СИСТЕМА ОТОПЛЕНИЯ

1. Назначение отопления и его виды

...служит для поддержания нормального температурного режима внутри вагона независимо от изменения температуры наружного воздуха. Согласно техническим условиям МПС внутри вагона температура должна быть 20+2 град С при наружной температуре до - 40 град.С и при скорости движения 160 км/ч. Кроме того, система отопления должна подогревать воздух, подаваемый вентиляционной установкой, обеспечивать подогрев воды в системе горячего водоснабжения, а в вагонах последних лет постройки также обогрев головок водоналивных и сливных труб.

2. Водяное отопление

Во всех вагонах с водяным отоплением помещения обогреваются с помощью обогревательных труб, в которых циркулирует горячая вода. Благодаря различию плотности воды в котле и обогревательных трубах, происходит непрерывная циркуляция воды в системе отопления по замкнутому кольцу: котел - обогревательные трубы - котел.

Для упрощения схема системы отопления показана на рисунке только с одной ветвью обогревательных труб, без калорифера, бойлера и центробежного циркуляционного насоса.

Помимо естественной циркуляции применяется искусственная с помощью насосов ручных, поршневых и центробежных с приводом от электродвигателя.

Система водяного отопления состоит из:

1 - котел

2 - контрольные приборы (термометр и гидрометр) для наблюдения температуры и уровня
воды в котле

3 - расширитель (для приема избытка воды в системе, образующегося из-за увеличения ее
объема при нагревании, и для текущего восполнения потерь воды в результате испарения)

4 - наливная труба (налив воды в систему)

5 - вентили для регулирования температуры в помещениях вагона, разобщения отдельных
элементов системы отопления и подачи воды в бачок 10 при пополнении котла водой и
контроля за наличием воды в расширителе;

6 - краны для удаления воздуха из труб

7 - стояк трубы

8 - обогревательные трубы вдоль стен

9 - краны для спуска воды из котла, обогревательных труб, запасного бака

 

10 - запасной водяной бак

11 - сигнальная (вестовая) труба (контроль за уровнем воды при заполнении расширителя)

12 - насос

13 - грязевик для сбора и удаления выпавших из воды осадков

Из котла 1 горячая вода поступает в расширитель 3. Полость расширителя сообщается с атмосферой (для выхода воздуха из воды =/ для улучшения циркуляции в системе). От расширителя идут две ветви отопительных труб вдоль обеих боковых стен вагона. Каждая ветвь, отходящая от расширителя, идет по верху до противоположного конца вагона, затем спускается вниз, образуя стояки 7. От стояков понизу вдоль стен проходят обогревательные трубы 8, которые присоединяются к нижней части котла. В верхних трубах предусмотрены краны 6 для удаления воздуха. Насос 12 предназначен для питания котла водой из запасного водяного бака 10 и в необходимых случаях для усиления циркуляции воды в системе.

3. Водогрейный котел

Самый распространенный тип отопительного котла - котел совмещенный с расширителем.

Отопительный котел состоит из: 1 - люк зольника 2- колосниковые решетки 3 - люк топки

4 - кожух нагревательных элементов

5 - наружная рубашка

6 - огневая коробка

7 - дымовая труба

8 - расширитель

9 - циркуляционные трубы

10- нагревательные элементы (тэны) 11 - топочная камера.

 

Рис. 34. Отопительный котел

 

 

Пространство между наружной рубашкой и топочной камерой, огневой коробкой и дымовой трубой заполняется водой. Топливо загружается на колосниковые решетки через люк топки. Воздух попадет под колосники через люк зольника.

Для нагрева воды с помощью электроэнергии в водяную рубашку котла вертикально вмонтированы 24 нагревательных элемента (распределены по всему периметру котла, за исключением пространства над люком топки для твердого топлива). Клеммы нагревательных элементов защищены кожухом, который можно поднять и зафиксировать на цепочках.

Наибольшая температура воды в котле 90-95 град.С. При более высокой температуре нижние трубы отопления нагреваются до 70 град.С и выше и осаждающаяся на них поверхность пыль подгорает.

