Климат-контроль ЭПЗД: проблемы и решения

Важность климат-контроля

Требования по нормам температуры (и допустимым отклонениям – девиации) окружающего воздуха в электропоездах (далее – ЭПЗД, «электрички») установлены Минздравом России, а не холдингом ОАО «РЖД» или аффилированных компаний, эксплуатирующих пассажирские перевозки в регионах. По нормам действующих Санитарных правил (СанПин) СП2.5.1198-03 отопление должно быть обеспечено при температуре воздуха ниже +10°С. Перед подачей состава на посадку температура воздуха в вагонах должна поддерживаться на уровне +20°С, а в пути следования на уровне +22°С. Когда состав электропоезда следует из парка отстоя (на улице) в конечной точке маршрута, к примеру, рано утром (первый рейс), в пассажирском вагоне должна быть обеспечена температура +13 ±2°С. Замеры производятся на уровне 1,5 метра от пола вагона. То есть, допустим, диапазон +11…+15°С. Притом что по нормам для жилых помещений многоквартирного дома минимально допустимая температура, с обязательным замером в угловой комнате, не должна быть менее +16°С, а условная норма в диапазоне +18…+22°С. В холода температура комнат и кухни по нормативам при включённом отоплении должна быть не менее +18°C, в угловых комнатах температура должна быть не ниже +20°C. Ванная должна прогреваться до +25°C. Кстати, есть нормативы и по температуре на лестничной клетке и в лифтах: +16 и +5°C соответственно. Возможны крайние случаи, когда отклонения могут быть и в бо́льшую сторону, но они допустимы не более чем на 4 градуса Цельсия.

Для эксплуатации электропоездов в холодное время года учитывают, что пассажир заходит в вагон не в пижаме, а одетым по погоде. То есть при разработке РЭА и регулировке термореле выбирают температуру, условно оптимальную для человека в верхней одежде. Датчики температуры установлены не у пола и не под сидением, где закреплены электропечи с ТЭНами, а в верхней части пассажирского вагона – у потолка. Эти обстоятельства также влияют на корректность метрологических измерений и управление нагревом воздуха.

Подвижной состав модифицируется, а наиболее распространёнными в действующем парке ЭПЗД по сей день являются вагоны производства Октябрьского вагонного завода (ОРВРЗ) моделей 62-4162М и др. Согласно спецификации типичные моторвагоны модификации 4161М.07.00.000.Э3.4 и прицепные (не моторные) 4163М.07.00.000.Э3 выпускались также на Тверском вагонном заводе и др. Несмотря на то что разработка конструкции (до модификаций) моторных и головных вагонов электричек имеет уже полувековой возраст, вагоны приведённого типа рассчитаны на 60 лет эксплуатации и ещё служат в железнодорожных составах. До окончания «срока номинальной службы» модифицированных вагонов (конструкций) примерно 20 лет; пока пассажиры ими пользуются, и мы их ещё увидим. Одна из первых моделей электропоездов-ветеранов модификации СР-3 представлена на рис. 1.

Более современными считаются вагоны ЭПЗД постоянного тока ЭТ2М, ЭР2Т, ЭТ2, ЭД2П и ЭД4М. Притом что базовые шасси имеют конструктивные особенности, принцип организации движения и управления силовой установкой в них идентичны. Различия тоже есть, они касаются условно второстепенных элементов конструкции, как то: электронных замков дверей, видеонаблюдения, электронных систем сигнализации и связи, систем накоп-ления и передачи данных и др. Всего за почти 50 лет (особенно в последние 20 лет) в электронное оборудование ЭПЗД рассматриваемого типа внесены менее 10 системных и существенных изменений, систем: КЛУБ-У, САВПЭ, РПДА, «ПРИЗ-1.3» и др.

