RU233616U1

RU233616U1 - Air disinfection device in the air conditioning system of the driver's cabin

Info

Publication number: RU233616U1
Application number: RU2025103820U
Authority: RU
Inventors: Никита Александрович Ефимов
Original assignee: Никита Александрович Ефимов
Filing date: 2025-02-20
Publication date: 2025-04-28

Abstract

Полезная модель относится к устройству для обеззараживания воздуха бактерицидным ультрафиолетовым излучением, предназначенным для кондиционирования воздуха с функцией обеззараживания при использовании смеси рециркуляционного и подаваемого наружного воздуха. Устройство обеззараживания воздуха в системе кондиционирования кабины машиниста включает корпус 1 с входным 2 и выходным окнами 4, ультрафиолетовую лампу 6, установленную внутри корпуса 1, соединенную электрической линией связи 11 с пускорегулирующим аппаратом 7, снабженным блоком управления 8. Согласно полезной модели внутри корпуса 1 дополнительно установлен термостат 9, соединенный электрической линией связи 10 с пускорегулирующим аппаратом 7 с возможностью его отключения при температуре ультрафиолетовой лампы, превышающей 60°С, и включения при температуре ультрафиолетовой лампы, равной 30°С. Техническим результатом полезной модели является повышение продолжительности работы устройства в автоматическом режиме. 6 з.п. ф-лы, 1 ил. The utility model relates to a device for disinfecting air with bactericidal ultraviolet radiation, intended for air conditioning with a disinfection function using a mixture of recirculated and supplied outside air. The air disinfection device in the air conditioning system of the driver's cabin includes a housing 1 with an inlet 2 and an outlet 4 window, an ultraviolet lamp 6 installed inside the housing 1, connected by an electric communication line 11 to a starting control device 7, equipped with a control unit 8. According to the utility model, a thermostat 9 is additionally installed inside the housing 1, connected by an electric communication line 10 to the starting control device 7 with the possibility of switching it off at a temperature of the ultraviolet lamp exceeding 60°C, and switching it on at a temperature of the ultraviolet lamp equal to 30°C. The technical result of the utility model is to increase the duration of operation of the device in automatic mode. 6 clauses, 1 fig.

Description

Полезная модель относится к устройству для обеззараживания воздуха бактерицидным ультрафиолетовым (УФ) излучением, предназначенным для кондиционирования воздуха с функцией обеззараживания при использовании смеси рециркуляционного и подаваемого наружного воздуха в системах кондиционирования в пассажирских салонах общественного транспорта, в том числе в кабине управления железнодорожного состава.The utility model relates to a device for disinfecting air with bactericidal ultraviolet (UV) radiation, intended for air conditioning with a disinfection function when using a mixture of recirculated and supplied outside air in air conditioning systems in passenger compartments of public transport, including in the control cabin of a train.

Локомотивной бригадой для обеспечения комфортных условий в кабине управления локомотивом приходится уделять много времени и внимания на поддержание условий работы системы кондиционирования в ручном режиме. Это не лучшим образом сказывается на управлении локомотивом, т.к. рассеивает внимание локомотивной бригады и может привести к негативным последствиям. Особенно явно это может проявиться при управлении локомотивом в «одно лицо» (без помощника машиниста). В этой связи необходимо, чтобы все вновь создаваемые устройства обеспечения и поддержания комфортных условий в кабине управления локомотива имели функцию автоматического поддержания режима обеззараживания воздуха.To ensure comfortable conditions in the locomotive control cabin, the locomotive crew has to devote a lot of time and attention to maintaining the operating conditions of the air conditioning system in manual mode. This does not have the best effect on locomotive control, since it distracts the attention of the locomotive crew and can lead to negative consequences. This can be especially evident when controlling the locomotive "alone" (without an assistant driver). In this regard, it is necessary that all newly created devices for ensuring and maintaining comfortable conditions in the locomotive control cabin have the function of automatically maintaining the air disinfection mode.