Интенсивность горения в топке регулируется изменением количества топлива и поступающего через люк зольника (поддувало) воздуха. Нельзя нагревать воду в котле до кипения, т.к. в результате парообразования происходит потеря воды, а из-за "бурления" уменьшается ее циркуляция по трубам.

Кроме системы отопления с верхней разводкой труб (самой распространенной), в вагонах применяется система отопления с нижней разводкой труб. Она более экономична, но требует обязательного применения циркуляционного насоса, т.к. в ней практически не происходит естественной циркуляции воды из-за малого гидравлического напора. Крупный недостаток этой системы - при отказе насоса прекращается отопление вагона из-за отсутствия циркуляции воды в системе, поэтому она практически не применяется.

Система водяного отопления может работать в следующих режимах:

- обогрев помещений вагона отопительными трубками и подогретым вентиляционным
воздухом;

- обогрев отдельными ветвями отопительных труб с усилением циркуляции воды (при
необходимости) с помощью ручного насоса;

- усиление подогрева вентиляционного воздуха с помощью циркуляционного насоса (при
этом следует поддерживать интенсивное горение топлива);

- обогрев подогретым воздухом при отключенных обогревательных трубах (этот режим
применяется при плюсовых температурах наружного воздуха);

- обогрев отопительными трубами при выключенной принудительной вентиляции.
Режим устанавливает проводник в зависимости от температуры наружного воздуха и

внутри вагона, от населенности вагона и времени года.

Плацкартные вагоны постройки 1968-1974 г.г.

Данная система водяного отопления отличается от системы отопления вагонов еще более ранних выпусков тем, что вместо отдельного расширителя-воздухоподогревателя установлен расширитель, совмещенный с котлом. Объем воды в котле 350 л., а в трубах - 505 л. Для подогрева воздуха, поступающего в вентиляционные каналы, служит пластинчатый калорифер. Над котлом установлен дефлектор, обеспечивающий лучшее разрежение в дымоходе. Для улучшения циркуляции воды в системе применяется электрический центробежный насос. Ручной поршневой насос служит для пополнения системы отопления водой из запасного бака и в необходимых случаях для улучшения циркуляции воды в системе.

Для измерения температуры воды в котле установлен дистанционный термометр с пределом измерения от 0 до 120 град.С.

Горячая вода из расширителя поступает в верхние разводящие трубы, проходит через стояки и нижние обогревательные трубы, в которых она отдает теплоту окружающему воздуху, охлаждается и возвращается в котел.

Основной режим работы системы - нагрев вагона обогревательными трубами и подогретым вентиляционным воздухом - применяется в течение отопительного сезона при температуре наружного воздуха ниже 0 грд.С и при температуре внутри вагона ниже 18 град.С.

Плацкартные вагоны постройки 1975-1986 г.г.

Отличаются от вагонов ранней постройки в основном тем, что вода в котле нагревается либо электронагревателями, либо при сгорании в топке твердого топлива.

Перед заполнением системы отопления водой проверить, чтобы были закрыты вентили и краны: 2- запасного бака; 5, 24 - отогрева унитазов; 12, 36 - подключения циркуляционного насоса к калориферу; 14, 16, 25, 28 - отключения обогревателей наливных труб системы водоснабжения; 34, 44 - слива воды из системы отопления; 35, 39 -подключения циркуляционного насоса к сети отопления; 48 - слива воды из запасного бака;

50 неполного слива воды из котла. Снаружи вагона закрыть пробку грязевика 41 и сливные
пробки 27, 30 обогревателей наливных труб. Остальные краны и вентили - открыты. Затем
котел растапливают дровами.

Систему отопления заполняют водой из-под вагона через наливную трубу при открытом вентиле 10. Воздух из системы выпускается через краны 15, 17, 19, 49 и водопробный кран 1, который нужно закрыть, как только в них появится вода. Во время заполнения следует следить за уровнем воды в системе и прекратить заправку при появлении воды из крана 1. После заполнения системы следует закрыть вентиль 10. Краном 2 пользоваться только для подкачки воды из запасного бака 51 в котел. В остальное время кран 2 должен быть закрыт.

