Системы отопления
Система предназначена для поддержания в вагоне температуры не ниже 18 °С, подогрева воздуха, подаваемого вентиляционной установкой, и нагрева воды в системе горячего водоснабжения.
Принцип действия системы следующий: вода нагревается в котле и через коллектор поступает в верхние разводящие трубы сети и стоянки, затем в нижние обогревательные трубы, где, отдавая тепло окружающей среде, охлаждается и вследствие разности температур в котле и стояках возвращается в котел. Образующийся пар отводится в расширитель.
Система водяного отопления включает в себя: отопительный котел с расширителем и коллектором, сеть отопления, ручной насос, электронасос (циркуляционный насос с электроприводом), соединительные трубопроводы, наливную трубу, водяные обогреватели наливных труб системы водоснабжения, возвратную трубу с пробкой, трубопроводы для выпуска воздуха, контрольные приборы, арматуру для регулировки и управления системой.
Отопительный котел, ручной циркуляционный насос, часть трубопроводов, арматура и приборы расположены в котельном помещении. Отопительный котел служит для нагрева воды, циркулирующей в системе отопления и калорифера. Вода в котле нагревается путем электронагрева или сгорания в топке твердого топлива. Отопительный котел (рис. 6) состоит из наружной рубашки 9, внутри которой расположены газоход 10 и топочная камера 12. В нижней части камеры имеются колосниковые решетки 13 и зольник 1. В верхней части котла расположены прерыватель тяги 7, дымовая труба 5, расширитель 4 и коллектор 6. Верхняя часть газохода закрыта кожухом 8. Пространство между наружной рубашкой и топочной камерой с газоходом заполняется водой. Загрузка топлива на колосниковые решетки производится через люк топки 3. Воздух под колосниковую решетку подается через люк зольника 1. Над люком зольника расположен люк 2 для прочистки колосниковых решеток и удаления образующихся шлаков. На конусе котла со стороны коридора предусмотрен лючок для очистки газохода от сажи.
Рис. 6. Отопительный котел вагона постройки ТВЗ
Для нагрева воды при помощи электроэнергии в водяную рубашку котла вертикально вмонтированы двадцать четыре высоковольтных трубчатых нагревателя 11, которые распределены по всему периметру котла, за исключением зоны, где расположены люки топки, зольника и шуровочного люка. Нагреватели крепятся к фланцу топки котла через прокладки из паронита.
Расширитель 4 служит для сбора расширившейся при работе системы воды. Коллектор 6 предназначен для подсоединения трубопроводов и установки приборов.
Наибольшая температура воды в котле 90—95 °С.
Прерыватель тяги 7 автоматически обеспечивает примерное постоянство расхода воздуха через топку котла. Принцип работы прерывателя тяги основан на использовании разности давлений внутри и снаружи котла. Уменьшение давления внутри дымовой трубы, возникающее при движении вагона, приводит к приоткрыванию заслонки прерывателя. При этом к верхней части дымовой трубы котла подсасывается воздух из котельного отделения. Это приводит к снижению тяги в самом котле. При выравнивании давления заслонка прерывателя возвращается в исходное положение.
Для поддержания в вагоне температуры не ниже 18°С режим топки котла должен быть таким, чтобы обеспечивалась соответствующая зависимость температуры воды на выходе из котла tв от температуры наружного воздуха tн (рис. 7). На вагонах, оборудованных системой программного управления работой котла, указанная зависимость обеспечивается автоматически при работе электронагревателей.
Сеть отопления состоит из верхних разводящих труб, расположенных над потолком по коридорной стороне, стояков и нижних обогревательных труб, образующих две ветви. Соединение труб фланцевое. Для доступа к фланцевым соединениям предусмотрены люки в потолке. Нижние обогревательные трубы выполнены с ребрами. Отопительные трубы закрыты щитками.
В летний период система отопления хотя и не работает, но должна быть заполнена водой во избежание интенсивной коррозии труб изнутри.
Ручной насос поршневого типа предназначен для пополнения системы отопления водой из системы водоснабжения.
