УСТАНОВКА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА В ВАГОНАХ-РЕСТОРАНАХ ПАССАЖИРСКОГО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА Российский патент 2004 года по МПК B61D27/00 B60H3/00 

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

Известны системы кондиционирования воздуха (СКВ) в вагонах-ресторанах, состоящие из установки кондиционирования воздуха (УКВ), обеспечивающей охлаждение, нагрев и подачу наружного воздуха в вагон, и вытяжной установки, обеспечивающей удаление тепловлагопритоков из кухни и других помещений [1].

Недостатками таких СВК являются их громоздкость, низкая эксплуатационная надежность и большая энергоемкость.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению, принятым в качестве прототипа, является установка кондиционирования воздуха пассажирских вагонов (УКВ-31), выполненная в виде единого автономного блока, размещаемого в подкрышевом пространстве рабочего тамбура железнодорожного вагона, содержащая герметичный теплоизолированный корпус с размещенным в нем оборудованием холодильной машины. Причем корпус разделен перегородкой на два отсека. При этом холодильный компрессор, осевой вентилятор, воздушные конденсаторы установлены в одном отсеке, а приточный вентилятор и симметрично расположенные относительно него клапаны наружного воздуха, воздушные фильтры, воздухоохладители, водяной и электрический калориферы - в другом. Элементы установки соединены трубопроводами. В корпусе выполнены окна для входа и выхода воздуха [2].

Основным недостатком этой установки является большая энергоемкость и громоздкость.

Целью настоящего изобретения является создание установки кондиционирования воздуха пассажирских вагонов, которая обеспечивала бы высокую экономичность, возможность плавного регулирования и поддержания выходных параметров воздуха.

Поставленная цель достигается тем, что заявляемая установка кондиционирования воздуха пассажирских вагонов, выполненная в виде единого автономного блока, размещаемого в подкрышевом пространстве железнодорожного вагона, содержащая герметичный теплоизолированный корпус с размещенным в нем оборудованием холодильной машины, разделенный перегородкой на два отсека, причем холодильный компрессор, осевой вентилятор, воздушные конденсаторы установлены в одном отсеке, а приточный вентилятор, электрический и водяной калориферы, воздухоохладитель, воздушный фильтр, клапан наружного воздуха - в другом, согласно изобретению установка дополнительно содержит рекуперативный теплообменник и вытяжной вентилятор, при этом рекуперативный теплообменник установлен между воздушным фильтром и воздухоохладителем с образованием обводного канала для обрабатываемого воздуха, а обводной канал имеет воздушный клапан.

В целях обеспечения плавного регулирования в установке использованы приточный и вытяжной вентиляторы с вентильными электродвигателями, работающими от источника постоянного тока.

Для повышения надежности работы установка дополнительно содержит воздушный фильтр, установленный перед рекуперативным теплообменником по направлению удаляемого из вагона воздуха.

Сущность изобретения поясняется описанием со ссылками на чертежи, где:
фиг.1 - компоновочная схема одного из вариантов реализации установки;
фиг. 2 - принципиальная пневмогидравлическая схема обработки приточного воздуха в установке кондиционирования воздуха.

Установка кондиционирования воздуха пассажирских вагонов (фиг.1) состоит из теплоизолированного корпуса 1 с окнами для входа и выхода воздуха, разделенного перегородкой 2 на два отсека с размещенным в них оборудованием холодильной машины. В первом отсеке установлены компрессор 3 с ресивером, осевой вентилятор 4 и конденсаторы 5 с воздушными фильтрами 6. Во втором отсеке расположены последовательно по направлению движения воздуха клапан наружного воздуха 7, воздушный фильтр 8, рекуперативный теплообменник 9, воздухоохладитель 10, водяной калорифер 11, электрический калорифер 12 и приточный вентилятор 13, при этом рекуперативный теплообменник установлен с образованием обводного канала, имеющего воздушный клапан 14. Кроме того, установка дополнительно содержит вытяжной вентилятор 15 и воздушный фильтр 16, установленный перед рекуперативным теплообменником по направлению движения удаляемого из вагона воздуха.

Установка кондиционирования воздуха в вагонах-ресторанах пассажирского железнодорожного транспорта работает следующим образом (фиг.2).

В летний период УКВ работает в режиме охлаждения приточного воздуха. При этом работает холодильная машина в составе компрессора 3, конденсаторов 5, воздухоохладителя 10, трубопроводов и приборов регулирования. Наружный воздух поступает в установку через регулируемый клапан 7, очищается от пыли в фильтре 8, затем по обводному каналу с регулируемым клапаном 14 поступает в воздухоохладитель 10, где охлаждается, после чего вентилятором с вентильным двигателем подается в вагон-ресторан. Удаляемый из вагона-ресторана воздух проходит через фильтр 16, затем по каналам рекуперативного теплообменника 9 и выбрасывается из вагона вентилятором 15 с вентильным электродвигателем. Обводной канал с клапаном 14 позволяет в летний период направить воздух мимо рекуперативного теплообменника 9. При этом уменьшается аэродинамическое сопротивление движущемуся воздуху, соответственно увеличивается расход вентилятора и снижается потребляемая электрическая мощность. В переходный и холодный периоды года установка должна обеспечить подогрев приточного воздуха для компенсации теплопотерь в вагоне. При этом возможна работа установки в следующих режимах:
- нагрев с помощью холодильной машины, работающей в тепловом насосе;
- нагрев с помощью электрических нагревателей 12;
- нагрев с помощью водяного калорифера 11.