Учитывая, что кабине машиниста много оборудования (которое выделяет тепло), производительность системы кондиционирования должна быть высокой (500-700 м³/час), при этом система кондиционирования должна утилизировать не только тепло, выделяемое оборудованием, но и тепло выделяемое человеком. Для кабины машиниста используется рециркуляция воздуха, в которой большая часть воздуха, поступающего в кондиционер в холодное и жаркое время года, забирается из кабины, далее он смешивается со свежим воздухом (исходя из санитарных норм 30 м³/час на человека) и возвращается в кабину. Принимая во внимание, что в зависимости от температуры окружающей среды (жаркое, холодное время года или умеренная температура) изменяется и расход воздуха, который необходимо учитывать при разработке устройств обеззараживания воздуха кабины машиниста, работающей в автоматическом режиме.Considering that the driver's cabin contains a lot of equipment (which generates heat), the air conditioning system must have a high capacity (500-700 ^m3 /hour), and the air conditioning system must utilize not only the heat generated by the equipment, but also the heat generated by the person. Air recirculation is used for the driver's cabin, in which most of the air entering the air conditioner in cold and hot seasons is taken from the cabin, then it is mixed with fresh air (based on sanitary standards of 30 ^m3 /hour per person) and returned to the cabin. Taking into account that depending on the ambient temperature (hot, cold season or moderate temperature), the air flow also changes, which must be taken into account when developing air disinfection devices for the driver's cabin operating in automatic mode.

Известна установка для обеззараживания воздуха УФ-излучением в пассажирских вагонах (RU 143401, кл. A61L 9/20, B61D 27/00, 2014 г.), включающая корпус, снабженный люком и имеющий ребра жесткости с входным и выходным окнами для потока воздуха, внутри которого установлена, по крайней мере, одна УФ-лампа, закрепленная посредством виброгасящих элементов, защитную решетку, образованную профильными элементами, на поверхность которых нанесено светопоглощающее покрытие на основе диоксида титана, а также пускорегулирующий аппарат, электрически соединенный с УФ-лампой посредством соединительной коробки. Пускорегулирующий аппарат и соединительная коробка размещены непосредственно на корпусе установки, образуя в совокупности с ним единый блок, а защитная решетка установлена или на входном или на выходном окне.A known installation for disinfecting air with UV radiation in passenger cars (RU 143401, class A61L 9/20, B61D 27/00, 2014) includes a housing equipped with a hatch and having stiffeners with inlet and outlet windows for the air flow, inside which at least one UV lamp is installed, secured by means of vibration-damping elements, a protective grid formed by profile elements, on the surface of which a light-absorbing coating based on titanium dioxide is applied, as well as a control gear electrically connected to the UV lamp by means of a junction box. The control gear and the junction box are placed directly on the housing of the installation, forming together with it a single unit, and the protective grid is installed either on the inlet or on the outlet window.

Недостатком известного устройства является то, что условием эффективной и безопасной работы является наличие стабильного протока обеззараживаемого воздуха. В кабине машиниста при размещении устройства в воздуховоде рециркулирующего воздуха, подаваемого на кондиционер, такие условия не обеспечиваются.The disadvantage of the known device is that the condition for efficient and safe operation is the presence of a stable flow of disinfected air. In the driver's cabin, when the device is placed in the air duct of recirculated air supplied to the air conditioner, such conditions are not ensured.

В качестве прототипа выбрана установка для обеззараживания воздуха УФ-излучением в системе вентиляции и кондиционирования вагонов метрополитена (RU 186627, кл. A61L 9/20, 2019 г.), состоящая из корпуса с люком, входным и выходным окнами, оснащенными защитной решеткой, образованной профильными элементами с нанесенным на их поверхность светопоглощающим покрытием. Внутри корпуса закреплена ультрафиолетовая лампа посредством виброгасящих элементов в виде сильфона, в котором установлен цоколь лампы посредством втулки с герметичным уплотнением, внутри которой установлен датчик аварийного отключения лампы. Лампа электрически соединена с пускорегулирующим аппаратом. Пускорегулирующий аппарат снабжен блоком управления с индикаторами работы установки и кнопкой сброса счетчика времени наработки УФ-лампы, расположенным в подкрышевом пространстве вагона.The prototype is a UV air disinfection unit in the ventilation and air conditioning system of subway cars (RU 186627, class A61L 9/20, 2019), consisting of a housing with a hatch, entrance and exit windows equipped with a protective grille formed by profile elements with a light-absorbing coating applied to their surface. An ultraviolet lamp is fixed inside the housing by means of vibration-damping elements in the form of a bellows, in which the lamp base is installed by means of a sleeve with a hermetic seal, inside which an emergency lamp shutdown sensor is installed. The lamp is electrically connected to the starting control device. The starting control device is equipped with a control unit with indicators of the unit's operation and a reset button for the UV lamp operating time counter, located in the under-roof space of the car.