Электронасос, установленный на полу котельного помещения, состоит из циркуляционного насоса и электродвигателя. Циркуляционный насос служит для циркуляции воды в системе, когда естественная циркуляция не обеспечивает нагрев воздуха в вагоне до необходимой температуры при низких температурах наружного воздуха. Он состоит из всасывающего и нагнетательного корпусов, крыльчатки с валиком.
Соединительные трубопроводы соединяют отдельные составные части системы между собой.
Наливная труба с наливной (заправочной) головкой и запорным вентилем предназначена для заполнения системы отопления водой от водоразборной колонки на станционных путях. Концы наливных труб оборудованы обогревателями, предохраняющими трубы от замерзания в зимнее время.
Рис. 7. Зависимость температуры воды на выходе из котла от температуры наружного воздуха: 1 — температура отключения нагревательных элементов; 2 — средняя температура воды на выходе из котла; 3 — температура включения нагревательных элементов
Обогреватель состоит из корпуса, через который проходит наливная труба, заканчивающаяся наливной головкой, трубы, подающей горячую воду из системы отопления, и трубы, удаляющей ее в систему отопления, а также сливной пробки с прокладкой. В зоне пола обогреватель заполнен теплоизоляцией и заключен в кожух.
Возвратная труба с пробкой служит для соединения обогревательного трубопровода со стороны служебного отделения с котлом, а также для сбора и удаления механических примесей, находящихся в воде.
Трубопроводы для выпуска воздуха, выведенные под вагон, предназначены для удаления воздуха при заполнении системы и при эксплуатации во избежание образования воздушных пробок и самопроизвольного отключения приборов и трубопроводов.
Контрольные приборы позволяют производить контроль за температурой и уровнем воды в системе.
Контроль за температурой воды в котле при работе его на угле осуществляется с помощью дистанционного термометра, приемник которого вставляется в коллектор и крепится накидной гайкой.
Указатель прибора выведен в служебное отделение.
Управление работой котла на электроэнергии и контроль за ней осуществляются автоматически с помощью системы температурной автоматики.
Защитные функции при работе системы обеспечивают вмонтированные в коллектор реле температуры и жидкостной выключатель, реагирующий на падение уровня воды в системе.
Арматура для регулировки и управления системой включает в себя различные клапаны и краны, с помощью которых можно производить подключение различных приборов и трубопроводов. Для системы отопления применяется арматура с корпусами, изготовленными из стали, ковкого чугуна или цветных сплавов. Для удобства обслуживания к створке ниши кипятильника прикреплена табличка со схемой системы отопления, в которой указаны основные операции при работе с ней.
Схема системы отопления купейного вагона постройки ТВЗ дана на рис. 8.
Рис. 8. Схема системы отопления купейного вагона постройки ТВЗ (нумерация оборудования соответствует принятой в документации завода-изготовителя): 1 — водопробный кран для проверки уровня воды в котле; 2 — вентиль объединенного слива; 4, 32 — вентили отключения калорифера; 5, 24 — вентили подводки горячей воды к унитазам; 6, 47 — вентиль и кран отключения нагревательного змеевика бойлера; 7, 8 — вентили отключения разводящих труб; 10 — вентиль наливной трубы; 12 — вентиль отключения ручного насоса; 17, 19 — краны выпуска воздуха; 20 — котел; 26, 29 — водяные обогреватели наливных труб; 33 — циркуляционный насос с электроприводом; 34 — кран слива воды из системы; 35, 36 — вентили отключения циркуляционного насоса; 37, 43 — вентили отключения обогревательных труб; 38 — пробка слива воды из котла; 39 — вентиль отключения коридорной ветви отопления от циркуляционного насоса; 41 — пробка слива воды из системы; 46 — ручной насос; 52 — кран неполного слива воды из котла; 53 — пробка слива воды из ручного насоса; 54 — калорифер; 55 — расширительный бак; 57 — коллектор; 58 — переливная труба; 59, 96, 99 — наливные головки; 71 — вентиль подключения ручного насоса к системе водоснабжения