Будова та технічні дані системи кондиціонування повітря пасажирського вагону МАБ-2
Завантажити конспект в форматі “docx” ви можете в кінці опису
Кондиціонер, вбудований в пасажирський вагон, повинний на протязі всього року забезпечувати необхідні параметри повітря, сприяти гарному самопочуттю пасажирів. Літом кондиціонер забезпечує охолодження вагона згідно заданим температурам. Взимку температура в ресторанах та в підсобних приміщеннях регулюється водяним опаленням в залежності від температури припливного повітря.
Таблиця 2.1 – Техніко-експлуатаційні показники установки кондиціонування повітря МАБ-ІІ[3]
Найменування характеристики величина
1. Струм і номінальна напруга електрозабезпечення, В Постійний, 110
2. Потужність генератора, кВт 28
3. Кількість повітря яке подається в вагон, м3/год 4000, 5000
4. Тип і марка компресора “V”
5. Холодопродуктивність, кВт 31,4
6. Холодопродуктивність при t з =+40°C і ϕз =30%, ккал/год 27000
7. Площа поверхні повітроохолоджувача, м2 100
8. Площа поверхні конденсатора, м2 185
В літній час при роботі в режимі охолодження і в час перехідних періодів року в залежності від температури припливного повітря чи температури відведеного повітря автоматика на режимі охолодження вмикає окремі ступені продуктивності холодильної установки відповідно тепловому навантаженню. При перехідному режимі з електричним опаленням кондиціонер працює автоматично, а в режимі опалення тільки частково автоматизованим способом. В випадку виходу з ладу автоматики або в цілях випробувань, холодильна установка може працювати з ручним керуванням. Конструктивно кондиціонер складається з трьох основних систем які забезпечують потребу у використанні даного агрегату, це вентиляційна система, система опалення і система охолодження.
Рисунок 2.1 – Принципова схема установки кондиціонування повітря МАБ-ІІ: 1- змішувальна камера; 2 – фільтр; 3 – вентилятор; 4 – випарник-повітроохолоджувач; 5 – підігрівач повітря в зимовий час; 6 – повітророзподільник; 7 – конденсатор; 8 – компресор; 9 -металічний лист з отворами (“мультивент”); 10 – дросельний клапан (терморегулюючий вентиль).
Вентиляційна система складається з влаштованого в дах агрегату, каналу припливного повітря з попередніми розподільниками (рис. 2.2), з каналу рециркуляційного повітря, з зовнішніх повітрозбірників з засовками та з повітряних фільтрів. Влаштований в дах агрегат складається із всіх необхідних для приготування повітря конструктивних вузлів (подвійний вентилятор, повітроохолоджувач з краплевідділювачем і повітронагрівачем). Подвійний вентилятор складається з двох радіальних вентиляторів низького тиску, робочі колеса яких встановлені з обох сторін на кінцях вала двигуна постійного струму, потужністю 1,7 кВт [1]. Щоб уникнути безпосередньої передачі коливань вентилятора на кузов вагону подвійний вентилятор встановлений на віброамортизаторах. Пружні дифузори між каналом рециркуляції повітря і повітрозбірниками подвійного вентилятора, а також між вихідними отворами подвійного вентилятора і нагнітаючою камерою запобігають передачу коливань на канали циркуляційного і припливного повітря.
Перехідний канал з’єднує вмонтований в дах агрегат з каналом припливного повітря. Необхідна для повітрообміну кількість зовнішнього повітря вентилятор всмоктує через отвори над дверима. Максимальна подача вентилятора 5000 м3/год повітря в літній період (в тому числі зовнішнього 1000 м3/год), взимку – 800 м3/год [1]. На заводі – виробнику встановлена необхідна для обміну кількість зовнішнього повітря за допомогою відкритого регулюючого положення засовки на певну величину. Зміна заводського регулювання засовки не дозволяється. Після змішування зовнішнього повітря з циркуляційним повітрям, припливне повітря пропускається через змочений маслом пластинчатий фільтр і очищується перед попаданням в вентилятор від захоплених часток пилу. Після підготовки припливного повітря в вмонтованому в дах агрегаті, це повітря потрапляє з припливного каналу через регулюючі попередні розподільники (система “Мультивент”) і через дірчаті стелі в усі купе вагона. Так як швидкість припливного повітря дуже низька, пасажири не відчувають ніякого неприємного протягу.
