RU2169090C2 - Railway passenger car air conditioning system - Google Patents
Railway passenger car air conditioning system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2169090C2 RU2169090C2 RU98107947/28A RU98107947A RU2169090C2 RU 2169090 C2 RU2169090 C2 RU 2169090C2 RU 98107947/28 A RU98107947/28 A RU 98107947/28A RU 98107947 A RU98107947 A RU 98107947A RU 2169090 C2 RU2169090 C2 RU 2169090C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- heat
- car
- cooling
- compartment
- Prior art date
Links
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 40
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims abstract description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 7
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000011551 heat transfer agent Substances 0.000 abstract 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 6
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 6
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 5
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- -1 evaporative Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 230000005676 thermoelectric effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Devices For Blowing Cold Air, Devices For Blowing Warm Air, And Means For Preventing Water Condensation In Air Conditioning Units (AREA)
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к термоэлектрическим кондиционирующим устройствам, применяемым, например, на железнодорожном транспорте. The invention relates to thermoelectric conditioning devices used, for example, in railway transport.
Известны пассажирские вагоны, оборудованные установками для кондиционирования воздуха, что осуществляется комплексом систем вентиляции, отопления и охлаждения при автоматическом поддержании заданного режима. Наиболее распространенной системой охлаждения воздуха в пассажирских вагонах является автоматическая регулируемая компрессионная холодильная установка, состоящая из испарителя, поршневого компрессора, конденсатора, ресивера, терморегулирующего вентиля, которые последовательно соединены трубопроводом, заполненным хладагентом типа жидкого хладона-12 или каким-либо другим фреоном (cм. "Системы вентиляции и установки кондиционирования воздуха", книга "Вагоны", под ред. Л.Д. Кузьмича, М.: Машиностроение, 1978, 44, с.277-284). Passenger cars equipped with air conditioning units are known, which is carried out by a complex of ventilation, heating and cooling systems while automatically maintaining a given mode. The most common air cooling system in passenger cars is an automatic adjustable compression refrigeration unit, consisting of an evaporator, a reciprocating compressor, a condenser, a receiver, a thermostatic valve, which are connected in series by a pipe filled with refrigerant like liquid HFC-12 or some other freon (see. "Ventilation systems and air conditioning installations", the book "Wagons", under the editorship of L.D. Kuzmich, M .: Mechanical Engineering, 1978, 44, p.277-284).
Недостатком таких систем с кондиционерами является их большие массо-габаритные параметры, сложность и низкая эксплуатационная надежность компрессионной установки; частый выход из строя ее узлов из-за постоянных вибрационных нагрузок, действующих при движении вагонов, что приводит их к выходу из строя и не позволяет получать потребные кондиции воздуха по желанию пассажиров. Кроме того, в связи с принятием Венской Конвенции об охране озонового слоя и Монреальского Протокола (МП) по веществам, разрушающим озоновый слой, и Обязательств Российской Федерации о полном прекращении с января 1966 года производства и применения озоноразрушающих веществ (фреонов в холодильной технике), контролируемых МП и Лондонскими поправками к нему (1990 г.), объективно встал вопрос о переходе на другие системы работы кондиционеров, в частности, на основе термоэлектрических батарей, имеющих такие преимущества, как большой ресурс и надежность в работе из-за отсутствия движущихся частей в термобатареях, возможность работы как в режиме охлаждения воздуха, так и в режиме его нагрева, простота в управлении и обслуживании. The disadvantage of such systems with air conditioners is their large weight and size parameters, the complexity and low operational reliability of the compression unit; the frequent failure of its units due to the constant vibration loads acting during the movement of cars, which leads to their failure and does not allow to obtain the required air conditioning at the request of passengers. In addition, in connection with the adoption of the Vienna Convention for the Protection of the Ozone Layer and the Montreal Protocol (MP) on Substances that Deplete the Ozone Layer and the Obligations of the Russian Federation to completely cease from January 1966 the production and use of ozone-depleting substances (freons in refrigeration equipment) controlled by MP and the London amendments to it (1990), objectively the question arose of switching to other systems of air conditioners, in particular, based on thermoelectric batteries, which have such advantages as a long resource and reliability the spine due to the absence of moving parts in the thermopile, the ability to work both in the air cooling mode and a heating mode, its simplicity in operation and maintenance.
