动车组装备-第四章第6节动车组空调系统.ppt

1、1,典型的动车组空调系统包括： CRH1动车组空调系统、 CRH2动车组空调系统和CRH5动车组空调系统。 其中CRH1动车组采用分体式空调系统，采用R407C制冷剂。 CRH2动车组为准集中式空调系统，空调系统是设置在车辆地板下侧的2台小型、轻量的地板下型空调装置，采用R22制冷剂。CRH5动车组为车顶单元式空调系统，采用R134a 制冷剂。,第六节 典型动车组空调系统,2,第六节 典型动车组空调系统,制冷剂的分类 1）无机化合物：水、氨、二氧化碳 2）饱和碳氢化合物：R12、R13、丙烷 3）不饱和碳氢化合物：乙烯、丙烯 4）共沸混合制冷剂：R502 5）非共沸混合制冷剂：R407C,3,

2、第六节 典型动车组空调系统,一、CRH1动车组空调系统 CRH1动车组每辆车的客室都配有一个单独的空调系统、供暖系统、照明系统和紧急逃生应急系统，系统中有压力保护和噪声控制装置。 司机室则另有一个安装在车顶上的紧凑型空调单元。 CRH1动车组空调系统采用分体式空调系统，制冷能力增加到可以符合最高外界温度+40C的要求，供热能力符合最低外界温度40C的要求。,4,第六节 典型动车组空调系统,每辆车设有2个单独的排气风扇单元，分别位于车辆两端的天花板和车顶之间。排出空气从卫生间、司机室、酒吧和通过台区域排至排气风扇单元。排气风扇单元在抽气侧与矩形风道相连，排气侧与软管相连，风道装有消音器。 空调控

3、制系统的存储器为闪存EPROM类型，可以通过在车内空调服务插座上连上PC机来直接进行通讯和软件更新。该控制系统能使设备可以根据客室和司机室内外传感器测量的温度自动进行操作。,5,第六节 典型动车组空调系统,（一）司机室空调系统 1、总体布置 司机室空调系统采用单元式空调机组，司机室区域内的空调系统具有回风功能，并在通过过滤器进入蒸发器之间将其与新鲜空气混合。进入司机室区域的供风气流通过消音器和置于车顶和天花板之间的风道进行分配。,空调单元安装在车顶凹进处，并通过螺栓和单元的法兰安装在车顶，废气通过安装在乘客区的排风扇排出司机室。在司机室天花板上安装气流/方向可调节的送风器。加热和冷却均由空气传

4、播，并通过天花板和地板内的风道系统进行分配，还安装了地板加热器。,6,第六节 典型动车组空调系统,2、主要技术参数 1司机室空调 制冷量 5kW 制热量 4kW 送风量 800 m3/h 新风量 60 m3/h 外形 10001450350 mm 重量 175kg 耗电量 5kVA 制冷剂 R407c,7,第六节 典型动车组空调系统,2车内参数 夏季 温度28C，RH 40-65% 冬季 温度20C，RH 30% 最大灰尘含量 1 mg/m3正压力范围 10-30 Pa,8,第六节 典型动车组空调系统,3、空调系统的运行要求 （1）预热 在车门关闭、车上无司机、内部照明打开、车辆未暴露于太阳下

5、的条件下，供暖系统的能力应能保证将司机室的内部温度在60分钟内从内部温度0C加热到+20C。 （2）预冷 在车门关闭、车上无司机、内部照明打开、车辆暴露于太阳下和周围温度30C的条件下，空调系统应能保证将客室的内部空气温度在30分钟内从+40C降至 +28C和在40分钟内降至+25C。,9,第六节 典型动车组空调系统,（二）客室空调系统 1、总体布置 客室空调系统采用环保型直接膨胀制冷剂。共有两种空调机组，客室用空调系统为分体式空调，压缩机和冷凝器单元安装在车下，空气处理单元安装在车内。 乘客区的空气处理单元安装在车顶的开口处，通过螺栓和单元的法兰安装在车顶。进入乘客区的供风气流通过消音器和置

