Что такое электрокалорифер в поезде
Что такое электрокалорифер в поезде
На электропоездах тяговые двигатели имеют самовентиляцию (см. с. 153) Воздух для их охлаждения забирается через
жалюзи, расположенные над входными дверями и соединенные вентиляционным каналом с фильтрами. Далее по вертикальному каналу, находящемуся в пассажирском помещении, и по подвагонному каналу через гибкое соединение воздух поступает к двигателю, а из двигателя выбрасывается в атмосферу.
Кроме того, имеются специальные системы для вентиляции делителя напряжения электропоезда ЭР2, а также для охлаждения выпрямительной установки, реактора и охладителя масла трансформатора электропоезда ЭР9М. Для подачи воздуха к этим агрегатам на валу расщепителя фаз установлено вентиляторное колесо. Воздух забирается через специальные жалюзи в боковых стенках моторных вагонов (под окнами) и подается в фильтровую камеру. Из камеры он засасывается вентиляторным колесом и подается по двум трактам: расщепитель фаз — атмосфера (для охлаждения самого расщепителя фаз) и выпрямительная установка, реактор, охладитель масла трансформатора — атмосфера. В зимний период перед всасывающими жалюзи устанавливают матерчатые фильтры, предотвращающие попадание снега. Во всех вентиляционных устройствах применены сетчатые фильтры типа ВНИИСТО размером 500X500 мм с масляной пропиткой.
Система отопления вагонов состоит из электрических печей и электрокалориферов Печи установлены в заземленных кожухах на полу под диванами, а электрокалориферы — в чердачных помещениях у переднего конца распределительного вентиляционного канала, расположенного на потолке.
Вентиляция пассажирских помещений выполнена принудительной, имеет два режима работы (летний и зимний) или три (летний, переходный, т. е. осенне-зимний, либо зимне-весенний и зимний). Вентиляционная система электропоездов ЭР2, ЭР9М, ЭР9Е (рис. 53) обеспечивает подачу 1,67 м3/с воздуха летом и около 0,55 м3/с зимой. Летом воздух в салон может поступать и через открытые окна, а зимой — только через систему вентиляции, предварительно подогретый в электрокалориферах. Если наружная температура ниже —20 °С, спе-
циальными заслонками 13, устанавливая их в определенное положение, уменьшают количество подаваемого в кузов воздуха. При этом используется часть воздуха, находящегося в вагоне, т. е. осуществляется рециркуляция.
На электропоезде ЭР2 в каждом вагоне имеются два самостоятельных вентиляционных агрегата, расположенных в чердачных помещениях тамбуров. Агрегат 6 состоит из двух центробежных вентиляторов и двигателя постоянного тока напряжением 50 В с частотой вращения 5—20 об/с. Предусмотрен переходный брезентовый патрубок 7 с отводами для вентиляции тамбура. Наружный воздух поступает через жалюзи 12, 15, 16,18,20, проходит через сетчатые фильтры в чердачное помещение, а оттуда через диффузор 14 и калорифер нагнетается вентилятором в потолочный вентиляционный канал 9. Удаляется воздух из вагона и служебных помещений 17, 19 через двери во время выхода и входа пассажиров, летом — еще через жалюзи 2. Зимой заслонки вентиляторов закрыты, а рециркуляционные люки открыты. В зимнем режиме 40—50% теплого воздуха из пассажирского помещения через рециркуляционные люки попадает в чердачные помещения тамбуров, где смешивается с холодным воздухом и подается вентилятором в потолочный канал. Летом заслонки вентиляторов открыты, а рециркуляционные люки закрыты.
