Klimatizace v železniční dopravě tepelná pohoda
VŠB – TUO
Jakub Lomozník
-
vlivy působící na provoz klimatizace
-
pojmy v klimatizační technice
-
princip konstrukce systému klimatizace
-
provedení konstrukce systému klimatizace
-
zvláštnosti u vozidel s dieselovým a elektrickým pohonem
-
režim vozu a testování vozidel
2
Vlivy působící na provoz klimatizace – potřeby Potřeby - teplota 21°C až 23°C - relativní vlhkost vzduchu 40 až 60% - koncentrace CO2 0,1 až 0,2% - ustálený tlak
Vlhkost vzduchu při 22°C
„sucho“ „dusno“
φ = 100% vlhkost ... 16 g H2O/m3 φ = 50% vlhkost ....... 8 g H2O/m3 φ = 30% vlhkost ....... 5 g H2O/m3 (osychají sliznice) φ = 70% vlhkost ..... 11 g H2O/m3 (člověk se potí)
3
Vlivy působící na provoz klimatizace – produkce Produkce člověka -
produkce CO2 - CO2 = 0,02 m3/h produkce vody - tělo odpaří za hodinu 0,5 dcl vody (pocením,dýcháním) produkce tepla - cca 120 W (bazální metabolismus) 35W difuzní vypařování - dýchání, neznatelné pocení („mokré“) - sálání („suché“) 85W konvekce
Vnější a vnitřní zdroje tepla /zimy -
teplo prostupující stěnami teplo přivedené větracím vzduchem teplo přivedené slunečním zářením (okny) teplo produkované elektrickými spotřebiči (osvětlení, rozvaděče, …)
4
Vlivy působící na provoz klimatizace – teplota okolí EN 14750 Léto
Zima
Zóna 1 (max +40 °C)
Zóna 1 (max -10 °C)
Zóna 2 (max +35 °C)
Zóna 2 (max -20 °C)
Zóna 3 (max +28 °C)
Zóna 3 (max -40 °C) 5
Vlivy působící na provoz klimatizace – teplota okolí EN 14750 Předepsaná hodnota teploty v interiéru pro kategorie A
Tem
- venkovní teplota
Tic
- teplota interiéru
1
- doporučená hodnota 6
Vlivy působící na provoz klimatizace EN 14750 Kat. „A“ (Regionální doprava)
UIC 553 ( Osobní vozy v dálkové dopravě) Předepsaná hodnota pro teplotu v interiéru – Při 30°C (venku) 26°C (uvnitř) – Při 35°C (venku) 27°C (uvnitř)
Předepsaná hodnota pro teplotu v interiéru Při 30°C (venku) 28°C (uvnitř) Při 35°C (venku) 30°C (uvnitř)
Dovolená odchylka od regulované veličiny – Celkové vozidlo +-1°K
Dovolená odchylka od regulované veličiny +-2°K (ne ve vstupu a vedlejších prostorách)
Množství čerstvého vzduchu nebere ohled na stojící cestující
Množství čerstvého vzduchu bere ohled na stojící cestující
Max. hladina zvuku: – 60 dB I – 57 dB II/III
Max. hladina zvuku: A: 63 dB
Přísná definice poměru tlaků – WC, místnosti s technikou
Výrok: žádné zápachy z vedlejších prostor do zóny pohody prostředí
Rychlost vzduchu omezena
Rychlost vzduchu neomezena
Doba ohřevu: 18°K za max. 70 minut
Doba ohřevu není definována 7
Pojmy v klimatizační technice Vytápění:
teplý vzduch ze spodu přináší nejlepší výsledky
Chlazení:
studený vzduch ze shora přináší nejlepší výsledky
Vysoušení:
se u klimatizací provádí na výměníku tepla => nutnost odvedení kondenzační vody!