6、于车顶和天花板之间的矩形风道进行分配，并通过供风终端装置吹送进车辆。,10,第六节 典型动车组空调系统,乘客区空调系统具有回风功能，并在通过过滤器进入蒸发器之前将其与新鲜空气混合。每车两端的车顶设置排气单元。 车内供热通过安装在车辆侧墙内的加热器实现，并通过空调系统控制器进行控制。卫生间和餐饮区设有排气扇。空调系统的电气和控制设备安装在车辆电气柜内。,11,第六节 典型动车组空调系统,图4-18 空气调节单元（AHU）在车体顶部的布置示意图 1-空气调节单元（AHU）；2-车体顶板,12,第六节 典型动车组空调系统,压缩机冷凝器单元（CCU）在车底架设备仓内的布置示意图 1-车底架； 2-压缩

7、机冷凝器单元（CCU）； 3-安装架,13,第六节 典型动车组空调系统,2、主要技术参数 （1）客室空气处理单元 制冷量 55kW 制热量 30kW 送风量 6200 m3/h 外形 20501450580 mm 重量 450kg 风机 21.5kVA,14,第六节 典型动车组空调系统,（2）压缩机/冷凝器单元冷凝器冷却风量 213000 m3/h 外形 1700840580 mm 重量 2275kg 压缩机耗电量 216 kVA 冷凝器风机耗电量 41.5 kVA 制冷剂 R407c （3）排风单元 排风量 21000 m3/h 外形 500300300 mm 重量 20 kg 风机耗电量

8、20.6kVA,15,第六节 典型动车组空调系统,（4）车内参数 夏季 24-28C，RH 40-65% 冬季 20C，RH 30% 最大灰尘含量 1 mg/m3 正压力范围 1030 Pa,（5）车辆参数 列车速度 200 km/h 乘客人数 104 照明功率 2 500 W 供风管道最大风速 5 m/s,16,第六节 典型动车组空调系统,3、空调系统的运行要求 （1）预热 在车门关闭、车上无乘客、内部照明打开、车辆未暴露于太阳下等条件下，供暖系统的能力应符合将客室的内部空气温度在60分钟内从0C 加热到 +18C的要求。,（2）预冷 在车门关闭、车上无乘客、内部照明打开、车辆暴露于太阳下和

9、周围温度+30C的条件下，空调系统应具有足够的能力将客室的内部空气温度在40分钟内从+40C降至 +28C和在50分钟内降至 +25C。,17,第六节 典型动车组空调系统,二、CRH2动车组空调系统,（一）概述,CRH2型动车组车底安装的空调装置为每节车厢台、换气装置为每节车厢台。3、6号车厢内设置有空气净化机。驾驶室设单独的空调装置及车内压力释放阀。 CRH2动车组的每节车厢均配置有独立的空调系统，卫生间内设置直排车外的废排通道。供热方式采用装入空调系统的电加热装置。,18,第六节 典型动车组空调系统,1空调及通风系统 （1）CRH2动车组将空调装置及通风装置安装在地板下，与设置于车体的排气

10、通道结合。空调装置系统总体图如图7-1所示。 （2）在客室的货架下部设有废排风口，通道部设有废排风口及回风口。,19,第六节 典型动车组空调系统,（3）车内通风用排气装置的结构为设置于客室座席底座部、司机室、出入通道及厕所的排气口与底板下的排气通道相通。此外，尽可能地加大了排气口的开口尺寸，以降低进风速度，从而降低管道阻力损失及噪音。 （4）空调废排风速以如下数值为目标值。 客室：座席上端位置的废排风速应小于0.4m/s，确保乘客无不适感。 出入通道：因受客室内顶棚高度的影响，废排风速在排风位置应小于2.0m/s。 头车内设有单体空调及车内压力释放阀。,20,第六节 典型动车组空调系统,2电加