На электропоездах ЭР2 и ЭР9М производства 1974 г. предусмотрена также принудительная вентиляция и кабины машиниста (см. рис. 53) Для подачи в кабину свежего воздуха над служебным тамбуром в чердачном помещении установлены вентиляционный агрегат 5 и фильтровая камера 3, снабженная задвижкой и заслонкой форсированного нагрева подаваемого воздуха За сиденьем машиниста // проходят вертикальный и горизонтальный 4 каналы, в верхней части которого находится заслонка зимнего и летнего режимов и отверстие для подачи воздуха в летнее время. Против отверстия установлен щиток /, позволяющий по желанию машиниста менять направление воздушного потока. В нижней части вертикального канала расположены жалюзи 10 для подачи
Рис 53 Система вентиляции головного вагона электропоезда (стрелками указано направление воздуха при летнем режиме)
подогретого воздуха в зимнее время. Электрокалорифер, установленный в вертикальном канале, имеет две ступени мощности: большой 6,5 и малой 2,2 кВт. Ступень малой мощности используется в период, когда температура наружного воздуха находится в пределах от 0 до + 15°С. В верхней части задней перегородки имеется рециркуляционный люк, открываемый в зимнее время. Установленные в кабине терморегуляторы, автоматически включая или выключая любую ступень калорифера, поддерживают температуру в пределах от + 16 до +20 °С.
В летнем режиме заслонка форсированного подогрева и задвижка на фильтровой камере открыты полностью, в верхней части канала заслонка находится в положении летнего режима, а заслонка на вентиляторе прикрыта на 3/4. В зимнем режиме задвижка на фильтровой камере выдвинута до упора, заслонки форсированного подогрева, рециркуляционный люк и задвижки на вентиляторе открыты. В зависимости от температуры наружного воздуха включается большая или малая ступень мощности электрокалорифера. При форсированном режиме (используют, если температура ниже —20 °С) закрывают заслонку форсированного подогрева. Поступление свежего воздуха прекращается,
и вентилятором подается только рециркуляционный воздух. Кроме ТОГО, ДЛЯ вентиляции кабины машиниста в летнее время можно открыть боковые окна и нагнетательные патрубки, смонтированные у лобовых окон кабины.
На каждом вагоне электропоездов ЭР9М и ЭР9Е устанавливают по одной аналогичной вентиляционной установке, но с двигателями переменного тока, имеющими максимальную частоту вращения 23 об/с. Система вентиляции имеет три режима: летний, переходный и зимний. Летний режим аналогичен такому же на вагонах ЭР2, причем подача одного вентилятора 1,12 м3/с, а другого (при одном закрытом заслонкой всасывающем отверстии) 0,72 м3/с. В переходные периоды (осенне-зимний и зимне-весенний) в зависимости от температуры наружного воздуха работает только один вентилятор.
При температуре наружного воздуха от +18 до —20 °С один вентилятор подает в пассажирское помещение 0,665 м3/с свежего воздуха, а при температуре ниже —20 °С другой — 0,42 м3/с. Кроме того, в зимнее время создается рециркуляция. При открытых рециркуляционных люках количество воздуха, нагнетаемого через них в вагон, составляет 30—40% общего количества
подаваемого воздуха. Аналогично выполнена вентиляция и в вагонах электропоезда ЭР2Р. Туалетные помещения в вагонах вентилируются дефлекторами 8.
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).
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:
— 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.
Зачем при наличии электропитания нужен старый добрый угольный котёл в вагоне
Это преобразователь питания пассажирского вагона дальнего следования. В современном вагоне электричество нужно почти для всего, начиная от 5 Вольт в розетках USB, 220 В в розетках для пассажиров в каждом купе и на микроволновке у проводника, 110 В для системы управления. И ещё не считая таких мелочей, как насосы, водонагреватели, кондиционеры, обеззараживатели и моторы дверей.
Без питания вагон не живёт. Вообще. Даже если сломать вагонный аккумулятор, ваш вагон сможет пользоваться аккумулятором соседнего — это есть в протоколе энергообмена (с точки зрения второго проводника, к нему подключится ещё один потребитель).
И при этом всём даже на самые современные вагоны продолжают ставить угольные котлы.
