Как отапливаются поезда зимой

Как отапливаются пассажирские поезда зимой?

Опубликовано 26.07.2019 · Обновлено 04.02.2021

Сейчас мы с вами разберем такой интересный вопросик – как отапливаются пассажирские поезда?

Раньше, да и сейчас, на участках где работают тепловозы, вагоны отапливались и отапливаются вручную, углем. В вагоне установлен водогрейный котел (в одном из тамбуров) он греет воду и горячая вода циркулирует по трубам системы отопления, она всем знакома – под ногами в купе у окна и в коридоре, там-же. Всю эту нелегкую работу по отоплению вагона выполняет проводник.

Но сейчас широко применяется электрическое отопление. В тех же водогрейных котлах установлены электрические ТЭНы, вода нагревается ими, а дальше все, как описано выше. А откуда получают ток ТЭНы? От локомотива – электровоза, современные тепловозы также оборудуются системой отопления. На электровозах установлены трансформаторы для нужд тяги и для многого другого, вот на трансформаторах и находится обмотка отопления от которой и происходит отбор напряжения для нужд электроотопления вагонов.

Отопление включается машинистом на пульте управления специальным ключом, который вставляется в пульт. Ключ находится у электромеханика поезда и вручается локомотивной бригаде после подключения кабелей отопления к составу. На станциях, где производится отцепка локомотива от состава эти действия и происходят. На электровозе с обоих сторон на лобовой части находятся розетки и кабели отопления, в профессиональной терминологии — «пинч», их хорошо видно, кому интересно. Эти кабели и розетки находятся также и на вагонах.

Кабель для отопления

После того как электровоз прицепился к поезду, проведена проба тормозов и поезд готов к отправлению, машинист обесточивает электровоз и опускает токоприемники, а поездной электромеханик, и никто другой, подключает кабель отопления от электровоза к вагону. Кабель фиксируется в розетке и запирается в ней ключом, этот ключ и выдается локомотивной бригаде. После чего машинист поднимает токоприемники, электровоз готов, производится кратковременная проверка работы отопления и если все нормально, поезд отправляется. В пути следования ключ, вставленный в пульт управления поворачивается машинистом, подключается контактор отопления поезда, загораются контрольные лампы на пульте машиниста и у проводников в вагоне. Все, отопление работает и всем тепло. На профессиональном жаргоне это называется «ехать на элетролопате».

Проводники сами могут регулировать температуру в своих вагонах для комфорта пассажиров. Весь состав соединен системой кабелей отопления с электровозом. Но иногда происходят и нежелательные сбои. Что-то происходит в цепи отопления и тогда на электровозе срабатывает защита, машинист обязан отключить отопление, об этом он сообщает начальнику поезда по радиосвязи а тот совместно с поездным электромехаником принимает меры по поиску и устранению неисправности. Ну тогда, как в былые времена, проводники засучив рукава, приступают к ручному отоплению вагона, углем. На станциях экипировки каждый вагон снабжается аварийным запасом угля, для таких вот нестандартных ситуаций.

На каждой дороге определен приказом так называемый отопительный сезон с началом которого и происходят те процессы, которые я описал. Вся система электроотопления на локомотивах тщательно проверяется ремонтным персоналом и имеющий неисправности данной системы локомотив в зимнее время на линию не выйдет. Вот и все.

Источник

Зачем при наличии электропитания нужен старый добрый угольный котёл в вагоне

Это преобразователь питания пассажирского вагона дальнего следования. В современном вагоне электричество нужно почти для всего, начиная от 5 Вольт в розетках USB, 220 В в розетках для пассажиров в каждом купе и на микроволновке у проводника, 110 В для системы управления. И ещё не считая таких мелочей, как насосы, водонагреватели, кондиционеры, обеззараживатели и моторы дверей.

Без питания вагон не живёт. Вообще. Даже если сломать вагонный аккумулятор, ваш вагон сможет пользоваться аккумулятором соседнего — это есть в протоколе энергообмена (с точки зрения второго проводника, к нему подключится ещё один потребитель).

И при этом всём даже на самые современные вагоны продолжают ставить угольные котлы.

Как устроен вагон

Чтобы разобраться в том, почему нужен угольный котел, давайте сначала разберёмся, какие вообще основные подсистемы есть у вагона. Вот самый простой случай:

Вагон может цепляться к тепловозу, электровозу или ещё какому-нибудь изобретению сумрачного русского гения. Про дизельные электрички мы уже рассказывали. Есть три варианта передать электричество вагону.

По высоковольтной трассе напряжением 3000 Вольт, вот такой:

По «аварийному» каналу для питания от аккумулятора соседнего вагона 110 Вольт примерно вот через такие коммуникации:

И ещё механическим путём. То есть вращая его колёса. Это настолько элегантное решение, насколько вообще возможно при обеспечении универсальности. Выглядит это вот так:

Это генератор, работающий от вращения колёсной пары. Он связан карданом с одной из колёсных пар, и благодаря вращению пары вращается и вал, генератор вырабатывает электричество.