11、热器 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。,CRH2型动车组供暖形式： 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，与新鲜外空气混和，通过设置在空调装置回风口的过滤网，由电热器加热，然后通过与冷气输送时相同的通道送暖。没有设置其他辅助采暖装置。,21,第六节 典型动车组空调系统,3连续换气装置 当动车组行驶于隧道中时，随着车外气压的变化，车内气压将会急剧变化。为防止车厢外压力变化影响车厢内，地板下安装了车厢通风用供排气一体的连续换气装置。车厢内通风采用给排气用电动鼓风箱连续进行，并且采用在通过隧道时能控制车厢外压力急剧变化

12、的结构。 另外，为了降低停车时的噪声，随着车速的变化改变装置的旋转速度（车速160km/h以下为53Hz（3180r/min）低速运行，160km/h以上为60Hz（3600r/min）高速运行）。,22,第六节 典型动车组空调系统,（二）CRH2司机室空调系统 1、总体布置 CRH2动车组的原型车是日本川崎动车组E21000，E21000的司机室空调系统与以前的车型相比，考虑到维护周期，室内机更换了鼓风机电机和膨胀阀，电源箱内采用了改良版的变频器。 司机室空调系统采用分体式结构（变频式）。,23,第六节 典型动车组空调系统,2、主要技术参数 冷气能力：7.1kW（6 090kcal/h/台以

13、上）。 暖气能力：2kW/台以上。 循环风量：冷气时为5.5m3/min以上。 暖气时为2.0m3/min以上。 其它 夏季：在气温为33、湿度为80时，司机室温度可保持在26以下。 冬季：在气温为-15时，司机室温度可保持在20以上。,24,第六节 典型动车组空调系统,司机室空调系统采用四氟乙烷（R134a）作为冷却剂。司机室空调系统的主要指标如表所示。,25,第六节 典型动车组空调系统,3、空调系统结构组成 司机室除了客室用空调设备的送风外，还安装了司机室专用制冷设备。该制冷设备采用变频方式，输入电源为交流400V，主电路、控制电路均由转换的直流电驱动。 司机室制冷设备由室外机、台室内机、

14、电源箱、变压器、控制面板5部分组成，如图所示。制冷为温控，可3段手动调节风量。司机室空调系统组成如图1-4-20所示。,26,第六节 典型动车组空调系统,空调系统构成。,27,司机室空调系统结构图,28,司机室空调系统组成图,29,第六节 典型动车组空调系统,4、空调系统的运行模式 司机室空调系统的控制面板如图所示。,30,第六节 典型动车组空调系统,司机室空调系统的运行模式如表所示。 运行模式及功率,31,第六节 典型动车组空调系统,（三）客室空调系统 1、总体布置 客室空调系统是设置在客室地板下部的2台小型、轻量化的空调装置。空调装置的外观如图所示。,32,第六节 典型动车组空调系统,空调

15、装置的送风口与设在客室地板下部的送风道连通，并与顶板位置处的送风口连通；回风口与吸入车内空气的回风道连接。 输送冷气时，从回风道吸入的客室内空气与从供气装置通过送风道送入的新鲜外气混合，通过设置在空调装置回风口的车厢过滤器，在室内热交换器进行热交换，冷却为冷气。该冷气从车体两侧风道出风口吹入客室，向乘客提供冷风。 输送暖气时，从回风道吸入空气时，同样与新鲜外气混合，通过设置在空调装置回风口的过滤器，由电热器加热，通过与冷气相同的路径，向乘客提供暖风。,33,第六节 典型动车组空调系统,为提高可维护性和简化室内热交换器以便于排水盘、排水泵的清洁工作，扩大了空调下部检查孔，并将检查孔盖和排水盘一体