Как устроен вагон
Чтобы разобраться в том, почему нужен угольный котел, давайте сначала разберёмся, какие вообще основные подсистемы есть у вагона. Вот самый простой случай:
Вагон может цепляться к тепловозу, электровозу или ещё какому-нибудь изобретению сумрачного русского гения. Про дизельные электрички мы уже рассказывали. Есть три варианта передать электричество вагону.
По высоковольтной трассе напряжением 3000 Вольт, вот такой:
По «аварийному» каналу для питания от аккумулятора соседнего вагона 110 Вольт примерно вот через такие коммуникации:
И ещё механическим путём. То есть вращая его колёса. Это настолько элегантное решение, насколько вообще возможно при обеспечении универсальности. Выглядит это вот так:
Это генератор, работающий от вращения колёсной пары. Он связан карданом с одной из колёсных пар, и благодаря вращению пары вращается и вал, генератор вырабатывает электричество.
Что-то тянет за собой вагон, колёса у него крутятся, и часть усилия передаётся на генератор вагона. Генератор представляет собой стандартную схему — «перевёрнутый» электродвигатель.
Кардан можно вручную отсоединить. Это нужно на случай, если что-то заклинит в генераторе и он будет работать как тормоз. В этом случае срабатывает предохранительная муфта и генератор начинает вращаться вхолостую. Отсоединение кардана — это аварийный случай по механическим повреждениям. В случае более высокоуровневых поломок срабатывает предохранитель и генератор начинает вращаться вхолостую.
Различия между автономными вагонами и вагонами с трассой
Вагон с таким генератором, очевидно, катится чуть хуже (с большим усилием), чем вагон без генератора. Потому что на работу этого самого генератора тратится механическая энергия. С точки зрения того, что этот вагон тянет, автономная модель более «шершавая», чем без генерации. Это означает большие потери, например, топлива. Что вполне логично.
С другой стороны, автономные вагоны универсальны и могут входить в состав любого поезда. У них есть полная обратная совместимость с даже паровозами (теми самыми, которые на пару, которые стоят в виде экспонатов на вокзалах) — если прицепить их к такому, получится подвижная паровая электростанция.
Все вагоны оснащены высоковольтной магистралью (для отопления). Не на всех она используется для питания собственных нужд вагона — тогда ставят генератор. Причина в том, что современные вагоны делают с беззазорной сцепкой и герметичным межвагонным переходом, а старая сцепка «гармошкой» (через которую «прорезинивались» некоторые зайцы, причём не всегда выживая в процессе) геометрически несовместима с новыми стандартами. Беззазорная сцепка и герметичный межвагонный переход — это разные поколения вагонов. В итоге мы имеем два стандарта, и всё идёт к тому, что герметичная сцепка будет побеждать.
Естественно, какой вагон выбрать и заказать, решает перевозчик.
Аккумулятор
По очевидным причинам на стоянках и до скорости 35 км/ч от генератора энергия не поступает. Поэтому нужен аккумулятор.
Аккумулятор монтируется во взрывозащищённом боксе (если что-то пойдёт не так, стенка бокса отстрелится и взрывная волна пойдёт наружу от поезда, что быстро и относительно безопасно её погасит). Вот такой же отсек на двухэтажном вагоне:
Напряжение бортовой сети вагона — 110 Вольт. Аккумуляторы ставятся и кислотные, и щелочные — заказчик по региону эксплуатации выбирает разные батареи.
Срок более-менее нормальной эксплуатации аккумулятора — 5–7 лет в хороших условиях. На практике случаются ситуации глубокого разряда без возможности восстановления батареи — например, когда вагон оставили в поле на морозе и некоторое время не трогали. Батарея уходит в критический разряд, и всё.
Ещё один ящик под одноэтажным вагоном — ПСН (преобразователь собственных нужд).
Это устройство, которое управляет всеми источниками энергии вагона на входе и раздаёт всем устройствам вагона нужный ток на их входы. В том числе вот на эти розетки:
Проводники, кстати, рассказывают, что особо продуманные граждане уже возят с собой полуторакиловаттные чайники. И ничего, сеть выдерживает. Но это экстрим уже, потому что допустимая мощность розеток в купе — 100 Вт. Больше — это грубое нарушение условий эксплуатации.