Что-то тянет за собой вагон, колёса у него крутятся, и часть усилия передаётся на генератор вагона. Генератор представляет собой стандартную схему — «перевёрнутый» электродвигатель.

Кардан можно вручную отсоединить. Это нужно на случай, если что-то заклинит в генераторе и он будет работать как тормоз. В этом случае срабатывает предохранительная муфта и генератор начинает вращаться вхолостую. Отсоединение кардана — это аварийный случай по механическим повреждениям. В случае более высокоуровневых поломок срабатывает предохранитель и генератор начинает вращаться вхолостую.

Различия между автономными вагонами и вагонами с трассой

Вагон с таким генератором, очевидно, катится чуть хуже (с большим усилием), чем вагон без генератора. Потому что на работу этого самого генератора тратится механическая энергия. С точки зрения того, что этот вагон тянет, автономная модель более «шершавая», чем без генерации. Это означает большие потери, например, топлива. Что вполне логично.

С другой стороны, автономные вагоны универсальны и могут входить в состав любого поезда. У них есть полная обратная совместимость с даже паровозами (теми самыми, которые на пару, которые стоят в виде экспонатов на вокзалах) — если прицепить их к такому, получится подвижная паровая электростанция.

Все вагоны оснащены высоковольтной магистралью (для отопления). Не на всех она используется для питания собственных нужд вагона — тогда ставят генератор. Причина в том, что современные вагоны делают с беззазорной сцепкой и герметичным межвагонным переходом, а старая сцепка «гармошкой» (через которую «прорезинивались» некоторые зайцы, причём не всегда выживая в процессе) геометрически несовместима с новыми стандартами. Беззазорная сцепка и герметичный межвагонный переход — это разные поколения вагонов. В итоге мы имеем два стандарта, и всё идёт к тому, что герметичная сцепка будет побеждать.

Естественно, какой вагон выбрать и заказать, решает перевозчик.

Аккумулятор

По очевидным причинам на стоянках и до скорости 35 км/ч от генератора энергия не поступает. Поэтому нужен аккумулятор.

Аккумулятор монтируется во взрывозащищённом боксе (если что-то пойдёт не так, стенка бокса отстрелится и взрывная волна пойдёт наружу от поезда, что быстро и относительно безопасно её погасит). Вот такой же отсек на двухэтажном вагоне:

Напряжение бортовой сети вагона — 110 Вольт. Аккумуляторы ставятся и кислотные, и щелочные — заказчик по региону эксплуатации выбирает разные батареи.

Срок более-менее нормальной эксплуатации аккумулятора — 5–7 лет в хороших условиях. На практике случаются ситуации глубокого разряда без возможности восстановления батареи — например, когда вагон оставили в поле на морозе и некоторое время не трогали. Батарея уходит в критический разряд, и всё.

Ещё один ящик под одноэтажным вагоном — ПСН (преобразователь собственных нужд).

Это устройство, которое управляет всеми источниками энергии вагона на входе и раздаёт всем устройствам вагона нужный ток на их входы. В том числе вот на эти розетки:

Проводники, кстати, рассказывают, что особо продуманные граждане уже возят с собой полуторакиловаттные чайники. И ничего, сеть выдерживает. Но это экстрим уже, потому что допустимая мощность розеток в купе — 100 Вт. Больше — это грубое нарушение условий эксплуатации.

Напряжение 110 Вольт вагонной сети гуляет в пределах от 100 до 144 Вольт, и это нормальная ситуация. Раньше у проводника был вольтметр и на нём было видно реальное напряжение. Сейчас стрелочный вольтметр спрятан под панель с сенсорным экраном, а на экране видно данные мониторинга на картинке с разбиением по подсистемам: лучше смотреть на десятки показателей, но раньше ориентировались на опыт и вольтметр.

Все бортовые приборы (включая кулер для воды, который вместо титана в современных вагонах) рассчитаны на этот диапазон напряжений.

ПСН также управляет зарядом батареи. Одна из важнейших частей электроники вагона — организация правильного режима подзарядки (в частности, в аккумуляторном боксе есть датчик и в зависимости от температуры выбирается режим).

Так зачем котёл?

Вагоны в России рассчитаны на диапазон от –50 до +50 градусов. Именно такие производит для заказчика Тверской вагоностроительный завод (все фотографии в посте из цехов). Чтобы эксплуатировать вагон в условиях –50 градусов, нужна система отопления. А она требует очень много энергии. Если есть высоковольтная трасса и на ней есть напряжение, водонагреватель работает от электричества.

Если же поезд двигается по неэлектрифицированному участку железной дороги и при этом нет мощного генератора где-то в составе поезда (когда они есть — это специальные случаи), то нужно где-то брать дополнительную энергию на обогрев.

