第五章 动车组供热及加湿系统

1、1 列车供热系统的任务：列车供热系统的任务： 1. 对对送入车内空气进行送入车内空气进行预热；预热； 2. 对对车内空气进行车内空气进行补偿加热补偿加热。 空气的预热空气的预热，使空气流过，使空气流过空气预热器空气预热器实现。根据热媒不实现。根据热媒不 同，空气预热器有同，空气预热器有温水空气预热器和电热空气预热器温水空气预热器和电热空气预热器两种。两种。 空气的空气的补偿加热补偿加热，由设在车内两侧地板上面的加热器来，由设在车内两侧地板上面的加热器来 完成。根据热媒的不同，完成。根据热媒的不同，地面加热器也有温水加热器和电热地面加热器也有温水加热器和电热 加热器加热器两种。两种。 第五章第五

2、章 动车组供暖系统动车组供暖系统 一、供暖系统的形式一、供暖系统的形式 2 供热形式：供热形式： 1、空气预热器和地面加热器均分别采用了、空气预热器和地面加热器均分别采用了温水加热温水加热 和和电加热电加热两种形式；两种形式； 2、空气预热用电预热器，补偿加热用温水、电热两、空气预热用电预热器，补偿加热用温水、电热两 种加热器；种加热器； 3、采用预热、补偿全电热采暖方式；、采用预热、补偿全电热采暖方式； 4、热泵采暖。、热泵采暖。 第五章第五章 动车组供暖系统动车组供暖系统 3 （一）电热元件（一）电热元件 空调客车上使用的电热采暖装置采用的电热元件有多种空调客车上使用的电热采暖装置采用的电

3、热元件有多种 形式，如形式，如电热管式、电热板式、半导体式电热管式、电热板式、半导体式等几种。等几种。 管状电热元件的使用是根据管状电热元件的使用是根据电流热效应原理电流热效应原理，让电流通，让电流通 过电阻丝而产生热量，然后把热量传给流过的空气。它具有过电阻丝而产生热量，然后把热量传给流过的空气。它具有 表面温度均匀、热量稳定、结构紧凑、控制方便表面温度均匀、热量稳定、结构紧凑、控制方便等特点。等特点。 为了提高管状电热元件的换热效果，可在金属管外表面为了提高管状电热元件的换热效果，可在金属管外表面 缠上不锈钢绕片缠上不锈钢绕片。在特别需要防腐的地方使用（如厕所），。在特别需要防腐的地方使用

4、（如厕所）， 采用不锈钢管上缠不锈钢绕片。采用不锈钢管上缠不锈钢绕片。 第五章第五章 动车组供暖系统动车组供暖系统 4 管状电热元件基本结构管状电热元件基本结构 1-连线端子；连线端子；2-绝缘垫；绝缘垫；3-金属套管；金属套管； 4-电热丝；电热丝；5-绝缘粉末；绝缘粉末；6-封口材料。封口材料。 第五章第五章 动车组供暖系统动车组供暖系统 5 （二）电预热器二）电预热器 电电预热器由电热元件和框架组成，在使用时与通风机预热器由电热元件和框架组成，在使用时与通风机 实现实现电气联锁电气联锁，与制冷机实现，与制冷机实现电气互锁电气互锁。电热元件一般分。电热元件一般分 成两组，通过成两组，通过空

5、调温度控制器空调温度控制器根据室内空气温度自动控制根据室内空气温度自动控制 其一组工作、两组工作或停止工作。与电预热器相接部分其一组工作、两组工作或停止工作。与电预热器相接部分 的风道，应采用不易燃烧的的风道，应采用不易燃烧的耐热保温材料耐热保温材料。 为了为了防止电预热器在缺风时工作而导致表面温度过高，防止电预热器在缺风时工作而导致表面温度过高， 特设有特设有两道缺风保险两道缺风保险：温度超过：温度超过70，继电器跳开；温度，继电器跳开；温度 超过超过139，熔断器熔断。从而切断控制电路和主回路，使，熔断器熔断。从而切断控制电路和主回路，使 电预热器停止工作电预热器停止工作。 第五章第五章

