Установка кондиционирования воздуха для рельсового транспорта

УСТАНОВКА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА ДЛЯ РЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТА Изобретение относится к установке кондиционирования для рельсового транспортного средства,причем в размещенном на крыше транспортного средства аппаратном корпусе в форме ванны конструктивно смонтированы все необходимые для кондиционирования пассажирского салона узлы, в частности компрессор, конденсатор, вентилятор, фильтр, нагревательные элементы,датчики и система управления, причем они расположены в закрытом кожухом аппаратном корпусе в свободном монтажном пространстве на крыше транспортного средства таким образом,что образуют элемент крыши в контурном профиле транспортного средства. Задачу данного изобретения решают специфическим выполнением узлов воздухоподготовки и распределения воздуха, в результате чего обеспечивают полноценное качество кондиционирования и при долговременном прохождении туннелей.(71)(73) Заявитель и патентовладелец: ФАЙФЕЛЕЙ ТРАНСПОРТ ЛЕЙПЦИГ ГМБХ УНД КО. КГ (DE) Изобретение относится к установке кондиционирования воздуха для рельсового транспорта, причем в аппаратном корпусе в форме ванны конструктивно смонтированы все необходимые для кондиционирования пассажирского салона элементы, в частности компрессор, конденсатор, вентилятор, фильтр,нагревательные элементы, датчики и система управления и причем этот закрытый кожухом аппаратный корпус размещен на крыше транспортного средства в свободном монтажном пространстве таким образом, что он является элементом формы крыши в профиле контура рельсового транспортного средства. Для кондиционирования пассажирских салонов транспортных средств уже известно много технических решений. Для автобусов и рельсового транспорта подобные установки кондиционирования все чаще размещают на крыше транспортного средства, причем предпочтительно в профиле контура крыши. В документе US 6763669 B1 описана компактная и плоская установка кондиционирования со встроенными в единый унифицированный узел необходимыми функциональными блоками. Унифицированный узел собран из модулей и его можно усовершенствовать дополнительными аналогичными узлами различной мощности, чтобы в зависимости от конкретной категории транспортного средства кондиционировать разные объемы воздуха. Установка кондиционирования спроектирована для установки на крыше автобуса. В отличие от такой установки кондиционирования для автобусов в случае рельсового транспорта необходимо учитывать дополнительные аспекты, определяемые немного другими условиями эксплуатации. Наряду с основными техническими характеристиками принципа работы установки (коэффициент тока и напряжения, необходимая производительность по холоду и теплу, рабочие объемы воздуха и т.д.) необходимо, как правило, учитывать также более высокие скорость движения и количество пассажиров,а также возможность применения в экстремальных климатических условиях. В EP 0963895 A2 описана установка кондиционирования для рельсового транспорта с установленными на крыше транспортного средства несколькими необходимыми для кондиционирования узлами. Эти узлы расположены в общем отсеке, заключенном в кожух, что влечет за собой, однако, возвышение формы крыши. В DE 19913776 A1 описана установка кондиционирования для рельсового транспорта со всеми установленными в размещенном на крыше транспортного средства аппаратном корпусе в форме ванны блоками, необходимыми для кондиционирования, в частности компрессором, конденсатором, вентилятором, фильтром, испарителем и нагревательными элементами. Кроме этого в аппаратном корпусе установлены защитные решетки, заслонки и блоки управления подводом воздуха. Таким образом, создана компактная установка кондиционирования с возможностью размещения в изначально имеющемся свободном монтажном пространстве на крыше транспортного средства без образования возвышения конструкции крыши. Аналогичное техническое решение описано в DE 102009056968 B3, причем все необходимые для кондиционирования пассажирского салона узлы также встроены в аппаратный корпус в форме ванны на крыше рельсового транспортного средства. Этот аппаратный корпус дополнительно закрыт сверху секцией кожуха таким образом, что она образует часть крыши в профиле контура рельсового транспортного средства. Перечисленные устройства предназначены принципиально для кондиционирования пассажирских салонов рельсового транспорта. Но могут возникнуть проблемы, если необходимо проезжать длинные туннели. Из-за расположения воздуховодов, по меньшей мере, в узком пространстве туннеля возникают проблемы с достаточной подачей свежего воздуха и отводом отработанного воздуха без противотока в подаваемый свежий воздух. Поэтому перечисленные установки кондиционирования только условно пригодны для их применения на т.