Рисунок 2.2 : Розміщення агрегатів установки кондиціонування повітря МАБ-ІІ в пасажирському вагоні: 1- вентилятор, охолоджувач, нагрівач, фільтр та змішувальні камери; 2 – пульт управління; 3 – канал припливного повітря; 4 – генератор; 5 – акумуляторна батарея; 6 – конденсатор; 7 – компресор.
Принцип роботи системи вентиляції заключається в тому що в камері змішувача усмоктуване свіже повітря змішується з рециркуляційним повітрям яке надходить з приміщень вагону, після чого це повітря очищується змоченими маслом фільтрами і подається подвійним вентилятором через нагнітальну коробку, повітроохолоджувач, повітропідігрівач і перехідний канал в канал припливного повітря. Повітря з припливного каналу (згідно програми, вибраної вимикачем управління кондиціонером, припливне повітря охолоджується в повітроохолоджувачі або ж нагрівається в водяному або електричному повітропідігрівачі) , потрапляє через попередні розподільники і через дірчаті стелі в приміщення вагону. Незначний збитковий тиск в вагоні запобігає проникненню пилу ззовні.
Відпрацьоване повітря виходить через отвори в перегородці обох приміщень вагону і частково потрапляє через прорізи в стелі в канал рециркуляційного повітря, а звідти назад в змішувальну камеру. Частина витісненого з вагону повітря випаровується через нещільності вікон і дверей або через вбудований в дах статичний вентилятор назовні, а інша частина служить для обдування генератора. Система опалення – змішана. Вона складається з комбінованого опалення (котел з високовольтними нагріваючими елементами, розширювач, водяний калорифер, обігрівальні труби, циркуляційний насос, дросельна засовка) і низьковольтного електричного опалення з електропечами і електрокалорифером. Теплопотужність котла при роботі на твердому паливі 34,9 кВт (30000 ккал/год), при електричному обігріві – 50 кВт [1].
Циркуляція води в калорифері регулюється автоматично термостатом і соленоїдним вентилем. Циркуляційний насос вмикається вручну і контактними термометрами, соленоїдні вентилі, терморегулюючі вентилі, а також реле і контактори, розміщені в розподільчій шафі і в спеціальному ящику під вагоном. Електропечей – дев’ять по 0,5 кВт і чотири по 0,25 кВт. Нагрівальні прибори встановлені в купе, службовому відділенні і туалетах. В перехідний період року при зовнішній температурі плюс 5 °С електропечі працюють разом з електрокалорифером потужністю 6 кВт, який вмикається автоматично в залежності від температури в повітроводі.
В випадку не спрацювання автоматично чи виходу з ладу двигуна вентилятора електрокалорифер відключається через підвищення температури і розплавлення запобіжника плавкою вставки ВУДА в вигляді перемички, яка плавиться при температурі плюс 70 °С. Цей запобіжник розміщується під дахом косого коридору, і доступ до нього можливий через спеціальний люк. В зимовий час електрокалорифер не працює і повітря підігрівається тільки водяним калорифером. Електропечі взимку слугують як допоміжне опалення до комбінованого. При зовнішніх температурах нижче +5°С до мінус 40°С вимикач управління кондиціонером встановлюється в положення “Водяне опалення”. Одночасно потрібно топити котел водяного опалення. В цьому положенні вимикача управління кондиціонером ввімкнуті:
– подвійний вентилятор з низькою кількістю обертів;
– циркуляційний насос повітропідігрівача водяного опалення;
– допоміжне електричне опалення ресторану.
Так як витрата тепла в вагоні підвищується при падінні зовнішньої температури і знижується при підвищенні останньої, температура гарячої води змінюється в залежності від зовнішньої температури згідно змінам витрати тепла за рахунок більш чи менш інтенсивної топки котла водяного опалення.