16、化设计，使得室内热交换器、排水盘、排水泵的清洁更加容易。另外，安装了室外过滤器以便防止热交换器污损。室内外过滤器均采用无纺布材料的过滤器。运行及功率的控制，由空调设备自备逆变器进行。,34,第六节 典型动车组空调系统,2、主要技术参数 基本技术规格 （1）型 号：EU651 （2）安装方式：准集中式、底架下安装,（3）电源 主电路：单相交流，50Hz，400V+24/-37%（变频器、电加热器输入）。 变频器1（VVVF）输出：3相，40Hz/125V70Hz/200V（压缩机） 变频器2（CVCF）输出：3相，60Hz/200V，65Hz/215V（送风机） 控制电路：单相交流，50Hz，1

17、00V，及DC100V。,35,第六节 典型动车组空调系统,（4）冷气控制方式：逆变器频率控制及压缩机运行台数控制。 （5）暖气控制方式：电热器多级控制。 （6）制冷能力 当标准条件为以下条件时为37.21kW/台以上： 室外热交换器吸入空气 33，69； 室内热交换器吸入空气 28，65。,36,第六节 典型动车组空调系统,（7）制热能力：24kW/台。 （8）循环风量：65m3/min（以65Hz运行时） 60m3/min（机外静压490Pa）（以60Hz运行时） （9）输入功率 制冷时：约20.0kW；制热时：约22.0kW （10）制冷剂 R22 （11）质量 约730kg,37,第六

18、节 典型动车组空调系统,3空调装置的总体结构 （1）空调单元 客室空调装置的结构采用将设备、部件设置在框架中，盖上挡板后形成一个整体空调单元。空调装置分为室内部、室外部、控制部分。室外部设有压缩机、高压开关、室外热交换器、室外送风机、气液分离器、交流电抗器。车厢内部分采用密封结构，室内部设有室内热交换器、室内送风机、电热器、直流电抗器、排水泵、空气过滤器。另外，控制部分采用密封结构，内部设有变频器、电热器、接触器盘1、接触器盘2。该单元设置在车辆的地板下侧。,38,第六节 典型动车组空调系统,（2）制冷系统 如图所示，制冷剂循环系统是由压缩机、室外热交换器、干燥器、毛细管、室内热交换器、气液分

19、离器及配管构成，各设备及配管为焊接（钎焊）连接的完全密封型，内充入R22制冷剂。,39,第六节 典型动车组空调系统,压 缩 机：吸入低温的制冷气体，将其压缩为高温高压的制冷气体后送出。 室外热交换器：用室外送风机送入的室外空气对高温高压的制冷气体进行冷却，使其形成常温（约50）的高压制冷液 制冷剂干燥器：吸收制冷液中的水分。 毛细管：利用通道面积小的阻力管，使高压制冷液变为低压的气液混合状态。制冷剂在减压的同时温度也将下降。,40,第六节 典型动车组空调系统,室内热交换器：低温、低压的气液混合制冷剂，与通过室内热交换器室的室内空气进行热交换的同时变成气体。此时，室内空气的热量被制冷剂吸收，使温

20、度下降。该冷风吸收车体的热负荷（通风、日照及车内外温度差等）和人体所产生的热量而变成暖空气，并被再次送入室内热交换器。 气液分离器：分离制冷气体和液体。,41,第六节 典型动车组空调系统,（3）电气配线 从4芯配线用连结器（CN1）供给主电路单相AC400V，从27芯配线用连结器（CN2）供给控制电路电源。 压缩机（CP1，CP2）接受单相AC400V经逆变器变成3相、40Hz/120V-70Hz/200V电源供电后运行。室内风扇（EF）、室外风扇（CF1，CF2）如上所述，采用经逆变器改成电源3相、60Hz/200V-65Hz/215V进行运行。电热器（H1，H2，H3）不经逆变器采用单相A

21、C400V进行加热。,42,第六节 典型动车组空调系统,（4）压力保护 带有高压开关和低压开关，技术规格如下所示。 当形成高压时，高压开关工作以保护压力；漏气时，低压开关工作以保护压力。 a. 高压压力开闭器（两个） 型号：FNS-C135Q001（自动恢复型） 工作压力：OFF 3.040.05 MPa b. 低压压力开闭器（两个） 型号：LCB-JB24（自动恢复型） 打开回路：0.030.03 MPa 闭合回路：0.100.03 MPa,43,第六节 典型动车组空调系统,三、CRH5动车组空调系统,CRH5动车组空调系统为单元式空调系统，包含客室单元、司机室单元、废排风箱、温度传感器、压