Напряжение 110 Вольт вагонной сети гуляет в пределах от 100 до 144 Вольт, и это нормальная ситуация. Раньше у проводника был вольтметр и на нём было видно реальное напряжение. Сейчас стрелочный вольтметр спрятан под панель с сенсорным экраном, а на экране видно данные мониторинга на картинке с разбиением по подсистемам: лучше смотреть на десятки показателей, но раньше ориентировались на опыт и вольтметр.
Все бортовые приборы (включая кулер для воды, который вместо титана в современных вагонах) рассчитаны на этот диапазон напряжений.
ПСН также управляет зарядом батареи. Одна из важнейших частей электроники вагона — организация правильного режима подзарядки (в частности, в аккумуляторном боксе есть датчик и в зависимости от температуры выбирается режим).
Так зачем котёл?
Вагоны в России рассчитаны на диапазон от –50 до +50 градусов. Именно такие производит для заказчика Тверской вагоностроительный завод (все фотографии в посте из цехов). Чтобы эксплуатировать вагон в условиях –50 градусов, нужна система отопления. А она требует очень много энергии. Если есть высоковольтная трасса и на ней есть напряжение, водонагреватель работает от электричества.
Если же поезд двигается по неэлектрифицированному участку железной дороги и при этом нет мощного генератора где-то в составе поезда (когда они есть — это специальные случаи), то нужно где-то брать дополнительную энергию на обогрев.
Её получают химическим образом — просто сжигая дрова и уголь.
А вот так загружают ТВЭЛы:
На самом деле это, конечно, теплоэлектронагреватели, которые монтируются в основание котла.
В двухэтажных вагонах котла и титана нет, равно как и водяного отопления. Только электрика. В двухэтажных вагонах везде централизованное снабжение: нет 3000 Вольт, вагон может работать только на критичные системы на 110 Вольтах от соседнего. Но их пускают только по маршрутам, где полная электрификация пути, поэтому проблем нет.
Вот и всё. Да, мы сейчас говорили про пассажирский вагон дальнего следования. В метровагонах и вагонах электричек может устанавливаться другая система отопления — с раздельным водным контуром и электрокалориферами или вообще без водного контура.
Назначение калорифера и его месторасположение
Служит для нагрева холодного воздуха зимой, подаваемого лопастями вентилятора и подачей нагретого воздуха через вентиляционные решетки внутрь вагона. На вагонах постройки КВЗ применяются водяные калориферы. Работают под действием воды из котла. На новых вагонах постройки ТВЗ электрокалорифер. Калорифер располагается в воздухопроводе между диффузором (сужающаяся часть воздухопровода) из брезентовых соединений и конфузором (расширяющаяся часть воздухопровода).
Система отопления пассажирского вагона модели 61-4447 (2008г.)
Устройство
1 – кран проверки уровня теплоносителя в расширителе котла;
2,3 – краны для выпуска воздуха из компенсационного бака;
3 – кран для слива теплоносителя;
4 – для подачи теплоносителя в калориферы кондиционера;
5 – кран для демонтажа электрического насоса и фильтра системы отопления бака компенсационного;
6 – кран для слива теплоносителя из бака компенсационного;
7,8 – отключение разводящих труб сети отопления;
10 – для заполнения системы отопления теплоносителя;
11 – кран для отключения калориферной ветви отопления;
12 – для слива теплоносителя из бака накопительного;
13 – для слива теплоносителя из фильтра;
15 – слив теплоносителя из бака запасной воды;
16 – для слива теплоносителя из котла;
17,19 – для удаления воздуха из труб отопления;
18 – кран для демонтажа электронасоса и фильтра компенсационного бака;
22 – кран заполнения и слива теплоносителя из системы обогрева накопительного бака;
30,35,36,39 – краны для отключения электронасоса;
34 – для слива теплоносителя из системы отопления;
37 – кран для отключения отопительного трубопровода на нижней возвратной трубе;
41- для слива теплоносителя из труб со стороны 4-местных отделений;
43 – кран для отключения отопительного трубопровода;
51 – кран для слива теплоносителя из калорифера;
52 – кран для неполного слива теплоносителя из котла;
53 – сливные краны ручного насоса;
60 – подача воды из системы холодного водоснабжения в бак запасной воды.