Через ребристі труби повітропідігрівача водяного опалення протікає гаряча вода, циркуляція якої здійснюється за допомогою циркуляційного насоса. Припливне повітря омиває з зовнішньої сторони нагріті ребристі труби і нагрівається при цьому. Режим роботи під час перехідних періодів року. Якщо температура повітря в ресторані влітку або восени з-за несприятливої погоди знаходиться нижче 20°С, тоді вимикач управління кондиціонером переводиться в положення “Электрическое отопление”. При цьому положенні вимикача управління кондиціонером, включені:
– Подвійний вентилятор з низьким числом обертів;
– електричний повітропідігрівач;
– допоміжне електричне опалення в купе.
Рисунок 2.3 – Компресор типу “V”: 1 – сальник; 2 – нижня кришка; 3 – колінчатий вал; 4 – фільтр для масла; 5 – масляний реверсивний насос; 6 – корпус; 7 – шатунно-поршнева група; 8 – головка циліндра з клапанами і регулюючим пристроєм.
Припливне повітря омиває нагрівальні елементи електричного повітропідігрівача і нагрівається при цьому. Компресорна холодильна установка з регулятором продуктивності працює на неотруйному хладоні Ф-12 (CF2 CL2). Складається з компресорного агрегату, конденсаторного агрегату, повітроохолоджувача, щита з приборами та з необхідних регулюючих і запобіжних пристроїв. Система охолодження складається з: 1) компресорного агрегату, який підвішений на віброамортизаторах до рами вагону, в його склад входить компресор типу Vм (рис. 2.3.), який приводиться в дію електродвигуном постійного струму, потужністю 13 кВт [1], пружної кулачкової муфти і коробки з магнітними вентилями, працюючими в якості органів управління для регулювання продуктивності компресора.
Компресор з’єднаний безпосередньо з електродвигуном постійного струму за допомогою пружної кулачкової муфти. Всі вузли компресорного агрегату встановлені на опорній рамі. Чотирьохциліндровий компресор з V-подібним розміщенням циліндрів оснащений засобом для припідняття клапанів з ціллю регулювання продуктивності. В залежності від вибору або в залежності від витрати холоду в вагоні, компресор може працювати в одно-, двох- або чотирьохциліндровому режимі.
Управління засобами для припідняття клапанів здійснюється паром холодоагенту з нагнітаючої сторони холодильної установки. Для запобігання передачі компресорних коливань на конденсаторний агрегат або на вмонтований в дах агрегат, в трубопроводах нагнітання і всмоктування встановлені гнучкі металеві шланги з дротяною опліткою; 2) конденсаторного агрегату який на гумових опорах підвішений на рамі вагона і охолоджується вентилятором з електродвигуном потужністю 1,7 кВт [1]. Відсмоктуваний з повітроохолоджувача і стискуваний потім компресором пар холодоагенту охолоджується і конденсується в конденсаторному агрегаті, після чого він подається через ресивер до терморегулюючих вентилів вбудованих в дах агрегату.
Конденсаторний агрегат складається з конденсатора, осьового вентилятора, закріпленого на кінці вала електродвигуна постійного струму, ресивера та трьох фільтрів осушувачів. Також конденсатор складається з декількох рядів горизонтальних і вертикальних ребристих труб. Теплопередаюча поверхність конденсатора 185 м2, випарника – 100 м2 [1]. В конденсаторі відбувається охолодження стиснутого компресором пару холодоагенту і конденсація останнього на внутрішніх поверхнях стін ребристих труб конденсатора.
Рідкий холодоагент збирається в ресивері. В випадку проведення ремонтних робіт холодильної установки, весь холодоагент який знаходиться в установці може бути прийнятий ресивером, за виключенням залишку який знаходиться в конденсаторі. Фільтри-осушувачі виконують дві задачі. По перше вони служать в якості фільтрів для уловлювання часток бруду, по друге в фільтрах-осушувачах знаходиться синтетичний сушильний агент який поглинає можливі в холодоагенті частки води.
Таким чином терморегулюючі вентилі оберігаються від замерзання і одночасно запобігається утворення кислоти, яка могла б визвати корозію на частинах установки, а також хімічний розклад холодоагенту і масла для холодильних машин, що в свою чергу веде до виходу з ладу холодильної установки; 3) ресивера ємкістю 36 л [1]; 4) повітроохолоджувача з вологовідділювачем і двох терморегулюючих вентилів. Повітроохолоджувач холодильної установки є вузлом вбудованого в дах агрегату. В повітроохолоджувачі випаровується рідкий холодоагент, який впорскується туди терморегулюючим вентилем через розподілювач рідини. Теплота, необхідна для випаровування впорскуваного холодоагенту, відводиться від протікаючого через повітроохолоджувач припливного повітря, за рахунок чого відбувається охолодження останнього.