Случай сложный, практический

Не откроем секрет, сказав, что при проезде (как недавно в авторском варианте) в ЭПЗД «старого образца» при температуре на улице 0°С, но при включённых «печах» в салоне, дискомфорт наступает уже после 10 минут сидения «на диване» (официальное название скамьи в электричке в регламентирующих документах ОАО «РЖД»). А если путешествовать пришлось более трёх часов, то можно реально погибнуть при температуре в бесконтрольно натопленном вагоне при температуре более +30°С. Именно поэтому родились данные изыскания, вылившиеся в статью. В такой ситуации, поверьте, пассажир негодует и ищет – как её исправить и улучшить. А в данном случае, поверьте, пассажиру ой как не просто «жариться» в салоне. Из факторов риска – разновозрастные пассажиры с разными медицинскими противопоказаниями, возрастом, состоянием. Условно здоровому человеку можно существовать и при температуре воздуха +30°С, а пенсионеру с гипертонической болезнью 1-й степени? А двухмесячному ребёнку? В таких и подобных случаях езду при высокой температуре воздуха (буквально в жару) и на протяжении нескольких часов, да ещё когда и окна закрыты, не назовёшь комфортной; наоборот – она может быть опасна для жизни и здоровья. Более того, тот же Минздрав России много лет назад установил, что при температуре воздуха от +29°С в помещениях, где работают люди, на 1 час сокращается рабочий день. А при более высокой решается вопрос о значительном сокращении и даже прекращении коллективной трудовой деятельности. В данном случае в пути в ЭПЗД вы не можете выйти, дабы охладить себя. Вариант выходить в тамбур и «дышать» свежим воздухом во время остановок с раскрытием дверей также не подходит как некомфортный – ухудшающий качество жизни. И ещё один аргумент не в пользу подобных экспериментов, спровоцированных недомыслием конкретных лиц в РЖД.

При повышении температуры воздуха даже у здорового (а тем более – нездорового) человека обостряется психическая активность, многочисленными исследованиями доказано, что в жару увеличивается количество не только техногенных катастроф, связанных с человеческим фактором, но и количество конфликтов и трагедий. Именно поэтому затронутая проблема представляется не частной, а весьма важной. И её необходимо решать.

Влияние инструкций и «человеческий фактор»

Кстати, уместно услышать мнение «другой стороны», подтверждающее масштаб проблемы и патологическое нежелание её решать. Вот мнение машиниста ЭПЗД, высказанное ещё несколько лет назад. Очевидно, массовые жалобы пассажиров электропоездов касаются не только «подогрева» собственных тел, но и их принудительного охлаждения.

«Локомотивная бригада никакого отношения к температурному режиму в вагонах не имеет. Отопление работает в автоматическом режиме, стоят специальные датчики, которые включают/выключают его в зависимости от температуры. Многие думают, что в кабине электропоезда есть магический тумблер, который машинист со злорадным смехом постоянно отключает, дабы бедные пассажиры мёрзли. На самом деле никакого тумблера нет. Да, бригада может отключить отопление в вагоне (если есть какая-то неисправность и т.п.), но в этом случае оно вообще работать не будет, и на такой случай есть свой порядок действий. Повлиять на диапазон рабочих температур датчиков бригада не может чисто технически» [1]. То же касается и неконтролируемого повышения температуры в вагоне «сверх меры».

Разумеется, это не круг задач и ответственности машиниста поезда. В обязанностях помощника машиниста (локомотивная бригада ЭПЗД – 2 человека), также квалифицированного и компетентного лица (ибо многие «помощники» в ж.-д. пассажирских перевозках имеют открытые «права управления», то есть могут заменить машиниста), нет конкретной задачи проверять отопление в вагоне. Но в общей задаче – в инструкции это зафиксировано. Он должен внимательно осматривать все вагоны поезда на предмет выявления неисправностей как «механической», так и «электрической» составляющей. И фиксировать их в специальном «бортовом» журнале локомотивной бригады. На практике это делается номинально.

Но скажем приятное слово в защиту помощника машиниста. Ибо практика всегда вносит коррективы даже в самое лучшее теоретическое предписание или руководство к действию. Первое – когда ЭПЗД подан к перрону из парка, проблемы с нагревом воздуха зафиксировать невозможно – процесс происходит инертно. Второе – в движении, когда жалобы на температурный режим уже поступают, нельзя открыть соответствующий шкаф в тамбуре вагона ЭПЗД условно старых типов, где расположены выключатели отопления. Это запрещено инструкцией и подтверждено дополнительной надписью на соответствующем электрощитке (см. рис. 2).