Известна установка для кондиционирования воздуха в железнодорожных пассажирских вагонах /SU, A, 1084469/ с использованием генератора холода для кондиционирования воздуха на основе термоэлектрических батарей. Для повышения эффективности охлаждения воздуха и снижения расхода электроэнергии холодные спаи в такой термобатарее снабжены вертикальным оребрением с каналами для прохода наружного и рециркуляционного воздуха, а горячие спаи снабжены вертикальным оребрением, образуя теплообменник испарительного охлаждения. Установка снабжена водораспылителем и вентилятором для обдувания поверхностей теплообменника. A known installation for air conditioning in railway passenger cars / SU, A, 1084469 / using a cold generator for air conditioning based on thermoelectric batteries. To increase the efficiency of air cooling and reduce energy consumption, cold junctions in such a thermal battery are equipped with vertical fins with channels for the passage of external and recirculated air, and hot junctions are equipped with vertical fins, forming an evaporative cooling heat exchanger. The unit is equipped with a water spray and a fan for blowing heat exchanger surfaces.
Известны другие устройства для кондиционирования воздуха в транспортных средствах, содержащие теплообменники (водяной, испарительный, воздушный), радиационно-конвективные панели разных видов, форм и назначений, связанные с термоэлектрическими батареями, включающие источник постоянного тока - термоэлектрические генераторы тепла и холода, замкнутые контуры циркулирующего теплоносителя в виде фильтро-вентиляционных и теплоотводящих жидкостных систем, системы диагностики и контроля, ряд других вспомогательных систем, например вентилей, насосов и других. Known other devices for air conditioning in vehicles containing heat exchangers (water, evaporative, air), radiation-convective panels of various types, shapes and purposes associated with thermoelectric batteries, including a constant current source - thermoelectric heat and cold generators, closed circuits coolant in the form of filter-ventilation and heat-removing liquid systems, diagnostic and control systems, a number of other auxiliary systems, for example, a valve , Pumps and others.
Термоэлектрические кондиционеры, осуществляющую полную обработку воздуха, в зарубежных странах практически не используются. Зато разработано множество конструкций отопительно-охладительных агрегатов, а также отдельных устройств для осушения воздуха /US, A, 4499736, 4506103/. Интересно использование термоэлектрических тепловых насосов, устанавливаемых на стенке или потолке для обогрева или создания микроклимата в комнатах, в которых нет движущихся частей, и теплообмен осуществляется путем естественной конвекции /пат. США N 4492086/. Thermoelectric conditioners, providing complete air treatment, are practically not used in foreign countries. But a lot of designs of heating and cooling units, as well as separate devices for drying air / US, A, 4499736, 4506103 /, have been developed. It is interesting to use thermoelectric heat pumps mounted on a wall or ceiling for heating or creating a microclimate in rooms in which there are no moving parts, and heat exchange is carried out by natural convection / pat. U.S. N 4492086 /.
Используются экструдированные теплообменники сложной конфигурации /US, A, 4472945/; игольчатые или пластинчатые теплообменники, изготовленные из одной цельной заготовки /US, A, 4297849/; развитые теплообменники из пористого материала, в которых имеются каналы для транспортировки сконденсировавшейся жидкости, и изотермичность системы достигается при использовании испарения и конденсации вещества, заполняющего теплообменники. Такие системы можно использовать для естественно-конвективного теплообмена /US, A, 4448028/. В патенте /US, A, 4350016/ описывается устройство и способ охлаждения при помощи термоэлектрического элемента, работающего от постоянного тока, в котором тепло, перенесенное на горячую сторону, рассеивается на внешнем теплообменнике, охлаждаемом водой, а также взаимодействием с внешней средой. Complex extruded heat exchangers are used / US, A, 4472945 /; needle or plate heat exchangers made from one solid piece / US, A, 4297849 /; developed heat exchangers made of porous material, in which there are channels for transporting condensed liquid, and the isothermal system is achieved by using evaporation and condensation of a substance filling the heat exchangers. Such systems can be used for naturally convective heat transfer / US, A, 4448028 /. In the patent / US, A, 4350016 / describes a device and method of cooling using a thermoelectric element operating on direct current, in which the heat transferred to the hot side is dissipated on an external heat exchanger cooled by water, as well as interaction with the external environment.