6、动车组供暖系统动车组供暖系统 6 电热空气预热器电热空气预热器 （a）预热器结构；（）预热器结构；（b）保护电路。）保护电路。 1-框架；框架；2-熔断器；熔断器；3-绕片式电热元件；绕片式电热元件；4-温度继电器。温度继电器。 第五章第五章 动车组供暖系统动车组供暖系统 7 （三）热泵原理（三）热泵原理 制冷的热平衡式制冷的热平衡式 ：Qk= Q0+W 上式说明，设每小时从被冷却物体中获得的热量为上式说明，设每小时从被冷却物体中获得的热量为Q Q0 0， 所消耗的机械功等于所消耗的机械功等于W W，这部分的功转变为热的形式并和热，这部分的功转变为热的形式并和热 量量Q Q0 0一起传给高温介

7、质一起传给高温介质 。 因为因为QkW，所以，利用制冷机从低温外气中吸热而，所以，利用制冷机从低温外气中吸热而 在温度较高的室内空气中放热，在温度较高的室内空气中放热，比直接利用电能加热所能比直接利用电能加热所能 获得的热量大得多获得的热量大得多。这种从。这种从外界外界低温空气中将低温空气中将热量热量“泵泵” 入室内入室内的装置通常就称为的装置通常就称为“热泵热泵”。 第五章第五章 动车组供暖系统动车组供暖系统 8 制热时的系统原理制热时的系统原理 （a）夏季制冷状况；（）夏季制冷状况；（b）冬季热泵状况）冬季热泵状况。 第五章第五章 动车组供暖系统动车组供暖系统 9 显然，热泵的工作循环就是

8、制冷循环，只是目的不同显然，热泵的工作循环就是制冷循环，只是目的不同 而已。而已。 热泵系统中，作为蒸发器的换热器（制冷系统中的冷热泵系统中，作为蒸发器的换热器（制冷系统中的冷 凝器）在冬季凝器）在冬季有可能表面结霜有可能表面结霜，以致堵塞空气流动通路，以致堵塞空气流动通路， 影响换热，所以在系统中影响换热，所以在系统中应采取适当的融霜措施应采取适当的融霜措施。 热泵系统中的核心元件是热泵系统中的核心元件是四通转换阀四通转换阀 它它是用毛细管把电磁阀和四通阀连接而成的一个换向是用毛细管把电磁阀和四通阀连接而成的一个换向 系统。系统。 四通四通阀有四根接管阀有四根接管1、2、3、4和三根毛细管和

9、三根毛细管C、D、E， 阀体内还装有滑块和阀体内还装有滑块和2个活塞。个活塞。 第五章第五章 动车组供暖系统动车组供暖系统 10 第五章第五章 动车组供暖系统动车组供暖系统 11 四通四通阀用支架构成一体，两端活塞阀用支架构成一体，两端活塞1和和2上各有小孔，上各有小孔， 以使活塞两端能互相通气。以使活塞两端能互相通气。 1号管与蒸发器出口连接，号管与蒸发器出口连接，2号管与压缩机吸气管连接，号管与压缩机吸气管连接， 3号管与冷凝器进口连接，号管与冷凝器进口连接，4号管与压缩机排气管连接，而号管与压缩机排气管连接，而 滑块好像一个三通阀门，可以将滑块好像一个三通阀门，可以将1与与2连通起来，也