Таким образом, даже если захотеть помочь пассажирам, вмешаться в работу электротехнического оборудования и РЭА в движении электропоезда – при поднятом токоприёмнике – можно, толь-ко нарушив инструкцию. А кому это надо в практически ориентированных российских реалиях, когда главное – «отчётность» и «инструкция», за нарушение которой можно оказаться наказанным, а при исполнении небезуп-речной инструкции, даже если с пассажиром или его курицей что-нибудь случится, освобождённым от ответственности? При этом невыпуск электрички на линию грозит руководству депо соответствующими последствиями. И поэтому давно привыкли не решать проблему, а рассчитывать, что люди всё стерпят. Не в первый же раз.

Особенности ситуации

Необходимо отметить, что шкафы с электрощитами подобного типа должны быть (строго по инструкции) закрыты на ключ, и замок в их дверях имеется. Это требование актуально по двум причинам. Во-первых, чтобы случайные люди не получили удар током и не лишились жизни, во-вторых, в целях обеспечения транспортной безопасности – чтобы в «шкаф» не положили «несанкционированный» предмет, представляющий не только индивидуальную, но и коллективную угрозу.

В рассматриваемых вагонах на примере Финляндского направления Санкт-Петербургской дистанции пути такие шкафы нередко не заперты. Отчасти в связи с тем, что члену локомотивной бригады или особенно любопытному пассажиру приходится регулярно вмешиваться в работу электрооборудования вагона, в том числе для включения/отключения системы отопления или её регулировки. И при этом шкаф забывают закрывать. Это, разумеется, непорядок, тем не менее рассматриваемый вопрос безопасности пассажирских перевозок не является основным в теме статьи. Все обнаруженные и подтверждённые локомотивной бригадой ЭПЗД неисправности в пути следования или до подачи ж.-д. состава на перрон вокзала заносятся в специальный бортовой журнал; это обязательная процедура. 

Дополнительно скажу, что при усилении мер транспортной безопасности, к примеру, в поездах дальнего и местного следования Южной пригородной пассажирской компании, курсирующих по Крымскому мосту от Керчи до Джанкоя и далее – в обе стороны, все шкафы даже в туалетных комнатах (не только с оборудованием РЭА) обязательно опечатываются пломбами, и это тщательно проверяют сотрудники ФСБ в штатском, проходя по каждому составу в Керчи. 

Также в качестве мер безопасности все билеты на поезда дальнего следования в этом регионе имеют электронное оформление, что позволяет заблаговременно видеть в электронной форме (базе) персональные данные всех пассажиров и «личный состав» поездной бригады; то есть проверять их заблаговременно и дистанционно [3]. Эти меры, вероятно, оправданы, чего не скажешь о практике, действующей в других регионах России, сообразно примеру Петербурга, представленному выше.

Почему некорректно в «старых» ЭПЗД работает оборудование обогрева салонной части вагонов, технически тоже можно понять. Датчики старые, расположены высоко, при техническом обслуживании систему обогрева проверяют номинально, реле-регулятор в электрощитке присутствует, но, будучи единожды поставленным на «максимум», когда, видимо, были заморозки до –20°С, никогда не корректируется на реальную температуру «за окном».

В ещё более старых электропоездах типа ЭР2 и ЭР9 с модификациями (теперь они сняты с эксплуатации и украшают собой музей) применялась совмещённая система отопления – калорифер и электропечи, да, с автоматическим управлением, но с помощью ртутных датчиков температуры с ТКЕ, не сравнимым с современными требованиями и термодатчиками. Нарекания на них в службах эксплуатации были уже с первых месяцев. По отзывам практиков – ветеранов РЖД, в депо «силою инженерной мысли» делали раздельное управление отоплением и составляли режимную карту отопления. Да так, что иногда в движении ЭПЗД приходилось принудительно выключать освещение, чтобы прекратить электроснабжение вагона вообще, с тем чтобы таким образом отключить электропечки…

