Системы и установки кондиционирования воздуха пассажирских вагонов

Система кондиционирования пассажирских вагонов

Система кондиционирования воздуха необходима для обеспечения комфортных условий проезда пассажиров, работы проездных бригад, как во время движения, так и на остановках.

Комфорт пассажиров в вагоне определяется многими факторами: освещенностью, эргономикой, типом диванов, качеством белья, туалетными системами и т.д.

Однако, основными условиями комфорта являются гигиенические условия микроклимата.

В пассажирских вагонах санитарными нормами предусматриваются несколько параметров:

1. Температура воздуха

2. Относительная влажность

3. Подвижность воздуха

4. Количество подаваемого воздуха на одного человека

5. Температура внутренних поверхностей

6. Разность температур воздуха внизу и вверху салона

7. Запыленность воздуха

8. Содержание СО2 и др.

Согласно санитарным нормам в зимнее время в купе и служебных помещениях должны поддерживаться температура воздуха +2024(оптимальная +22).

В умывальных помещениях допускается температура +16.

Градиент температуры воздуха в купе до +3.

Температура поверхности внутренних ограждений до +15.

Оптимальная скорость движения воздуха 0,2 м/с.

В летнее время температура воздуха +2226(оптимальная +24).

В вагонах типа «люкс» температура в купе может поддерживаться по желанию пассажира от +18 до +28с шагом 1.

Скорость движения воздуха не выше 0,25 м/с.

Количество подаваемого воздуха на 1 пассажира зависит от температуры наружного воздуха.

-10 м 3 /ч при температуре наружного воздуха ниже -20;

-15 м 3 /ч при температуре наружного воздуха от -20 до -5;

-20 м 3 /ч при температуре наружного воздуха от -5 до +26;

-15 м 3 /ч при температуре выше +26.

Концентрация двуокиси углерода не должна превышать 0,1% по объему.

Если система кондиционировании работает в режиме вентиляции, то скорость движения воздуха может быть на уровне 0,4 м/с.

Объем рециркуляционного воздуха должен составить не более 30% от общей подачи воздуха.

Относительная влажность воздуха в вагонах 1 класса – 4060%; 2, 3 класса – 3070%. Однако, в системах кондиционирования воздуха современных пассажирских вагонах отсутствует устройство регулирования влажности воздуха. Поэтому относительная влажность может колебаться в зависимости от погодных условий от 15 до 95%.

Современные системы кондиционирования могут работать в 3 режимах:

1.Режим охлаждения при температуре наружного воздуха от +25 до +40;

2.В режиме вентиляции при температуре наружного воздуха от +18 до -15;

3.В режиме обогрева при температуре наружного воздуха от +18 до -15.

При температуре наружного воздуха ниже -15включаются дополнительные жидкостные или электронагреватели.

К системам кондиционирования воздуха предъявляются следующие требования:

1.Холодопроизводительность не менее 28 кВт;

2.Теплопроизводительность не менее 25кВт;

3.Кондиционер должен быть моноблочным;

4.Кондиционер должен размещаться в крышном пространстве над рабочим тамбуром вагона;

5.Масса кондиционера должна быть не более 750 кг;

6.Кондиционер должен быть надежный и ремонтноспособный;

7.Потребляемая мощность не должна превышать 22 кВт;

8.Система циркуляции хладагента должна быть герметичной.

В пассажирских вагонах используются следующие системы кондиционирования:

1.С парокомпрессионными холодильными машинами;

2.С воздушными холодильными машинами;

3.С термоэлектрическим охлаждением;

4.С косвенно испарительным охлаждением.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Только сон приблежает студента к концу лекции. А чужой храп его отдаляет. 9098 – | 7709 – или читать все.

Кондиционирование воздуха в пассажирских вагонах (стр. 1 из 6)

Уральский государственный университет

“ПАССАЖИРСКИЙ МЯГКИЙ КУПИРОВАННЫЙ ВАГОН”

к курсовой работе по дисциплине

Екатеринбург, 2001

Основные задачи транспорта – своевременное, качественное и полное удовлетворение потребностей народного хозяйства и населения в перевозках, повышение экономической эффективности его работы.

Установки кондиционирования воздуха, применяемые на пассажирских вагонах имеют большую массу. Это связано с тем, что одна часть аппаратов расположена под рамой вагона, другая в потолочном пространстве, а это требует большого количества трубопроводов для соединения этих частей. Так же все холодильные установки в пассажирских вагонах с кондиционированием воздуха обладают недостаточно высокими технико-экономическими показателями.

Для совершенствования установок кондиционирования воздуха необходимо работать над путями снижения массы, улучшения условий ремонта и содержания, решать задачи по применению плавного регулирования и автоматического поддержания постоянной температуры воздуха в вагоне, улучшению герметичности системы. Дальнейшее развитие техники, получение необходимых температурно-влажностных условий в вагонах направлено на совершенствование конструкции холодильных машин, приборов отопления и повышение теплотехнических характеристик кузова вагона.

В связи с электрификацией многих участков железных дорог созданы условия для широкого применения электрического отопления пассажирских вагонов и централизованного электроснабжения установок кондиционирования воздуха и других электропотребителей. Это позволяет улучшить не только комфортные условия для пассажиров, но и уменьшить затраты человеческого труда на обслуживание оборудования вагонов.

1. Состояние вопроса по системам кондиционирования воздуха

В настоящее время все холодильные установки в пассажирских вагонах с кондиционированием воздуха, имеющие подвагонную компоновку, обладают недостаточно высокими технико-экономическими показателями.

· большие масса и габариты;

· значительный расход электроэнергии;

· недостаточная надежность и долговечность;

· трудность обеспечения полной герметизации системы из-за разбросанности агрегатов и длинных трубопроводов с большим количеством разъемов.

Снижение массы холодильных установок можно осуществлять за счет интенсификации теплообмена и соответствующего уменьшения поверхности аппаратов, как наиболее тяжелой части холодильных установок.

Применение плавного регулирования холодопроизводительности и автоматического поддержания стабильной температуры воздуха в вагоне можно осуществлять путем поочередного включения цилиндров компрессора. Такой способ регулирования, несомненно, прогрессивен, так как благодаря этому сводится к минимуму количество пусков и остановок компрессора и обеспечивается более устойчивая температура в вагоне. Примером установки с широким диапазоном регулирования является установка фирмы «Стоун» холодопроизводительностью – 31.4 кВт.

Весьма целесообразно изменять температуру воздуха по желанию пассажиров отдельно в каждом купе. В вагонах поездов «Рейнгольд» эксплуатируемых с 1962 г. в ФРГ, применены аппараты «Жетэйр» устанавливаемые в каждом купе. В них происходит вторичная тепловая обработка воздуха, поступившего из нагнетательного воздуховода, и пассажиры могут сами устанавливать в купе желаемую температуру.

Улучшение технико-экономических показателей вагонных холодильных установок может быть достигнуто за счет повышения частоты вращения коленчатого вала компрессора, например, до 3000 об/мин.

Улучшение герметичности системы является одним из наиболее существенных факторов, влияющих на надежность работы холодильной установки.

Первым шагом по улучшению герметичности системы было создание полугерметичных компрессоров, смонтированных в одном корпусе с бесколлекторным электродвигателем переменного тока (например, компрессор ФУБС 15) Полностью же герметичную систему можно создать только при агрегатировании установки, т.е. применении автономного кондиционера с питанием переменным током.

Автономный кондиционер представляет собой единый агрегат отдельные части которого соединены с помощью сварки. Это позволяет ликвидировать один из основных недостатков подвагонных установок, имеющих фланцевые и резьбовые соединения.

Агрегат удобен в обслуживании, легко монтируется на вагоне и при необходимости может быть быстро заменен другим не только на пунктах оборота поезда, но и во время его стоянок.

Автономные кондиционеры появились на транспорте около двадцати лет назад, но уже сейчас находят широкое применение во многих странах.

Кондиционеры, работающие в цикле теплового насоса, весьма экономичны и целесообразны для применения на железнодорожном транспорте. Они могут обеспечить не только охлаждение воздуха, но и подогрев без применения специальных подогревателей путем реверсирования в холодильной системе направление потока хладагента в зависимости от наружных температурных условий.