Вышеперечисленные устройства и установки для кондиционирования воздуха имеют ряд существенных недостатков, главные из которых: низкая энергетическая эффективность и эксплуатационная надежность, большие холодопотери, приводящие к повышенным затратам на кондиционирование воздуха и тем самым приводящие к увеличению габаритов кондиционера, что снижает холодопроизводительность генератора холода, отсутствие равномерности температурного поля и возникновение на радиационной поверхности переохлажденных или перегретых участков, например, из-за осаждения и засорения вентиляторной пылью поверхностей теплообменников, ухудшающих работу термобатарей, снижая их холодильный коэффициент, выход из строя термобатарей из-за перегрева их горячих спаев в условиях жаркого климата или на производстве с повышенными температурными режимами, вынужденное отключение термобатарей от источника электроэнергии, что приводит к повышенным тепловым потерям между холодными и горячими спаями и ряд других. The above devices and installations for air conditioning have a number of significant drawbacks, the main of which are: low energy efficiency and operational reliability, large cold losses leading to increased costs for air conditioning and thereby increasing the size of the air conditioner, which reduces the cooling capacity of the cold generator, the lack of uniformity temperature field and the occurrence of supercooled or superheated sections on the radiation surface, for example p, due to precipitation and clogging with fan dust of the surfaces of heat exchangers that worsen the operation of thermal batteries, reducing their refrigeration coefficient, failure of thermal batteries due to overheating of their hot junctions in hot climates or in production with elevated temperature conditions, forced disconnection of thermal batteries from the source electricity, which leads to increased heat loss between cold and hot junctions and several others.
Наиболее близким аналогом является установка для кондиционирования кабины транспортного средства /US, A, 688351, 1572839/, где содержатся термоэлектрические батареи, подключенные к источнику постоянного тока, фильтро-вентиляционная и теплоотводящая жидкостная система, соединенные с радиационно-конвективными панелями, направленными радиационными поверхностями в зону нахождения водителя транспортного средства; с противоположной стороны панели имеют тепловой контакт с термоэлектрическими батареями, причем эти панели выполнены с внутренними воздушными каналами, к ним присоединены коллекторы, снабженные выпускными кранами. Вторая установка для кондиционирования воздуха, содержащая радиационную и конвективную системы теплообмена, связанные с термоэлектрическим блочно-модульным генератором холода, теплообменник горячих спаев термобатарей, воздуховоды, снабжена кондуктивными теплообменниками, термоэлектрическими генераторами тепла и холода, причем генератор холода выполнен из радиационной и конвективной частей. Термобатареи радиационной части выполнены с водяным съемом тепла с горячих спаев термобатарей, а модули конвективной - с воздушным и связаны с кондуктивными теплообменниками. Установки могут работать в режимах аэрации, радиационного, лучистого, радиационно-конвективного охлаждения (нагрева), а также кондуктивного теплообмена с возможностью использования (в конкретном случае) охлажденного ниже течки росы воздуха для частичного отводы тепла от горячих спаев термобатарей, что позволяет повысить эффективность кондиционирования воздуха и обеспечить комфортные условия при более значительных теплопоступлениях в кабину за счет применения комплексного воздействия на среду рабочей зоны кабины. The closest analogue is the installation for air conditioning the vehicle’s cabin / US, A, 688351, 1572839 /, which contains thermoelectric batteries connected to a direct current source, filter-ventilation and heat-removing liquid system connected to radiation-convection panels directed by radiation surfaces in zone of location of the driver of the vehicle; on the opposite side, the panels have thermal contact with thermoelectric batteries, and these panels are made with internal air channels, collectors equipped with exhaust valves are connected to them. The second installation for air conditioning, containing radiation and convective heat transfer systems associated with a thermoelectric block-modular cold generator, a heat exchanger of hot junctions of thermopiles, air ducts, is equipped with conductive heat exchangers, thermoelectric heat and cold generators, and the cold generator is made of radiation and convection parts. Thermal batteries of the radiation part are made with water removal of heat from the hot junctions of the thermal batteries, and convective modules with air and are connected with conductive heat exchangers. The plants can operate in the modes of aeration, radiation, radiant, radiation-convective cooling (heating), as well as conductive heat transfer with the possibility of using (in a specific case) air cooled below the dew flow to partially remove heat from the hot junctions of the thermal batteries, which improves the efficiency of conditioning air and provide comfortable conditions with more significant heat input into the cabin due to the use of complex effects on the environment of the working area of the cabin.