10、可以将连通起来，也可以将 2与与3连通。连通。 当当1、2连通时，连通时，3、4就通过四通阀体而连通；当就通过四通阀体而连通；当2、3 连通时，连通时，1、4就通过四通阀体而连通。三根毛细管中，就通过四通阀体而连通。三根毛细管中，C、 D管接在四通阀两端，管接在四通阀两端，E管接管接2。 电磁阀电磁阀由阀体、阀芯由阀体、阀芯A和和B、弹簧、弹簧1、2、衔铁及电磁线、衔铁及电磁线 圈组成，阀芯圈组成，阀芯A和和B与衔铁连成一体，并一起移动。与衔铁连成一体，并一起移动。 第五章第五章 动车组供暖系统动车组供暖系统 12 热泵中四通转换阀在制冷与制热时工作位置比较热泵中四通转换阀在制冷与制热时工作位

11、置比较 四通转换阀制冷制冷时的工作原理 四通转换阀制热制热时的工作原理 E C D 节流节流 节流节流 下页 上页 第五章第五章 动车组供暖系统动车组供暖系统 13 制冷制冷状态下，线圈断电而衔铁由弹簧顶向左端，阀芯状态下，线圈断电而衔铁由弹簧顶向左端，阀芯 A关闭连接关闭连接D管的右阀孔，而左面阀孔被阀芯管的右阀孔，而左面阀孔被阀芯B打开，管路打开，管路 C、E连通；连通； 制冷剂制冷剂由压缩机由压缩机管管4四通阀四通阀管管3冷凝器冷凝器毛细毛细 管管蒸发器蒸发器管管1滑块滑块管管2压缩机压缩机 制制热状态下，线圈接通电源而产生磁场时，衔铁被磁热状态下，线圈接通电源而产生磁场时，衔铁被磁 场

12、吸引而动作，使阀芯向右移动，阀芯场吸引而动作，使阀芯向右移动，阀芯B关闭左阀孔，而关闭左阀孔，而 右面阀孔被阀芯右面阀孔被阀芯 A打开，管路打开，管路D、E连通。连通。 制冷剂制冷剂由压缩机由压缩机管管4四通阀四通阀管管1冷凝器冷凝器毛细毛细 管管蒸发器蒸发器管管3滑块滑块管管2压缩机。压缩机。 第五章第五章 动车组供暖系统动车组供暖系统 14 冬季冬季，外气温度较低，即使在外界空气相对湿度比，外气温度较低，即使在外界空气相对湿度比 较高的南方，其含湿量也是较低的。较高的南方，其含湿量也是较低的。 经经加热后送入车内的空气，有可能使车内相对湿度加热后送入车内的空气，有可能使车内相对湿度 过低，

13、而不能满足舒适性的要求。为此，可采用加湿的过低，而不能满足舒适性的要求。为此，可采用加湿的 方法，以适当提高车内空气的相对湿度。方法，以适当提高车内空气的相对湿度。 空气空气加湿的方法，以将蒸汽直接与空气混合最为简加湿的方法，以将蒸汽直接与空气混合最为简 便。因此，便。因此，电极式加湿器电极式加湿器应用得较为广泛。应用得较为广泛。 第五章第五章 动车组供暖系统动车组供暖系统 15 电极式加湿器电极式加湿器 1-接线柱；接线柱；2-外壳；外壳；3-保温层保温层； 4-电极；电极；5-进水管；进水管；6-橡皮短管；橡皮短管； 7-溢水管；溢水管；8-蒸汽出口。蒸汽出口。 第五章第五章 动车组供暖系

14、统动车组供暖系统 16 n1 1、CRH1动车组动车组 n 供暖供暖系统的核心部件系统的核心部件侧墙加热器侧墙加热器布置在车体纵布置在车体纵 向侧墙内侧，窗口上面安装有向侧墙内侧，窗口上面安装有散热格栅散热格栅，并通过空，并通过空 调系统控制器进行控制，制热能力为调系统控制器进行控制，制热能力为30kW。 n 不同不同位置的电热器由其附近的室内位置的电热器由其附近的室内温度传感器温度传感器 控制相应的控制相应的继电器继电器控制接通或者断开，每一个电加控制接通或者断开，每一个电加 热器还有一个热器还有一个超温保护器超温保护器。 二、二、CRH系列动车组供暖系统系列动车组供暖系统 第五章第五章 动