Применение теплового насоса позволяет значительно расширить возможности использования установок кондиционирования воздуха. В южных направлениях с умеренным климатом, где температура воздуха бывает -5 градусов даже в зимнее время года, такая установка может обеспечить круглогодичное кондиционирование воздуха, не нуждаясь в дополнительном применении приборов системы отопления.

При более холодном климате может потребоваться добавочный подогрев воздуха приборами отопления. И лишь при сильных морозах такая установка оказывается экономически невыгодной.

Таблица 1.1 – Техническая характеристика

Характеристика установки кондиционирования воздухаМягкий с двух и четырехместными купемягко-жесткий с четырехместными купе(«Микст»)жесткий с четырехместными купе
Завод-изготовительИм. ЕгороваИм. Вильгельма Пика (ВНР)В г. Аммендорфе (ГДР)
Система электроснабженияИндивид.Индивид.Смешанная
Ток и номинальное напряжениеПостоянный 110ВПостоянный 110ВПостоянный 110ВПеременный 300В
Мощность генератора, кВт.262628
Емкость аккумуляторной батареи, А×ч.400390300
ОтоплениеВодяноеСмешанноеСмешанное
Теплопроизводительность котла, кВт (ккал/ч.)38 (33000)38 (33000)46 (40000)
Мощность электропечей, кВт520 (300В)
Мощность электрокалориферов, кВт.1656 (110В)
Количество подаваемого воздуха, м 3 /ч.5000/3000/200032005000/4000
Тип холодильной установкиКЖ‑25П«СТОУН-КЭРРИЕР»МАВ-II
Холодопроизводительность установки, кВт (ккал/ч.)29 (25000)25 (21000)31 (27000)
Тип компрессораФУ‑155F‑40«5»
Число цилиндров, шт.444
Диаметр цилиндров, мм.7663.380
Ход поршня, мм.405058
Характеристика установки кондиционирования воздухаМягкий с двух и четырехместными купемягко-жесткий с четырехместными купе («Микст»)жесткий с четырехместными купе
Частота вращения вала компрессора, 1/сек. (об/мин)20 (1200)26 (1560)24 (1410)
Количество ступеней и способ регулирования холодопроизводительностиТри ступени, изменением частоты вращения валаЧетыре ступени, отжатие клапановТри ступени, отжатие клапанов
Установленная суммарная мощность электродвигателя холодильной установки (без вагонного вентилятора), кВт.13,210,614,7
Масса холодильной установки, т.1,431,301,41
Удельный расход мощности, кВт./1000 ккал/ч.0,440,500,60
Удельная масса, кг/1000 ккал/ч.57,56252,2

2. Разработка конструкции теплоизоляционных ограждений и определение расчетной площади и расчетного коэффициента теплопередачи ограждения кузова вагона

2.1 Определение расчетной площади ограждения кузова вагона

Расчетная площадь теплопередающей поверхности кузова определяется по формуле

Системы вентиляции и установки кондиционирования воздуха

Системы вентиляции В пассажирских вагонах, не оборудованных системой охлаждения воздуха, воздухообмен происходит в результате естественной вентиляции или принудительной механической. Естественная вентиляция осуществляется через потолочные дефлекторы, а также через окна или форточки.

Действие дефлектора основано на создаваемом внутри его разрежении под влиянием набегающего потока воздуха при движении поезда или при ветре во время стоянки вагона, благодаря чему возникает тяга воздуха из вагона. Тип дефлектора определяет эффективность потолочного вентилятора в целом, которая характеризуется его производительностью, зависящей от внутреннего и внешнего сопротивлений и скорости набегающего потока. Наиболее целесообразна конструкция дефлектора, разработанная

Рис. 121. Узел дефлектора системы А. М. Чеснокова:

1 — дефлектор; 2 — труба; 3 — клапан; 4 — конусный патрубок; 5 — рукоятка

А. М. Чесноковым. Этот дефлектор (рис. 121) в несколько измененном исполнении устанавливают на всех строящихся в настоящее время пассажирских вагонах.

Пассажирские вагоны всех типов оборудованы системой приточно-вытяжной вентиляции, принудительно подающей в вагон воздух, предварительно очищенный от пыли, а в зимнее время и подогретый. Загрязненный воздух удаляется из вагона через дефлекторы, установленные в пассажирских и бытовых помещениях вагона. Система приточно-вытяжной вентиляции (рис. 122) размещена между крышей и потолком вагона и состоит из вентиляционных решеток для забора наружного воздуха, фильтров, вентиляционного агрегата, диффузора, воздухоподогревателя

Рис. 122. Система приточно-вытяжной вентиляции пассажирского некупейного вагона

со спальными местами:

І — вентиляционный агрегат; 2 — диффузор; 3 — коифузор; 4 — воздуховод; 5 — дистанционный термометр; 6 — дефлекторы; 7 — вентиляционные решетки; 8 — калорифер; 9 — фильтр; 10 — жалюзи (стрелками показаны направления потоков воздуха)

(пластинчатого ёоДяного или электрического), конфузора и йозду* ховода. Производительность вентиляционной установки в летнее время равна 5000 м 3 /ч при частоте вращения вентиляционного агрегата 1200 об/мин, а в зимнее время составляет 1200 м 3 /ч при частоте вращения 300 об/мин. Установка работает автоматически в зависимости от температуры воздуха в вагоне, благодаря двум ртутным контактным термометрам, один из которых установлен в воздуховоде, а другой — в средней зоне помещения для пассажиров. Установкой можно управлять и вручную.

Воздух поступает в вагон через вентиляционные решетки, расположенные над каждой входной дверью тамбура со стороны котельной, очищается от пыли в фильтрах, помещенных в потолке тамбура, а затем проходит через воздухоподогреватель в воздуховод, из которого распределяется по купе и другим помещениям вагона. Для вентиляционных систем всех пассажирских вагонов применен фильтр одного типа, представляющий собой набор из одиннадцати гофрированных сеток трех типов (по размерам ячеек), уложенных одна на другую накрест и увлажненных минеральным маслом. Такой фильтр при площади 0,25 м 2 имеет сопротивление 0,0005—0,001 кгс/см 2 , пылеемкость до 600 г и коэффициент очистки равный 97%.

Вентиляционный агрегат вагона относится к классу центробежных вентиляторов. Для экономии места вентиляторы сдвоены и их колеса с загнутыми вперед радиальными лопатками насажены непосредственно на концы вала, выступающие с двух сторон электродвигателя постоянного тока мощностью 1,2 кВт напряжением 50 В. Вентиляционный агрегат монтируют в вагон через люк в крыше над тамбуром. Для лучшей звукоизоляции его устанавливают на резиновых амортизаторах.

Для нагрева воздуха в зимнее время предусмотрен пластинчатый калорифер КФБ-4, состоящий из двух коллекторов, в которые вварены оребренные трубы. Горячая вода к калориферу поступает от системы водяного отопления. Калорифер имеет поверхность нагрева 16,7 м 2 и максимальную теплоотдачу 20 кВт (18 000 ккал/ч). Вентиляционный агрегат соединен с калорифером плавно расширяющимся в направлении потока воздуха каналом — диффузором, который сшит из брезента, пропитанного огнезащитным составом. Это дает возможность изолировать пассажирские помещения от шума, издаваемого вентилятором при работе, и компенсировать технологические погрешности при сборке установки. Для распределения воздуха по помещениям служит воздуховод, который в соответствии с противопожарными требованиями изготовляют из оцинкованного железа. Воздуховод состоит из отдельных звеньев прямоугольного сечения, соединенных между собой. Воздух из воздуховода поступает в купе через регулируемые вентиляционные решетки в потолке, которые в заводских условиях настраивают таким образом, чтобы обеспечить равномерную раздачу вентиляционного воздуха по длине вагона.

Дефлекторы при работе Вентиляционной установки Должны быть открыты (зимой полуоткрыты).

Системы вентиляции других пассажирских вагонов отечественного производства выполнены аналогично приведенной. Системы вентиляции почтовых и багажных вагонов отличаются протяженностью воздуховода, заканчивающегося у транзитной или багажной кладовых. Для вентилирования кладовых торцовая часть воздуховода выведена в эти помещения и оборудована заслонкой, которой управляют из служебного отделения.