Вышеуказанная система кондиционирования воздуха, взятая нами в качестве прототипа, имеет также некоторые из вышеупомянутых недостатков аналогов, главный из которых - недостаточная холодопроизводительность и мощность системы, низкая эффективность системы кондиционирования, что ограничивает ее применение для использования в качестве кондиционера для транспортного средства в широком диапазоне климатических зон. The above air conditioning system, taken as a prototype, also has some of the aforementioned disadvantages of analogues, the main of which is insufficient cooling capacity and system power, low efficiency of the air conditioning system, which limits its use for use as an air conditioner for a vehicle in a wide range of climatic zones.
Предложенное изобретение направлено на устранение перечисленных выше недостатков, а именно на получение высокой энергетической и гигиенической эффективности, а также надежности термоэлектрических генераторов холода или тепла на базе термоэлектрических батарей Пельтье, собранных в виде пакетов при минимальных массогабаритных параметрах устройства. Как известно, термоэлектрический эффект зависит от температуры и может быть выражен как Q = Qo(1-ΔT/ΔTmax), где Q - холодопроизводительность батареи Пельтье на рабочем режиме при перепаде температуры ΔT на "холодной" и "горячей" стороне (перепад температуры охлаждаемого воздуха); Q0 - начальная (максимальная) холодопроизводительность; ΔTmax - максимально достижимая разница температур на "горячей" и "холодной" стороне батареи Пельтье. Из рассмотрения этого соотношения следует, что для генератора холода на батарее Пельтье при уменьшении ΔT увеличивается холодопроизводительность генератора холода. Расчеты и экспериментальные данные показывают, что для достижения высоких холодильных коэффициентов (ε > 1, где ε = Q/W и W - потребляемая электрическая мощность, необходимо максимально увеличить воздухообмен с теплообменниками для снижения перепада температуры ΔT. Это достигается в предлагаемом решении, благодаря введению двухконтурной схемы кондиционируемого воздуха. При этом можно достичь холодильных коэффициентов ε > 1, что сравнимо с компрессионными холодильными машинами.The proposed invention is aimed at eliminating the above disadvantages, namely, to obtain high energy and hygienic efficiency, as well as the reliability of thermoelectric generators of cold or heat based on Peltier thermoelectric batteries assembled in the form of packets with minimal weight and size parameters of the device. As is known, the thermoelectric effect depends on temperature and can be expressed as Q = Q o (1-ΔT / ΔT max ), where Q is the cooling capacity of the Peltier battery in operating mode at a temperature difference ΔT on the "cold" and "hot" side (difference temperature of the cooled air); Q 0 - initial (maximum) cooling capacity; ΔT max is the maximum achievable temperature difference on the "hot" and "cold" side of the Peltier battery. From consideration of this relation it follows that for a cold generator on a Peltier battery, with a decrease in ΔT, the cooling capacity of the cold generator increases. Calculations and experimental data show that in order to achieve high refrigeration coefficients (ε> 1, where ε = Q / W and W are the consumed electric power, it is necessary to maximize air exchange with heat exchangers to reduce the temperature difference ΔT. This is achieved in the proposed solution due to the introduction of double-circuit air-conditioned circuit, while it is possible to achieve refrigeration coefficients ε> 1, which is comparable to compression refrigeration machines.