22、力保护系统、紧急逆变器等。 CRH5动车组空调系统具有制冷、制热、通风、预冷、预热和应急通风的功能。,44,第六节 典型动车组空调系统,三、CRH5动车组空调系统 （一）司机室空调系统 1、总体布置 司机室有一套空调系统，受客车空调系统的控制器控制。,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200公里或者环境温度在-36时，内墙板（墙和天花板）的表面温度不会比司机室的气温低5 以上。,45,第六节 典型动车组空调系统,安装在通过台天花板上面的空调装置； 通风道和出风口； 安装在新风送风道内的鼓风机； 驾驶台上的控制开关； 驾驶台上的温度控制开关； 地板风口控制旋钮； B-隔间内

23、的电子控制器； 司机室后墙上的温度调节装置； 司机室内的供暖散热器； 制冷压缩机和冷凝器安放在底架下空调模块内。,司机室空调系统主要组成,46,第六节 典型动车组空调系统,由空调装置自动控制司机室的温度。该装置通过进气格栅吸入外部的空气并通过安装在司机室天花板上的格栅使空气进行再循环。空气在该装置内经过滤、加热或冷却后，通过风道被吹入司机室。空气通过两个喷口吹入两侧窗户和风挡下面。部分气流可以送向地板。地板每个喷口的气流可单独进行控制。为保证各种情况下新鲜空气的量，送风道安装了鼓风机。司机室内增加的空气量通过后墙上的电子柜流向通过台。司机室有轻微的过压。通过控制开关，司机可以选择空调风扇的四种

24、时速。在第五挡位置上，风扇速度最大，也可能只进行通风冷却。,47,第六节 典型动车组空调系统,2、主要技术参数 司机室空调装置的技术数据如下： 制冷能力：4kW； 供电电压：AC 380V、50Hz； 制冷介质：R134a； 总风量：48090 m3/h ； 最大新风量：18015 m3/h 。,48,第六节 典型动车组空调系统,3、空调系统的运行 司机可以通过安装在驾驶台上的开关设定司机室的温度。设定值可以为1824，允许1误差。控制器对通过空调装置的气流进行加热或冷却，即可自动保持所设定的温度。 当整个列车设置成停止加热模式，司机室的空调系统可同时自动设定成停止加热模式。在停止加热模式下，

25、风扇关闭，而且即使列车不运行、室外的气温在-36时，司机室的温度仍可通过散热器保持在+18。,49,第六节 典型动车组空调系统,司机室的两侧墙上装有1500W电热器，并在司机台内侧装有两个370W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+70恒温器。电热器罩的表面温度不会超过+60。 驾驶台下的放脚处有表面温度较低（大约为+30）的电热器，安放在侧板的后面，类似的一个电热器放在踏脚板的下面。,50,第六节 典型动车组空调系统,（二）客室空调系统 1、概述 客室空调系统采用车顶单元式空调机组。制冷剂为R407c，环保型。 客室空调设备由两套独立的冷却电路构成（除冷却 扇以

26、外），以确保设备发生第一次故障时还可保持50% 正常运转。,51,第六节 典型动车组空调系统,供电电压：AC 380V 50Hz。 额定制冷功率：42kW。 总风量：4400m3/h，新风量 在9001800 m3/h之间。 制冷剂：R134a。 就冷却性能而言，空调设备是根据以下外部气候条件而设计的： 室外温度40C 相对湿度60%,52,第六节 典型动车组空调系统,在外部温度为40C、相对湿度为60%的气候条件下，空调设备能够保证车内温度为27C（根据UIC国际标准）、新风量为每人12m3/h。 供热系统通过空气处理设备中安装的加热器和客车分隔间、通廊及卫生间内的电气供热器构成。该供热系统设