Читайте также:  Коды ошибок кондиционеров Mitsubishi

Установки кондиционирования воздуха. Искусственное изменение параметров вводимого в пассажирские помещения вагона свежего воздуха предварительной очисткой его от пыли, подогревом или охлаждением называют кондиционированием воздуха, что осуществляется комплексом систем вентиляции, отопления и охлаждения при автоматическом поддержании заданного режима.

Санитарно-гигиеническими требованиями, предъявляемыми к пассажирским вагонам, не предусмотрена специальная влажностная обработка воздуха, так как применение в установках кондиционирования воздуха устройств для осушения и увлажнения воздуха экономически не оправдано и не вызвано особой необходимостью. Как показали исследования, изменение относительной влажности от 30 до 70% практически неощутимо. Такая влажность обеспечивается в пассажирских вагонах без специальных увлажнителей. Наиболее приемлемой системой охлаждения воздуха в пассажирских вагонах является автоматически регулируемая компрессионная холодильная установка, отличающаяся компактностью, небольшой массой и надежностью в эксплуатации. В качестве хладагента использован дифтордихлорметан, получивший название хладон-12 (ГОСТ 19212—73). Выбор этого газа из веществ, переходящих из одного состояния в другое при температурном воздействии и используемых для подобных целей (углекислый газ, аммиак, фреоны различных марок и др.), объясняется тем, что хладону-12 присуща высокая теплота парообразования, он взрывобезопасен, не оказывает побочных действий на организм человека, не имеет запаха, не вызывает коррозии металла, не горит и не поддерживает горения, а при атмосферном давлении кипит при температуре —29,8° С.

Компрессионная установка (рис. 123) имеет испаритель (воздухоохладитель) 1, поршневой компрессор 3, конденсатор 5, ресивер 6 и терморегулирующий вентиль 7, которые последовательно соединены трубопроводом. При работе холодильной установки относительно холодный жидкий хладагент испаряется в воздухоохладителе, отбирая тепло у воздуха, подаваемого в вагон вентилятором 2. Чтобы снова сконденсировать хладагент в жидкость, необходимо повысить температуру его паров до превышения ею температуры окружающей среды. Для этой цели служат компрессор 3, отсасывающий от испарителя пары хладагента и повышающий их температуру за счет сжатия до давления

?ие. 123. Принципиальная схема холодильной компрессионной установки

конденсации, а также конденсатор 5, в котором горячие пары отдают тепло воздуху, нагне-таемому через него вентилятором 4. Жидкий хладон-12 из конденсатора стекает в ресивер 6, служащий резервуаром для сбора жидкого хладагента.

Дальнейшее превращение жидкого хладагента в газообразное состояние может произойти в испарителе, где он закипает благодаря низкому давлению. Однако из-за меняющейся температуры охлаждаемого воздуха в испаритель необходимо подавать определенную оптимальную порцию жидкого хладагента, которая после испарения была бы полностью отсосана компрессором. Это автоматически контролирует установленный на трубопроводе высокого давления за ресивером терморегулирующий вентиль 7 в зависимости от изменения температуры паров жидкого хладагента на выходе из воздухоохладителя. По возвращении в компрессор вновь превращенного в пар жидкого хладагента полный обратный круговой цикл работы холодильной установки завершается.

На величину холодопроизводительности установки влияет перегрев паров при всасывании их из испарителя, температура конденсации, температура переохлаждения и др. В частности, жидкий хладон-12, переохлажденный на входе перед терморегулирующим вентилем до температуры ниже конденсации, повышает холодопроизводительность установки. Поэтому все кондиционеры пассажирских вагонов оснащают специальным переохладителем, для работы которого используют пары хладагента на выходе из испарителя. Кроме ресивера, холодильные установки оснащают и другими вспомогательными приборами (манометрами, фильтрами-осушителями, запорными вентилями и др.).

Установки для кондиционирования воздуха оборудуют также приборами защиты и автоматического управления (термостатами манометрического или контактного типов). Приборами защиты являются электромагнитные вентили, различные реле, например реле максимального давления (маноконтроллер), автоматически контролирующее давление на стороне нагнетания, а также реле разности давлений, контролирующее допустимую величину разности давления на стороне нагнетания и давления на стороне всасывания.

Для пассажирских вагонов существуют две конструктивные схемы компоновки их холодильного оборудования: подвагонная

и внутривагонная. При компоновке по первой схеме все холодильное оборудование располагают под вагоном и подвешивают к раме за исключением воздухоохладителя, который размещают под крышей, совместно с другими агрегатами системы вентиляции (обычно после калорифера по ходу движения воздуха). При компоновке по второй схеме все холодильное оборудование размещают непосредственно в вагоне.

Как и первая, так и вторая схемы компоновки имеют положительные и отрицательные стороны. При размещении холодильного оборудования под вагоном экономится место в вагоне, конденсатор и компрессор хорошо вентилируются и снижается центр тяжести вагона. Однако это ведет к увеличению массы холодильной установки и быстрому загрязнению конденсатора. Расположение холодильного оборудования внутри вагона позволяет собрать его в единый блок, что значительно снижает массу установки, облегчает ее монтаж, обслуживание и ремонт. Однако такое размещение идет за счет планировочных ущемлений пассажирских помещений вагона, повышает его центр тяжести и т. д.

В отчественном и зарубежном вагоностроении, как правило, отдают предпочтение подвагонной схеме компоновки оборудования, т. е. так называемой классической компоновке. К размещению холодильного оборудования внутри вагона прибегают тогда, когда из-за недостаточного расстояния между рамой и рельсами нельзя подвесить под вагоном компрессорный и конденсаторный агрегаты (например, в вагоне с куполом для обозрения местности). В зависимости от источников электроэнергии и схемы размещения холодильных агрегатов отечественной промышленностью для пассажирских вагонов создано семейство унифицированных кондиционеров: КЖ-25 — для вагонов с централизованным электроснабжением переменным током напряжением 380/220 В; КЖ-25П — для вагонов с автономным электроснабжением постоянным током напряжением ПО В; КЖВК-25 — для туристских вагонов с электроснабжением переменным током; КЖВС-25 — для вагонов скоростных поездов. Купейные вагоны, поставляемые в СССР из ГДР и ВНР оснащены холодильными установками соответственно МАБ-П и «Стоун-Кэрриер». Основные технические данные, характеризующие холодильные установки, приведены в табл. 22.

Компрессорные и конденсаторные агрегаты холодильных установок КЖ-25 и КЖ-25П конструктивно приспособлены для размещения под вагоном, а воздухоохладитель — для монтажа внутри вагона в одной цепи с оборудованием системы принудительной вентиляции. В холодильной установке КЖ-25 (рис. 124) в зависимости от температуры воздуха внутри вагона осуществляется автоматическое трехступенчатое регулирование холодопроизво-дительности изменением частоты вращения электродвигателя.

Компрессорный агрегат состоит из поршневого У-образного четырехцилиндрового бессальникового компрессора со встроенным электродвигателем, установленного через резинометалличе-

Назначение, устройство и принцип работы приборов автоматики для систем кондиционирования пассажирских вагонов

Установки кондиционирования в пассажирских вагонах обычно работают автоматически с помощью специальных приборов, обеспечивающих стабильность процессов и сохранность оборудования.

Назначение приборов автоматики состоит в поддержании заданного температурного режима внутри изотермического вагона, в защите холодильной машины от аварийных режимов, а также для снижения энергопотребления и расходных материалов. Наряду с этим применение приборов автоматики позволяет сократить трудоемкость при обслуживании и ремонте, улучшить условия труда и повысить безопасность обслуживающего персонала. В холодильных установках приборы автоматики выполняют пять основных функций: управление, регулирование, защита, сигнализация и контроль.

К приборам управления относятся контролеры и программные реле, которые обеспечивают подготовку к пуску, пуск и отключение холодильной установки или отдельных ее узлов.

К приборам регулирования относятся термостаты, терморегулирующие вентили, реле уровня, регуляторы давления всасывания и нагнетания. Их назначение состоит в поддержании требуемых значений параметров холодильной установки (температуры, давления, уровня жидкости и др.).

Приборы автоматической защиты (реле давления, температуры и предохранительные клапаны) отключают холодильную установку или отдельные ее элементы при возникновении опасных режимов работы холодильной установки.

Автоматическая сигнализация включает световые или звуковые оповестительные устройства при возникновении опасных режимов работы.