Повітроохолоджувач складається з двох однакових за величиною і вставлених один в одну секцій ребристих труб, двох магнітних вентилів, двох терморегулюючих вентилів і двох розподілювачів рідкого холодоагенту. Перед обома терморегулюючими вентилями знаходяться по одному магнітному вентилю, запобігаючи допоміжному випаровуванню холодоагенту в випадку зупинки компресора. Якщо компресор в зв’язку зі зниженням витрати холоду в вагоні працює тільки на двох циліндрах або на одному циліндрі, тоді відкривається тільки один магнітний вентиль і холодоагент подається тільки на одну секцію повітроохолоджувача. За останнім рядом ребристих труб повітроохолоджувача знаходиться краплевідділювач, що складається з хвилястих пластин і запобігаючий віднесенню крапель води в канал припливного повітря разом з потоком останнього. Віднесені потоком припливного повітря з повітроохолоджувача краплі конденсаційної води відділяються в краплевідділювачі і збираються в піддоні, який знаходиться під повітроохолоджувачем (випарником). Захист від підвищеного тиску на нагнітальній стороні компресора забезпечує реле високого тиску.
Вологовідділювач призначений для затримки вологи, яку захоплює повітря. Він складається з вертикально розміщених пластин, на котрих водяні краплі затримуються і після відводяться в піддон, встановлений під випарником. В систему охолодження заправляється 40 кг хладона, в компресор – 4 кг масла марки ХФ-12 [1]. – приладової дошки яка розташована в боковому коридорі вагону. На ній розміщені: манометр для контролю низького тиску (в повітроохолоджувачі) , манометр для контролю високого тиску (в конденсаторі) і манометр для контролю тиску мастила (в компресорі). Для підвищення терміну служби манометрів ручні запірні клапани слід відкривати тільки для цілей контролю. Під час роботи холодильної установки необхідно за допомогою ручних запірних клапанів тримати зачиненими всі манометри. Крім того на приладовій дошці знаходиться ще вимикач максимального тиску, вимикаючий холодильну установку, як тільки тиск конденсації перевищить максимально допустимий рівень.
Якщо ланцюг двигуна компресора розмикається вимикачем максимального тиску з-за недопустимо високого тиску конденсації (манометр тиску конденсації показує тиск 17 кгс/см2) , тоді необхідно знайти причину високого тиску конденсації і усунути її, перед тим як знову ввімкнути двигун компресора. Після чого слід зняти блокування повторного включення і знову ввімкнути холодильну установку. 5) регулюючого пристрою який охоплює всі прилади, необхідні для автоматичної роботи кондиціонера. До регулюючого пристрою відносяться: термостат припливного повітря, термостати в приміщеннях, а також необхідні реле управління і опору. Ці прилади знаходяться в самому вагоні або на електричному розподільчому щиті в бічному коридорі.
Повітряні контактори, реле часу і опору, необхідні для пуску двигуна компресора і конденсатора та для регулювання їх роботи, знаходяться в приборному ящику під вагоном. Термостат припливного повітря. Термостат припливного повітря знаходиться в каналі припливного повітря. Він оснащений вищевказаними контактними термометрами: а) контактний термометр 12°С, 1 шт., б) контактний термометр 14°С, 1 шт., в) контактний термометр 18°С, 1 шт., г) контактний термометр 20°С, 1 шт. Контактні термометри являють собою керовані температурою електричні вимикачі, які при досягненні номінальної температури замикає ланцюг струму.