Сущность решения поставленной задачи, согласно изобретению, заключается в том, что система кондиционирования воздуха пассажирского железнодорожного вагона, содержащая вентилятор подачи кондиционируемого воздуха, воздуховод-распределитель воздухорассеивающие панели подачи воздуха в служебном помещении и всех купе, термоэлектрический генератор холода или тепла, соединенный с напорным и сливным трубопроводами системы жидкостного теплоотвода и насосом с трубопроводами циркуляции теплоносителя, включает в себя, по меньшей мере, второй термоэлектрический генератор холода или тепла, причем оба генератора автономно работающие, один из которых через жидкостный насос прокачки теплоносителя подключен к теплообменникам, расположенным на всасывающих и нагнетающем воздушных каналах центрального электровентилятора и установлен над тамбуром для обеспечения первой ступени централизованного охлаждения или нагрева воздуха, поступающего в вагон и купе; второй термоэлектрический генератор холода или тепла расположен под вагоном для обеспечения второй ступени охлаждения или нагрева воздуха в вагоне и соединен через жидкостный насос с доводчиками купе, состоящими из теплообменников и вентиляторов, смонтированных в служебном помещении и пассажирских купе, причем теплообменники доводчиков соединены в параллельную или последовательную гидравлическую систему прокачки теплоносителя, при этом вентиляторы доводчиков обеспечивают циркуляцию охлаждаемого воздуха в купе вагона. The essence of the solution of the problem according to the invention lies in the fact that the air conditioning system of a passenger railroad car, comprising an air-conditioned air supply fan, an air distribution duct, air-dispersing air supply panels in the service room and all compartments, a thermoelectric cold or heat generator connected to the pressure head and drain pipes of the liquid heat sink system and a pump with coolant circulation pipelines, includes at least a second thermoelectric cold or heat generator, both of which are autonomously working, one of which is connected to heat exchangers located on the suction and discharge air channels of the central electric fan through a liquid pump for pumping the heat carrier and installed above the vestibule to provide the first stage of centralized cooling or heating of the air entering the car and coupe; a second thermoelectric cold or heat generator is located under the car to provide a second stage of cooling or heating of air in the car and is connected through a liquid pump to compartment closers, consisting of heat exchangers and fans mounted in the office building and passenger compartment, and the closers heat exchangers are connected in parallel or in series hydraulic system for pumping the coolant, while the fans of the closers provide circulation of the cooled air in the compartment of the car.
Кроме того, система кондиционирования включает в себя: канал рециркуляции воздуха из коридора вагона с установленным в нем теплообменником косвенного испарительного охлаждения, по меньшей мере две форсунки, расположенные перед теплообменником, распыляющие воду в канале рециркуляции, бак с водой и насос, соединенный трубопроводом с ванной, а также канал для поступления вспомогательного воздуха, соединенный с каналом подачи центрального вентилятора. In addition, the air conditioning system includes: an air recirculation channel from the carriage corridor with an indirect evaporative cooling heat exchanger installed in it, at least two nozzles located in front of the heat exchanger, spraying water in the recirculation channel, a water tank and a pump connected by a pipeline to the bath as well as a channel for the supply of auxiliary air connected to the channel for supplying a central fan.
Существенными отличиями предложенной системы кондиционирования воздуха пассажирского железнодорожного вагона является наличие следующих принципиально новых конструктивных элементов, блоков и систем и их размещение в вагоне:
- доводчики в каждом купе, состоящие из теплообменника и вентилятора доводчика, обеспечивающие, соответственно, дополнительное охлаждение и рециркуляцию воздуха;
- ряд теплообменников, расположенных на всасывающих и нагнетающем воздушных каналах центрального электровентилятора, обеспечивающих дополнительное охлаждение воздуха, подаваемого в вагон и купе;
- дополнительная возможность независимого включения одного из двух термоэлектрических генераторов холода или тепла, расположенного над тамбуром и обеспечивающего поступление воздуха в купе, или расположенного под вагоном и обеспечивающего охлаждение доводчиков купе;
- дополнительная возможность регулирования параметров влажности воздуха и повышения общей холодопроизводительности генераторов охлаждения за счет применения форсунок косвенного испарительного охлаждения и прямого испарительного увлажнения, установленного в контуре рециркуляции центрального (первого) канала.Significant differences of the proposed air conditioning system of a passenger railway carriage are the presence of the following fundamentally new structural elements, blocks and systems and their placement in the carriage:
- closers in each compartment, consisting of a heat exchanger and a fan of the closer, providing, respectively, additional cooling and air recirculation;
- a number of heat exchangers located on the suction and discharge air channels of the central electric fan, providing additional cooling of the air supplied to the car and compartment;
- additional possibility of independent switching on of one of the two thermoelectric generators of cold or heat located above the vestibule and providing air in the compartment, or located under the car and providing cooling for the compartment closers;
- an additional opportunity to control air humidity parameters and increase the overall cooling capacity of cooling generators through the use of indirect evaporative cooling nozzles and direct evaporative humidification installed in the recirculation circuit of the central (first) channel.
При изменении полярности жидкостные термоэлектрические генераторы холода превращаются в термоэлектрические генераторы тепла. When the polarity changes, liquid thermoelectric cold generators turn into thermoelectric heat generators.