Приборы автоматического контроля (самописцы, счетчики времени работы установки, контактные термометры) осуществляют измерение и регистрацию параметров холодильной установки.

В холодильных машинах пассажирского подвижного состава применяются следующие основные приборы автоматики: терморегулирующие, барорегулирующие вентили, реле температуры, манометрические реле давления, автоматические дроссели давления, соленоидные вентили, обратные клапаны, а также контрольно-измерительные приборы (манометры, дистанционные термометры).

Терморегулирующий вентиль (ТРВ)

Терморегулирующие вентили(ТРВ) автоматически регулируют подачу жидкого холодильного агента в испаритель в зависимости от температуры паров хладагента, выходящих из испарителя.

Принцип действия ТРВ основан на температурном изменении давления жидкости. Датчиком ТРВ (см. рисунок 106) служит термочувствительная система, состоящая из термобаллона 8, капиллярной трубки 7 и полости 6 над мембраной 5. Внутренние его полости заполняется обычно тем же хладагентом, который циркулирует в холодильной установке. В термобаллоне возникает давление, пропорциональное температуре паров хладагента. Создаваемое в термобаллоне давление действует на мембрану сверху и стремится через шток 4 открыть клапан 3 увеличивая, тем самым, проходное сечение клапана. Этому давлению противодействуют давление паров хладагента в испарителе, а также усилие сжатой пружины 2 и давление жидкого хладагента, воздействующее на клапан 3.

1 – регулировочный винт; 2 – пружина; 3 – клапан; 4 – шток; 6 – полость над мембраной 5; 7 – капил­лярная трубка; 8- термобаллон

Рисунок 106. Терморегулирующий вентиль

При правильном заполнении испарителя температура пара на выходе из испарителя должна быть на 4 7°С (277 280K) выше температуры кипения. Если тепловая нагрузка на испаритель увеличивается, и количество подаваемого через ТРВ жидкого хладагента становится недостаточным, то перегрев и соответствующее ему давление в термочувствительной системе увеличиваются. Мембрана отжимает шток 4 вниз и открывает клапан 3 и сечение для прохода жидкого хладагента в испаритель увеличивается.

При уменьшении тепловой нагрузки на испаритель температура паров понижается, понижаются также температура и соответственно давление паров, заполняющих термочувствительную систему ТРВ. Вследствие этого пружина 2 перемещает клапан вверх, прикрывая проходное отверстие, уменьшая тем самым подачу хладагента в испаритель.

Настройка ТРВ на выбранную температуру перегрева производится увеличением или уменьшением предварительного сжатия пружины 2 с помощью регулировочного винта 1.

Терморегулирующим вентилям отечественного производства присваиваются индексы (например, 12ТРВ-2М) обозначающие следующее:

– первое перед сокращенным названием прибора (ТРВ) двузначное или трехзначное число соответствует номеру хладона, применяемого в качестве хладагента;

– последняя цифра соответствует номинальной холодопроизводительности в тысячах ккал/ч. В данном примере – 2000 ккал/час, которую способен обеспечить данный вентиль.

Если после сокращенного названия прибора (ТРВ) стоит буква А –то этот прибор предназначен для регулирования подачи аммиака.

В некоторых случаях индексы дополняются буквой М, которая указывает на модернизацию конструкции вентиля.

Реле температуры (РТ)

Принципиальная схема манометрического реле температуры (РТ) представлена на рисунке 107.

1 – термобаллон; 2 – капиллярная трубка; 3 – сильфон; 4 – шток; 5 – дифференциал; 6 – контактная планка; 7 – электрическая цепь; 8 – пружина; 9 – винтом

Рисунок 107. Манометрическое реле температуры РТ

В технической литературе по системам кондиционирования воздуха этот прибор может встречаться под следующими названиями: термостат, термореле, терморегулятор и др.

Реле температуры РТ предназначено для поддержания заданной температуры воздуха внутри помещения грузового или пассажирского вагона. Оно осуществляется с помощью двухпозиционного регулирования температуры путем включения и отключения компрессора, соленоидного вентиля или другого исполнительного устройства.

Принцип действия манометрического РТ заключается в использовании зависимости давления в термочувствительной системе от температуры среды, окружающей термобаллон 1. Внутренние его полости заполняется обычно тем же хладагентом, который циркулирует в холодильной установке. Изменение температуры термобаллона приводит к изменению давления в баллоне, которое через капиллярную трубку 2 воздействует на сильфон 3 или мембрану. Перемещение сильфона или мембраны приводит к перемещению штока 4, на который воздействует усилие пружины 8. При перемещении шток 4 и дифференциал 5 воздействуют на контактную планку 6, замыкающую или размыкающую электрическую цепь 7.

Настройка РТ на заданную температуру осуществляется винтом 9, изменяющим предварительное натяжение пружины 8. Для настройки дифференциала вращают гайку 5 , изменяя зазор между ее полумуфтами. Наибольшее распространение в холодильных машинах изотермического подвижного состава и пассажирских вагонах получили РТ манометрического типа, изготовленные фирмой “Данфосс”. К реле температуры можно отнести ртутный контактный термометр (РКТ), которые широко применяются в различных системах регулирования и контроля температуры воздуха пассажирских вагонов отечественной и зарубежной постройки.

Реле давления (РД)

Реле давления (РД) защищает холодильную установку от опасных или нежелательных давлений, от нарушений в системе смазки компрессора и управляет работой отдельных устройств (например, вентиляторов конденсатора), процессом оттайки испарителя и т.д. Принцип действия РД (см. рисунок 108) основан на уравновешивании силы, создаваемой давлением контролируемой среды на дно сильфона 1, силами упругости винтовой цилиндрической пружины 2. Изменение давления в контролируемом трубопроводе приводит к появлению перемещения свободного конца сильфона 1. Это перемещение вызывает перемещение штока 6 и поворот рычажного механизма 4, что приводит к замыканию контактов 5 выходной цепи РД.

Для предохранения электрических контактов от подгорания при разрыве электрической цепи РД оборудуется узлом резкого размыкания контактов 11, который состоит из постоянного магнита и стального якоря. Настройка РД производится по шкале 7 с помощью винта 9 за счет регулирования предварительного сжатия пружины 2. Дифференциал (разность между давлением замыкания и размыкания контактов) настраивается по шкале 8 с помощью винта 10.

Различают реле низкого давления (РДН) – прессостаты, и высокого (РДВ) – маноконтроллеры.

Прессостат служит для поддержания в испарителе давления и температуры кипения в определенных пределах. Его присоединяют к всасывающему трубопроводу компрессора. Прессостат осуществляет включение и выключение электродвигателя компрессора в зависимости от значения давления в линии всасывания установки.

1 – сильфон; 2 – пружина; 3- дифференциал; 4 – рычажный механиз­м: 5 – контак­ты выходной цепи; 6 – шток; 7,8 – шка­ла; 9,10 – винт; 11 – узел резкого размыка­ния контактов

Рисунок 108. Реле давления

Маноконтроллер предназначен для контролирования максимального давления на линии конденсации, поэтому он устанавливается в линии нагнетательного трубопровода холодильной установки. Маноконтроллер автоматически защищает холодильную установку от чрезмерного увеличения давления нагнетания путем выключения компрессора при достижении давлении в конденсаторе выше допустимого.

Дифференциальное реле давления (см.рисунок 109.) состоит из двух барочувствительных систем 1 и 8, узла настройки разности давлений, передаточного механизма 3, узла резкого размыкания контактов 9.

1,8 – барочувствительные системы; 2 – толкатель передаточного механизма 3; 4 – дифференциал; 5 – контакты; 6 – винт; 7 – шкала; 9 – узел резкого размыкания контактов

Рисунок 109 – Дифференциальное реле давления

При увеличении разности давлений на величину, превышающую порог чувствительности дифференциала, толкатель 2 поворачивает рычаг 3, после чего контакты 5 замыкаются. Настройка заданной разности давлений производится по шкале 7 с помощью винта 6. Дифференциал (разность между значениями давлений включения и выключения) не регулируется.

Читайте также:  Коды ошибок кондиционеров panasonic, их расшифровка и неисправности

Автоматический дроссель давления (АДД)

Автоматический дроссель давления (АДД) защищает компрессор холодильной машины от перегрузок (см. рисунок 110.).