В летний период система отопления не работает, но должна быть заполнена теплоносителем во избежание интенсивной коррозии труб изнутри.
Отопление вагонов от контактной сети
Для вагонов с отоплением от контактной сети, эксплуатируемых на железных дорогах нашей страны, принята единая однопроводная система. Питание нагревательных приборов осуществляется от подвагонной высоковольтной магистрали, которая подключается через электровоз к контактной сети постоянного тока напряжением 3000 В или переменного однофазного тока напряжением 25000 В. При питании переменным током на электровозе устанавливается понижающий трансформатор.
На вагонах с электрическим отоплением от контактной сети предусмотрен автоматический режим работы электропечей и электрокалорифера под контролем термометров. В случае неисправности автоматики включение и отключение можно произвести вручную. Управление электрическим отоплением осуществляется с распределительного щита в служебном отделении. Электрический калорифер работает только при включенной вентиляции, так как при отсутствии потока холодного воздуха могут загореться брезентовые вставки воздуховода. При выходе из строя вентиляции электрокалорифер автоматически выключается.
Отопление от вагона-электростанции
На сети железных дорог эксплуатируются поезда с центральным электроснабжением от вагона-электростанции мощностью 600 кВт и напряжением 400/230 В трехфазного переменного тока частотой 50 Гц постройки Калининского вагоностроительного завода. Достоинство систем энергоснабжения трехфазного тока напряжением 380/220 В заключается в том, что электрическая энергия используется всеми нагрузками без преобразования Это значительно упрощает обслуживание, снижает затраты на эксплуатацию и ремонт, повышает условия выполнения требований правил техники безопасности.
Все потребители пассажирских вагонов питаются от вагона – электростанции через межвагонные соединения и электрическую магистраль, проложенную под каждым вагоном. Однако вагоны с электрическим отоплением напряжением 380/220 В трехфазного тока невозможно включать в поезда с другими источниками электроэнергии, так как в них отсутствуют источники электроэнергии для питания мощных потребителей этих вагонов. Кроме того, под каждым вагоном такой системы устанавливаются разделительные трансформаторы. Это связано с тем, что отсутствует специальный нулевой провод (нулевым проводом служит корпус вагона, соединенный постоянно с корпусом) для исключения протекания токов обратной полярности при неравномерной нагрузке фаз.
Перечисленные недостатки электрического отопления напряжением 380/220 В ограничивают постройку поездов с централизованным электроснабжением от вагона-электростанции. Эти поезда в основном применяют для туристских целей.
При электрическом отоплении вагонов с вагоном-электростанцией применяется комбинированная конвенкционно-калориферная система отопления. Комбинированная система состоит из электропечей мощностью 20 кВт и двухсекционного электрокалорифера мощностью 10 кВт.
В систему отопления входят вентиляционный агрегат, электропечи, электрокалорифер, подвагонная магистраль напряжением 380/220 В, аппаратура управления и защиты. Электропечи монтируются на полу вдоль боковых стен вагона и закрываются защитными перфорированными кожухами. Под печами для противопожарной безопасности прокладываются асбестовые плиты, покрытые оцинкованными стальными листами.
Комбинированное отопление
В комбинированной системе сохраняется обычное водяное отопление от водогрейного котла. Вода может нагреваться электроэнергией или твердым топливом.
На пассажирских вагонах с комбинированным отоплением вместо обычных котлов с угольной топкой устанавливают комбинированный электроугольный котел. При такой системе разводка труб в вагоне, циркуляционный водяной насос и контрольно-измерительные приборы системы отопления не изменяются.