Запасной бак заполняют из посторонней емкости с помощью ведра, шланга или других подручных средств.

Заполнение системы отопления при минусовых температурах наружного воздуха производят после выдержки вагона в отапливаемом помещении не менее суток. В исключительных случаях при минусовых температурах разрешается заправлять систему отопления в следующем порядке: разогреть котел до температуры наружной рубашки 25°С, закрыть краны и вентили 4, 6, 7, 8, И, 12, 35, 36, 37, 43, 47; заправить водой котел через наливную трубу, открыв вентиль 10, причем при появлении воды из крана 1 вентиль 10 закрыть; нагреть воду в котле до 80°С; открыть краны и вентили 7, 8, 37, 43, открыть вентиль 10 и пополнить систему; при температуре 12°С и выше краны и вентили установить в положение, соответствующее порядку заполнения системы при плюсовых температурах, и дозаправить систему, при этом рекомендуется включить циркуляционный насос.

За уровнем воды в расширителе котла следить с помощью водопробного крана 1. При отсутствии воды в кране 1 котел пополняют из системы водоснабжения или из запасного бака

51 с помощью ручного насоса 46. Пополнение котла водой из системы водоснабжения
производится при закрытых кранах 2, 40, 42, а из запасного бака - при закрытых кранах 40, 42 и
открытом кране 2. Воду рекомендуется качать ручным насосом, до появления ее из крана 1
трубы расширителя.

Запасной бак в случае необходимости пополняют водой из системы водоснабжения через кран 2. Пополнять воду работающей системы отопления через наливную трубу из-под вагона разрешается только в исключительных случаях.

При отсутствии воды в расширителе котла и невозможности его пополнения необходимо прекратить топку котла, а при низкой температуре наружного воздуха полностью слить воду из системы во избежание ее замерзания. Для слива воды из обогревательных труб нужно закрыть вентили и краны 7, 8, 35, 37, 39, 40, 42, 43, открыть краны 14, 17, 28, 34 и вывернуть сливные пробки 27 и 30.

Чтобы слить воду из котла и калорифера, необходимо закрыть вентили и краны 7, 8, 37, 43, вывернуть сливную пробку котла 38, открыть вентили и краны 1, 4, 10, 11, 47, 49. Для слива воды из всей системы необходимо открыть все вентили и краны и вывернуть спускные пробки 27, 30, 38, 41. Краны 17, 19, 49 открывают после опускания уровня воды

ниже верхних разводящих труб, а кран 15 - после понижения уровня воды до обогревательных труб. После слива воды из системы необходимо вывернуть пробку 31 из батареи 13 в туалете тормозного конца вагона и слить воду из нее.

Для полного слива воды из ручного насоса необходимо отвернуть сливную пробку насоса, открыть переднюю крышку и прокачиванием удалить воду из него. После прокачивания поршень нужно оставить в крайнем положении у съемной крышки. При сливе воды из циркуляционного насоса необходимо открыть спускной кран насоса и включить насос при открытом кране для полного слива воды на 1-2 мин (при постановке вагона в отстой после слива воды из всей системы), кран оставить открытым. Слив воды из системы с уклоном в сторону котла. Перед ремонтом или заменой ручного насоса необходимо закрыть краны 2, 3, 40, 42, а циркуляционного - закрыть вентили 12, 35, 36, 39.

При техническом обслуживании нагревательных элементов, чтобы не сливать полностью воду из котла, нужно открыть контрольный кран 50, который в остальное время должен быть закрыт. Воду сливать до тех пор, пока не прекратится бурление или волнение на поверхности воды в запасном баке 51, наблюдаемое через открытую дверцу люка бака. Неполный слив воды из котла можно также производить при необходимости замены вышедшего из строя нагревательного элемента.

Для усиления циркуляции воды в системе нужно периодически пользоваться циркуляционным насосом 33. В этом случае вентили 11, 37, 43 необходимо закрыть и включить насос 33. После прекращения работы насоса указанные вентили должны быть открыты. Чтобы усилить циркуляцию воды через калорифер при низкой температуре наружного воздуха, когда естественная циркуляция воды через него не обеспечивает нагрев воздуха в вагоне до необходимой температуры, рекомендуется включать насос 33. При этом вентили 11, 35, 39 нужно закрыть.

