, плохое воздухораспределение в купе и невозможность индивидуального регулирования параметров воздуха в каждом купе.

Целью настоящего изобретения является создание такой системы кондиционирования воздуха, которая бы обеспечивала повышение диапазона регулирования параметров воздуха, улучшения воздухораспределения в купе и создания условий для индивидуального регулирования параметров воздуха.

Поставленная цель достигается тем, что заявляемая система кондиционирования, содержащая располагаемый в потолочном пространстве тамбура железнодорожного вагона моноблочный кондиционер, в состав которого входит по крайней мере одна холодильная машина и по крайней мере по одному патрубки всасывания наружного и рециркуляционного воздуха, а также патрубок для подачи обработанного в кондиционере воздуха в центральный воздуховод с по крайней мере одним узлом покупейной раздачи воздуха, согласно изобретению кондиционер дополнительно содержит патрубок для подачи обработанного в нем воздуха в дополнительно установленный в вагоне центральный воздуховод, а узел покупейной раздачи воздуха состоит из устройства для частичного смешения потоков наружного и рециркуляционного воздуха и устройства индивидуальной подачи и регулирования рециркуляционного воздуха.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется описанием со ссылками на чертежи, где

фиг.1 - принципиальная схема одного из вариантов реализации СКВ вагона;

фиг.2 - принципиальная гидравлическая схема СКВ вагона с кондиционером, имеющим одну холодильную машину;

фиг.3 - принципиальная гидравлическая схема СКВ вагона с кондиционером, имеющим две холодильные машины.

Система кондиционирования воздуха (СКВ) пассажирского вагона (фиг.1) состоит из центрального кондиционера моноблочного исполнения 1, в котором имеются патрубки 2 для всасывания и патрубок 3 для удаления наружного воздуха, охлаждающего конденсаторы холодильной машины, по крайней мере один патрубок 4 для всасывания наружного воздуха и патрубки 5 для всасывания рециркуляционного воздуха и патрубки, соединенные с приточными воздуховодами 6 и 7, на которых размещаются шумоглушители 8. В каждом купе вагона предусмотрены устройства для выпуска воздуха из воздуховодов 6 и 7. Причем на выпуске из воздуховода 7 установлен воздухораспределитель 9, а из воздуховода 6 - воздухораспределитель 10 с клапаном индивидуального регулирования 11. Между выпусками предусмотрен смесительный канал с клапаном 12.

В состав моноблочного кондиционера 1 (фиг.2) входит холодильная машина с одним компрессором 13, с конденсаторами 14 и вентиляторами 15, которые обеспечивают их охлаждение. В отсеке обработки приточного воздуха с одной стороны последовательно размещаются воздушный фильтр 16, электрический калорифер 17, водяной калорифер 18, воздухоохладитель 19 и приточный вентилятор рециркуляционного воздуха 20. С другой стороны относительно воздуховодов 6 и 7 размещается клапан рециркуляционного воздуха 21, клапан наружного воздуха 22, воздушный фильтр 16, электрический калорифер 17, водяной калорифер 18, воздухоохладитель 23 и приточный вентилятор наружного воздуха 24.

В состав моноблочного кондиционера 1 с двумя холодильными машинами (фиг.3) дополнительно к перечисленному оборудованию входит холодильный компрессор 25. Причем каждый компрессор 13 и 25 объединен со своими элементами с образованием отдельных холодильных машин, предназначенных для обработки различных потоков воздуха. Холодильные машины имеют возможность реверсирования режима работы с режима охлаждения в режим теплового насоса. Холодильные компрессоры имеют возможность плавного частотного регулирования производительности. Все вентиляторы также имеют возможность плавного регулирования частоты вращения рабочих колес.

Работа СКВ железнодорожного вагона осуществляется следующим образом.

Обработанный в кондиционере наружный воздух, поступающий через патрубок 4 или смесь наружного и рециркуляционного воздуха, подается в приточный воздуховод 7, а обработанный в кондиционере рециркуляционный воздух, поступающий через патрубок 5, подается в приточный воздуховод 6.