Снижение перегрузок компрессора при повышении давления на выходе испарителя выше нормы осуществляется путем дросселирования хладагента на линии всасывания. АДД также защищает электродвигатель компрессора от перегрузок при больших нагрузках на холодильную машину в начале ее работы.

1 – сервопоршень; 2 – пружина; 3 – шток; 4 – канал; 5 – настроечная пружина; 6 – мембрана; 7 – клапан; 8 – канал; 9 – цилиндр; 10 – винт; 11 – клапан

Рисунок 110. Автоматический дроссель давления

АДД состоит из двух функциональных узлов: исполнительного механизма (ИМ) и пилотного устройства (ПУ). Чувствительным элементом пилотного устройства служит стальная мембрана 6. Подмембранное пространство каналом 4 сообщается с выходом АДД и воспринимает давление на стороне компрессора. На мембрану сверху действуют атмосферное давление и усилие настроечной пружины 5. Через канал 8 к клапану 7 пилотного устройства подводится давление испарителя, которое служит для перемещения регулирующего органа. Регулирующим органом является сервопоршень 1. В поршне 1 и цилиндре 9 имеются окна, при совмещении которых открывается проход парообразного хладагента от испарителя к компрессору.

При повышении давления на всасывающей стороне компрессора в АДД благодаря наличию канала 4 возрастает давление в подмембранном пространстве ПУ. В результате мембрана перемещается вверх и тянет за собой шток клапана 7, который уменьшает поток паров хладагента, поступающий в надпоршневое пространство по каналу 8.

Давление в надпоршневом пространстве уменьшается за счет утечки через кольцевое отверстие в сервопоршне. Усилием пружины 2 сервопоршень перемещается вверх, уменьшая сечение окон (условно представлены в виде клапана 11), а, следовательно, количество хладагента, проходящего через АДД. Уменьшение количества хладагента и его давления на входе в компрессор происходит до значения, заданного настройкой ПУ.

При понижении давления на всасывающей стороне компрессора мембрана ПУ перемещается вниз. Давление в подпоршневом пространстве уменьшается, и сервопоршень перемещается вниз, увеличивая сечение окон. В результате давление на всасывающей стороне компрессора возрастает до заданного настройкой значения.

Регулирование АДД производится с помощью манометра, установленного на линии всасывания компрессора. Вращением регулировочного винта 10 по часовой стрелке сжимается пружина 5 и увеличивается значение давления, поддерживаемого на всасывающей стороне компрессора.

Дата добавления: 2015-02-23 ; просмотров: 5027 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Вентиляция и кондиционирование пассажирских вагонов.

При длительном пребывании пассажиров в закрытом помещении без необходимого воздухообмена температура воздуха, а также содержание углекислого газа и других вредных веществ увеличиваются. Для нормализации условий в вагоне необходимо правильно эксплуатировать систему вентиляции, следить за ее исправностью, ограничивать курение в вагоне, проводить влажную уборку.

Вагоны должны быть оборудованы как механической приточной, так и естественной вытяжной вентиляцией.

Система вентиляции должна быть рассчитана на непрерывную работу для обеспечения подачи наружного воздуха летом не менее 20 м 3 /час и зимой не менее 10 м 3 /час на каждое место в вагоне. При этом концентрация двуокиси углерода в купе не должна превышать 0,1%.

В зависимости от наружной температуры на каждое место должна обеспечиваться подача воздуха не менее: 10 м 3 /ч при температуре наружного воздуха ниже -20 0 С; 15 м 3 /ч при температуре наружного воздуха от -20 0 С до -5 0 С; 20 м 3 /ч при температуре наружного воздуха от -5 0 С до + 26 0 С; 15 м 3 /ч при температуре наружного воздуха выше + 26 0 С.

Движение воздуха в местах нахождения пассажиров должно быть равномерным, без сквозняков и не превышать 0,2 м/сек в зимний период, а при работе кондиционера в летний период 0,25 м/сек. В вагонах без кондиционирования воздуха в летний период допускается скорость движения воздуха 0,4 м/сек.

Подаваемый в вагоны воздух должен быть очищен с помощью фильтров. Запыленность подаваемого воздуха после его очистки не должна превышать 0,5 мг/м 3 . Фильтры установлены в потолочных люках тамбура. Действие фильтров основано на том, что частицы пыли при прохождении через слой сеток, покрытых вязкой масляной пленкой, прилипают и задерживаются на сетке. Загрязненность фильтров определяется по следующим признакам:

· фильтр покрыт толстым слоем пыли;

· при легком сотрясении сетки кусочки пыли легко отстают от нее;

· пыль сухая, без маслянистого блеска;

· заметно проникновение пыли в вагон.

Рекомендуется регулярно, перед очередной уборкой, при подготовке в рейс, производить продувку каналов путем пуска вентилятора на максимальных оборотах в течение 15 – 20 минут. Фильтры следует регулярно заменять или прочищать (по графику).

Система кондиционирования вагонов должна обеспечивать равномерное охлаждение. Температура подаваемого в вагон воздуха при охлаждении его должна быть не ниже + 16 0 С. Наиболее благоприятна для человека температура 18 – 20 0 С, относительная влажность 30 – 70%.

Забор подаваемого в вагон наружного воздуха должен производиться в наименее загрязненном месте. Объем рециркуляционного воздуха может составлять не более 30%.

Вентиляционные камеры должны быть тщательно изолированы, особенно от котельных отделений и кухни, для предотвращения подсоса воздуха из этих помещений.

Большое значение для поддержки чистоты воздуха в вагонах имеют устройства для естественной вентиляции (вытяжные потолочные дефлекторы). Для нормального режима их работы необходимо соблюдать следующие условия:

· дефлекторы в туалетах и купе должны быть летом открыты, зимой – полуоткрыты;

· дефлектор в не рабочем тамбуре должен быть всегда полностью открыт;

· летом в пути следования можно открывать окна только с правой стороны по ходу поезда, чтобы избежать сквозняков и излишнего загрязнения пылью от встречных поездов.

Современные цельнометаллические вагоны оборудуются установками для кондиционирования воздуха. Они создают постоянный воздухообмен, автоматическое охлаждение или подогрев воздуха и регулирование его влажности.

Санитарные требования к системе отопления

Пассажирских вагонов.

Система отопления в пассажирских вагонах должна обеспечивать равномерный обогрев помещения в зависимости от их назначения.

Система отопления должна обеспечивать среднюю температуру воздуха в помещениях пребывания пассажиров не ниже + 20 0 С при температуре наружного воздуха – 40 0 С.

Система отопления должна поддерживать температуру воздуха в купе, салонах и служебных помещениях + 22 0 С +/- 2 0 С, в умывальных (душевых) спальных вагонов от +23 0 С до +25 0 С, в туалетах от +16 0 С до +18 0 С.

Допускаются колебания температуры воздуха в помещениях вагона по вертикальному градиенту до 3 0 С.

Температура наружных ограждающих поверхностей стен не должна быть ниже температуры окружающей среды более, чем на 3 0 С. Температура внутренних ограждений не должна быть ниже 15 0 С.

Конструкция отопительных приборов должна обеспечивать их удобную очистку от пыли и загрязнения.

Отопительные приборы следует размещать по длине наружных стен и на высоте от пола, позволяющей производить их очистку.

Температура на поверхности отопительных приборов не должна превышать +80 0 С (для электронагревателей не должна превышать +200 0 С).

Отопительные приборы должны иметь защитные кожухи. Температура на поверхности защитных кожухов не должна превышать +60 0 С.

Санитарные требования к системе освещения

Пассажирских вагонов.

Искусственное освещение должно обеспечивать хорошую освещенность, не создавать отраженной блесткости и резких контрастов.

Для искусственного освещения должны быть использованы люминесцентные лампы, близкие по спектру к дневному свету.

В спальных пассажирских вагонах и в служебных помещениях вагонов на уровне 800 мм от пола, на расстоянии 600 мм от спинки дивана и на поверхности столика должна быть обеспечена освещенность не менее 150лк при включенном люминесцентном и местном освещении.

При освещении лампами накаливания освещенность должна быть не менее 50 лк.

Каждое спальное место должно иметь местное освещение. Освещенность от светильника местного освещения на расстоянии 0,7 м от стены вагона и на высоте 0,5 м от поверхности дивана должна быть не менее 40 лк.