Для поддержания в вагоне температуры не ниже 18°С, проводник обязан наблюдать, чтобы вода в котле не кипела, а уровень воды в расширителе был на уровне кромки трубы водопроводного крана 1. При работе системы отопления в отстое без пассажиров должны быть открыты вентили и краны 4, 7, 8, 9, 11, 12, 14, 16, 25, 28, 32, 35, 36, 37, 39, 43.

Чтобы исключить примерзание чаши водяного затвора унитазов, необходимо периодически открывать краны 5 и 24. Для выпуска воздуха, скапливающегося в трубах отопления, нужно время от времени открывать воздушные краны 17,19, 49.

Техническое обслуживание водяного отопления пас, вагона

При подготовке в рейс вагона с водяным и комбинированным отоплением в отопительный период проводник обязан проверить состояние котла, положение вентилей и дроссельных заслонок, наличие колосников в топке, исправность насосов и измерительных приборов, наличие воды в системе и запасном баке, отсутствие течи воды в трубах и кранах, наличие вагонной документации (журнал формы ВУ-8; журналы мягкого и жесткого оборудования; журнал электрооборудования; журнал ремонта). Следует проверить наличие инвентаря: пики-резака, совка для угля, скребка, ведер и т.д. по журналам мягкого и жесткого оборудования. При необходимости систему пополняют водой, очищают топку от шлака и золы, проверяют количество угля.

Вагоны начинают отапливать при температуре наружного воздуха 10 град.С и ниже. Растопку котла производят бумагой и мелконаколотыми дровами. По мере разгорания дров топку загружают топливом равномерно по колосниковой решетке. При этом дверца топки должна быть закрыта, а дверца зольника открыта. Рекомендуемая толщина слоя топлива для крупных кусков угля 100-200 мм, для мелких 50-100 мм. Для лучшего горения топлива периодически пикой делают проколы топлива и шлака. Нельзя допускать скапливания золы и шлака по периметру колосниковой решетки в место соприкосновения с кожухом огневой коробки, т.к. они создают значительное препятствие теплообмену. Во время топки котла нужно поддерживать постоянное горение топлива и необходимую температуру воды в котле.

В пути следования необходимо систематически контролировать уровень воды в системе отопления по гидрометру или контрольному крану, при необходимости подкачивая воду насосом.

В вагонах с водяным отоплением нельзя допускать, чтобы температура воды в котле превышала 90 град.С (происходит парообразование и ухудшение циркуляции воды в системе). При более высокой температуре крышку зольника следует закрыть.

Ускоренный обогрев вагона при низких температурах наружного воздуха производят с помощью ручного или циркуляционного насоса при температуре воды в котле не ниже 50 град.С. Перед посадкой пассажиров вагон должен быть подогрет до температуры 18-22 град.С.

Чистку топки производят при накоплении в ней большого количества золы и шлака, когда на поверхности топлива образуются темные пятна, постепенно заволакивающие все поверхность колосниковой решетки. Топку следует чистить в три этапа:

1. сгрести весь горячий слой топлива в одну сторону, пикой поднять шлак, после удаления
топочных газов выложить его в ведро, золу удалить через отверстия колосниковой решетки в
зольник;

2. сдвинуть горящий слой топлива на очищенную поверхность колосниковой решетки и
так же производить чистку второй ее части;

3. разровнять горящий слой топлива и загрузить топку свежим углем, золу из зольника
выгрузить в ведро.

Чистку топки производить быстро, чтобы она не охлаждалась.

По прибытии вагонов в пункт формирования и оборота необходимо очистить топку и зольник от золы и шлака и содержать котел в рабочем состоянии. После отопительного сезона для сохранности системы отопления, она должна быть заполнена водой. В процессе эксплуатации, не менее одного раза в сутки и при наполнении системы водой необходимо выпускать воздух через воздухоспускные краны.