Все основные признаки предложенной системы кондиционирования воздуха вагона в их совокупности отсутствуют в устройствах-аналогах и прототипе, взаимосвязаны друг с другом и с признаками констатирующей части. Их связь носит устойчивый характер. All the main features of the proposed car air conditioning system in their totality are absent in the analog devices and prototype, are interconnected with each other and with the signs of the ascertaining part. Their relationship is sustainable.
Предложенная система кондиционирования воздуха пассажирского железнодорожного вагона показана на прилагаемом чертеже. На чертеже показана принципиальная схема системы кондиционирования воздуха, включающая в себя: фильтро-вентиляционный блок, состоящий из наружных воздухоприемников 1 с теплообменниками 2, центральный вентилятор 3, обдувающий теплообменник 4, воздуховод-распределитель 5, а также термоэлектрические генераторы 6, 7 холода и тепла, теплообменники 8, 9 съема тепла с вентилятоpами 10, 11, жидкостные теплообменники 12 с вентиляторами 13 доводчиков купе, напорного 14 (с "холодной" водой) и сливного 15 (с "нагретой" водой) трубопроводов, жидкостных насосов 16-19, блока испарительного охлаждения, включающего теплообменник 20, "сухой" и "мокрый" тракты 21, 22 подачи воздуха соответственно с форсункой(ми) 23 прямого испарительного увлажнения и форсункой(ми) 24 косвенного испарительного охлаждения, соединительный канал 25 вспомогательного воздуха, насос 26 и ванну 27 с водой. The proposed air conditioning system of a passenger railway car is shown in the attached drawing. The drawing shows a schematic diagram of an air conditioning system, including: a filter and ventilation unit, consisting of external air receivers 1 with heat exchangers 2, a central fan 3, blowing heat exchanger 4, air distribution 5, as well as thermoelectric generators 6, 7 of cold and heat , heat exchangers 8, 9 of heat removal with fans 10, 11, liquid heat exchangers 12 with fans 13 closers, pressure head 14 (with "cold" water) and drain 15 (with "heated" water) pipelines, liquid pumps 16-19, evaporative cooling unit, including heat exchanger 20, “dry” and “wet” air supply paths 21, 22, respectively, with direct evaporative humidification nozzle (s) 23 and indirect evaporative cooling nozzle (s) 24, auxiliary air connecting channel 25, pump 26 and bath 27 with water.
Работа системы кондиционирования для охлаждения или нагрева воздуха состоит в следующем. При включении термоэлектрических генераторов 6, 7 холода или тепла в режиме "охлаждение", теплоносители, циркулирующие в системе кондиционирования, при помощи насосов 16 (Н1) и 17 (Н2), начинают охлаждаться и приобретают более низкую температуру по сравнению с окружающей температурой. Процесс понижения температуры продолжается до тех пор, пока не наступит баланс между отводом тепла термоэлектрическими генераторами 6, 7 холода и подводом тепла от теплообменников 2, 4 центрального воздуховода-распределителя 5 подачи воздуха в купе по первому контуру и теплообменников купе 12 по второму контуру. При этом воздух, проходящий через воздушно-жидкостные радиаторы 2, 4, охлаждается и поступает в купе по воздуховоду-распределителю 5, а воздух купе, проходящий через теплообменник 12 доводчиков, охлаждается в режиме рециркуляции. При работе генераторов 6, 7 холода, представляющих собой тепловые насосы, происходит выделение теплоты на теплосъемной стороне генераторов за счет "перекачиваемого" тепла с их холодной стороны и потребления электрической энергии, требуемой для осуществления работы термобатарей элементов Пельтье. Отвод тепла от генераторов холода осуществляется теплоносителем, циркулирующим с помощью насосов 18 (Н3), 19 (Н4) через теплообменники 8, 9, охлаждаемые в свою очередь внешним воздухом от вентиляторов 10, 11. Блок испарительного охлаждения в системе кондиционирования воздуха работает следующим образом. Форсунка(и) 23 увлажняет поверхность "сухого" тракта 21 прямого испарительного увлажнения теплообменника 20, а форсунка(и) 24 увлажняет поверхность "мокрого" тракта 22 косвенного испарительного охлаждения теплообменника 20. Вода в форсунки 23, 24 подается насосом 26 (Н5), при этом избыточная вода стекает в поддон ванны 27. Вспомогательный воздух по каналу 25 проходит "мокрый" тракт и охлаждает стенки теплообменника 20. Рецеркулируемый воздух, проходя через тракт 21, охлаждается и подается через воздуховод-распределитель 5 в служебные помещения и купе вагона, и оттуда в коридор, из которого всасывается вновь в центральный вентилятор 3 через теплообменник 20 косвенного испарительного