城市轨道交通单元8-空调系统

单元八

空调系统人从众𠈌使车厢内空气的温度、相对湿度、流动速度及

清洁度满足乘客舒适的乘车要求是体现地铁运营服务意识的重要“人员”课题一城市轨道交通空调系统的设计要求

随着各城市轨道交通建设的不断发展，对城轨车辆空调系统的要求也越来越高。目前，欧洲已结合城轨车辆的特点，在UIC553标准的基础上编制了针对城轨、轻轨车辆空调设计要求的标准；而我国则尚未制定相关标准。国铁干线铁路车辆空调系统经过长期的发展，在设计和运用上积累了丰富的经验，为城轨车辆空调提供了宝贵的资料，但城轨车辆空调与国铁干线空调在运用条件和舒适性要求等方面有所不同，结合北京、上海、广州等城市轨道交通车辆的特点，可分析出城轨车辆空调设计中应注意的问题。学习目标1.了解城市轨道交通车辆客室内空气参数的要求。2.了解城轨空调系统的设计要求。一、车内空气参数设定我的乘客到底喜欢什么样温度、湿度、流速和洁净度的空气呢？一、车内空气参数设定程度夏季温度/℃冬季温度/℃相对湿度/%新鲜空气流量/(m3/h)风速/(m/s)舒适22～2815～2130～70＞200～0.2适应27～430～1515～308～200.2～0.4有害＞43＜0＜15，＞70＜8＞0.4人体感到舒适的空气条件一、车内空气参数设定温湿度－温度和湿度两者要兼顾考虑－28度为人感觉舒适与不舒适的分界点－当温度在26.7℃以下时，湿度对人体影响不大。－当温度在28℃以上时，湿度对人体影响较明显。二、城轨车辆空调系统的设计要求1.良好的耐候性能。要求所有外部安装设备和车体均能适应各种气候条件，比如风、雨、气温的改变。2.城轨车辆空调机组应达到小型轻量化、可靠性、阻燃性、水密性、可维护性、噪声低等要求。3.要求空调控制装置自动化程度高、电磁兼容性好、可靠性高。4.经空调机组处理后的空气通过通风系统送入车内，要求保持车内送风均匀、温度均匀，保持空气的新鲜程度（每人必须有20～25m3/h的新鲜空气量），有紧急通风功能，紧急情况下，保证车厢内乘客所需的氧气量。课题二城市轨道交通空调系统的结构通风系统制冷系统加湿系统加热系统学习目标1.掌握空调系统的结构组成。2.掌握空调制冷原理。3.了解制冷剂的特点及应用。一、空调机组车外空调系统布置一、空调机组1—冷凝器风机；2—冷凝器；3—全封闭压缩机；4—新风口；5—回风口；6—送风机；7—电加热器；8—送风口；9—蒸发器一、空调机组蒸气压缩式制冷工作原理一、空调机组

制冷剂

制冷剂的单位容积制冷量越大越好

制冷剂的粘度和比重要小，减小流动阻力

制冷剂能有一定的水溶性

制冷剂与润滑油的互溶性要好，便于对部件的润滑

化学性质稳定，对人体无毒、无刺激性气味－要求一、空调机组

制冷剂－R22是一种安全的制冷剂，渗透性非常强－R134a不能与传统的矿物油共用，合成油对压缩机有损害；吸水性较强，要求系统保持干燥；容积制冷量较R22小，压缩机排量增大－R407c属于合成的制冷剂，也不能与矿物油共用但容积制冷量变化不大一、空调机组

压缩机推动制冷剂在系统中不断循环，是系统的心脏－活塞式压缩机发展较早，技术成熟，应用广泛－近年来螺杆式制冷压缩机发展较快－螺杆式压缩机结构简单、效率高、振动小－上海地铁二号线的车辆使用螺杆式压缩机一、空调机组压缩机冷凝风机一、空调机组一、空调机组冷凝器毛细管（膨胀阀）二、通风系统制冷加热加湿净化空调机组（空气处理单元）外部新鲜空气室内再循环空气舒适的空气车厢排出车外主要由通风机、风道、风口组成二、通风系统

通风机－通风系统的动力装置－吸入车外新风和室内回风－给处理后的空气加压，通过主风道送入客室二、通风系统新风吸入口出风口空调机组－空调机的两侧一般为新风吸入口－空气经空调机组处理后通过前端的出风口排出