Да, локомотивные бригады в ходе зимних поездок регулярно слышат противоречивые отзывы о работе отопления: кому-то холодно, кому-то жарко. Помощник машиниста на конкретных перегонах, закреплённых в регламенте для каждого направления, должен контролировать в вагонах исправность оборудования по внешним признакам. На практике, если есть неисправность, то либо она устраняется доступным простым способом без остановки движения состава, либо машинист по громкой связи типа ТОН-1 объявляет пассажирам, что один или несколько вагонов не отапливаются, и просит перейти в другой вагон. На рис. 3 представлен вид системы связи «пассажир-машинист» – элемент системы оповещения ТОН-1 с расположенным рядом неисправным термометром. Ввиду рассмотренной выше типичной проблемной ситуации термометр, да ещё неисправный, выглядит вопиющим издевательством над получателями услуги РЖД – пассажирами: вы говорите по громкой связи локомотивной бригаде, что вам холодно или слишком жарко с обоснованной просьбой скорректировать отопление в вагоне, а из кабины машиниста в ответ: «а сколько там у вас на градуснике?», и вы отвечаете «–40…» (как на термометре).

Отопительная система вагонов «старого образца»

Если вагон не отапливается зимой, в нём довольно быстро установится такая же температура, как на улице.

Теперь будем разбираться в причинно-следственной связи. Действительно, регулировка температуры происходит в автоматическом режиме: в каждом вагоне ЭПЗД, включая головные, моторные и прицепные (не моторные), установлены электронные датчики температуры, выведенные на внешнюю сторону обшивки вагона. Это элемент систе-мы климат-контроля пассажирского вагона. В общем смысле, и упрощённо, работает система по одному принципу. Когда значение окружающей температуры достигает предустановленного регулятором электронным термореле (ЭТР) «верхнего» предела, отопление выключается, при падении значения температуры ЭТР включает отопление. Управление электропечами, главным элементом которых является трубчатый электрический нагреватель (ТЭН) – в условно старых, но ещё «бороздящих рельсы» электропоездах типов ЭД4М, ЭП2Д, ЭТ2А(М), ЭР2Т, ЭТ2, ЭД2Т, ЭП2Д и ещё более старых версий ЭР2, ЭР9 с модификациями – вплоть до «пионерской» разработки электропоезда СР-3 и др., в вагонах моделей 62-4162М осуществлялось электрическими контакторами в электрической цепи управления со слаботочными электромагнитными реле типа МКУ48С (и др.): посредством контактной группы реле замыкалась или размыкалась электрическая цепь питания мощных электропечей [2].

Причём в «старых» электропоездах ЭД4М, ЭП2Д, ЭТ2А(М), ЭР2Т, ЭТ2 (до «Ласточки») система отопления организована принципиально иначе (электропечи без воды и пара), чем в пассажирских вагонах поездов дальнего следования любого класса, где котёл растопит проводник углём и поддержит температуру с использованием ТЭНов. 

О том, как организована система отопления в вагонах поездов дальнего следования, уместно прочитать в [5]. Подогрев воздуха в «старых» ЭПЗД осуществляется при помощи не электрических калориферов, а ТЭНов: внутри проволочные спирали, через них проходит электрический ток, происходит нагрев стенки трубки – выделение тепла, так нагревается окружающий воздух. Тепло поднимается вверх по законам физики – в салон транспортного средства, растёт температура к радости (но не всегда) пассажиров.

Реле температуры ЭПЗД

ЭТР относится к «низковольтным аппаратам» и служит для отключения электрического отопления при достижении опасной температуры в вентиляционном канале в месте установки электротенов калориферов. Сплав, из которого изготовлен плавкий контакт, содержит 33% свинца, 33,5% олова и 33,5% висмута. Сплав переходит в жидкое состояние при температуре +105…+125°С. При достижении данной температуры воздуха в вентиляционном канале металл плавится, и соединённые им контактные пластины под действием листовых пружин размыкаются, разрывая электрическую цепь.

Технические характеристики термодатчика с чувствительным элементом – сплавом из лёгких металлов (термопара):

• температура срабатывания 105–125°С;
• разрывная мощность контактов 150 Вт при номинальном напряже-нии 50 В постоянного тока;
• зазор между не соединёнными сплавом пластинами 4 мм.