охлаждения. The operation of the air conditioning system for cooling or heating the air is as follows. When you turn on thermoelectric generators 6, 7 of cold or heat in the "cooling" mode, the coolants circulating in the air conditioning system, using pumps 16 (H1) and 17 (H2), begin to cool and acquire a lower temperature compared to the ambient temperature. The process of lowering the temperature continues until there is a balance between heat removal by thermoelectric generators 6, 7 of cold and heat supply from heat exchangers 2, 4 of the central duct-distributor 5 of the air supply in the compartment along the primary circuit and the heat exchangers of compartment 12 along the secondary circuit. In this case, the air passing through the air-liquid radiators 2, 4 is cooled and enters the compartment through the air distributor 5, and the compartment air passing through the heat exchanger 12 closers is cooled in recirculation mode. During operation of the cold generators 6, 7, which are heat pumps, heat is released on the heat removal side of the generators due to the "pumped" heat from their cold side and the consumption of electrical energy required for the operation of the thermopile of Peltier elements. Heat is removed from the cold generators by a coolant circulating with the help of pumps 18 (Н3), 19 (Н4) through heat exchangers 8, 9, which are cooled in turn by external air from fans 10, 11. The evaporative cooling unit in the air conditioning system operates as follows. The nozzle (s) 23 moisturizes the surface of the dry path 21 of the direct evaporative humidification of the heat exchanger 20, and the nozzle (s) 24 moisturizes the surface of the "wet" path 22 of the indirect evaporative cooling of the heat exchanger 20. Water is supplied to the nozzles 23, 24 by the pump 26 (H5), while the excess water flows into the bath pan 27. The auxiliary air passes through the channel 25 through the wet path and cools the walls of the heat exchanger 20. The recirculated air passing through the path 21 is cooled and supplied through the air distributor 5 to the office premises and the car compartment on, and from there to the corridor from which it is again sucked into the central fan 3 through the indirect evaporative cooling heat exchanger 20.
В предлагаемой системе кондиционирования воздуха пассажирского железнодорожного вагона создана возможность регулирования холодопроизводительности, т.е. комфортных условий, путем переключения режимов вентиляции доводчиков купе (переключения скорости воздухообмена). Кроме того, повышается общая надежность системы кондиционирования, т.к. при выходе из строя одного из генераторов холода или тепла, продолжает работать другой генератор, и система кондиционирования работает в половинном режиме. Наличие форсунок прямого испарительного увлажнения и косвенного испарительного охлаждения обеспечивает возможность повышения комфортных условий в зонах с сухим жарким климатом, создавая дополнительное охлаждение воздуха в пассажирском вагоне. In the proposed air conditioning system of a passenger railroad car, the ability to regulate cooling capacity has been created, i.e. comfortable conditions, by switching the ventilation modes of the door closers (switching the air exchange rate). In addition, the overall reliability of the air conditioning system increases, as when one of the cold or heat generators fails, another generator continues to work, and the air conditioning system operates in half mode. The presence of nozzles of direct evaporative humidification and indirect evaporative cooling provides the opportunity to increase comfortable conditions in areas with a dry hot climate, creating additional air cooling in a passenger car.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98107947/28A RU2169090C2 (en) | 1998-04-21 | 1998-04-21 | Railway passenger car air conditioning system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98107947/28A RU2169090C2 (en) | 1998-04-21 | 1998-04-21 | Railway passenger car air conditioning system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU98107947A RU98107947A (en) | 2000-02-10 |
| RU2169090C2 true RU2169090C2 (en) | 2001-06-20 |
Family
ID=20205279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98107947/28A RU2169090C2 (en) | 1998-04-21 | 1998-04-21 | Railway passenger car air conditioning system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2169090C2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2236967C2 (en) * | 2002-11-01 | 2004-09-27 | Открытое акционерное общество "Крюковский вагоностроительный завод" | Passenger car with air conditioner |