风道与风口二、通风系统新风吸入口出风口空调机组－车顶设有风道与空调机组的出风口相连－风道根据其作用分为主风道、副风道、回风道

排风道

风道与风口二、通风系统－车顶中间大的为主风道，与空调机组出风口相通－两侧为副风道，主副风道由隔板分开

风道与风口主风道副风道二、通风系统

风道与风口主风道副风道－隔板上设有调整风量的气孔－副风道为静压风道，使气流稳定、均匀地送入客室二、通风系统

风道与风口回风道排风口－回风道用来抽取室

内再循环空气的－排风口用以排除车内污浊空气二、通风系统说一说冷风从哪吹下来的？二、通风系统

风道与风口三、电暖

城市轨道交通车辆的采暖主要采用电热采暖，电热器由底板、安装架、罩板及电热元件等组成，安装在座椅下面。三、电暖

电热作为城轨车辆的采暖形式，由于结构简单，调控方便、无污染、易布置而获得广泛应用。但考虑触电、失火、烫伤等安全因素，电热装置必须严格执行其技术条件及操作规范。四、空调系统的调节及控制

城轨车辆空调系统以自动控制为主，在自动控制部分发生故障时，可采用手动调节装置。空调机组的工作由微机进行控制，通过微机调节器可控制室温。空调系统中新风口、风道和客室座位下均设有温度传感器，由温度传感器测得的温度值，传递到调节器中进行处理。每节车有一台微机调节器，它控制两个空调单元，可由司机室集中控制或每节车单独控制。四、空调系统的调节及控制

每辆车的空调控制柜内均设置有集控、本控选择开关。列车正常运行时，选择集控模式，此时整列车所有车辆的空调通风和采暖系统工作状态接受激活司机室指令控制；列车在检修时选择本控模式，车辆将接受本车空调控制柜内功能选择开关的控制，此时空调控制器保持对列车监控系统的通信和状态更新。四、空调系统的调节及控制紧急通风模式

无论空调控制柜内的集控、本控选择开关处于什么位置，只要空调控制器检测到AC380V失电，空调通风和采暖系统工作电源电路中过流保护断路器闭合而电压检测模块触点断开，在12s的时间内检测到“半载模式准备命令”为0，空调系统就进入紧急通风。紧急通风时回风口关闭。四、空调系统的调节及控制紧急通风模式

无论空调控制柜内的集控、本控选择开关处于什么位置，只要空调控制器检测到AC380V失电，空调通风和采暖系统工作电源电路中过流保护断路器闭合而电压检测模块触点断开，在12s的时间内检测到“半载模式准备命令”为0，空调系统就进入紧急通风。紧急通风时回风口关闭。四、空调系统的调节及控制紧急通风模式紧急通风逆变器五、司机室空调

目前大部分城轨车辆不单设司机室空调单元，司机室送风由设在头尾车辆上邻近司机室的空调机组提供，通过送风道，从司机室的可调式送风口均匀送出。五、司机室空调空调机组；2—主风道；3—司机室可调送风口；4—回风口；5—自然排风口课题三

空调控制系统

空调系统的工作由微机控制，通过微机调节器可控制车内温度。每辆车均有一台微机调节器，控制两个空调机组单元，设于车辆一端的空调控制柜中。学习目标了解空调控制装置的位置及作用。一、概述

空调控制柜由通讯系统通过可编程控制器PLC控制空调机组，实现空调客车的通风、制冷和制暖的控制，保证压缩机、风机、电热器在正常电压下，可靠地工作。对电气系统运行中出现的有关故障进行诊断、指示并保护，便于检修和查寻故障。二、主要特点空调控制柜实现了客车电气控制系统的小型化、智能化和系统化。三、主要技术规格空调控制柜控制单元由PLC主机单元、温度扩展模块、信息显示操作屏组成。

PLC是可编程逻辑控制器的缩写，对整个空调机组进行自动控制，实时检测运行过程中的参数，对出现的故障自动处理，通过显示操作屏实现人机对话，响应显示操作屏输入的命令、参数、将故障信息、运行状态通过显示操作屏显示等。

显示操作屏是一种微型可编程终端，采用全中文液晶显示操作屏（带背光），具有字符类型和图像类型显示，由通讯接口和PLC的外设接口进行通讯。主要功能是空调机组的运行工况的控制，运行工况参数的显示，实时显示各功能的运行状态及故障现象。

空调系统由主电路向空