Общие сведения
Одним из важнейших условий эксплуатации пассажирских вагонов в отопительный период является поддержание нормальной температуры, отвечающей санитарно-гигиеническим требованиям.
Система отопления должна обеспечивать надежный и бесперебойный обогрев вагона в любых погодных условиях. При наружной температуре воздуха до —40°С температура внутри вагона должна быть не менее + 18°С.
Необходимая температура в вагоне обеспечивается с помощью системы отопления и вентиляции, а такжл благодаря надежной изоляции стен, пола, потолка и плотного прилегания оконных рам.
В пассажирских вагонах, эксплуатируемых на дорогах СССР, применяются следующие типы отопления: водяное с индивидуальным котлом — во всех цельнометаллических и четырехосных вагонах с деревянным кузовом; паровое самостоятельное — в вагонах с индивидуальным КОТЛОМ и паровое от локомотива — в вагонах международного сообщения габарита 03-Т (РИЦ); электрическое — в электросекциях пригородных поездов и поездах местного сообщения из межобластных вагонов.
С 1967—1968 гг. начали курсировать пассажирские поезда с электрическим отоплением на направлениях Челябинск—Москва, Свердловск—Москва, Москва—Ленинград и на некоторых других. С 1969 г. начали поступать в эксплуатацию вагоны с комбинированным водяным отоплением: вода подогревается от сжигания твердого топлива в топке котла или электрическими элементами, размещенными в расширителе котла.
При водяном отоплении обогрев осуществляется горячей водой, проходящей от котла по трубам, проложенным вдоль боковых стен вагона. Устройство водяного отопления основано на физическом законе, по которому более теплые частицы воды, имеющие меньшую плотность, а следовательно, более легкие, стремятся подняться вверх, а более холодные опускаются вниз. Создается циркуляция воды, при которой горячая вода из расширителя котла по верхним трубам проходит вдоль кузова вагона- Это циркуляция естественная, но предусмотрена возможность создания дополнительной искусственной циркуляции с помощью ручных или механических насосов. У торцовой стены вагона трубы опускаются, образуя стояк, и понизу возвращаются к нижней части котла. Таким образом, нагретая в котле вода, проходя по трубам, отдает тепло, возвращается опять в котел, снова нагревается и цикл повторяется.
В каждом вагоне система водяного отопления состоит из водогрейного котла, расширителя (является верхней частью котла или устанавливается отдельно), двух ветвей отопительных труб вдоль боковых стен вагона, ручного насоса, предназначенного для пополнения системы отопления водой, циркуляционного центробежного насоса и запасного бака для воды.
2. Устройство и эксплуатация системы отопления вагонов постройки отечественных заводов
Система отопления некупированного цельнометаллического ва гона постройки Калининского завода 1966—1970 гг. оборудована котлом 6 (рис. 26) для подогрева воды в системе отопления, в калорифере-воздухоподогревателе и змеевике теплообменника системы горячего водоснабжения. Котел совмещен с расширителем 5. От расширителя отходит труба к калориферу 1, служащему для подогрева вентиляционного воздуха в холодное время года. Верхние разводящие трубы 9 и нижние обогревательные 18 образуют две ветви сети отопления. Труба 7 соединяет расширитель котла с калорифером, который в свою очередь соединен с котлом.
Рис. 27. Котел водяного отопления
Ручной насос 31 предназначен для питания котла и водогрейной плиты водой из запасного водяного бака, а в необходимых случаях и для усиления циркуляции воды в системе. Центробежный насос 20 обеспечивает усиленную циркуляцию воды в системе, когда температура наружного воздуха низкая и требуется более интенсивное отопление вагона. Котел снабжен контрольными приборами для наблюдения за уровнем воды в системе и температурой воды в котле, запасным баком 39 для воды, арматурой для регулирования и управления работой системы, грязевиком с пробкой 32 для сбора и удаления механических примесей, содержащихся в воде. На конце трубы 26 с запорным вентилем 29 имеется соединительная головка для налива воды в систему. Обогревательные батареи 15 и 42 установлены в туалетах.
Котел, запасной водяной бак, насос, часть арматуры и водогрейная плита устанавливаются в котельном отделении.
Котел, совмещенный с расширителем (риc. 27), имеет внутреннюю огневую коробку 5, которая образует топочную камеру. В нижней части камеры помещаются колосниковая решетка 2 и зольник 8. В верхней части котла над огневой коробкой установлена дымовая труба 6. В огневую коробку вварены циркуляционные трубы 7 для увеличения поверхности нагрева котла. Огневая коробка заключена в кожух 4, образующий водяную рубашку котла. Пространство между кожухом и огневой коробкой заполняется водой. Загрузка топлива производится через люк топки 3, воздух под колосниковую решетку подастся через поддувало 1 зольника.
