[1]Полезная модель относится к устройствам для обеззараживания воздуха бактерицидным ультрафиолетовым (УФ) излучением и может быть использована для обеззараживания воздуха, поступающего в установку обеспечения микроклимата пассажирских вагонов.
[2]Основным методом обеспечения требуемых параметров микроклимата и состава воздушной среды пассажирского вагона является применение систем вентиляции, отопления и кондиционирования воздуха. В существующих системах обеспечения микроклимата в моторвагонах скоростных электропоездов, используют два центробежных вентилятора с односторонним всасыванием. Воздух всасывается через круглое отверстие, разгоняется крыльчаткой и далее по патрубкам, направленным в разные стороны, воздух поступает в салон вагона. Для обеспечения и поддержания эпидемиологической безопасности пассажиров, системы обеспечения микроклимата в пассажирских вагонах, должны быть оснащены устройствами обеззараживания, обеспечивающими снижение количества микроорганизмов в воздушной среде с эффективностью не менее 95%. (СП 2.5.1198-03 «Санитарные правила по организации пассажирских перевозок на железнодорожном транспорте»). Устройство обеззараживания воздуха необходимо разместить в узкое пространство между центробежными вентиляторами. Одновременно необходимо учитывать требования, при которых недопустимы большие аэродинамические сопротивления при протекании воздуха через устройство обеззараживания, а также плотность потока, излучаемой бактерицидными лампами УФ энергии, должна обеспечивать дозу облучения, достаточную для достижения установленного санитарно-гигиеническими нормами уровня бактерицидной эффективности обеззараживания и исключить возможность вредного воздействия УФ излучения на пассажиров и на конструктивные элементы системы обеспечения микроклимата.
[3]В настоящее время в связи с эпидемиологической ситуацией остро назрела проблема по обновлению существующих систем микроклимата в железнодорожных пассажирских вагонах. Проблема заключается в том, что бактерицидное обеззараживание воздуха необходимо, но в существующие системы, из-за особенности расположения центробежных вентиляторов в ней, для установки устройства очень мало места. Кроме того, из-за особенности к требованиям, предъявляемым к аэродинамическому потоку воздуха, для обеспечения работоспособности системы не допускается его снижение более чем на 70 Паскалей при прохождении устройства обеззараживания.
[4]Известна установка для обеззараживания воздуха ультрафиолетовым излучением (RU 182391, кл. B61D 27/00, 2018 г), включающая корпус с люком, входное окно, выходное окно, смонтированный на стенке корпуса ламповый узел с расположенной внутри корпуса, по крайней мере, одной ультрафиолетовой лампой с виброгасящими элементами, защитную решетку, установленную во входном и/или выходном окне. Ламповый узел выполнен в виде закрепленного на стенке корпуса посредством разъемного соединения прямоугольного короба. На одной из стенок короба, со стороны внутренней полости корпуса расположены виброгасящие элементы с лампой, провода от которой расположены в полости, образованной внутренней и наружной стенками короба, и подключены к кабельному электрическому разъему, расположенному снаружи корпуса. Защитная решетка выполнена с покрытием в виде слоя фотокатализатора на основе диоксида титана.
[5]Однако известное устройство для обеззараживания воздуха ультрафиолетовым излучением из-за больших габаритов не может быть установлено между двумя центробежными вентиляторами с односторонним всасыванием. Кроме того, т. к. корпус, кроме входных и выходных окон, выполнен со сплошными стенками, при протекании через устройство обеззараживания воздуха, возникают большие аэродинамические сопротивления, которые недопустимы для эффективной и бесперебойной работы системы обеспечения микроклимата (СОМ).
[6]Проблемой, на которую направлена полезная модель, является разработка устройства ультрафиолетового обеззараживания воздуха для системы обеспечения микроклимата пассажирских вагонов, в которой используется два центробежных вентилятора с односторонним всасыванием.
[7]Техническим результатом полезной модели является обеспечение работоспособности системы микроклимата пассажирских вагонов при прохождении воздуха через устройство обеззараживания.
[8]Поставленная проблема и заявленный технический результат достигаются за счет того, что устройство ультрафиолетового обеззараживания воздуха в системе обеспечения микроклимата пассажирского вагона включает корпус с люком, выходные окна, ультрафиолетовые лампы, расположенные внутри корпуса и защитные решетки со слоем фотокатализатора. Согласно полезной модели поверхность верхней стенки корпуса, лицевой стенки, примыкающей к блоку испарителя кондиционера системы обеспечения микроклимата и задней стенки, выполнена из жалюзийных решеток, закрепленных в боковых ребрах корпуса. Боковые стенки корпуса выполнены сплошными и снабжены выходными окнами для подсоединения к центробежным вентиляторам с односторонним всасыванием и выхода обеззараженного воздуха.
[9]Суммарное свободное сечение жалюзийных решеток составляет от 30 до 70% от общей площади верхней, лицевой и задней стенок. При уменьшении площади свободного сечения меньше 30% увеличивается аэродинамическое сопротивление воздушного потока, а при увеличении свыше 70% – не обеспечиваются необходимые условия для крепежа ламп и самой установки, а также обеспечения соединения с вентиляторами.