Отопительная система вагонов поражает своим анахронизмом. Разумеется, при таких технических характеристиках «старого датчика» температуры нельзя ожидать корректной метрологии и качественного климат-контроля в вагоне. 

Система отопления состоит из электрических печей ПЭТ-1УЗ, предназначенных для нагрева воздуха внутренних помещений электропоезда, и электрокалориферов – для подогрева наружного воздуха, поступающего в пассажирское помещение. Электрические печи ПЭТ-1УЗ расположены в заземлённых кожухах на полу пассажирского вагона под диванами (рис. 4).

Каждая печь имеет четыре трубчатых нагревательных элемента, внутри которых пропущены проволочные спирали. Для предотвращения смещения спиралей из-за вибрации трубки заполнены кварцевым песком. Нагревательные элементы укреплены на изоляторах и соединены последовательно. В моторном вагоне установлено 20 печей, в прицепном 20 печей, в головном (в пассажирском помещении) – 15 печей. 
Электрокалориферы собраны из трубчатых нагревательных элементов ТЭН-78А мощностью 800 Вт каждый, рассчитанных на напряжение 220 В и  закреплённых на фарфоровых изоляторах, установленных на металлических планках. 

Внутри нагревательного элемента намотана спираль из нихромовой проволоки. Каждый электрокалорифер содержит 48 нагревательных элементов, соединённых в четыре параллельные группы.

Ещё более архаичная конструкция электрической печи была в вагонах ЭПЗД типа ЭР2 и ЭР9 (рис. 5).

Юридический ликбез

Единственное, что можно сделать практически (апробировано автором) после безуспешных попыток получить помощь от локомотивной бригады и после того, как три часа пассажиры реально мучились от жары в вагоне, – это в открытом шкафу – в тамбуре, рукой, с соблюдением мер предосторожности, отключить тумблер «Отопление» и таким образом решить проблему.

Мы вовсе не рекламируем именно этот практический опыт, чтобы читателей не обвинили во вмешательстве в работу оборудования. Автор, как опытный в прошлом сотрудник правоохранительных органов России, доводит до сведения в качестве познавательного юридического ликбеза, что в Кодексе об административных правонарушениях (КоАП РФ) есть и такие нормы. 

В современных ЭПЗД типа ЭС1 (ЭС-2) «Ласточка», частично производящихся в ООО «Уральские локомотивы», система климат-контроля значительно усовершенствована для обеспечения надлежащего комфорта пассажиров, управляется электронным контроллером, в том числе с токовыми ключами, реализованными на мощных тиристорах. Климат-контроль в пассажирских вагонах современных ЭПЗД осуществляется с помощью кондиционеров с функцией подогрева воздуха.

Системы современного климатического контроля ЭПЗД ЭС2Г

С появлением электропоезда с асинхронным тяговым приводом типа ЭГЭ серий ЭС (ЭС1, ЭС2Г) типа «Ласточка» и соответственно тяговых локомотивов «смешанного тока» с тиристорным управлением силовыми установками началась буквально новая эра развития электротранспорта на железной дороге.

Система поддержания микроклимата ЭПЗД «Ласточка» предназначена для обеспечения комфортного температурного режима в пассажирском салоне и кабине машиниста. 

Особо важно, что она регулирует содержание углекислого газа в установленных пределах.

Система состоит из следующих компонентов:

• компактная климатическая установка на крыше для пассажирского салона;
• компактная климатическая установка на крыше для кабины машиниста;
• система распределения воздуха внутри поезда;
• система воздухоотвода;
• система управления.

Система поддержания микроклимата выполняет следующие функции:

• подача наружного воздуха и воздухо-отвод;
• отопление и охлаждение;
• подача и распределение воздуха (при-точный, рециркуляционный);
• грубая фильтрация наружного воз-духа;
• фильтрация смешанного воздуха;
• обеззараживание воздуха ультрафио-летом;
• аварийная вентиляция;
• аварийное отопление;
• регулировка и управление.