н. городских подземных железных дорогах (как правило, обозначаемых подземка или метро). Кроме этого отсутствует описание пригодности для ж/д-транспорта, а именно пригодности всех компонентов для условий повышенных механических нагрузок на ж/д-транспорте. Кроме этого в рельсовых транспортных средствах необходимо учитывать герметизацию пассажирского салона, например, при прохождении туннеля на большой скорости для защиты пассажиров от образующегося опорного вала. Для этого наряду с временным режимом рециркуляции необходима подача большего объема воздуха после защиты от резкого перепада давления. Это необходимо для достаточного снабжения пассажиров свежим воздухом и обеспечивает сохранение предусмотренного содержания углекислого газа за счет увеличенного потока воздуха и, тем самым, широкий спектр технических возможностей. Задачей данного изобретения является обеспечение технического решения кондиционирования пассажирских салонов рельсового транспорта с выполнением секций подготовки и распределения воздуха таким образом, что при их использовании, в частности в условиях многочисленных туннелей, будет обеспечено полноценное качество кондиционирования. Эта задача решена установкой в аппаратном корпусе в форме ванны компрессорно-конденсатной секции и секции воздухоподготовки, размещенных последовательно друг за другом по длине кожуха установки кондиционирования. При этом рассчитанная на два отдельных контура холода компрессорноконденсатная секция включает два компрессора, два конденсатора и два конденсаторных вентилятора. Подаваемый в конденсатор воздух вентиляторы засасывают через отверстия в кожухе, пропускают через конденсатор и выводят в качестве отработанного воздуха конденсатора через защитные решетки на продольных сторонах кожуха. Секция воздухоподготовки включает испаритель, нагреватель, по меньшей мере, приточный вентилятор, по меньшей мере, воздушный фильтр и внешнюю рециркуляционную заслонку. Наружный воздух засасывают через отверстия в продольных сторонах и в днище кожуха, а циркуляционный воздух засасывают через, по меньшей мере, одно отверстие в днище кожуха. На пути прохождения наружного и циркуляционного воздуха установлена секция регулирования соотношения наружного и циркуляционного воздуха. Полученную таким образом воздушную смесь приточный вентилятор засасывает через воздушный фильтр, испаритель и нагреватель и подает через отверстие в переднем торце кожуха в пассажирский салон в качестве приточного воздуха. Предпочтительные варианты выполнения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения, а их технические признаки подробно рассмотрены на примерах выполнения изобретения. Установка кондиционирования предназначена принципиально для кондиционирования пассажирских салонов различных рельсовых транспортных средств. Предпочтительным является ее применение на рельсовом транспорте преимущественно подземного использования, которое обеспечивает расположением и выполнением узлов подготовки и распределения воздуха согласно данному изобретению даже в узком пространстве туннеля полноценное качество кондиционирования. Эти функциональные преимущества увеличивает очень плоская конструкция всей установки кондиционирования. Пример выполнения изобретения представлен на чертежах и раскрыт ниже. На чертежах показано следующее: фиг. 1 - горизонтальная проекция принципиального устройства установки кондиционирования согласно изобретению; фиг. 2 - аксонометрия установки кондиционирования под углом сверху; фиг. 3 - аксонометрия установки кондиционирования под углом снизу. Показанная на чертеже установка кондиционирования рельсового транспорта предназначена для нагрева, вентиляции и охлаждения пассажирского салона. Эту установку кондиционирования монтируют на крыше вагона над пассажирским салоном. Фиг. 1 соответствует виду сверху на крышу рельсового транспортного средства, причем для лучшего понимания не показана крышка кожуха, а соответствующие узлы показаны только стилизованно. Установка кондиционирования включает в качестве основных узлов компрессорно-кондесатную секцию и секцию воздухоподготовки. Электроподключение к соответствующему рельсовому транспортному средству осуществлено через штекерные разъемы, размещенные раздельно для управления/регулирования и мощности на нижней стороне установки кондиционирования. Регулирование осуществляет система климат-контроля. Такое конструктивное устройство известно, поэтому соответствующие подробности описания можно опустить. Существенным для данного изобретения является выполнение компрессорно-конденсатной секции и секции обработки воздуха, предназначенных специально для эксплуатации на рельсовом транспорте в условиях долгой езды в туннелях, предпочтительно для т.