Освещенность на уровне пола в больших коридорах должна составлять50 лк, а в малых коридорах – 30 лк , в туалетах – 50 лк, в тамбурах и переходных площадках – 30 лк.

В котельных отделениях вагонов освещенность на уровне контрольных приборов должна быть не менее 30 лк.

На ступеньках входа в вагон освещенность должна быть не менее 20 лк.

Во всех вагонах должно быть предусмотрено аварийное освещение для эвакуации людей с освещенностью на уровне пола не менее 1 лк.

Санитарно-гигиенические требования к помещениям и оборудованию вагонов в пассажирских поездах дальнего следования.

Конструкция современного пассажирского вагона предусматривает места для размещения пассажиров и дополнительные помещения: санитарные узлы, коридоры, котельное отделение, служебное отделение, купе для отдыха проводников, тамбуры и переходные площадки.

Материалы для внутривагонной отделки должны быть стойкими к механическим воздействиям, влиянию света, моющих и дезинфицирующих средств, удобными для очистки от загрязнений, быть мало- или умеренно-опасными при горении, а также разрешенными к применению в Российской Федерации (в установленном порядке).

Материалы для полов в помещениях вагона должны иметь гладкую, но не скользкую поверхность, удобную для очистки, и удовлетворять гигиеническим и эксплуатационным требованиям данных поверхностей.

Кузов вагона должен иметь звуко-, вибро- и тепловую изоляцию. Теплоизоляция должна обеспечивать перепад температуры на внутривагонной поверхности наружных ограждений не более +3 0 С от температуры пристеночного воздуха у места замера.

Вход в вагон и выход должны иметь подножки, обеспечивающие удобное и безопасное движение пассажиров с достаточным количеством ступенек для посадки с низкой платформы.

Ступеньки на подножках не должны иметь скользкую поверхность, а также задерживать снег, воду и грязь.

Переходные площадки (платформы) пассажирских вагонов должны иметь закрытое исполнение, исключающее попадание влаги и грязи.

Двери пассажирских вагонов должны обеспечивать свободное движение пассажиров с багажом.

В вагонах, где предусмотрены купе для инвалидов-колясочников, ширина двери должна быть достаточной для въезда и выезда пассажиров в инвалидной коляске.

Наружные двери должны открываться внутрь, иметь герметичное уплотнение, исключающее попадание воды и снега внутрь тамбура, запоры и быть застекленными в верхней части для обеспечения естественного освещения тамбура и переходной площадки. По обеим сторонам дверей должны устанавливаться металлопластиковые поручни.

Полностью из стекла или максимально застекленными должны быть двери по обоим концам коридора, отделяющие пассажирскую часть вагона от мест общего пользования. Для застекления дверей должны использоваться безосколочные и негорючие материалы.

Двери в вагоне должны быть оборудованы травмобезопасными ручками.

Двери туалетов и умывальников открываются внутрь и имеют указатели «свободно», «занято».

Двери купе должны быть оборудованы замками или фиксаторами, обозначением номера купе.

Двери служебного отделения и проходные двери в коридоре должны иметь фиксаторы удержания их в открытом состоянии.

Рабочий тамбур должен обеспечивать свободный проход пассажиров с багажом, быструю эвакуацию в аварийной ситуации, проезд и разворот инвалида в коляске. В конструкции тамбура необходимо предусматривать решетки в полу для чистки обуви пассажиров, на торцевых стенах – ящики для хранения запаса топлива, уборочного инвентаря и другого имущества.

Коридоры должны быть удобными для движения пассажиров с багажом, в вагонах с купе для инвалидов-колясочников обеспечивать проезд коляски.

Окна пассажирских вагонов должны иметь двуслойное остекление плоским безопасным стеклом, обеспечивать достаточную видимость и естественную освещенность, звуковую и тепловую изоляцию, удобство очистки безрамных пространств.

Окна туалетов, умывальных и котельных должны остекляться узорчатым или тонированным непрозрачной пленкой стеклом.

Открытие окон вагонов без кондиционирования воздуха должно обеспечиваться на 1/3 их высоты, с небольшим усилием и возможностью их фиксации.

В вагонах должно быть купе для отдыха проводников. Не допускается расположение спального места и служебного кресла с ориентацией вдоль окна (спиной к окну).

В вагонах должно быть предусмотрено место для раздельного хранения чистого и грязного постельного белья.

Переходные площадки для безопасности перехода пассажиров должны иметь дежурное и аварийное освещение, а также удобные поручни.

Окна в коридоре для безопасности пассажиров ограждаются горизонтальными поручнями. На окнах пассажирских помещений должны быть светонепроницаемые шторы и устройства для фиксации их на любом уровне закрытия.

Окна оборудуются солнцезащитными занавесками с надежным и удобным механизмом действия.

В коридоре вагона могут устанавливаться репродукторы с регуляторами громкости, электророзетки для пылесоса и электробритвы, размещаться информационные материалы и т.д. В малом коридоре неслужебного конца вагона устанавливается мусоросборник.

В вагоне должны быть в рабочем состоянии два санитарных узла. Пол в туалетном помещении должен иметь уклон к отверстию для слива воды. Отверстие закрывается пробкой. Трубопроводы для сточных вод теплоизолируются, оборудуются обогревательными устройствами и размещаются на удалении от подвагонного оборудования для предотвращения его загрязнения.

Туалет должен иметь унитаз с кнопочным или педальным приводом промывки, пластмассовое сидение с крышкой, на которой монтируется ручка для ее поднятия: сиденье фиксируется в поднятом положении. Унитаз должен обеспечивать пользование им без сидения. На стене туалета возле унитаза укрепляется поручень, ящик с одноразовыми мешками для сбора мусора, держатель для туалетной бумаги, сосуд с моюще – дезинфицирующим средством и ершом.

Умывальник в туалете оборудуется смесителем горячей и холодной воды, дозатором жидкого мыла, полкой с бортиком для туалетных принадлежностей, зеркалом. Над водозаборными кранами устанавливается надпись «Вода не питьевая». Около умывальника раздельно размещаются коробки – отделения для чистых и использованных бумажных полотенец и др., преобразователь тока для электробритвы, крючки – вешалки для одежды и полотенца.

Поверхности стен и потолка в санузлах покрываются материалами, стойкими к воздействию дезинфицирующих средств.

При проведении реконструкции и модернизации пассажирских вагонов их оборудуют экологически чистыми системами туалетов, обеспечивающими сбор фекальных стоков в замкнутые ёмкости в пунктах формирования и пунктах оборота без выброса на пути и междупутья.

Служебные помещения в вагоне должны быть оборудованы:

· пультом управления электрооборудованием и системой жизнеобеспечения вагона,

Читайте также:  Коды ошибок кондиционеров Pioneer

· раздельными шкафами для спецодежды, посуды, напитков и продуктов чайной торговли,

· раковиной с подводкой горячей и холодной воды,

· холодильником для хранения продуктов с обеспечением температуры в камере +4 0 С + 2 0 С,

· диваном для дежурного проводника,

· подоконным столиком, зеркалом,

· громкоговорителем с регулятором громкости,

· термометром для показания температуры внутри вагона,

· установкой пожарной сигнализации,

· пультом установки пожарной сигнализации.

· В вагонах «СВ» и купе для инвалидов дополнительно устанавливается сигнальное табло вызова проводника (от торцевой тамбурной двери), устройство для связи и переговоров с пассажирами (для вновь проектируемых и строящихся вагонов).

Котельное отделение оборудуется:

  • 4 электрическим или комбинированным отопительным котлом для нагрева теплоносителя в системе отопления, 4 бойлером для нагрева воды, 4 емкостью для хранения топлива,
  • термометрами для определения температуры воды в котле и наружной температуры воздуха,
  • графиком режима отопления,
  • рядом с котельным отделением должна быть емкость для рейсового запаса твердого топлива.

В оборудование пассажирских купе включаются:

  • полки для лежания,
  • полки или ниша для багажа,
  • откидной подоконный столик с закругленными углами,
  • гардероб или крючки и вешалки,
  • откидная сетка (полка) для мелких вещей над каждым местом,
  • встроенная выдвижная лесенка для подъема пассажира на верхнее спальное место,
  • встроенный радиорепродуктор с регулятором громкости,
  • электророзетка для бритвы,
  • термометр, зеркало, в вагонах «СВ», дополнительно – устройство вызова проводника.