На рис. 6 представлена иллюстрация расположения агрегатов разного назначения современного электропоезда ЭС1 (ЭС2) «Ласточка», часть оборудования которого производится в ООО «Уральские локомотивы». Предложена иллюстрация оборудования вагона с обозначением элементов отопления и системы климат-контроля. В такой конфигурации и с учётом реализации современной базы РЭА система климат-контроля своевременно и чётко регулирует температуру воздуха в вагоне, не вызывает особых нареканий и не приводит к негативным последствиям относительно описанных выше случаев угрозы жизни и здоровью пассажиров в старых, но продолжающих эксплуатацию ЭПЗД. В кабине машиниста возможен обогрев пола и ниш для ног, который действует при температурах ниже +10°С и включается вручную через элементы управления дисплея машиниста. Рассмотрим компоненты и узлы, входящие в новую систему поддержания микроклимата, особенности и режимы их работы.

Климатическая установка пассажирского салона ЭС1(2) «Ласточка»

Климатическая установка пассажирского салона (риc. 6, позиции 1 и 2) располагается на крыше каждого вагона ЭПЗД «Ласточка» и состоит из следующих устройств.

Аппарат воздухоподготовки (LBG) осуществляет всасывание наружного воздуха через две решётки, расположенные вертикально на стенке корпуса установки. В корпусе установки два клапана приточного воздуха и два клапана циркуляции воздуха, которые управляются параллельно. Смесительный фильтр очищает смешанный воздух перед впуском в испаритель, выполненный в виде пластинчатого теплообменника. Два контура охлаждения размещаются в испарителе вложенными один в другой. Перед испарителем для обеззараживания воздуха установлены УФ-лампы. Вентиляторы приточного воздуха выполнены центробежными. Мощность нагрева реализуется с помощью электронагревателя 3 кВ мощностью 22 кВт и двух групп электронагревателей 380 В мощностью по 14 кВт каждая. Рядом с аппаратом воздухоподготовки сбоку находится вытяжной вентилятор отработанного воздуха. Через отверстие для циркуляции воздуха в днище аппарата отработанный воздух вытягивается из пространства крыши, а далее с помощью вентилятора отработанного воздуха (рис. 7, позиция 6) выдувается из аппарата. Блок «Нагнетатель + конденсатор» (WS) обеспечивает регулирование мощности охлаждения при помощи байпаса газового теплоносителя в каждом контуре охлаждения. Контур охлаждения защищён от избыточных значений давления хладагента (реле безопасности высокого давления, датчик высокого давления и датчик минимального давления), а конденсаторы выполнены в виде пластинчатых теплообменников [6]. Вентилятор конденсатора осевой формы с двумя скоростями вращения. Шкаф электрораспределительного устройства разделён на высоковольтную и низковольтную части. Он располагается в климатической установке рядом с аппаратом воздухоподготовки с компонентами управляющей и регулирующей техники, как и регулятор микроклимата, оборудованный устройством сопряжения с шиной MVB. Кроме того, климатические установки содержат систему управления и регулирования, блоки коммутации и контакторы для компонентов, предохранительные элементы нагревателей, контактор для сети 3000 В и соответствующий предохранитель. Климатическая установка жёстко соединена с крышей вагона при помощи 8 крепёжных захватов [7].

Технические характеристики установки поддержания микроклимата в пассажирском салоне представлены в табл. 1.

Для распределения нагретого или охлаждённого воздуха по пассажирскому салону используются потолочные каналы (разделены на три параллельных канала: центральный канал – для охлаждённого воздуха, боковые – для нагретого, с последующей передачей в боковые каналы), боковые и напольные воздуховоды.

Продувка подготовленного приточного воздуха в пассажирский салон при охлаждении и вентиляции осуществляется через центральный потолочный канал и перфорированный потолок. В случае обогрева подготовленный приточный воздух поступает в пассажирский салон через систему боковых и напольных каналов.