15、车组供暖系统动车组供暖系统 17 CRH2动车组的每节车厢均配置有独立的空调系统，动车组的每节车厢均配置有独立的空调系统， 供热方式采用装入空调系统的供热方式采用装入空调系统的电加热装置电加热装置，暖气控制方式：暖气控制方式： 电热器多级控制电热器多级控制。 电加热器采用了内藏于空调装置的小型、轻量的供热电加热器采用了内藏于空调装置的小型、轻量的供热 方式，利用与输送冷气时相同的通道供热。方式，利用与输送冷气时相同的通道供热。 2、CRH2型动车组型动车组 完全由装入空调机组的电加热装置来完成。暖气输送完全由装入空调机组的电加热装置来完成。暖气输送 时，从回风道吸入空气，与新鲜外空气混合，通过

16、设置在时，从回风道吸入空气，与新鲜外空气混合，通过设置在 空调装置回风口的过滤网，由电热器加热，然后通过与冷空调装置回风口的过滤网，由电热器加热，然后通过与冷 气输送时相同的通道送暖。气输送时相同的通道送暖。未设置其他辅助采暖装置。未设置其他辅助采暖装置。 第五章第五章 动车组供暖系统动车组供暖系统 18 主要技术参数主要技术参数 暖气能力：暖气能力：2kW/台以上。台以上。 循环风量：暖气时为循环风量：暖气时为2.0m3/min以上。以上。 冬季：在气温为冬季：在气温为-15时，司机室温度可保持在时，司机室温度可保持在20以上。以上。 送风路径：从回风道吸入空气，与新鲜外气混合，通过设送风路

17、径：从回风道吸入空气，与新鲜外气混合，通过设 置在空调装置回风口的过滤器，由电热器加热。置在空调装置回风口的过滤器，由电热器加热。 第五章第五章 动车组供暖系统动车组供暖系统 19 司机室的供暖系统由设置在操纵台腿前部的司机室的供暖系统由设置在操纵台腿前部的2台暖风机台暖风机 实现，暖风机安装在操纵台内，加热器采用实现，暖风机安装在操纵台内，加热器采用正温度特性的正温度特性的 热敏电阻热敏电阻(具有正温度系数的热敏电阻元件具有正温度系数的热敏电阻元件)。 其内部有其内部有3个发热元件，可分别选用个发热元件，可分别选用“强暖强暖”（输出功（输出功 率率2000）、）、“中暖中暖”（输出功率（输出

18、功率1500）、）、“弱暖弱暖” （输出功率（输出功率1000）。）。 暖风机的构成包括：轴流风扇、暖风组件、风向板组暖风机的构成包括：轴流风扇、暖风组件、风向板组 件等。暖风机背面的进风口部位，安装有可拆装的防尘网。件等。暖风机背面的进风口部位，安装有可拆装的防尘网。 第五章第五章 动车组供暖系统动车组供暖系统 20 3、CRH5动车组动车组 1、司机室、司机室 （1）总体总体布置布置 司机室有一套空调系统，受客车空调系统的控制器控制。司机室有一套空调系统，受客车空调系统的控制器控制。 通过空气分配可保证司机室内的温度平均分配。当列车通过空气分配可保证司机室内的温度平均分配。当列车 的时速为的时速为200公里或者环境温度在公里或者环境温度在-36时，内墙板（墙和天时，内墙板（墙和天 花板）的表面温度不会比司机室的气温低花板）的表面温度不会比司机室的气温低5以上。以上。 第五章第五章 动车组供暖系统动车组供暖系统 21 司机室司机室的两侧墙上装有的两侧墙上装有1500W电热器，并在司机台电热器，并在司机台 内侧装有两个内侧装有两个370W小型电热器。电热器的供电是小型电热器。电热器的供电是230V 交流电，在电热器内部安装了一个交流电，在电热器内部安装了一个+70恒温器。电热器恒温器。电