Совершенствование системы вентиляции пассажирского вагона

Как было показано во второй главе, что многие проблемы со здоровьем у пассажиров возникают из-за низкого качества воздуха и нерегулярного технического обслуживания вентиляционных систем пассажирских вагонов [24]. Это в первую очередь обусловлено тем, что на пассажирском подвижном составе используется система вентиляции с рециркуляцией воздуха. В качестве примера на рисунке 68 приведена схема движения воздушных потоков в комбинированной системе кондиционирования воздуха.

Видно, что воздух после его обработки в системе отопления или охлаждения вначале движется по воздуховоду и далее (с помощью мультивентов и распределительных решеток) равномерно распределяется по купе. В купе состав воздуха может существенно изменяться за счет насыщение его продуктами человеческой жизнедеятельности (уменьшается содержание кислорода и одновременно насыщается различными углеводородами, патогенной флорой, пылью и др.) и далее через рециркуляционный канал поступает на смешивание с наружным воздухом.

В этом случае такие опасные вещества как пыль органического и неорганического происхождения, патогенная флора, в том числе грибки, микробы и ряд других загрязнителей могут попадать внутрь воздуховодов и вызывать различные нежелательные, аллергические и астматические симптомы.

Выше рассмотренные системы кондиционирования воздуха пассажирских вагонов, в том числе и комбинированная система (КСКВ) используют систему вентиляции с рециркуляцией воздуха. Особенность работы СКСВ заключается в том, что количество холода вырабатываемого на первой ступени охлаждения (испарительный контур) всецело определяется разностью влагосодержания наружного и увлажненного воздуха:

,

Где Q – мощность установки по производству холода, кВт;

r – скрытая теплота испарения воды, кДж/г;

G – Количество воздуха подаваемого в единицу времени, кг/с;

– разность влагосодержания между наружным и полностью насыщенным воздухом, г/кг.

1-короб приточного воздуха; 2-сдвоеный вентилятор; 3-диффузор; 4-сухие каналы приточного воздуха; 5-система каналов приточного воздуха; 6-конфузор; 7-короб рециркуляционного потока; 8-воздуховод; 9-система каналов рециркуляционного потока; 10-завлажнённые каналы рециркуляционного потока; 11-диффузор рециркуляционного потока; 12-канал отвода рециркуляционного потока из установки.

Рисунок 68. Перспективная схема движения воздушных потоков в блоке косвенного испарения

С целью получения максимального количества холода в косвенно-испарительном блоке охлаждения независимо от параметров наружного воздуха (температуры и его относительной влажности) и повышения качества воздуха подаваемого в купе вагона предложена схема движения потоков воздуха, которая показана на рисунке 69. Движение воздушных потоков в этом случае происходит следующим образом.

Приточный поток воздуха с требуемыми параметрами (по температуре, влажности, содержанию основных компонентов и примесей) поступает в купе вагона, где он обогащается вредными для человеческого организма примесями (диоксидом углерода, пылью органического и неорганического происхождения и др.). Далее отработанный поток воздуха удаляется из купе вагона и последовательно проходит воздухоприемник 7 систему каналов косвенно- испарительного блока охлаждения 9 и 10, где за счет испарения воды происходит его охлаждение.

Рисунок 69. Схема движения потоков воздух

Одновременно, по сухим каналам 4 противотоком движется поток приточного воздуха. В результате теплопередачи между этими потоками происходит охлаждение приточного потока воздуха, который по воздуховоду 8 направляется на вторую ступень охлаждения воздуха – термоэлектрические охладители и далее в купе вагона. А отработанный поток воздуха через дефлекторы, установленные на торцевой стене котловой стороны вагона, выбрасывается в окружающую среду.

Таким образом, видно, что в косвенно-испарительный блок охлаждения (первую ступень охлаждения) поступает отработанный поток воздуха (не зависимо от географического места положения вагона) с практически постоянным влагосодержанием, которое определяется оптимальными параметрами микроклимата в вагоне =40-60%.

Это существенно повышает термодинамическую эффективность косвенно-испарительной системы охлаждения, поскольку количество вырабатываемого холода всегда имеет максимальное значение и не зависит от географического места положения вагона.

Кроме этого в выше рассмотренной установке исключается смешение отработанного и приточного потоков воздуха, что существенно повышает качество воздуха подаваемого в купе вагона.