Режимы работы климатической установки

В режиме «Климатическая установка включена» (штатный) система управления автоматически регулирует температуру внутреннего воздуха в каждом вагоне с соблюдением заданного параметра температуры. Через интерфейс «человек-машина» заданное значение температуры в кабине машиниста может корректироваться на ±4°С с шагом в 1°С, а в пассажирском салоне – на ±2°С с тем же шагом. Если температура наружного воздуха опускается ниже +5°С, то система управления КУ автоматически включает защиту от замерзания. Режим «Защита климатической установки от замерзания» деактивируется, если температура наружного воздуха поднимается выше +7°С. Когда температура воздуха внутри вагонов ЭПЗД поднимается выше +40°С, система управления КУ активирует защиту от перегрева. В режиме «Защита климатической установки от перегрева» включается принудительное охлаждение во избежание повреждений из-за избыточной температуры воздуха внутри поезда. Защита от перегрева деактивируется, если температура воздуха внутри поезда снижается до +35°С [6, 7].

Переход КУ в режим «Аварийное отключение климатической установки» выполняется либо вручную при помощи кнопки «Аварийное отключение климатической установки», либо автоматически через систему пожарной сигнализации, активной по всему составу. Все процессы вентиляции, отопления и поддержания микроклимата переходят в отключённое состояние (обесточиваются) [6]. Температура воздуха внутри поезда может повышаться или понижаться в зависимости от внешних условий. В отличие от режима работы «Отключение климатической установки» включение защиты от замерзания или перегрева не происходит, для их активации необходимо осуществить повторное включение климатической установки после выявления и устранения причин отключения.

Режим «Отстой во включённом состоянии» отличается тем, что КУ отключается, однако имеются два варианта настройки, корректирующие режим работы климатической установки:

• режим «Техническое обслуживание»: климатическая установка поддерживает температуру внутри поезда на уровне установленного заданного па-раметра;
• режим «Положение отстоя»: если не выбран режим техобслуживания,

в зависимости от температуры наружного воздуха в поезде поддерживается температура до +12°С в случае отопления либо не выше +30°С в случае охлаждения.

В режиме «Проезд через автоматическую мойку» все включённые системы отопления в компактных КУ отключаются, а режим охлаждения контролируется системой управления микроклиматом. Все наружные заслонки автоматически закрываются, чтобы воспрепятствовать проникновению воды. В режиме «Аварийная вентиляция», являющемся резервным уровнем штатного режима КУ в пассажирском салоне на случай отсутствия напряжения в контактной сети и выхода из строя бортовой сети переменного тока 380 В, элементы отопления и нагнетатели климатической установки отключаются, а приточные вентиляторы работают со сниженной мощностью. При отсутствии напряжения в контактной сети производится подача исключительно наружного воздуха. Приточные вентиляторы в такой ситуации получают питание от АКБ ЭПЗД примерно в течение 90 мин (в зависимости от состояния и энергоёмкости АКБ). При выходе из строя бортовой сети переменного тока 380 В, но продолжающем поступать напряжении в контактной сети, так же осуществляется аварийная вентиляция. Режим «Аварийное отопление» определяется тем, что при выходе из строя бортовой сети переменного тока 380 В, но продолжающем поступать напряжении в контактной сети, температура воздуха внутри поезда поддерживается с помощью элементов отопления напряжением 3 кВ на уровне не менее +5°С. Все прочие отопительные элементы и нагнетатели климатической установки отключаются,
а приточные вентиляторы работают со сниженной мощностью. Для снижения расхода тёплого воздуха подаётся уменьшенный объём наружного воздуха. Приточные вентиляторы в таком случае получают питание от аккумуляторных батарей поезда в течение 90 мин [6, 7].

Кроме перечисленных выше режимов работы климатической установки, существуют ещё два функциональных состояния КУ, обусловленных функциональным назначением ЭПЗД. Функциональный режим «Городской режим работы» реализуется, когда поезд используется в пригородном сообщении. Средняя температура воздуха в пассажирском салоне при наружной температуре в диапазоне –40...+5°С составит +15°С. При росте температуры наружного воздуха средняя температура воздуха внутри непрерывно поднимается до нормально установленного значения +22°С. Функциональный режим «Междугородний режим работы» реализуется, когда поезд используется для дальнего пассажирского сообщения. Средняя температура воздуха в пассажирском салоне при наружной температуре в диапазоне –40...+20°С устанавливается на уровне +22°С. Затем средняя температура воздуха внутри поезда непрерывно поднимается, если растёт температура наружного воздуха. Контроль заданных параметров температуры внутри пассажирского салона подбирается как функция от наружной температуры в соответствии с внесённой в программное обеспечение регулируемой характеристикой.

