Электрооборудование пассажирских вагонов

Система вентиляции воздуха 

          Вентиляция воздуха предназначена для удаления воздуха из помещений вагона и замена его чистым наружным. Существует два вида вентиляции: естественная и принудительная. В пассажирских вагонах применяется как естественная, так и принудительная (механическая) вентиляция. По принципу работы вентиляцию разделяют на приточную, вытяжную и приточно-вытяжную. 
           Естественная вентиляция осуществляется с помощью каких-либо неподвижных устройств и не требует затрат энергии. Принудительная же вентиляция осуществляется с помощью центробежных или осевых вентиляторов и требует постоянной затраты энергии, в основном — электрической. 
           Современные пассажирские вагоны оснащены приточной вентиляцией с использованием центробежных вентиляторов, которая: 
           —создает необходимый воздухообмен, благодаря чему воздух внутри вагона обеспечивается достаточным количеством кислорода и ограничивается содержание углекислого газа, пыли и гнилостных примесей, образующихся в результате жизнедеятельности пассажиров; 
           —создает подвижность воздуха в зоне пребывания пассажиров; 
           —создает подпор воздуха в вагоне, препятствуя тем самым проникновению внутрь воздуха, не очищенного от пыли, зимой ненагретого, а летом неохлажденного воздуха, поступающего через неплотности в ограждениях; 
           —совместно с системой кондиционирования воздуха охлаждает вагон; 
           —при калориферном отоплении совместно с системой отопления обогревает вагон. 
           Естественная вентиляция (через открытые окна) является наиболее простым способом. Однако использование этого способа связано с существенными недостатками: возможность осуществления только в теплое время, отсутствие средств защиты от проникновения в вагон пыли, невозможность использования во время дождя, появление сквозняков и др. 
           Совершенным средством вентиляции вагона являются специальные вытяжные устройства — дефлекторы, которые могут использоваться в течение круглого года. 
           Однако они также имеют недостатки: низкую и неустойчивую производительность, образование разрежения воздуха в вагоне, приводящее к проникновению через неплотности ограждения кузова неочищенного наружного воздуха, а следовательно, к ухудшению условий проезда пассажиров. 
           Дефлекторы устанавливают на крыше и действуют по принципу эжекции (отсасывания воздуха) при обдувании наружным потоком. Верхняя рабочая часть дефлектора устроена так, что в ней под действием протекающего потока воздуха происходит разрежение, благодаря чему воздух из вагона всасывается в трубу и уходит наружу (рис. 5.20, а). 
           Наибольшее распространение в пассажирских вагонах получил унифицированный дефлектор ЦАГИ-ЦНИИ (рис. 5.20, б) Центрального аэрогидродинамического института, разработанный совместно с Центральным научно-исследовательским институтом железнодорожного транспорта (ныне ВНИИЖТ). Перечисленные выше недостатки естественной вентиляции ограничили ее применение. На современных пассажирских вагонах она используется только как подсобная: дефлекторы — для удаления воздуха через туалеты, окна — для проветривания вагонов во время их отстоя, когда система вентиляции не включается. 

          Механическая вентиляция в зависимости от способа притока воздуха в вагон подразделяется на две системы: без использования рециркуляции и с рециркуляцией воздуха. Принципиальная схема вентиляционной системы без использования рециркуляции воздуха пассажирского вагона включает в себя (рис. 5.21, а) заборные решетки 1, масляные фильтры 2, вентиляционный агрегат 3, диффузор 4, конфузор 6, нагнетательный воздуховод 7 и выпуски 8. Диффузор 4 и конфузор 6 по существу являются частями нагнетательного воздуховода, в котором установлен калорифер 5. Между крышей 9 и подшивным потолком 10 проходит нагнетательный воздуховод 7. 

          Особенности вентиляционной системы с использованием рециркуляции воздуха заключается в том, что в вагон подается смесь наружного и взятого из вагона и возвращаемого обратно воздуха. В пассажирских вагонах применяется частичная рециркуляция воздуха. Использование рециркуляционного воздуха требуется в процессе охлаждения и в отопительный сезон. 
           При использовании рециркуляции воздуха усложняется система вентиляции, так как появляются дополнительный рециркуляционный (возвратный) воздуховод, камера смешения воздуха, дополнительные фильтры, устройства для регулирования заданного соотношения количества наружного и рециркуляционного воздуха и специальные выпуски. Остальные составляющие остаются принципиально, а часто и конструктивно такими же. Принципиальная схема системы вентиляции с использованием рециркуляции воздуха показана на рис. 5.21, б.

Система кондиционирования воздуха 

          Система кондиционирования воздуха в пассажирских вагонах (рис. 5.22) служит для придания воздуху требуемых физико-химических свойств: температуры и влажности, содержания кислорода и углекислого газа, степени запыленности и т.п. Холодильное оборудование установок кондиционирования воздуха позволяет поддерживать в вагоне требуемые температурно-влажностные условия при высокой температуре окружающего воздуха и воздействии солнечной радиации. 

          В парокомпрессионном холодильном оборудовании в качестве хладагента используется дифтор-дихлорметан (хладон-12). В зависимости от рода тока, вырабатываемого системой электроснабжения, применяются бессальниковые компрессоры (со встроенным электродвигателем переменного тока) и сальниковые компрессоры, работающие на постоянном токе. Электроснабжение холодильного оборудования бывает централизованным — от контактной сети по поездной магистрали через преобразователи или от вагона-электростанции, а также автономным — от подвагонного генератора, приводимого от оси колесной пары вагона. Через решетки забора воздуха вентилятор всасывает рециркуляционный и наружный воздух, который проходит через очищающие фильтры и затем охлаждается в испарителе. Испаритель представляет собой набор оребренных трубок, в которых испаряется жидкий хладагент. Охлажденный воздух поступает в пассажирские помещения вагона через приточные решетки. 
           Установка рассчитана на поддержание температуры воздуха в вагоне 22—26 °С летом и относительной влажности 70 % или соответственно 40 °С и 30 % при максимальном тепловом воздействии солнечной радиации. Минимальная подача наружного воздуха 25 м³/ч на одного пассажира. В зависимости от типа вагона хладопроизводительность установки, удовлетворяющая этим условиям, должна составлять 28—35 кВт.