В спальном вагоне для хранения использованного постельного белья должно быть предусмотрено изолированное от других помещений место с ёмкостью, достаточной по расчету на один конец дальнего рейса.

В целях повышения комфортности проезда пассажиров оборудование купе может модернизироваться при условии обеспечения безопасности для здоровья.

Для удобства посадки в вагон инвалидов-колясочников в новых типах вагонов предусматривается встроенный вагонный подъемник коляски (механический, гидравлический, электрический) с обслуживанием проводников. Подъемник размещается с не котловой стороны вагона.

Применяемые в пассажирских вагонах технические приборы и устройства (пожароохранная сигнализация, СВЧ-печи и др.) должны находиться в исправном состоянии и не оказывать вредного воздействия на здоровье пассажиров и работников поездных бригад.

Последнее изменение этой страницы: 2016-12-10; Нарушение авторского права страницы

ХОЛОДИЛЬНЫЕ МАШИНЫ И УСТАНОВКИ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА

Пигарев В.Е., Архипов П.Е. /Под редакцией В.Е. Пигарева. Холодильные машины и установки кондиционирования воздуха: Учебник для техникумов и колледжей железнодорожного транспорта. — М.: Маршрут, 2003. — 424 с.

Рассмотрены теоретические основы холодильных машин и установок кондиционирования воздуха подвижного состава, принципы выбора и расчёта их элементов, особенности конструкции, эксплуатации и технического обслуживания холодильного оборудования, а также его техническая диагностика и методы испытания. Учебник написан в соответствии с государственными требованиями к обязательному минимуму содержания и уровню подготовки выпускников техникумов и колледжей железнодорожного транспорта по программе дисциплины «Холодильные машины и установки кондиционирования воздуха», специальности 1707 Техническая эксплуатация подвижного состава железных дорог, специализации 1707.03 Установки и электрические аппараты вагонов. Предназначен для студентов техникумов и колледжей железнодорожного транспорта; может быть также использован персоналом вагонного хозяйства, связанным с эксплуатацией и ремонтом подвижного состава.

ВВЕДЕНИЕ

Холодильная техника — высокоразвитая отрасль промышленности, способная удовлетворять самые разнообразные требования, возникающие в связи с необходимостью отводить теплоту от различных объектов.
Холодильная машина — это замкнутая система из аппаратов и устройств, предназначенных для осуществления холодильного цикла. Используют холодильные машины для охлаждения разнообразной продукции ниже температуры окружающей среды и для непрерывного поддержания заданной температуры в течение необходимого времени.
Холодильная установка включает в себя холодильную машину, приборы автоматики, трубопроводы и сооружения, необходимые для проведения технологических процессов.
В 1834 г. была изобретена компрессионная холодильная машина. Искусственное охлаждение начали применять при заготовке, обработке и транспортировке скоропортящихся продуктов. Первая установка для замораживания мяса была построена в Австралии в 1861 г. Такое мясо впервые было перевезено в 1876 г. на судне-рефрижераторе с машинным охлаждением. Изотермические вагоны с ледяным охлаждением начали эксплуатировать в США с 1858 г. Первую холодильную машину в России применили в 1888 г. на рыбных промыслах в Астрахани. В настоящее время практически нет такой отрасли промышленности, где бы не применялся искусственный холод.
Холодильное хозяйство страны носит комплексный характер и представляет собой единую холодильную цепь, охватывающую все последовательные звенья производства, хранения, транспортировки и реализации пищевых продуктов.
Железнодорожный хладотранспорт — одно из ведущих звеньев непрерывной холодильной цепи, представляющей собой технологическую систему, обеспечивающую подготовку, хранение и транспортировку скоропортящейся продукции. Перевозка скоропортящихся грузов связана с определёнными температурными режимами, поэтому энергетика рефрижераторного подвижного состава, кроме охлаждения груза в летнее время, предусматривает его обогрев зимой. Основной элемент современного железнодорожного хладотранспорта — рефрижераторный подвижной состав — имеет общую или индивидуальную для каждого вагона энергетическую установку и источник
получения искусственного холода — холодильную машину.
Выбор энергохолодильного оборудования и особенности его конструкции и энергетики рефрижераторного подвижного состава обусловлены спецификой технологии железнодорожного хладотранспорта. Конструктивные особенности оборудования в основном определяются габаритом подвижного состава. Это обстоятельство вызывает высокие удельные тепловые нагрузки рефрижераторных вагонов, что влечет за собой продолжительное время включения машинного оборудования, ужесточая требования к его надежности, а также интенсифицирует процессы усушки груза и потери его массы. Пространственная ограниченность вагона создает трудности и в размещении и обслуживании машинного оборудования. Конструктивные особенности, вытекающие из ограниченности габаритов и особенности геометрии вагонов, обостряют требования по поддержанию допустимых температурных градиентов по объему перевозимого груза.
Для выполнения своей основной задачи железнодорожный хладотранспорт располагает: специальным подвижным составом, пунктами экипировки вагонов и их обслуживания, снабжения хладоносителем, специализированными депо, пунктами санитарной обработки вагонов, другими стационарными и передвижными устройствами. В соответствии с Соглашением о международных перевозках скоропортящихся пищевых продуктов и транспортных средствах доставки, предназначенных для этих перевозок, разработанным Европейской экономической комиссией ООН (ЕЭК ООН), весь подвижной состав хладотранспорта подразделяют на:

  • вагоны-термосы, кузов которых образуют: теплоизоляционные стены, крыша, пол и двери, позволяющие ограничить теплообмен между внутренней и наружной поверхностями грузового помещения;
  • вагоны-ледники, имеющие источник естественного холода с готовым холодоносителем (сухой лед, жидкий азот, эвтектические плиты и т.п.); в ряде конструкций подвижного состава подобного типа предусматривают системы автоматического регулирования подачи холодоносителя, обеспечивающие режим поддержания заданной температуры;
  • рефрижераторный подвижной состав — 5-вагонные секции и автономные вагоны, имеющие общую или индивидуальную для каждого вагона энергетическую установку и источник получения искусственного холода — холодильную машину;
  • отапливаемые вагоны, оснащенные установками, позволяющими обеспечить и автоматически поддержать заданный температурный режим обогрева грузового помещения.

