Устройство. Система охлаждения состоит из холодильной установки и устройств для распределения охлаждённого воздуха по пассажирским помещениям. В пассажирских вагонах применяются компрессионные холодильные установки.
Действие их основано на способности некоторых веществ - хладагентов - снижать температуру при переходе из жидкого состояния в газообразное вследствие резкого уменьшения их давления и вновь нагреваться, отбирая теплоту от охлаждаемой среды.
Основными агрегатами компрессионной холодильной установки являются компрессор для сжатия и передачи газообразного хладона, конденсатор для превращения хладона в жидкость, регулирующий вентиль для авспоматического регулирования подачи хладона в испаритель (воздухоохладитель), в котором он испаряется.
Компрессионная холодильная установка (рис. 97)— это замкнутая система, где все агрегаты соединены между собой трубопроводами высокого и низкого давления, по которым циркулирует хладон в газообразном и жидком состоянии. Компрессор 3 всасывает из испарителя 2 парообразный хладон, имеющий низкое давление и соответственно низкую температуру В компрессоре пары хладона сжимаются, при этом -давление и температура их повышаются. Из компрессора пары нагнетаются в конденсатор 4, который для увеличения теплообмена обдувается воздухом. В конденсаторе пары хладона охлаждаются и превращаются в жидкость. Жидкий хладон при высоком давлении подаётся через регулирующий вентиль 1 в испаритель 2, где давление его понижается и он кипит, переходя в газообразное состояние. При этом происходит отбор теплоты от продуваемого через испаритель воздуха, в результате чего температура его понижается.
Охлаждённый воздух с помощью системы вентиляции нагнетается в пассажирские помещения вагона, а пары хладона снова всасываются компрессором, и цикл повторяется.
Трубопровод от компрессора до регулирующего вентиля называется линией нагнетания или линией высокого давления, а трубопровод от регулирующего вентиля до компрессора - линией всасывания или линией низкого давления.
Хладагенты - охлаждающие вещества, с помощью которых может быть достигнут отвод теплоты от окружающей среды. В качестве хладагентов применяются жидкости, кипящие при низких температурах: сернистый ангидрид, аммиак, хлористый метил, углекислота, хладон-12, хладон-22.
Хладагент выбирают в зависимости от назначения холодильной машины, её конструктивных особенностей, условий работы и других факторов. На пассажирских вагонах применяется хладон-12 (дифтордихлорметан). Это бесцветный газ, в 4,3 раза тяжелее воздуха, практически без запаха и цвета. Температура кипения хладона-12 при атмосферном давлении - 29,8е С, температура замерзания - 155е'С. Хладон не ядовит, но при содержании его в воздухе более 30% по объёму человек ощущает удушье из-за недостатка кислорода. Под действием открытого пламени или раскалённой поверхности газ разлагается с выделением фосгена. Хладон-12 хорошо растворяется в масле и также, как и хладоны других марок, обладает повышенной способностью проникать через малейшие неплотности и даже поры обычного чугуна. Хранят хладон в стальных баллонах, окрашенных алюминиевой краской с надписью «Хладон-12», имеющих паспорт, находящийся под колпаком каждого баллона.
Компрессоры. В установках кондиционирования воздуха пассажирских вагонов применяют четырехцилиндровые компрессоры средней производительности от 5,019*106до 6,6923*106Дж/ч (21000-2800G ккал/час).
Компрессор независимо от применяемого хладагента имеет следующие основные узлы и механизмы: корпус (блок-картер, гильзы, головки и крышки цилиндров); кривошипно-шатунный механизм (коленчатый вал, шатуны, комплект поршней); клапанный узел (обычно плита с всасывающими и нагнетательными клапанами); механизм смазки (масляный насос и его привод, перепускные клапаны, фильтры); предохранительные устройства и контрольно-измерительные приборы. В пассажирских вагонах применяются компрессоры типов 5м(Германия). 5ф-40 (Венгрия), ФУ-15 и ФУБС-15-1 (отечественные).
Холодопроизводительность компрессора типа 5м изменяется выключением из работы двух или трех цилиндров путем автоматического отжатия всасывающих клапанов. В системе регулирования холодопроизводительности предусмотрено два соленоидных вентиля: один отключает два цилиндра, а другой- один. Вентили управляются ртутными контактными термометрами. При открытом соленоидном вентиле пары хладона высокого давления, поступая из рессивера в надклапанное пространство (камеру регулирования, давят сверху на тарельчатую часть штифтов, отжимая пластины всасывающего клапана вниз. Сжатия паров не происходи, и цилиндр работает в холостую. При закрытии соленоидного вентиля давление в камере регулирования выравнивается через специальное сопло всасывающей стороны, штифты возвращаются с помощью пружины в исходное положение и цилиндр включается в работу.
Холодопроизводительность компрессора типа 5Ф-40, который применяется в установках кондиционирования воздуха «Стоун» вагонов «Микст «постройки Венгрии, регулируется с помощью специального гидравлического масляного разгружателя цилиндров. Разгружатель работает в зависимости от величины давления испарения и позволяет выключать путем подъема всасывающих клапанов из работы один, два или три (из четырех) цилиндров. Вследствие этого компрессор при постоянном числе оборотов вала может снижать свою холодопроизводительность до 75,50 и 25% от номинальной.
Компрессор ФУ-15 применяется в отечественных установках кондиционирования воздуха типа КЖ-25П на постоянном токе, а компрессор типа ФУБС-15-1 - в установках КЖ-25 на вагонах с централизованным электроснабжением 380/220 В. Холодопроизводительность этих компрессоров регулируется путем изменения числа оборотов вала электродвизателя и, следовательно, коленчатого вала компрессора.