н. подземок или метро. Принципиальное устройство компрессорно-конденсатной секции показано на фиг. 1 (слева). Эта компрессорно-конденсатная секция рассчитана на два отдельных контура холода и включает в качестве основных узлов два компрессора 11, два конденсатора 1 и два конденсаторных вентилятора 2, распределенных в качестве соответствующего узла по отдельным контурам холода. Вентиляторы 2 размещены друг за другом по длине кожуха на центральной продольной оси, а оба компрессора 11 и оба конденсатора 1 размещены соответственно симметрично центральной продольной оси. В качестве компрессоров 11 преимущественно используют спиральные компрессоры. Каждый компрессор установлен на эластичной опоре для оптимального поглощения колебаний и ударных нагрузок. Кроме этого каждый компрессор 11 оборудован нагнетательной системой обогрева для предотвращения попадания хладагента в масло компрессора или для ликвидации такого проникновения после длительного простоя. В качестве конденсатора 1 служит микроканальный теплообменник. В конденсаторах 1 из хладагента убирают полученное при конденсации тепло, проводят конденсацию из парообразного в жидкое состояние и осуществляют переохлаждение. Вентиляторы 2 компрессорно-конденсатной секции засасывают приточный воздух CSA для конденсатора, пропускают его через конденсатор 1 и затем выдувают нагретый отработанный воздух конденсатора СЕА через защитные решетки 12 в скошенных продольных сторонах кожуха. Это движение потоков стилизованно показано стрелками на фиг. 2. Принципиальное устройство секции воздухоподготовки показано на фиг. 1 (справа). Эта секции вохдухоподготовки обеспечивает соответствующий пассажирский салон кондиционированным воздухомSA. Приточный воздух SA охлаждают или нагревают в соответствии с конкретными условиями эксплуатации. Чтобы воспрепятствовать воздействиям окружающей среды кожух установки кондиционирования в зоне секции воздухоподготовки оборудуют по кругу теплоизоляцией. Секция воздухоподготовки включает в качестве важнейших узлов испаритель 6, нагреватель 7, насколько приточных вентиляторов 8 (показано три), несколько воздушных фильтров 5 (показано три), две УФ-лампы 4, наружную рециркуляционную заслонку 14, а также электропульт 3. УФ-лампы 4, воздушные фильтры 5, испаритель 6, нагреватель 7 и приточные вентиляторы 8 расположены друг за другом в направлении воздухотока по длине кожуха и симметрично центральной продольной оси. В качестве испарителя 6 преимущественно используют ребристо-трубный испаритель, состоящий из медных трубок с алюминиевым оперением. Методом многоступенчатого инжектирования хладагент оптимально распределяют на трубки испарителя 6. Испаритель 6 подразделен на два контура холода со смещенным инжектированием. Образующийся конденсат улавливают в поддоне под испарителем 6 и направляют вниз на крышу вагона. Нагреватель 7 выполнен как электронагреватель и нагревает приточный воздух SA для пассажирского салона. Этот нагреватель 7 состоит преимущественно из отдельных нагревательных стержней, установленных и скоммутированных в отдельном корпусе. Для предотвращения недопустимо высоких температур дополнительно установлено два термостата. В качестве дополнительного предохранителя установлена защита от перегрева, срабатывающая в случае отказа термостатов. Для очистки подготовленного воздуха перед испарителем установлены воздушные фильтры 5. Каждый из этих фильтров состоит из рамы фильтра и фильтрующей прокладки. Воздушный фильтр 5 очищает подготовленную воздушную смесь (наружный/циркуляционный воздух) от возможных механических загрязнений. Кроме этого для очистки подготовленного воздуха перед воздушными фильтрами 5 установлены две УФ-лампы. Эти УФ-лампы 4 очищают подготовленную воздушную смесь (наружный/циркуляционный воздух) и поверхность пластинчатого оперения испарителя 6 от возможных бактериальных загрязнений или предотвращают их возникновение. В зоне секции воздухоподготовки размещен также электропульт 3, доступный при закрытой крышке 10 кожуха через отдельные отверстия для техобслуживания. В электропульте смонтирована необходимая для эксплуатации коммутационно-регулировочная аппаратура. Пути воздухотока в секции воздухоподготовки показаны стрелками на фиг. 2 и 3. Наружный воздух FRA засасывают через отверстия в скошенных продольных сторонах и в днище кожуха установки кондиционирования. Затем засасывают циркуляционный воздух REA через отверстие в днище кожуха. Между входными каналами наружного FRA и циркуляционного REA воздуха расположена заслонка 14 наружного/циркуляционного воздуха. Этот узел регулирует соотношение наружного и циркуляционного