Отличие конструкции элементов системы комбинированного отопления от традиционной системы водяного отопления состоит в том, что водяная рубашка котла расширена и в ней размещены высоковольтные трубчатые
нагревательные элементы. Электронагреватели высокого напряжения собраны в две группы по 12 элементов, соединенных параллельно. Группа состоит из двух секций, соединенных параллельно, а секции состоят из шести элементов, каждый на напряжение 500 В и соединенных последовательно. Таким образом, соединение шести элементов на напряжение 500 В обеспечивает возможность их включения на напряжение 3000 В. Управление комбинированным отоплением производится с распределительного щита, на котором имеется переключатель режимов, а также переключатель комбинированного нагрева на ручной и автоматический режим, поддержание которого производится терморегулятором, воздействующим на аппаратуру управления работы циркуляционного насоса системы водяного отопления.
Водяное отопление
Система водяного отопления всех пассажирских вагонов служит для обеспечения требуемого температурного режима внутри вагона независимо от температуры наружного воздуха. При температуре снаружи минус 40 °С внутри вагона она должна быть не ниже плюс 18 °С, при отоплении твердым топливом и в пределах плюс 20 
2 °С при отоплении электрической энергией. Верхний предел температуры при отоплении твердым топливом не регламентируется, однако необходимо стремиться, чтобы она не превышала 22–23 0 С, так как в комплексе с относительной влажностью воздуха 30–60%, скоростью воздуха в зоне головы спящего пассажира около 0,25 м/с, запыленностью не более 1 мг/м 3 эта температура создает наиболее комфортные условия пребывания пассажира в вагоне. Система водяного отопления включает в себя: отопительный котел с расширителем и коллектором, калорифер (водяной или электрический) с вентилятором для подогрева поступающего в вагон наружного воздуха, сеть отопления, ручной насос, электронасос (циркуляционный насос с электроприводом), соединительные трубопроводы, наливную трубу, водяные обогреватели наливных труб системы водоснабжения, возвратную трубу с пробкой, трубопроводы для выпуска воздуха, контрольные приборы, арматуру для регулировки и управления системой. Отопительный котел, ручной и циркуляционный насосы, часть трубопроводов, арматуры и приборов расположены в котельном помещении.
Водогрейный котел может отапливаться либо твердым топливом (углем), либо электрической энергией благодаря расположенным внутри котла электрическим нагревательным элементам. Когда для нагрева воды применяется только твердое 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 также является вода. И при водяном, и при комбинированном отоплении в пути следования вагона водяной или электрический калорифер должен работать постоянно, чтобы был обеспечен требуемый температурный режим.
Сеть отопления состоит из верхних разводящих труб, расположенных над потолком по коридорной стороне, стояков, и нижних обогревательных труб, образующих две ветви. Соединение труб фланцевое. Для доступа к фланцевым соединениям предусмотрены люки в потолке. Нижние обогревательные трубы выполнены с ребрами. Отопительные трубы закрыты щитками.
В летний период система отопления хотя и не работает, но должна быть заполнена водой во избежание интенсивной коррозии труб изнутри. Ручной насос поршневого типа предназначен для пополнения системы отопления водой из системы водоснабжения.
Электронасос, установленный на полу котельного помещения, состоит из циркуляционного насоса и электродвигателя. Циркуляционный насос служит для усиления циркуляции воды в системе, когда естественная циркуляция воды не обеспечивает нагрев воздуха в вагоне до необходимой температуры при низких температурах наружного воздуха. Он состоит из всасывающего и нагнетательного корпусов, и крыльчатки с валиком.
Соединительные трубопроводы соединяют отдельные составные части системы между собой.
Наливная труба с наливной (заправочной) головкой и запорным вентилем предназначена для заполнения системы отопления водой от водоразборной колонки на станционных путях. Концы наливных труб оборудованы водяными обогревателями, предохраняющими трубы от замерзания в зимнее время.