Температура в пассажирском салоне измеряется двумя температурными дат-чиками. Датчик уровня углекислого газа контролирует концентрацию СO₂ в вагоне, в зависимости от этого параметра и температуры за бортом регулируется объём подачи свежего воздуха. Подача приточного воздуха зависит от количества пассажиров. Объём необходимого приточного воздуха приведён в табл. 2.

Климатическая установка в кабине машиниста (рис. 8) имеет свои особенности: 1 – вентилятор приточного возду-ха; 2 – блок отопления; 3 – спиральный нагнетатель; 4 – вентилятор конденсатора; 5 – конденсатор; 6 – фильтр.

Распределение воздуха в кабине машиниста выполняется при помощи выпускных отверстий на лобовом стекле, через потолочные каналы и отверстия в нишах для ног. Режимы работы климатической установки в кабине машиниста идентичны для климатической установки в пассажирском салоне, но имеют некоторые особенности. У климатической установки в кабине машиниста нет функции аварийной вентиляции, так как кабина в критичном случае аварии вентилируется через открытые боковые окна. Заданный параметр температуры внутри кабины машиниста регулируется в зависимости от температуры наружного воздуха автоматически с помощью ПО.

Выводы

За последние 10 лет после того, как электропоезд ЭС2Г с асинхронным тяговым приводом типа ЭГЭ «Ласточка» стал доступен для пассажирских перевозок, в том числе на дальних перегонах, таких как Москва-Петербург и Москва-Минск, комфортность поездки пассажиров существенно возросла.

А это косвенно влияет и на качество жизни и здоровья. Это стало возможным благодаря разработкам в области современной электроники – в том числе электронных датчиков с относительно небольшой погрешностью метрологических измерений, а также адаптированным к ним электронным контроллерам и средствам электронной памяти. Всё это способствует автоматизации процессов измерения, контроля, безопасной эксплуатации и управления многопрофильными электронными и гибридными системами. 

Таким образом, разработки новой РЭА существенно повлияли и продолжают влияние на современные средства транспорта, и не только в железнодорожных перевозках. В этом смысле средства РЭА представляются незаменимыми.

Вместе с тем на объектах транспорта и железной дороге эксплуатируется подвижной состав прежних лет выпуска, причём есть «образцы» с эксплуатационным «стажем» более 50 лет.

В этих транспортных средствах – анахронизмах эпохи – применена устаревшая элементная база, которая даже при соответствующем регламентном обслуживании и обеспечении безопасного механического движения «колёсных пар» не позволяет обеспечить требуемый вызовами времени уровень не только комфорта, но и безопасности при длительной поездке в электропоезде; это показано на невыдуманном примере и подтверждается многочисленными жалобами и отзывами пассажиров РЖД из-за неудовлетворительного автоматического (а иного не предусмотрено) контроля температурного режима в вагонах ЭПЗД. 
Проблема весьма серьёзная, притом что действующие инструкции локомотивных бригад ЭПЗД не предусматривают ответственность за контроль температурного режима, а также с учётом того, что «старые электрички» ещё долго (по ресурсу отдельных модификаций более 10 лет) будут «бороздить» рельсовые просторы обширного нашего государства. 

Таким образом, требуется отладить в службах эксплуатации пригородных пассажирских компаний и их филиалах контроль и ответственность за обеспечение температурного режима в вагонах для пассажиров.
И третий важный аспект. Необходимо, наконец, совершенствовать электронное оборудование и подвижной состав на примере введённых в эксплуатацию поездов повышенной комфортности «Ласточка» и аналогичных, где автоматическая система климатического контроля соответствует требованиям к безопасности жизни и здоровью людей и в целом обеспечивает высокий уровень комфорта в пути. То есть развернуть, наконец, производственный сектор и разработки РЭА в области транспорта, а главное – изменить отношение в сторону заботы о человеке, а не о системе или электрошкафах в тамбурах вагонов ЭПЗД РЖД. Этого требует не только автор, но историческая необходимость и вызовы завтрашнего дня. ●

Литература

© СТА-ПРЕСС, 2024