Контактний термометр на 12°С, наприклад, замикає ланцюг напруги при температурі припливного повітря 12°С. Контактні термометри в термостаті припливного повітря виконують наступні функції: – Контактний термометр на 12°С . При температурі припливного повітря менше ≤12°С вимикає холодильну установку. – Контактний термометр на 14°С . При температурі припливного повітря менше ≤14°С перемикає холодильну установку з чотирьох циліндрів на роботу на двох циліндрах. – Контактний термометр на 18°С. При температурі припливного повітря нижче 18°С на режимі опалення вмикає циркуляційний насос повітропідігрівач водяного опалення, який знаходиться в вбудованому в дах агрегаті. При температурі припливного повітря нижче 18°С при роботі на режимі перехідних періодів року контактний термометр включає електричний повітропідігрівач, розташований в вбудованому в дах агрегаті. – Контактний термометр на 20°С. При температурі припливного повітря більше ≥ 20°С на режимі опалення вимикає циркуляційний насос повітропідігрівач вбудованого в дах водяного опалення.
При температурі припливного повітря більше ≥20°С при роботі на режимі перехідних періодів року контактний термометр вимикає електричний повітропідігрівач вбудованого в дах агрегату. Термостати в купе. Ці термостати знаходяться в потоці відпрацьованого повітря безпосередньо над підлогою між обома ресторанами. Термостати обладнані слідуючими контактними термометрами: – термостат купе обладнаний контактними термометрами на 20°С і на 21°С, 1 шт., – термостат обладнаний контактними термометрами на 22°С, 23°С, 24°С, 25°С, 1 шт. Термостат для допоміжного електричного опалення.
Для індивідуального регулювання внутрішньої температури при роботі на режимі перехідних періодів року і на режимі опалення, кожне приміщення ресторану оснащене допоміжним електричним обладнанням. В зв’язку з термостатом для електричного допоміжного опалення температура приміщення може бути відрегульована в межах від 20°С до 24°С за допомогою багатопозиційного перемикача з написами: “Прохладно”, “Нормально” і “Тепло”. Термостат оснащений контактними термометрами на 20°С, 22°С і 24°С.
Якщо багатопозиційний вимикач, наприклад, встановлено в положення “Тепло”, тоді допоміжне електричне опалення вимикається автоматично, як тільки термостат досягне температуру 24°С. В випадку падіння температури на термостаті нижче 24°С відбувається автоматичне повторне включення допоміжного електричного опалення. Якщо багатопозиційний перемикач встановлено в положення “Прохладно”, тоді температура на термостаті регулюється на 20°С, а при положенні багатопозиційного перемикача “Нормально” відбувається автоматичне регулювання температури на 22°С аналогічно описаному регулюванню при положенні перемикача “Тепло”.
Термостат в умивальні. В умивальні знаходиться термостат з контактним термометром на 20°С, регулюючий температуру в умивальні автоматично. Вимикач управління кондиціонером. Вимикач управління кондиціонером знаходиться на електричному розподільчому щиті в бічному коридорі і має наступні положення: а) положення “Выключено” – це положення слід вибирати після закінчення рейсу або під час стоянки вагона на запасній колії. В цьому положенні кондиціонер вимкнений; б) положення “Водяное отопление”, – це положення слід вибирати при зовнішніх температурах нижче +5°С і до мінус 40°С.
Одночасно необхідно топити котел водяного опалення на торцевій стороні вагону; в) положення “Электрическое отопление” – це положення вимикача слід вибирати при роботі на режимі перехідних періодів року, коли потрібно допоміжне опалення; г) положення “Охлаждение” – це положення слід вибирати при роботі на літньому режимі, коли потрібно охолодження. При цьому положенні вимикача холодильна установка готова до експлуатації. За допомогою багатопозиційного перемикача для охолодження, який також знаходиться на електричному розподільчому щиті в бічному коридорі, можна вибирати температуру купе в залежності від зовнішньої температури так, щоб вона відповідала хорошому самопочуттю пасажирів. Багатопозиційний вимикач охолодження .
Багатопозиційний вимикач охолодження має наступні положення: а) положення “Охлаждение 1/3”. При цьому положенні вимикача холодильна установка працює на одному циліндрі без регулювання. Але в випадку зниження температури припливного повітря нижче 12°С, холодильна установка вимикається автоматично; б) положення “Охлаждение 2/3”. При цьому положенні вимикача холодильна установка працює на двох циліндрах без регулювання.