Обогреватель состоит из корпуса, через который проходит наливная труба, заканчивающаяся наливной головкой, трубы, подающей горячую воду из системы отопления, и трубы, удаляющей ее в систему отопления, а также сливной пробки с прокладкой. В зоне пола обогреватель заполнен теплоизоляцией и заключен в кожух.
Возвратная труба с пробкой служит для соединения обогревательного трубопровода со стороны служебного отделения с котлом, а также для сбора и удаления механических примесей, находящихся в воде.
Трубопроводы для выпуска воздуха, выведенные под вагон, предназначены для удаления воздуха при заполнении системы и при эксплуатации во избежание образования воздушных пробок и самопроизвольного отключения приборов и трубопроводов.
Контрольные приборы позволяют производить контроль за температурой и уровнем воды в системе. Контроль за температурой воды в котле при работе его на угле осуществляется с помощью дистанционного термометра, приемник которого вставляется в коллектор и крепится накидной гайкой. Указатель прибора выведен в служебное отделение. Управление работой котла на электроэнергии и контроль за ней осуществляются автоматически с помощью системы температурной автоматики. Защитные функции при работе системы обеспечивают вмонтированные в коллектор реле температуры и жидкостный выключатель, реагирующий на падение уровня воды в системе. Арматура для регулировки и управления системой включает в себя различные клапаны и краны, с помощью которых можно производить подключение различных приборов и трубопроводов. Для системы отопления применяется арматура с корпусами, изготовленными из стали, ковкого чугуна или цветных сплавов. Для удобства обслуживания к створке ниши кипятильника прикреплена табличка со схемой системы отопления, в которой указаны основные операции при работе с ней.
Принцип действия системы водяного отопления следующий: вода нагревается в котле и через коллектор поступает в верхние разводящие трубы сети и в стояки, а затем в нижние обогревательные трубы, где, отдавая тепло окружающему воздуху, охлаждается и вследствие разности температур в котле и стояках возвращается в котел. Образующийся пар отводится в расширитель. Направление движения воды при циркуляции в системе отопления показано стрелками на рис. 1. Для упрощения схема системы отопления показана на рисунке только с одной ветвью обогревательных труб, без калорифера, бойлера и центробежного циркуляционного насоса.
Так как вагоны поставлялись на наши дорогизаводами разных стран, они имеют некоторые различия в конструктивном исполнении отдельных узлов и деталей отопления и в расположении их на вагоне, однако схема и действия всех систем одинаковы.
Из котла 1горячая вода поступает в расширитель 3,который предназначен для приема избытка воды в системе, образующегося вследствие увеличения ее объема при нагревании и для текущего восполнения потерь воды в результате испарения. От расширителя идут две ветви отопительных труб вдоль боковых стен вагона. Каждая ветвь, отходящая от расширителя идет по верху до противоположного конца вагона, затем спускается вниз, образуя стояки 7. От стояков понизу вдоль стен проходят обогревательные трубы 8, которые присоединяются к нижней части котла. В верхних трубах предусмотрены краны 6 для удаления воздуха. Насос 12 предназначен для питания котла водой из запасного водяного бака и в необходимых случаях для циркуляции воды системе. Контрольные приборы 2 (термометр и гидрометр) служат для наблюдения за температурой и уровнем воды в котле.
Для спуска воды из котла, обогревательных труб и запасного бака предусмотрены краны 9, а для сбора и удаления выпавших из воды осадков – грязевики 13. Налив воды в систему производятся через трубу 4. Контроль за уровнем воды при заполнении расширителя осуществляется с помощью сигнальной (вестовой) трубы 11. Вентили 5 служат для регулирования температуры в помещениях вагона и разобщения отдельных элементов системы отопления, также для подачи воды в бачок 10 при заполнении котла водой и контроля за наличием воды в расширителе. Рассмотренная система отопления с верхней разводкой, труб является самой распространенной. Иногда в вагонах применяют систему отопления с нижней разводкой труб, которая более экономична, но требует обязательного применения циркуляционного насоса, так как в ней практически не происходит естественной циркуляции воды из-за малого гидравлического напора. Крупным недостатком такойсистемы является то, что при отказе насоса прекращается отопление вагона из-за отсутствия циркуляции воды в системе. Поэтому система водяного отопления с нижней разводкой труб в настоящее время на пассажирских вагонах почти не применяется. Помимо естественной циркуляции, применяется искусственная с помощью насосов ручных, поршневых и центробежных с приводом от электродвигателя.