Наибольшая расчетная температура воды в котле 90—95°С. При более высокой температуре нижние трубы отопления сильно перегреваются и осаждающаяся на их поверхности пыль будет подгорать.
Верхняя и нижняя ветви труб отопления собираются из отдельных звеньев с фланцами, соединяющимися на болтах с прокладками. Для доступа к фланцевым соединениям верхней ветви в потолке вагона предусмотрены люки.
Ручной поршневой насос состоит из чугунного корпуса, в ниж ней и верхней частях которого расположены коробки с клапанами нагнетания и всасывания.
Клапаны насоса капроновые, пластинчатые с пружинами Клапанные коробки закрываются крышками, па которых есть фланцы для крепления всасывающего и нагнетательного трубопроводов.
Для измерения температуры воды в котле имеется манометрический дистанционный показывающий термометр с пределом измерения от 0 до 120°С. Датчик термометра вставляется в трубку, вваренную в крестовину верхних разводящих труб или в расширитель котла, и Крепится к ней при помощи накидной гайки. Указатель прибора выведен в служебное отделение и укреплен на перегородке.
Система отопления имеет следующие три режима эксплуатации. Обогрев вагона трубами отопления и подогретым вентиляционным воздухом. Этот режим применяется во время отопительного сезона при температуре наружного воздуха не ниже 0°С и обеспечивает внутри вагона температуру не ниже 18°С.
При таком режиме должны быть открыты вентили и краны (см. рис. 26) 3. 4, 8, 16, 17, 22, 25, 34, 37, 44, 47, 48. При работе ветви отопления только со стороны котла необходимо открыть вентили и краны 3, 8, 22, 37. При работе ветви отопления только с некотловой стороны должны быть открыты вентили и краны 3, 4, 16, 17, 34, 37, 44, 47. Для усиления циркуляции нужно периодически пользоваться центробежным 20 или ручным 31 насосами
Для усиления циркуляции центробежным насосом в некотловой ветви необходимо закрыть вентили и краны 21, 24, 25, 33, 34 и открыть вентили 23, 30. Если надо усилить циркуляцию только в котловой ветви, закрывают вентили и краны 22, 24, 25, 27, 30 и открывают вентили и краны 21, 33, а если в обеих ветвях — закрывают вентили и краны 22, 24, 25, 27, 33, 34 и открывают вентили 21, 23, 30.
Когда для усиления циркуляции применяют ручной насос, необходимо: в некотловой ветви закрыть вентили и краны 27, 30, 34, 37 и открыть краны 3, 33; в котловой ветви закрыть вентили и краны 21, 22, 33, 37 и открыть краны 3, 27; в обеих ветвях закрыть вентили и краны 21, 22, 30, 34,37 и открыть краны 3, 27, 33.
Чтобы усилить циркуляцию воды в калорифере, когда температура наружного воздуха низкая и естественная циркуляция не обеспечивает подогрев воздуха до необходимой температуры, рекомендуется использовать центробежный насос. При этом вентили 21, 25, 30 нужно закрыть, вентили 23, 24, 48 открыть и затем включить электродвигатель насоса.
Обогрев вагона подогретым вентиляционным воздухом при отключенных трубах отопления. Этот режим применяется при плюсовых температурах наружного воздуха и при температуре внутри вагона не ниже 18°С. В таком режиме вентили 4, 8, 21, 22, 25, 30 и 34 должны быть закрыты, а вентили 23, 24 и 48 открыты.
Обогрев вагона отопительными трубами при выключенной принудительной вентиляции. Такой режим применяется когда вагон находится в отстое без пассажиров. Чтобы не примерзли чаши водяных затворов унитазов, необходимо периодически открывать краны 11 и 46.
Заполнять систему водой надо через наливную трубу 26 при закрытых вентилях и кранах 11, 13, 19, 35, 36, 37, 41, 46 и открытых вентилях и кранах 3, 4, 8, 16, 17, 22, 25, 27, 29, 33, 34, 43, 44, 47, 48. По окончании заполнения вентиль 29 следует закрыть.
Во время заполнения системы водой необходимо следить за уровнем воды, периодически открывая водопробный кран 43. При появлении воды из вестовой трубы 45 в котельном отделении налив воды прекратить. Воздух из системы выпускается через краны 10, 12, 13, 41 и водопробный кран 43, которые нужно немедленно закрыть, как только в них появится вода, постепенно уменьшается: часть воды испаряется в атмосферу, часть идет на промывку унитазов. Поэтому надо периодически проверять уровень воды, открывая водопробный кран 43.