[10]Корпус устройства устанавливают с зазором в главном воздуховоде системы обеспечения микроклимата, между двумя центробежными вентиляторами с односторонним всасыванием и блоком испарения кондиционера для обеспечения поступления воздуха, из главного воздуховода внутрь корпуса для его обеззараживания.
[11]Люк корпуса выполняют в виде откидной верхней стенки для извлечения и установки ультрафиолетовых ламп.
[12]Ультрафиолетовые лампы желательно устанавливать на съемной кассете. Учитывая малые размеры корпуса, лампы в нем установлены с минимальным расстоянием друг от друга. Для обеспечения работоспособности системы обеспечения микроклимата, ультрафиолетовые лампы необходимо вовремя менять. Т.к. демонтаж корпуса требует большого времени и трудозатрат, плановая и внеплановая замена ламп производится путем предварительного вынимания из корпуса съемной кассеты.
[13]Выходные окна выполнены с возможностью их сопряжения с всасывающим патрубком центробежного вентилятора для исключения потерь аэродинамических характеристик воздуха и исключения возможности подсоса необеззараженного воздуха.
[14]Задняя стенка корпуса, снабжена кронштейнами, для монтажа в главном воздуховоде системы обеспечения микроклимата.
[15]Выполнение поверхностей верхней стенки корпуса, лицевой стенки, примыкающей к блоку испарителя кондиционера системы обеспечения микроклимата и задней стенки из жалюзийных решеток, позволяет в ограниченном пространстве в главном воздуховоде, зажатого между двумя вентиляторами и блоком испарителя кондиционера обеспечить надежную и бесперебойную работу системы обеспечения микроклимата за счет снижения аэродинамического сопротивления установки не превышающего 70 Паскалей, что соответствует требованиям работы СОМ для моторвагонов скоростных электропоездов. Выполнение боковых стенок корпуса с выходными окнами сплошными обеспечивает жесткость конструкции, позволяющей выдерживать большие потоки воздуха, с производительностью от 3500 до 4200 м3/час.
[16]Полезная модель иллюстрируется следующими чертежами, где на фиг. 1 – общий вид устройства ультрафиолетовой обработки воздуха в системе обеспечения микроклимата пассажирского вагона; на фиг. 2 – вид на устройство сбоку; на фиг. 3 – верхняя стенка корпуса – люк; на фиг. 4 – установка ультрафиолетовых ламп в кассете; на фиг. 5 - извлечение кассеты с ультрафиолетовыми лампами через люк корпуса.
[17]Устройство ультрафиолетовой обработки воздуха в системе обеспечения микроклимата пассажирского вагона включает корпус, в котором поверхность верхней откидной стенки 1, выполняющей роль люка, поверхность лицевой стенки 2, примыкающей к блоку испарителя (на фигурах не показано) кондиционера системы обеспечения микроклимата и поверхность задней стенки 3 выполнена из защитных жалюзийных решеток со слоем фотокатализатора, закрепленных в боковых ребрах 4 корпуса. Боковые стенки 5 корпуса выполнены сплошными и снабжены выходными окнами 6, выполненные с возможностью сопряжения с всасывающим патрубком центробежного вентилятора (на фигурах не показано) и выхода обеззараженного воздуха. Внутри корпуса установлены на съемной кассете 7 ультрафиолетовые лампы 8 в количестве от 1 до 6 штук. На задней стенке 3 корпуса расположены кронштейны 9, для монтажа в главном воздуховоде системы обеспечения микроклимата.
[18]Устройство ультрафиолетового обеззараживания воздуха устанавливают с зазором в главном воздуховоде системы обеспечения микроклимата, между двумя центробежными вентиляторами с односторонним всасыванием и блоком испарения кондиционера и закрепляют с помощью кронштейнов 9. Габаритные размеры модуля в зависимости от размеров воздуховода составляют: длина от 600 до 700 мм, ширина от 450 до 550 мм и высота от 400 до 500 мм. При меньших размерах корпуса не удастся разместить в нем необходимое количество ультрафиолетовых ламп 8, а при больших размерах, корпус не помещается в габариты пространства СОМ. Вес устройства – не более 50 кг. Потребляемая мощность 0,9 – 1,5 кВт. Мощность бактерицидного потока ультрафиолетовых ламп от 300 до 500 Вт, т.к. при меньшей не обеспечивается необходимая эффективность обеззараживания, при большей - не обеспечивается лимит потребления электроэнергии. Количество ламп от 1 до 6. При большем количестве ламп не обеспечивается требования к аэродинамическому сопротивлению – не более 70 Паскалей. Увеличение аэродинамического сопротивления приводит к снижению производительности СОМ, которая составляет от 3500 до 4200 м3/ч.
[19]Вентиляторы выходными патрубками подключают к выходным окнам 6 корпуса. При работе вентилятора происходит всасывание воздуха через защитные жалюзийные решетки, покрытые слоем фотокатализатора, расположенные в стенках 1, 2 и 3. Воздух поступает во внутреннюю полость корпуса, в котором расположены ультрафиолетовые лампы 8. Воздух, омывая лампы 8 обеззараживается, и выходит через выходные окна 6 в салон вагона.
[20]Разработка завершена. Проводится изготовление опытных образцов и испытания.