Недостатком известного решения является то, что установка для обеззараживания воздуха УФ-излучением устанавливается исключительно на выходном воздуховоде кондиционера. При этом расход воздуха, прокачиваемый через устройство практически постоянный, что может привести к перегреву УФ-лампы, а это - к аварийной ситуации.The disadvantage of the known solution is that the UV air disinfection unit is installed exclusively on the air conditioner's outlet duct. In this case, the air flow pumped through the device is almost constant, which can lead to overheating of the UV lamp, and this is an emergency situation.

Для кабины машиниста устройство обеззараживания воздуха в системе кондиционирования предусмотрено устанавливать не на выходе, а на входе в кондиционер. Такое расположение установки требует обеспечения работы установки с широким диапазоном расхода воздуха при автоматической регулировке температурных характеристик УФ-лампы.For the driver's cabin, the air disinfection device in the air conditioning system is intended to be installed not at the outlet, but at the inlet to the air conditioner. This arrangement of the unit requires ensuring the operation of the unit with a wide range of air flow with automatic adjustment of the temperature characteristics of the UV lamp.

Проблемой полезной модели является разработка устройства обеззараживания воздуха для кабины машиниста, лишенного недостатков известных конструкций.The problem of the utility model is the development of an air disinfection device for the driver's cabin, devoid of the shortcomings of known designs.

Техническим результатом полезной модели является повышение продолжительности работы устройства в автоматическом режиме.The technical result of the utility model is an increase in the duration of operation of the device in automatic mode.

Поставленная проблема и заявленный технический результат достигается за счет того, устройство обеззараживания воздуха в системе кондиционирования кабины машиниста включает корпус с входным и выходным окнами, ультрафиолетовую лампу, установленную внутри корпуса, соединенную электрической линией связи с пускорегулирующим аппаратом, снабженным блоком управления. Согласно полезной модели внутри корпуса дополнительно установлен термостат, соединенный с электрической линией связи с пускорегулирующим аппаратом с возможностью его отключения при температуре ультрафиолетовой лампы, превышающей 60°С, и включения при температуре ультрафиолетовой лампы, равной 30°С.The stated problem and the declared technical result are achieved due to the fact that the air disinfection device in the driver's cabin air conditioning system includes a housing with inlet and outlet windows, an ultraviolet lamp installed inside the housing, connected by an electric communication line to the starting control device equipped with a control unit. According to the utility model, a thermostat is additionally installed inside the housing, connected by an electric communication line to the starting control device with the ability to turn it off at a temperature of the ultraviolet lamp exceeding 60°C, and turn it on at a temperature of the ultraviolet lamp equal to 30°C.

Входное и выходное окна корпуса преимущественно оснащено защитной решеткой, образованной профильными элементами с нанесенным на их поверхность светопоглощающим покрытием, для препятствия выхода ультрафиолетового излучения из корпуса, защищая тем самым элементы оборудования кондиционера.The inlet and outlet windows of the housing are mainly equipped with a protective grille formed by profile elements with a light-absorbing coating applied to their surface to prevent ultraviolet radiation from escaping from the housing, thereby protecting the air conditioner equipment elements.

Термостат и пускорегулирующий аппарат каждый подключен к автономному электропитанию для обеспечения их бесперебойной работы.The thermostat and control unit are each connected to an independent power supply to ensure their uninterrupted operation.

Входное окно является окном для забора воздуха из кабины машиниста, а выходное окно - для соединения с кондиционером системы кондиционирования.The inlet window is a window for taking air from the driver's cabin, and the outlet window is for connecting to the air conditioning system.