воздуха, обеспечивая в зависимости от фактического режима эксплуатации необходимую для оптимального функционирования долю наружного воздуха. Полученную таким образом воздушную смесь приточные вентиляторы 8 засасывают в качестве приточного воздуха SA через воздушные фильтры 5, испаритель 6 и электронагреватель и через отверстие 9 в переднем торце кожуха установки кондиционирования и подают в пассажирский салон. Конструкция установки кондиционирования может быть изменена с учетом конкретных условий эксплуатации. Так, например, можно улучшить прочность всего кожуха, установив на нижних краях продольных сторон кожуха элементы жесткости 13. Для этого предназначены, например, приваренные двутавровые профили, которые можно снабдить дополнительными крепежными элементами для монтажа установки кондиционирования на крыше рельсового транспортного средства. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Установка кондиционирования для рельсовых транспортных средств, у которой в размещенном на крыше транспортного средства аппаратном корпусе в виде ванны конструктивно смонтированы необходимые для кондиционирования пассажирского салона компрессор, конденсатор, вентилятор, фильтр,нагревательные элементы, датчики и система управления,причем окруженный кожухом аппаратный корпус в виде ванны расположен в свободном монтажном пространстве на крыше транспортного средства таким образом, что образует элемент крыши в контурном профиле транспортного средства,в аппаратном корпусе в виде ванны размещены компрессорно-конденсатная секция и секция воздухоподготовки, расположенные горизонтально друг за другом по длине кожуха установки кондиционирования,рассчитанная на два отдельных контура холода компрессорно-конденсатная секция включает два компрессора (11), два конденсатора (1) и два конденсаторных вентилятора (2),секция воздухоподготовки включает испаритель (6), нагреватель (7), по меньшей мере, приточный вентилятор (8), по меньшей мере один воздушный фильтр (5) и заслонку (14) наружного/циркуляционного воздуха,наружный воздух (FRA) засасывается через отверстия в продольных сторонах, а циркуляционный воздух (REA), по меньшей мере, через отверстие в днище кожуха,на пути потока наружного воздуха (FRA) и циркуляционного воздуха (REA) расположен узел регулирования соотношения наружного воздуха (FRA) и циркуляционного воздуха (REA) и отрегулированная таким образом воздушная смесь засасывается приточным вентилятором (8) через воздушный фильтр (5), испаритель (6) и нагреватель (7) и подается в пассажирский салон через отверстие (9) в переднем торце кожуха в качестве приточного воздуха (SA), отличающаяся тем, что приточный воздух (CSA) конденсатора засасывается конденсаторными вентиляторами (2) через отверстия на верхней поверхности кожуха, направляется через конденсатор (1) и выпускается в качестве отработанного воздуха (СЕА) конденсатора через защитные решетки (12) на продольных сторонах кожуха, при этом наружный воздух (FRA) дополнительно засасывается через отверстия в днище кожуха. 2. Установка кондиционирования по п.1, отличающаяся тем, что вентиляторы (2) компрессорноконденсатной секции расположены по длине кожуха друг за другом на центральной продольной оси, при этом оба компрессора (11) и конденсатора (1) расположены симметрично относительно центральной продольной оси. 3. Установка кондиционирования по п.1, отличающаяся тем, что кожух установки кондиционирования сформирован в зоне секции воздухоподготовки с круговой теплоизоляцией. 4. Установка кондиционирования по п.1, отличающаяся тем, что воздушный фильтр (5), испаритель(6), нагреватель (7) и приточный вентилятор (8) секции воздухоподготовки расположены в направлении воздушного потока по длине кожуха друг за другом и симметрично относительно центральной продольной оси. 5. Установка кондиционирования по п.1, отличающаяся тем, что секция воздухоподготовки включает соответственно три приточных вентилятора (8) и воздушный фильтр (5). 6. Установка кондиционирования по п.1, отличающаяся тем, что секция воздухоподготовки включает, по меньшей мере, УФ-лампу. 7. Установка кондиционирования по п.1, отличающаяся тем, что в зоне секции воздухоподготовки смонтирован электропульт (3) со всей необходимой для эксплуатации коммутационно-регулировочной аппаратурой. 8. Установка кондиционирования по п.7, отличающаяся тем, что электропульт (3) доступен через отдельные отверстия для техобслуживания в крышке (10) кожуха. 9. Установка кондиционирования по п.1, отличающаяся тем, что продольные стороны кожуха установки выполнены скошенными от нижнего края вверх. 10. Установка кондиционирования по п.1, отличающаяся тем, что продольные стороны кожуха установки оснащены по нижней краю элементами жесткости (13).