МПС РФ
Уральский государственный университет
путей сообщения
Кафедра «Вагоны»
"ПАССАЖИРСКИЙ МЯГКИЙ КУПИРОВАННЫЙ ВАГОН"
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовой работе по дисциплине
«Холодильное оборудование вагонов и кондиционирование воздуха»
Введение
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.
В настоящее время все холодильные установки в пассажирских вагонах с кондиционированием воздуха, имеющие подвагонную компоновку, обладают недостаточно высокими технико-экономическими показателями.
Основные недостатки:
· 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 воздуха | Мягкий с двух и четырехместными купе |
мягко-жесткий с четырехместными купе («Микст») | жесткий с четырехместными купе |
| Завод-изготовитель | Им. Егорова | Им. Вильгельма Пика (ВНР) | В г. Аммендорфе (ГДР) |
| Система электроснабжения | Индивид. | Индивид. | Смешанная |
| Ток и номинальное напряжение | Постоянный 110В | Постоянный 110В |
Постоянный 110В Переменный 300В |
| Мощность генератора, кВт. | 26 | 26 | 28 |
| Емкость аккумуляторной батареи, А×ч. | 400 | 390 | 300 |
| Отопление | Водяное | Смешанное | Смешанное |
| Теплопроизводительность котла, кВт (ккал/ч.) | 38 (33000) | 38 (33000) | 46 (40000) |
| Мощность электропечей, кВт | – | 5 | 20 (300В) |
| Мощность электрокалориферов, кВт. | 16 | 5 | 6 (110В) |
|
Количество подаваемого воздуха, м3/ч. | 5000/3000/2000 | 3200 | 5000/4000 |
| Тип холодильной установки | КЖ‑25П | «СТОУН-КЭРРИЕР» | МАВ-II |
| Холодопроизводительность установки, кВт (ккал/ч.) | 29 (25000) | 25 (21000) | 31 (27000) |
| Тип компрессора | ФУ‑15 | 5F‑40 | «5» |
| Число цилиндров, шт. | 4 | 4 | 4 |
| Диаметр цилиндров, мм. | 76 | 63.3 | 80 |
| Ход поршня, мм. | 40 | 50 | 58 |
| Характеристика установки кондиционирования воздуха | Мягкий с двух и четырехместными купе |
мягко-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 холодопроизводительности | Три ступени, изменением частоты вращения вала | Четыре ступени, отжатие клапанов | Три ступени, отжатие клапанов |
| Установленная суммарная мощность электродвигателя холодильной установки (без вагонного вентилятора), кВт. | 13,2 | 10,6 | 14,7 |
| Масса холодильной установки, т. | 1,43 | 1,30 | 1,41 |
| Удельный расход мощности, кВт./1000 ккал/ч. | 0,44 | 0,50 | 0,60 |
| Удельная масса, кг/1000 ккал/ч. | 57,5 | 62 | 52,2
|