Отопительный котел
Отопительный котел служит для нагрева воды, циркулирующей в системе отопления и ветви калорифера. Вода в котле нагревается путем электронагрева или сгорания в топке твердого топлива. Отопительный котел (рис. 2) состоит из наружной рубашки 9, внутри которой расположены газоход 10 и топочная камера 12. В нижней части камеры имеются колосниковые решетки 13 и зольник 1. В верхней части котла расположены прерыватель тяги 7, дымовая труба 5, расширитель 4 и коллектор 6. Верхняя часть газохода закрыта кожухом 8. Пространство между наружной рубашкой и топочной камерой с газоходом заполняется водой. Загрузка топлива на колосниковые решетки производится через люк топки 3. Воздух под колосниковую решетку подается через люк зольника 1. Над люком зольника расположен шуровочный люк 2 для прочистки колосниковых решеток и удаленияобразующихся шлаков. На конусе котла со стороны коридора предусмотрен лючокдля очистки газохода от сажи.
Для нагрева воды при помощи электроэнергии в водяную рубашку котла вертикально вмонтированы двадцать четыре высоковольтных трубчатых нагревателя 11, которые распределены по всему периметру котла, за исключением зоны, где расположены люки топки, зольника и шуровочного люка. Нагреватели крепятся к фланцу топки котла через прокладки из паронита.
Расширитель 4 служит для сбора расширившейся при работе системы воды. Коллектор 6 предназначен для подсоединения трубопроводов и установки приборов. Наибольшая температура воды в котле 90–95 °С.
Прерыватель тяги 7 автоматически обеспечивает примерное постоянство расхода воздуха через топку котла. Принцип работы прерывателя тяги основан на использовании разности давлений внутри и снаружи котла. Уменьшение давления внутри дымовой трубы, возникающее при движении вагона, приводит к приоткрыванию заслонки прерывателя. При этом к верхней части дымовой трубы котла подсасывается воздух из котельного отделения. Это приводит к снижению тяги в самом котле. При выравнивании давления заслонка прерывателя возвращается в исходное положение.
Для поддержания в вагоне температуры не ниже 18 0 С режим топки котла должен быть таким, чтобы обеспечивалась соответствующая зависимость температуры воды на выходе из котла‚от температуры наружного воздуха. Проводник обязан наблюдать при этом, чтобы вода в котле не кипела, а уровень воды в расширителе был на уровне кромки трубы водопробного крана для проверки уровня воды в котле. На вагонах, оборудованных системой программного управления работой котла, указанная зависимость обеспечивается автоматически при работе электронагревателей.
Режим водяного отопления
Система водяного отопления может работать в следующих режимах:
обогрев помещений вагона отопительными трубами и подогретым воздухом;
обогрев отдельными ветвями отопительных труб с усилением циркуляции воды (при необходимости) с помощью ручного насоса;
усиление подогрева вентиляционного воздуха с помощью циркуляционного насоса (при этом следует поддерживать интенсивное горение топлива);
обогрев подогретым воздухом при отключенных обогревательных трубах (этот режим применяется при плюсовых температурах наружного воздуха);
обогрев отопительными трубами при выключенной принудительной вентиляции.
Режим работы системы отопления устанавливает проводник в зависимости, от температуры наружного воздуха и воздуха внутри вагона, от населенности вагона и времени года.
Дата добавления: 2019-07-15 ; просмотров: 454 ; Мы поможем в написании вашей работы!