Обработанные наружный и рециркуляционный воздух поступают в вагон по отдельным воздуховодам 6 и 7. Проходят через шумоглушители 8, а затем через выпуски поступают в отдельное купе, где происходит частичное подмешивание рециркуляционного воздуха к наружному с помощью клапана 12 и подачи смеси в купе через воздухораспределитель 9. Оставшаяся часть рециркуляционного воздуха подается по крайней мере к одному локальному воздухораспределителю 10 с возможностью индивидуального регулирования расхода каждым пассажиром с помощью по крайней мере одного клапана 11. В корпусе кондиционера 1 размещается оборудование для охлаждения и нагрева обработанного воздуха. Цикл охлаждения воздуха осуществляется в следующей последовательности. Компрессор 13 сжимает пар до давления конденсации. Затем пар по трубопроводам поступает в конденсаторы 14, где конденсируется за счет теплоты, отводимой наружным воздухом. Наружный воздух в кондиционер 1 поступает через патрубки 2. Затем вентиляторами 15 продувается через конденсаторы 14 и выбрасывается через патрубок 3. Жидкий хладагент по трубопроводам поступает к воздухоохладителям 19 и 23, в которых осуществляется кипение его за счет охлаждения воздуха. Причем в воздухоохладителе 19 охлаждается только рециркуляционный воздух, поступающий в кондиционер 1 через патрубок 5. А в воздухоохладителе 24 осуществляется либо обработка только наружного воздуха, поступающего в кондиционер через патрубок 4 и клапан наружного воздуха 22, либо только рециркуляционный воздух, поступающий в кондиционер 1 через патрубок 5 и клапан 21, либо смеси наружного и рециркуляционного.

Образовавшийся пар хладагента в воздухоохладителях 19 и 24 по трубопроводам поступает в компрессор 13.

В режиме работы кондиционера “тепловой насос” осуществляется нагрев обрабатываемого воздуха.

В режиме работы “отопление” холодильная машина кондиционера 1 не работает. Нагрев воздуха осуществляется в электрических калориферах 17 и в жидкостных калориферах 18. Горячий теплоноситель в калориферы 18 и 23 поступает из системы жидкостного отопления вагона.

Регулирование работы системы кондиционирования воздуха вагона возможно с помощью:

1) индивидуальных воздухораспределителей 10 с клапанами 11 в каждом купе;

2) радиальных приточных вентиляторов 20 и 24, имеющих вентильные двигатели с возможностью плавного изменения частоты вращения;

3) компрессора 13 с частотным управлением.

Значительно большие возможности в регулировании производительности кондиционера 1 и поддержания требуемых параметров в купе имеет кондиционер, в состав которого входят две независимые холодильные машины (фиг.3).

Работа этого кондиционера осуществляется следующим образом.

Компрессор 13, конденсатор 14 и воздухоохладитель 23, соединенные трубопроводами с регулирующей арматурой, предназначены для обработки либо наружного, либо смеси наружного и рециркуляционного воздуха.

Компрессор 25, конденсатор 14, воздухоохладитель 19 предназначены для обработки только рециркуляционного воздуха.

Поскольку холодильные машины работают независимо друг от друга, но управляются по одному и тому же параметру - температуре воздуха в купе, то появляется возможность при значительном снижении тепловой нагрузки не только снизить частоту вращения компрессоров, но и отключить их в следующей последовательности: сначала компрессор 26, при этом рециркуляционный воздух будет подаваться в вагон без охлаждения, а наружный воздух будет охлаждаться с помощью своей холодильной машины, в состав которой входит компрессор 13; затем при дальнейшем снижении тепловой нагрузки отключается компрессор 13, работавший при этом на минимальной частоте.

Частота вращения приточного вентилятора 24 зависит от температуры наружного воздуха и количества пассажиров в вагоне. А частота приточного вентилятора 20 зависит от давления воздуха в приточном воздуховоде 6, и при повышении давления производительность вентилятора 20 снижается. Давление в воздуховоде зависит от положения индивидуальных регулирующих клапанов 11.

Частота вращения вентиляторов 15 зависит от давления конденсации хладагента в конденсаторах 14 и от режима работы холодильной машины (охлаждение или нагрев в “тепловом насосе”). В режиме “тепловой насос” частота вращения вентиляторов 15 не регулируется, а поддерживается максимальной.

Источники информации

1. Системы вентиляции и установки кондиционирования воздуха. Вагоны / Под ред. Л.Д.Кузьмина. - М., Машиностроение, 1978.

2. Руководство по монтажу и эксплуатации УКВ-31.РЭ. ЗАО “Остров” г. Москва, 2000 г.

Формула изобретения

Система кондиционирования воздуха пассажирского вагона, включающая расположенный в потолочном пространстве тамбура вагона моноблочный кондиционер, содержащий, по крайней мере, одну холодильную машину, по крайней мере, по одному патрубку всасывания наружного и рециркуляционного воздуха, а также патрубок для подачи обработанного в кондиционере воздуха в центральный воздуховод с, по крайней мере, одним узлом покупейной раздачи воздуха, отличающаяся тем, что кондиционер дополнительно содержит патрубок для подачи обработанного в нем воздуха в дополнительно установленный в вагоне центральный воздуховод, а узел покупейной раздачи воздуха состоит из устройства для частичного смешения потоков наружного и рециркуляционного воздуха и устройства индивидуальной подачи и регулирования рециркуляционного воздуха.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3