Потребляемая мощность ультрафиолетовой лампы преимущественно составляет от 120 до 240 Вт, для обеспечения необходимой бактерицидной дозы воздуху, проходящего через корпус. Потребляемая мощность обусловлена возможной вариацией размеров камеры обеззараживания и, как следствие, времени пребывания воздуха в ней. Такой мощностью, в частности, обладают компактные амальгамные лампы серии ЛАБ (производитель - ООО «ЛитТрансСервис», Россия) и лампы серии БЭЛА (производитель - ООО «УФ-Технологии», Россия).The power consumption of the ultraviolet lamp is mainly from 120 to 240 W, to provide the necessary bactericidal dose to the air passing through the housing. The power consumption is determined by the possible variation in the size of the disinfection chamber and, as a consequence, the time the air stays in it. In particular, such power is possessed by compact amalgam lamps of the LAB series (manufacturer - OOO LitTransService, Russia) and lamps of the BELA series (manufacturer - OOO UV-Technologies, Russia).

Производительность системы кондиционирования кабины машиниста, как правило, составляет от 500 до 700 м³/час.The capacity of the driver's cabin air conditioning system is typically between 500 and 700 ^m3 /hour.

Температура отключения и включения УФ-лампы определяется общими техническими требованиями к эргономике и пожаробезопасности устройств, применяемых в кабине машинистов. Температура включения 30°С определяется медико-технологическими требованиями к обеспечению режима работы устройств обеззараживания, а температура отключения в 60°С определяется требованием по эксплуатации оборудования в кабине машиниста, при которых температура поверхностей любого оборудования, размещенного в кабине, не должна превышать 60°С.The temperature of switching off and switching on the UV lamp is determined by the general technical requirements for ergonomics and fire safety of devices used in the driver's cabin. The switching on temperature of 30°C is determined by medical and technological requirements for ensuring the operating mode of disinfection devices, and the switching off temperature of 60°C is determined by the requirement for the operation of equipment in the driver's cabin, in which the surface temperature of any equipment located in the cabin should not exceed 60°C.

Полезная модель иллюстрируется чертежом, на котором представлена принципиальная схема устройства.The utility model is illustrated by a drawing, which shows the basic diagram of the device.

Устройство поясняется следующими позициями.The device is explained by the following positions.

Пускорегулирующий аппарат и соединительная коробка размещены непосредственно на корпусе установки, образуя в совокупности с ним единый блок,The starting control device and the junction box are placed directly on the body of the unit, forming together with it a single unit,

1 - корпус, образующий в совокупности с конструктивными элементами единый блок;1 - a body that, together with the structural elements, forms a single block;

к конструктивным элементам корпуса 1 относятся:The structural elements of body 1 include:

2 - входное окно;2 - entrance window;

3 - защитная решетка входного окна;3 - protective grille of the entrance window;

4 - выходное окно;4 - output window;

5 - защитная решетка выходного окна;5 - protective grille of the exit window;

6 - ультрафиолетовая лампа потребляемой мощностью от 120 до 240 Вт;6 - ultraviolet lamp with power consumption from 120 to 240 W;

7 - пускорегулирующий аппарат, подключенный к электропитанию (на чертеже не показано);7 - starting control device connected to the power supply (not shown in the drawing);

8 - блок управления;8 - control unit;

9 - термостат, выполненный с возможностью отключения при температуре ультрафиолетовой лампы 6, превышающей 60°С, и включения при температуре ультрафиолетовой лампы 6, равной 30°С, электрически соединенный с пускорегулирующим аппаратом 7 и подключенный к электропитанию;9 - a thermostat designed with the possibility of switching off when the temperature of the ultraviolet lamp 6 exceeds 60°C and switching on when the temperature of the ultraviolet lamp 6 is 30°C, electrically connected to the starting control device 7 and connected to the power supply;

10 - электрическая линия связи между термостатом 9 и пускорегулирующим аппаратом 7;10 - electrical communication line between thermostat 9 and control device 7;

11 - электрическая линия связи между блоком управления 8 и ультрафиолетовой лампой 6.11 - electrical communication line between control unit 8 and ultraviolet lamp 6.

Устройство обеззараживания воздуха в системе кондиционирования кабины машиниста работает следующим образом.The air disinfection device in the driver's cabin air conditioning system operates as follows.

Устройство работает в широком диапазоне объемов проходящего через корпус 1 воздуха в объеме от 500 до 700 м³/час, в зависимости от времени года, количества оборудования в кабине, объема кабины и количества обслуживающего персонала. Для обеззараживания такого количества воздуха требуется ультрафиолетовая лампа 6 высокой потребляемой мощности (в пределах 120-240 Вт). При обеспечении максимального обдува, ультрафиолетовая лампа 6 работает длительное время. The device operates in a wide range of air volumes passing through the housing 1 in the volume from 500 to 700 ^m3 /hour, depending on the season, the amount of equipment in the cabin, the cabin volume and the number of service personnel. To disinfect such a quantity of air, an ultraviolet lamp 6 with high power consumption (within 120-240 W) is required. When providing maximum blowing, the ultraviolet lamp 6 operates for a long time.