В настоящее время находят применение изотермические контейнеры, охлаждаемые навесными или встроенными холодильно-отопительными агрегатами. Их масса брутто колеблется от 5 до 30 т. Более широкая градация изотермических контейнеров предусмотрена международным стандартом (масса брутто 30, 25, 20, 10, 7,5 т).
Высота и ширина всех стандартизированных контейнеров 2438 мм. На контейнеры, используемые для перевозки скоропортящихся грузов в международном сообщении, распространяются также таможенные предписания, морской регистр, требования бюро стандартов и др. Крупнотоннажные контейнеры, специализированные для перевозки пищевых продуктов, классифицированы по наличию источников холода, типу применяемой системы охлаждения или отопления. В соответствии с международными требованиями контейнеры проектируют для эксплуатации при наружных температурах от +45 до –45 °C. Системы охлаждения (отопления) должны сохранять работоспособность при наружных температурах от +55 до –50 °C и атмосферном давлении от 86,5 до 167 кПа.
К номинальным (расчетным) условиям при проектировании изотермических контейнеров отнесены: температура грузового помещения –20 °C при температуре наружного воздуха +45 °C для рефрижераторных контейнеров и +16 и –40 °C соответственно для отапливаемых контейнеров.
Характерная особенность таких контейнеров состоит в том, что они унифицированы по внешним и присоединительным параметрам с большегрузными контейнерами общего назначения. Холодоснабжение большегрузных изотермических контейнеров может осуществляться от машинной холодильной установки, установки с жидким азотом или сухим льдом. Машинным охлаждением оснащено около 90 % парка изотермических контейнеров. Важнейшие преимущества такого охлаждения: универсальность, автономность и экономичность; недостатки — сложность изготовления, низкая надежность.
Относительная простота, высокая надежность, возможность быстрого понижения температуры груза и воздуха в грузовом помещении, незначительная естественная убыль — отличительные особенности жидкоазотной и сухоледной систем охлаждения контейнеров. Внутренний объём контейнеров многих зарубежных фирм массой брутто 20 т составляет 0,75 наружного. Объем грузового помещения 23—26 м3.
Перевозят такие контейнеры на специальном подвижном составе, платформах-автомобилях, судах-контейнеровозах. В портах обрабатывают крупнотоннажные контейнеры на специально выделенных и технически оснащённых причалах-терминалах. Для дорог страны разработана техническая документация на рефрижераторный контейнер массой брутто 20 т; изготовлены и испытаны опытные образцы контейнеров с машинной и азотной системами охлаждения. Отечественные контейнеры типа СК-5 соответствуют типоразмерам международного стандарта, имеют надежную теплоизоляцию. В их конструкции широко использованы алюминий, его сплавы и стеклопластик. Температура, влажность, чистота и другие параметры воздуха, если они отвечают нормам, способствуют хорошему самочувствию людей и успешному выполнению многих производственных процессов. Для придания воздуху определенных свойств применяется кондиционирование.
Термин «кондиционирование» воздуха образован от слова «кондиция» и в широком смысле этого слова означает обработку воздуха. Необходимость применения кондиционирования воздуха в пассажирских вагонах обусловлена их низкой теплоустойчивостью, малым объемом помещения, приходящимся на одного пассажира, а также быстрым передвижением вагонов, вследствие чего они попадают в различные климатические зоны и разные погодные условия. В более узком и распространенном смысле кондиционирование воздуха — это подготовка и поддержание заданных параметров воздуха независимо от изменения климатических и погодных условий именно в бытовых помещениях, к которым относят и пассажирские вагоны.
В качестве источника искусственного холода в современном подвижном составе используют установки машинного охлаждения с хладоновыми компрессорами. Несмотря на конструктивное совершенство, энергетическую эффективность и хорошие эксплуатационные показатели хладоновых холодильных машин, идет интенсивный поиск новых решений в области холодильной техники для установок подвижного состава, включающий разработку и использование более эффективных и экологически чистых хладагентов, а также создание машин принципиально новых типов.
Важная задача совершенствования технологии хладотранспорта — это разработка единой автоматизированной системы управления перевозками скоропортящихся грузов различными видами транспорта.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ХОЛОДИЛЬНЫХ МАШИН
1.1. Физические принципы получения низких температур
1.2. Основные параметры и единицы их измерения
1.3. Первый и второй законы термодинамики
1.4. Агрегатное состояние вещества
1.5. Обратный цикл Карно
1.6. Классификация и теплотехнические основы работы холодильных машин
1.7. Рабочий процесс паровой компрессорной холодильной машины
1.8 Рабочий процесс и основные параметры поршневого компрессора
1.9. Холодопроизводительность компрессора и установки
1.10. Мощность компрессора и энергетические коэффициенты
1.11. Рабочие процессы паровых двухступенчатых компрессионных холодильных машин
1.12. Холодильные агенты и холодоносители
1.12.1 Холодильные агенты
1.12.2 Теплоносители
ГЛАВА 2. КОНСТРУКЦИЯ ХОЛОДИЛЬНЫХ МАШИН
2.1. Компрессоры холодильных машин
2.1.1. Классификация поршневых компрессоров
2.1.2. Конструкция компрессоров
2.1.3. Винтовые и роторные холодильные компрессоры
2.2. Устройство поршневых хладоновых компрессоров
2.2.1 Компрессор 2H2-56/7,5-105/7
2.2.2. Автоматический запорный вентиль
2.2.3. Компрессор 2ФУУБС18
2.2.4. Компрессор типа V
2.2.5. Повышение надежности и экономичности компрессоров
2.2.6. Характерные неисправности и требования безопасности при обслуживании компрессоров
2.3. Теплообменные и вспомогательные аппараты
2.3.1. Назначение теплообменников холодильных установок
2.3.2. Классификация и устройство конденсаторов
2.3.3. Теплопередача в конденсаторах и тепловой расчет
2.3.4. Классификация испарителей
2.3.5. Теплопередача в испарителях и воздухоохладителях
2.3.6. Конструкция испарителей подвижного состава
2.3.7. Характерные неисправности теплообменных аппаратов
2.3.8. Расчет испарителей
2.3.9. Вспомогательные аппараты
ГЛАВА 3. РЕГУЛИРОВАНИЕ. АВТОМАТИЗАЦИЯ РАБОТЫ. ЗАЩИТА ХОЛОДИЛЬНЫХ МАШИН И УСТАНОВОК
КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА
3.1. Принципы автоматизации холодильных установок
3.2. Основные понятия об автоматическом регулировании
3.3. Классификация и основные элементы приборов автоматики
3.4. Регуляторы заполнения испарителя хладагентом
3.5. Терморегулирующие вентили
3.6. Приборы регулирования давления
3.7. Приборы регулирования температуры
3.8. Исполнительные механизмы
ГЛАВА 4. ХОЛОДИЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ПАССАЖИРСКИХ ВАГОНОВ
4.1. Установка кондиционирования воздуха MAB-II
4.2 Установка кондиционирования воздуха УКВ-31
4.3. Шкафы-холодильники вагонов-ресторанов и охладители питьевой воды
4.3.1. Шкафы-холодильники
4.3.2 Водоохладители
ГЛАВА 5. ХЛАДОНОВЫЕ УСТАНОВКИ РЕФРИЖЕРАТОРНОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА
5.1. Основные характеристики хладоновых холодильных установок
5.2. Холодильные установки секции ZB-5 и АРВ
5.2.1. Холодильно-нагревательный агрегат FAL-056/7
5.3 Холодильные установки секций 5-БМЗ
5.4. Холодильная установка вагона для перевозки живой рыбы
ГЛАВА 6. ЖИДКОАЗОТНАЯ СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ (ЖАСО) ГРУЗОВ
6.1. Зарубежные разработки
6.2. Отечественные разработки ЖАСО
для железнодорожного транспорта
6.2.1. Крупнотоннажный рефрижераторный контейнер с азотной
системой охлаждения
6.2.2. Система охлаждения в АЖВ
6.2.3. Макетный образец АЖВ
ГЛАВА 7. ЭКСПЛУАТАЦИЯ И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ ХЛАДОНОВЫХ ХОЛОДИЛЬНЫХ УСТАНОВОК И УСТАНОВОК КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА
7.1. Эксплуатация и техническое обслуживание холодильного
оборудования рефрижераторного подвижного состава
7.1.1. Холодильно-нагревательные установки ВР-1М
7.1.2 Холодильно-нагревательная установка FAL-056/7
7.1.3. Установка кондиционирования воздуха МАВ-II
7.1.4. Установка кондиционирования воздуха УКВ-31
7.1.5. Шкафы-холодильники
7.1.6. Охладитель питьевой воды TWK-10-3
7.2. Техническая диагностика холодильных установок
7.3. Техника безопасности при обслуживании ремонте и испытаниях холодильных установок
7.3.1. Общие положения
7.3.2. Правила техники безопасности
ГЛАВА 8. СИСТЕМА ОТОПЛЕНИЯ И ВОДОСНАБЖЕНИЯ РЕФРИЖЕРАТОРНОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА И ПАССАЖИРСКИХ ВАГОНОВ
8.1. Система вентиляции рефрижераторного подвижного состава
8.1.1. Рефрижераторная пятивагонная секция типа ZB-5
8.1.2. Рефрижераторная пятивагонная секция типа БМЗ
8.2. Вентиляция воздуха в пассажирских вагонах
8.2.1. Особенности системы вентиляции с рециркуляцией воздуха
8.2.2. Основы расчета и выбора параметров системы вентиляции
8.3. Система отопления РПС и пассажирских вагонов
8.3.1. Рефрижераторная пятивагонная секция типа ZB-5
8.3.2. Рефрижераторная пятивагонная секция типа БМЗ
8.3.3. Система отопления купейного и некупейного вагонов постройки Тверского вагоностроительного завода (ТВЗ)
8.3.4. Система отопления купейного вагона постройки Германии
8.4. Системы водоснабжения РПС и пассажирских вагонов
8.4.1. Рефрижераторная пятивагонная секция типа ZB-5
8.4.2. Рефрижераторная пятивагонная секция типа БМЗ
8.4.3. Водоснабжение пассажирских вагонов
8.4.4. Система водоснабжения купейного вагона модели 61-4179 постройки ТВЗ
ЛИТЕРАТУРА

Ссылка на основную публикацию