| RU2270117C1 (en) * | 2004-07-23 | 2006-02-20 | ООО "Балтийские системы кондиционирования" | Method of and air conditioning system for individual control of air temperature in compartments of passenger car (versions) |
| RU2430310C1 (en) * | 2010-04-05 | 2011-09-27 | Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярева" | Local air temperature control system of zone of automated operator workstations of mobile information-analytical weapon system |
| RU2468302C2 (en) * | 2008-02-22 | 2012-11-27 | Альберт БАУЭР | Twin-duct plant for air-conditioning of several rooms |
| RU2488747C2 (en) * | 2011-08-15 | 2013-07-27 | Андрей Олегович Рожков | System of air conditioning in passenger car compartment |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1572839A1 (en) * | 1987-05-05 | 1990-06-23 | Днепропетровский инженерно-строительный институт | Vehicle air conditioner |
| EP0397557A1 (en) * | 1989-05-10 | 1990-11-14 | Faiveley Transport | Air conditioning plant for a carriage |
| US5582236A (en) * | 1994-10-19 | 1996-12-10 | Zexel Corporation | Control apparatus for a cooling unit with a heating function and a multi-compartment temperature management apparatus for a vehicle using this cooling unit |
-
1998
- 1998-04-21 RU RU98107947/28A patent/RU2169090C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1572839A1 (en) * | 1987-05-05 | 1990-06-23 | Днепропетровский инженерно-строительный институт | Vehicle air conditioner |
| EP0397557A1 (en) * | 1989-05-10 | 1990-11-14 | Faiveley Transport | Air conditioning plant for a carriage |
| US5582236A (en) * | 1994-10-19 | 1996-12-10 | Zexel Corporation | Control apparatus for a cooling unit with a heating function and a multi-compartment temperature management apparatus for a vehicle using this cooling unit |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2236967C2 (en) * | 2002-11-01 | 2004-09-27 | Открытое акционерное общество "Крюковский вагоностроительный завод" | Passenger car with air conditioner |
| RU2270117C1 (en) * | 2004-07-23 | 2006-02-20 | ООО "Балтийские системы кондиционирования" | Method of and air conditioning system for individual control of air temperature in compartments of passenger car (versions) |
| RU2468302C2 (en) * | 2008-02-22 | 2012-11-27 | Альберт БАУЭР | Twin-duct plant for air-conditioning of several rooms |
| RU2430310C1 (en) * | 2010-04-05 | 2011-09-27 | Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярева" | Local air temperature control system of zone of automated operator workstations of mobile information-analytical weapon system |
| RU2488747C2 (en) * | 2011-08-15 | 2013-07-27 | Андрей Олегович Рожков | System of air conditioning in passenger car compartment |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11781758B2 (en) | Window-mounted climate control system and method | |
| CN101547803B (en) | Air conditioning system for vehicle | |
| US7430878B2 (en) | Air conditioning system and methods | |
| US4446703A (en) | Air conditioning system and method | |
| EP2679922B1 (en) | Heat pump system and air-conditioner | |
| US20060032258A1 (en) | Cooling assembly | |
| KR20070003986A (en) | Air conditioning system | |
| RU2169090C2 (en) | Railway passenger car air conditioning system | |
| US20050076665A1 (en) | Cooling assembly | |
| GB2318180A (en) | Air-conditioning apparatus | |
| US4603559A (en) | Water-cooled air conditioner | |
| BG100347A (en) | Device for cooling of incoming air into an air conditioner | |
| US3490517A (en) | Dynamically integrated comfort conditioning system | |
| KR102352708B1 (en) | Integrated thermal management system for railway vehicle | |
| RU2110428C1 (en) | Railway passenger car service system | |
| RU2140365C1 (en) | Device for cooling and heating air in closed space | |
| KR20040045667A (en) | Air-conditioner utilized by thermo-electrical module | |
| CN114526518B (en) | Air conditioning system with slit channel radiation convection and method thereof | |
| US3403723A (en) | Dynamically integrated comfort conditioning system | |
| RU2094712C1 (en) | Thermoelectric device for creation of microclimate in car cabin | |
| JP2938759B2 (en) | Air heat source type heat pump air conditioner | |
| RU98107947A (en) | PASSENGER RAILWAY AIR CONDITIONING SYSTEM | |
| RU193446U1 (en) | CLIMATE INSTALLATION OF ELECTRIC BUS | |
| CN2080146U (en) | Power saving air conditioner | |
| RU2236968C2 (en) | Air conditioning plant for restaurant cars of railway trains |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050422 |