При режиме работы кондиционера, когда в устройство поступает через входное окно 2 с защитной решеткой 3 меньше воздуха, обдув ультрафиолетовой лампы 6 снижается, и она перегреется. Одновременно перегреется и корпус 1 установки (поскольку он тоже охлаждается при обдуве). При существующих требованиях безопасности корпус 1 не может иметь температуру выше 60°С. Такое же требование распространяется и на температуру колбы ультрафиолетовой лампы 6. Для предотвращения перегрева корпуса 1 и ультрафиолетовой лампы 6 внутри корпуса 1 устанавливают термостат 9. При температуре, превышающей 60°С по электрической линии связи 10, термостат 9 подает сигнал через пускорегулирующий аппарат 7 на блок управления 8, который по электрической линии связи 11 отключает ультрафиолетовую лампу 6 для ее охлаждения до температуры 30°С, которая определяется термостатом 9. При достижении температуры ультрафиолетовой лампы 30°С термостат 9 по электрической линии связи 10 передает сигнал на пускорегулирующий аппарат 7 и далее, через блок управления 8, по электрической линии связи 11 снова включает ультрафиолетовую лампу 6 и устройство снова выходит на рабочий режим. In the air conditioner operating mode, when less air enters the device through the inlet window 2 with the protective grille 3, the blowing of the ultraviolet lamp 6 decreases, and it overheats. At the same time, the housing 1 of the unit will also overheat (since it also cools down during the blowing). Given the existing safety requirements, the housing 1 cannot have a temperature higher than 60°C. The same requirement applies to the temperature of the bulb of the ultraviolet lamp 6. To prevent overheating of the housing 1 and the ultraviolet lamp 6, a thermostat 9 is installed inside the housing 1. At a temperature exceeding 60°C via the electrical communication line 10, the thermostat 9 sends a signal via the starting control device 7 to the control unit 8, which, via the electrical communication line 11, switches off the ultraviolet lamp 6 to cool it to a temperature of 30°C, which is determined by the thermostat 9. When the temperature of the ultraviolet lamp reaches 30°C, the thermostat 9 sends a signal via the electrical communication line 10 to the starting control device 7 and then, via the control unit 8, via the electrical communication line 11, switches on the ultraviolet lamp 6 again and the device again enters the operating mode.

Своевременное включение и отключение ультрафиолетовой лампы 6 обеспечивает продолжительность работы устройства обеззараживания в автоматическом режиме, без привлечения локомотивной бригады к регулированию режима кондиционирования. Timely switching on and off of the ultraviolet lamp 6 ensures the duration of the disinfection device's operation in automatic mode, without involving the locomotive crew in regulating the air conditioning mode.

Устройство находится на стадии опытно-промышленного производства.The device is at the pilot production stage.

Claims

1. A device for disinfecting air in the air conditioning system of a driver's cabin, comprising a housing with inlet and outlet windows, an ultraviolet lamp installed inside the housing, connected by an electrical communication line to a starting control device equipped with a control unit, characterized in that a thermostat is additionally installed inside the housing, connected by an electrical communication line to the starting control device with the ability to turn it off when the temperature of the ultraviolet lamp exceeds 60°C, and turn it on when the temperature of the ultraviolet lamp is 30°C.

2. The device according to item 1, characterized in that the input and output windows of the housing are equipped with a protective grille formed by profile elements with a light-absorbing coating applied to their surface.

3. The device according to item 1, characterized in that the thermostat is connected to the power supply.

4. The device according to item 1, characterized in that the starting control device is connected to the power supply.

5. The device according to item 1, characterized in that the inlet window is a window for taking air from the driver’s cabin, and the outlet window is for connecting to the air conditioner of the air conditioning system.

6. The device according to item 1, characterized in that the power consumption of the ultraviolet lamp is from 120 to 240 W.

7. The device according to item 1, characterized in that the capacity of the air conditioning system of the driver's cabin is from 500 to 700 ^m3 /hour.