Якщо ж температура припливного повітря падає нижче 12°С, тоді холодильна установка вимикається автоматично; в) положення “Охлаждение 1/1”. При цьому положенні вимикача установка працює на чотирьох циліндрах без регулювання. При падінні температури припливного повітря на 14°С, холодильна установка перемикається автоматично на роботу на двох циліндрах. При подальшому падінні температури припливного повітря нижче 12°С, холодильна установка вимикається автоматично. При підвищенні температури припливного повітря вище 12°С, холодильна установка починає працювати на двох циліндрах. При подальшому підвищенні температури припливного повітря вище 14°С, холодильна установка холодильна установка перемикається автоматично на роботу на чотирьох циліндрах.
Також важливо, що положення вимикача “Охлаждение 1/3, 2/3 і 1/1” дозволяється встановлювати під час руху тільки при виходу з ладу автоматики, для чого слід використовувати спеціальний ключ, який знаходиться на електричному розподільчому щиті в бічному коридорі; г) положення “Охлаждение 4”. При цьому положенні вимикача температура ресторану регулюється автоматично за допомогою кімнатних термостатів в межах від 20°С до 22°С; д) положення “Охлаждение 5”. При цьому положенні вимикача температура ресторану регулюється автоматично за допомогою термостатів в межах від 21°С до 23°С; е) положення “Охлаждение 6”.
При цьому положенні вимикача температура ресторану регулюється автоматично за допомогою термостатів в межах від 22°С до 24°С; є) положення “Охлаждение 7”. При цьому положенні вимикача температура ресторану регулюється автоматично за допомогою термостатів в межах від 23°С до 25°С. Температура ресторану, вибрана багатопозиційним вимикачем для охолодження, при зовнішніх температурах вище 30°С повинна бути на 8-12°С нижче зовнішньої температури, а при зовнішніх температурах нижче 30°С, на 4-6°С нижче зовнішньої температури.
При зовнішній температурі 26°С, наприклад, слід було б встановити багатопозиційний вимикач в положення “Охлаждение 4” (температура ресторану 20-22°С), а при зовнішній температурі 35°С і більше слідувало б вибрати положення “Охлаждение 7” (температура ресторану 23-25°С). Сигнальні пристрої. Ввід в експлуатацію компресора вбудованого в дах вентилятора, підігрівача масла для компресора і електричного повітропідігрівач сигналізується на електричному розподільчому щиті в бічному коридорі лампочками тліючого розряду. Режим охолодження. Якщо температура в ресторані підвищиться понад межі приємної температури, тоді необхідно встановити вимикач управління кондиціонером в положення “Охлаждение”.
Одночасно багатопозиційний перемикач охолодження слід встановити, в залежності від внутрішньої і від зовнішньої температури повітря, на один з діапазонів автоматичного регулювання “Охлаждение 4” до “Охлаждение 7”. При цьому положенні вимикача включений, подвійний вентилятор з високим числом обертів та компресорна холодильна установка. Якщо встановити багатопозиційний перемикач охолодження, наприклад, в положення “Охлаждение 4” (діапазон регулювання 20-22°С), тоді холодильна установка регулюється за допомогою термостатів.
При зростаючій температурі повітря в ресторані вище 20°С, холодильна установка починає працювати в одноциліндровому режимі. Якщо при цьому температура повітря підвищується далі до 21°С, тоді холодильна установка перемикається автоматично на двохциліндрову роботу. При далі зростаючій температурі повітря вище 22°С, холодильна установка перемикається автоматично на чотирьохциліндровий режим. При падінні температури повітря в ресторані нижче 22°С холодильна установка перемикається автоматично на чотирьохциліндровий режим роботи.
При подальшому падінні температури повітря нижче 21°С, холодильна установка перемикається автоматично на одноциліндровий режим роботи. Якщо ж температура повітря в ресторані падає нижче 20°С, тоді холодильна установка вимикається. Регулювання у областях “Охлаждение 5” до “Охлаждение 7” відбувається аналогічно вищеописаному, відповідно даним межам температури. Запобіжні пристрої електричної установки. Економічна робота під час стоянки . Поки генератор не віддає енергію, робота холодильної установки обмежується на двохциліндровий режим. Вимикання під час стоянки. При падінні напруги батареї на 100 вольт внаслідок того, що генератор не дає енергії, холодильна установка вимикається автоматично за допомогою реле мінімальної напруги. Налаштування цього реле на напругу нижче 100 вольт веде до виходу з ладу кондиціонера.