Если вода через водопробный кран не вытекает, систему необходимо пополнить из бака в котельном отделении при помощи ручного насоса. Предварительно надо закрыть краны 27, 33 и открыть краны 3, 37. Воду рекомендуется качать до появления ее из вестовой трубы 45 расширителя. Бак в котельном отделении наполняют водой из системы водоснабжения. При отсутствии водоснабжения необходимо бак наполнить любыми средствами — ведром, шлангом и т. п.
Пополнение водой работающей системы отопления через наливную трубу из-под вагона разрешается только в исключительных случаях.
Если невозможно пополнить систему водой, следует прекратить топку котла и закрыть поддувало, а в случае опасности замерзания воды в трубах слить ее из системы отопления.
Для слива воды из обогревательных труб котловой стороны вагона надо закрыть вентили и краны 8, 21/22; 27 и открыть краны 12, 10, а из обогревательных труб некотловой стороны — закрыть вентили и краны 4, 30, 33, 34 и открыть краны 10, 35.
Чтобы слить воду из котла, необходимо закрыть вентили и краны 3, 4, 8, 22, 34, вывернуть сливную пробку котла 28 и открыть вентили 25, 29 и 48. При сливе воды из всей системы нужно открыть все вентили и краны, кроме кранов 13. 41. и вывернуть спускную пробку котла и грязевика. Краны 10 и 12 открывают после того, как уровень воды опустится ниже верхних разводящих труб. Когда вся вода будет слита, необходимо вывернуть пробки 14 и 40 из батарей в туалетах и пробки ручного насоса, а также слить через спускной клапан воду из центробежного насоса.
С целью продления срока службы системы отопления рекомендуется систематически очищать грязевик и не реже чем один раз в два-три месяца спускать грязь из котла через сливную пробку. Проводник вагона обязан поддерживать такой режим топки котла, чтобы температура воздуха в вагоне была не ниже 18°С. При этом вода в котле не должна кипеть, а уровень воды в расширителе должен быть выше трубы водопробного крана 43.
Летом система отопления должна быть наполнена водой. Для выпуска воздуха, скапливающегося в трубах отопления, необходимо периодически открывать краны 10 и 12.
Плохая циркуляция воды в системе водяного отопления или полное прекращение обогрева вагонов могут быть по разным причинам.
Наиболее часто причиной плохой циркуляции воды является образование воздушной пробки в трубах, что происходит из-за слишком большого нагрева воды в котле, особенно при ее кипении. При этом в трубы попадает пар, воздух и образуется пробка. Чтобы устранить пробку, необходимо циркуляционным насосом, а при его отсутствии ручным перекачивать часть воды из трубы в котел. Вместе с водой воздух выйдет в котел.
Для ликвидации воздушной пробки в трубах водяного отопления можно выпустить из труб часть воды, вместе с которой выйдет воздух. Для этого необходимо закрыть разобщительный вентиль нижней трубы, открыть трехходовую пробку и дожидаться, когда из нее выйдет воздух. Затем все снова надо восстановить в прежнее положение.
Если трубы плохо нагреваются и не обеспечивают в вагоне необходимую температуру, следует усилить циркуляцию при помощи насоса. В пункте оборота нужно спустить загрязненную воду через спускные краны и пробку грязевика, одновременно наполняя систему отопления водой.
Из-за недостаточного надзора за топкой может произойти частичное замораживание труб отопления и в первую очередь в коридоре некотловой стороны, в углах соединения стояка с нижней трубой; в трубе, расположенной у перехода от купейной стороны вагона к котлу; в углах нижних труб, расположенных в котельном отделении.
Замороженные места труб обычно выявляются по наружным признакам: инею или запотеванию. При обстукивании трубы в этих местах слышится глухой звук.
Отогреваются такие места горячей водой, поливаемой на тряпку, мешковину или концы, навернутые на трубу. Рекомендуется при этом усилить топку котла и применять искусственную циркуляцию.
Если наблюдается течь воды во фланцевых соединениях труб или небольшие свищи в трубах и невозможно их устранить путем подтягивания болтов, контргаек, замены обмотки или наложения жгутов, необходимо перекрыть верхний и нижний разобщительные вентили на отопительных трубах поврежденной ветви и полностью спустить из нее воду. Дальнейшее отопление нужно вести одной стороной с периодическим применением циркуляционного или ручного насоса.
Для поддержания постоянной температуры воды в котле необходимо правильно регулировать процесс горения топлива. Если через толщу раскаленного в топке угля пропустить воздух, то процесс горения усилится.
Таким образом, регулируя подачу воздуха открыванием дверцы зольника, можно увеличить или уменьшить количество получаемого тепла.