Zvlhčování:
se u klimatizací na železnici nepoužívá
Větrání:
definované množství vzduchu na osobu a hodinu „bez průvanový“ přívod vzduchu odvětrání: vytvoření přetlaku ve vozidle
Nouzové větrání: jednoduché řešení : otevření vyklápěcích oken nouzové větrání v tunelu
8
Pojmy v klimatizační technice 1
1
2
Pojmy podle EN 14750
5
6 7
Doplňkový ohřívač (1)
7
Venkovní nebo čerstvý vzduch (2) Vzduch v prost.cestujících (3) Cirkulační vzduch (4) Směšovaný vzduch (5) Upravený vzduch (6) Přiváděný vzduch (7) Vstupní vzduch (8) Přídavný vzduch (9) Odvětrávaný vzduch (10) Upotřebený vzduch
4
3
1 8 9
9
10
Princip konstrukce systému klimatizace Chladící okruh se studenou párou
Výparník
Expanzní ventil
Kondenzátor
Kompresor 10
Princip konstrukce systému klimatizace Chladící okruh se studenou párou Kondenzátor
Výparník
Kompresor 11
Princip konstrukce systému klimatizace Chladící okruh se studeným vzduchem External Air Pressure Protektion Valve
Return Air Fresh Air Fan Supply Air
Fresh-/Return Air Filter Cooling Air
Saloon
Heater Coil Environmental External Air
Heat Exchanger
C
T
Heat Exchanger
Make-Up
M ~
Exhaust Fan
K
Compressor
Cooling Unit
Cooling Air
Environmental Fan Motor Driveb Compressor
SRM
Pressure Protektion Valve
Pressure Control Valve
C
Exhaust Air
Engine Controller
12
Provedení konstrukce systému klimatizace Rozdělená jednotka
Kompaktní jednotka Chladící jednotka (Kompresor a kondenzátor)
Výparník Výparník
Vedení chladiva
Chladící jednotka (Kompresor a kondenzátor)
Výparník
Kondenzátor
Kompresor Chladící jednotka (Kompresor a kondenzátor)
Výparník
13
Provedení konstrukce systému klimatizace Doprava vzduchu Systém rozvodu vzduchu: - kanál přiváděného vzduchu - kanál odváděného vzduchu - kanál cirkulačního vzduchu Výfukové elementy: - děrované stropy - výfukové mřížky - výstupy vzduchu + vzduchové trysky
14
Provedení konstrukce systému klimatizace Alstom (LINT) - děrovaný strop
- konvektory
15
Provedení konstrukce systému klimatizace Stadler (Flirt) - děrovaný strop
- konvektory
16
Provedení konstrukce systému klimatizace Bombardier (Talent) - štěrbinové výusti
- podlahový kanál
17
Provedení konstrukce systému klimatizace Siemens (Velaro E) - klimatizace pro stanoviště strojvedoucího
18
Provedení konstrukce systému klimatizace Bočnice
- svislé kanály na konci vozu a ve sloupcích dveří - kanály za obložením bočnic
19
Zvláštnosti u vozidel s elektrickým pohonem Elektrická vozba nepřiznivý vliv přerušovaného napájení a) opatření na straně napájení (trať, vozidlo), b) opatření na straně chladícího zařízení (pomocné větve)
20
Zvláštnosti u vozidel s dieselovým pohonem -
negativní ovlivnění kvality vzduchu ve vozidle naftovými spalinami
-
klimatizační zařízení jsou výkonné spotřebiče a musí být dostatečně zohledněny v energetické bilanci dieselového zařízení
-
dieselové zařízení musí být v chodu i při odstavení, aby bylo k dispozici dostatek energie k pohonu klimatizačních zařízení
-
u vozidel s přírubově přímo připojenými chladicími kompresory: závislost chladicího výkonu (Q) na otáčkách motoru
21
Režim vozu Dříve
promrznutí – předtápění, přehřátí sluncem – předchlazování
Nově
aktivní odstavení (trvalá temperace při 100 % recirkulaci)
Automatický - normální, automatická regulace Vyčkávací provoz - chlazení nebo topení, předchlazení / předehřev , zařízení běží v režimu recirkulace Stand by – klimatizace vypnuta, automatický předehřev / předchlazení v případě potřeby; recirkulační režim Nouzové vypnutí - okamžité odstavení všech klimatizačních spotřebičů, bez větrání (požární bezpečnost) Čistící provoz - vytvoření zdravého prostředí ve vozidle (klimatizování zpravidla vnějším vzduchem) Jízda myčkou - Uzavření přívodu vnějšího vzduchu (pokud je ta možnost) Vypnuto
22
Testování vozidel
Testování v klimatickém aerodynamickém tunelu (pro nové projekty) - doklad klimatizace vozidla (splnění požadavků zákazníka) - optimalizace nastavení - doložení funkce
23
Děkuji za pozornost
24