Её получают химическим образом — просто сжигая дрова и уголь.

А вот так загружают ТВЭЛы:

На самом деле это, конечно, теплоэлектронагреватели, которые монтируются в основание котла.

В двухэтажных вагонах котла и титана нет, равно как и водяного отопления. Только электрика. В двухэтажных вагонах везде централизованное снабжение: нет 3000 Вольт, вагон может работать только на критичные системы на 110 Вольтах от соседнего. Но их пускают только по маршрутам, где полная электрификация пути, поэтому проблем нет.

Вот и всё. Да, мы сейчас говорили про пассажирский вагон дальнего следования. В метровагонах и вагонах электричек может устанавливаться другая система отопления — с раздельным водным контуром и электрокалориферами или вообще без водного контура.

Источник

Блог об энергетике

энергетика простыми словами

Система отопления пассажирского вагона поезда

Система водяного отопления (рис. 5.17) включает в себя котел 1, расширитель-воздухоподогреватель 10, нагревательные трубы 2, питательный насос 8, баки 6 и 7 для воды и топлива, вентили 5, 9, грязевик 5 и кран 4 для спуска воды из котла.

Циркуляция воды в системе отопления (показано стрелками) происходит непрерывно из-за разности температур в различных ее частях. Предусмотрена и искусственная циркуляция воды с помощью циркуляционного насоса, установленного на трубопроводе, подводящем воду к котлу, подача которой включается в тех случаях, когда температура наружного воздуха ниже расчетной или когда необходим ускоренный нагрев вагона после отстоя.

При комбинированной (электроугольной) системе отопления (рис. 5.18) вода в котле подогревается расположенными в водяной рубашке высоковольтными нагревательными элементами, а при отсутствии электроэнергии — за счет теплоты сжигаемого твердого топлива — угля).

Питание нагревательных элементов осуществляется по однопроводной поездной линии с номинальным напряжением 3000 В постоянного или однофазного переменного тока частотой 50 Гц в пути следования от локомотивов, а в пунктах отстоя — от стационарных устройств.
Системой водяного отопления с комбинированным котлом оснащены вагоны различных типов. Эта система состоит из котла с расширителем и отопительных приборов. Котел (рис. 5.19) с электроугольным отоплением имеет обычную угольную топку 4 и водяную рубашку 2, в которой на опорном фланце 11 расположены 24 высоковольтных нагревательных элемента 3.

Для увеличения поверхности нагреваемой воды в коническую часть топки установлены циркуляционные трубы 6, 7, и 8. В нижней части топки расположены колосниковая решетка 1 и наклонный лист зольника 14. Уголь загружается в котел через топочное отверстие 12, через него же извлекается шлак. Зола и мелкий шлак удаляются через отверстие зольника 13. На опорном фланце в зоне топки размещены три изолятора 9, через которые высоковольтные провода подводятся к нагревательным элементам котла. В целях обеспечения электробезопасности кожух 5 котла заземляется. Для этого в его нижней части предусмотрен специальный болт, к которому присоединяется заземляющий провод.
Нагревательные элементы закрыты защитным кожухом 10, на котором установлена блокировка, разрывающая цепь катушек высоковольтных контакторов при подъеме кожуха и наличии высокого напряжения. В поднятом положении для осмотра нагревательных элементов кожух подвешивается на цепях. Объем воды в системе 855 л, из которых 370 л находятся в котле и расширителе.
Схема отопления, нагревательные элементы и другое высоковольтное оборудование у различных типов вагонов одинаковое. Высоковольтные нагревательные элементы имеют общую мощность 48 кВт и разделены на две параллельные группы, каждая из которых состоит из двух параллельных ветвей, включающих по шесть последовательно соединенных нагревательных элементов. Для защиты котла предусмотрено тепловое реле, отключающее электронагревательные элементы при повышении температуры воды в котле выше 90 °С, и реле минимального уровня, отключающее их при понижении уровня воды в расширителе более чем 200 мм. В вагонах с кондиционированием воздуха используются дополнительные низковольтные электрические печи и калорифер, которые питаются от автономной системы электроснабжения напряжением ПО В постоянного тока. В пассажирских вагонах межобластного и пригородного сообщений наиболее распространено отопление с помощью электрических печей и калориферов.
В системах водоснабжения и водяного отопления современных пассажирских вагонов находят широкое применение пластмассы для изготовления многих деталей и узлов. Из стеклопластика на основе полиэфирной смолы выполняют водяные баки, умывальные раковины и унитазы, из полиэтилена низкой плотности — трубы, фитинги, вентили, втулки, тройники, а также другие соединительные и регулирующие детали. В туалетах пол настилают из стеклопластика вместо цементного, покрытого метлахской плиткой. Применение пластмасс обеспечивает снижение собственной массы вагона, продление срока службы, уменьшение трудоемкости и затрат при изготовлении и ремонте систем водоснабжения, отопления и внутреннего оборудования.

Источник