В зимний период при плюсовых температурах наруж. воздуха вагоны снабжаются топливом в пунктах формирования и оборота до полной вместимости угольных ящиков.

Комбинированное отопление

С 1975 г. все строящиеся вагоны оборудуются комбинированной (электроугольной) системой отопления. При комбинированной системе сохраняется обычное водяное отопление с котлом и верхней и нижней разводкой труб. Теплоносителем служит обычная водопроводная вода, которая при движении вагона по электрифицированным участкам нагревается электронагревательными элементами, питающимися от контактной сети через электровоз, а на неэлектрифицированных участках -путем сжигания угля.

Котел комбинированного отопления по конструкции в основном такой же, как и котел, работающий только на твердом топливе. Однако водяная рубашка 8 котла выполнена несколько уширенной и в ней вертикально размещены 24 высоковольтных нагревательных элемента 5, которые монтируются на фланцевом кольце 7. Фланец 6 нагревательного элемента крепится к кольцу с помощью двух шпилек с гайками и лепестковыми шайбами. Над топкой 9 котла размещены три изолятора, к которым в трубопроводах подведены три провода, питающие нагревательные элементы.

Высоковольтные нагревательные элементы закрыты защитным кожухом 3.

Для осмотра элементов кожух поднимают вверх, предварительно отвернув болты 1, и укрепляют его на предохранительных цепях 2.

При уровне воды в котле ниже допустимого или температуре воды в нем выше 95°С электрическое отопление отключается. Это выполняется с помощью датчика уровня.

Высоковольтный нагревательный элемент выполнен в виде стального цилиндра. Все нагревательные элементы ЭН соединены в две параллельные группы (по 12), управляемые контакторами К1 и К2 и защищенные каждая своим предохранителем. Группы в свою очередь состоят из двух параллельных подгрупп по шесть последовательно соединенных элементов. Мощность одного элемента при номинальном напряжении 500 В составляет 2 кВт, максимальное напряжение 670 В. Полная длина элемента 960 мм, наружный диаметр корпуса 48 мм, масса 4 кг.

Смешанное отопление

Система смешанного (водяного и электрического) отопления применяется на вагонах с кондиционированием воздуха, имеющих автономную систему электроснабжения. При водяной системе практически невозможно достигнуть полного автоматического управления процессом отопления. Поэтому применяя дополнительную систему электрического отопления мощностью 10-15 кВт, которая снабжается электроэнергией от подвагонного генератора.

Зимой обе системы могут работать одновременно, причем основным отоплением является водяное. В переходное время года (от 5 до 15 град.С) может работать только электрическое отопление. Электрическое отопление в таких вагонах состоит из: электрокалорифера (установленного в канале воздуховода, между диффузором и конфузором), и электропечей (в пассажирских купе и туалетах).

На отечественных вагонах устанавливают только электрокалорифер, состоящий из двух секций на 9,5 и 6,5 кВт или на 8 и 4 кВт. В вагонах постройки Германии установлены девять печей по 0,5 кВт, четыре печи по 0,25 кВт (в двухместных купе и туалетах) и электрокалорифер мощностью 5,5 кВт.

Водяное отопление осуществляется подачей нагретой воды из котла в водяной калорифер, расположенный в воздуховоде, и в трубы, проложенные вдоль вагона.

Отопление в пунктах отстоя

В текущем отстое с электрическим отоплением для создания требуемого теплового режима подключают к стационарным колонкам напряжением 3000 В постоянного или однофазного переменного тока.

На стационарные колонки электрическая энергия подается от контактной сети через высоковольтное распределительное устройство.

К розеткам подключают штырь межвагонного высоковольтного соединения. Крышку розетки запирают ключом отопления поезда. Стационарные колонки обычно размещают около головного и хвостового вагонов поезда. Высокое напряжение на колонки подают с низковольтного шкафа (50 В) нажатием кнопки с соответствующими номерами.

В вагонах должны находиться проводники или ответственные лица, имеющие право работы на вагонах с электрическим и комбинированным отоплением. Пакетные переключатель отопления на всех вагонах должны находиться в положении, соответствующие отстою.