Холодный наружный воздух проходит через клапан наружного воздуха 7, через фильтр 8, через каналы рекуперативного теплообменника 9, через водяной калорифер 11 или электрический нагреватель 12, или воздухоохладитель холодильной машины. Затем приточным вентилятором 13 подается в вагон. Обводной канал с клапаном 14 закрыт. Удаляемый из вагона теплый воздух проходит через фильтр 16, затем по каналам рекуперативного теплообменника 9, при этом происходит его охлаждение за счет нагрева холодного приточного воздуха, движущегося по параллельным каналам. Наружный и удаляемый воздух разделены в теплообменнике пластинами.

За счет эффективного теплообмена наружный воздух нагревается, а удаляемый воздух охлаждается. При этом затраты электроэнергии на нагрев наружного воздуха могут быть сокращены до 50%.

При охлаждении удаляемого воздуха в рекуперативном теплообменнике 9 может выпадать конденсат или образовываться иней. В случае образования инея уменьшается проходное сечение каналов и увеличивается сопротивление движущемуся воздуху, которое может фиксироваться датчиком давления или другим прибором. Для оттаивания рекуперативного теплообменника 9 используется обводной канал с клапаном 14, который открывается полностью или частично. При этом холодный наружный воздух движется через обводной канал, а теплый удаляемый из вагона воздух не охлаждается в рекуперативном теплообменнике 9 и за счет его высокой температуры осуществляется оттаивание образовавшегося ранее инея. После оттайки инея уменьшается сопротивление движущемуся воздуху, клапан 14 закрывается и работа установки продолжается.

Порядок управления работой холодильной машины, воздушных клапанов, электрического и водяного калориферов, а также приточного и вытяжного вентиляторов осуществляется по специальному алгоритму, обеспечивающему регулирование параметров воздуха в вагоне-ресторане по оптимальному режиму.

Литература
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", Москва, 2000 г.

Изобретение относится к машиностроению, более конкретно к устройствам кондиционирования воздуха для транспортных средств, в том числе для железнодорожных вагонов и вагонов-ресторанов. Устройство выполнено в виде единого автономного блока, размещаемого в подкрышевом пространстве железнодорожного вагона. Оно содержит герметичный теплоизолированный корпус, разделенный перегородкой на два отсека, в одном из которых установлены осевой вентилятор, холодильный компрессор и воздушные конденсаторы, а в другом - приточный вентилятор, клапаны наружного воздуха, электрический и водяной калориферы, воздухоохладители и воздушные фильтры. Новым является то, что оно дополнительно содержит рекуперативный теплообменник, установленный между воздушным фильтром и воздухоохладителем с образованием обводного канала для обрабатываемого воздуха. В обводном канале установлен регулируемый воздушный клапан. В конструкцию введен также вытяжной вентилятор, удаляющий из вагона-ресторана воздух, проходящий через каналы упомянутого рекуперативного теплообменника. Приточный и вытяжной вентиляторы выполнены с вентильными электродвигателями, работающими от источника постоянного тока. Перед рекуперативным теплообменником по направлению удаляемого из вагона-ресторана воздуха установлен воздушный фильтр. Техническим результатом является повышение экономических характеристик кондиционера и возможность плавного регулирования выходных параметров воздуха. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Установка кондиционирования воздуха в вагонах-ресторанах пассажирского железнодорожного транспорта, выполненная в виде единого автономного блока, размещаемого в подкрышевом пространстве железнодорожного вагона, содержащая герметичный теплоизолированный корпус, разделенный перегородкой на два отсека, в одном из которых установлены осевой вентилятор, холодильный компрессор и воздушные конденсаторы, а в другом - приточный вентилятор, клапан наружного воздуха, электрический и водяной калориферы, воздухоохладитель и воздушный фильтр, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит рекуперативный теплообменник, установленный между воздушным фильтром и воздухоохладителем с образованием обводного канала для обрабатываемого воздуха, причем в обводном канале установлен регулируемый воздушный клапан; вытяжной вентилятор, удаляющий из вагона-ресторана воздух, проходящий через каналы упомянутого рекуперативного теплообменника.2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что приточный и вытяжной вентиляторы выполнены с вентильными электродвигателями, работающими от источника постоянного тока.3. Установка по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что дополнительно содержит воздушный фильтр, установленный перед рекуперативным теплообменником по направлению удаляемого из вагона-ресторана воздуха.