城市軌道交通車輛的電氣部分-空調(diào)系統(tǒng)

典型城市軌道交通車輛空調(diào)系統(tǒng)每輛車配置2臺頂置單元式變頻空調(diào)機組，每臺空調(diào)機組額定制冷能力為42kW。每個壓縮機配備一個變頻器，變頻器通過與空調(diào)控制器進行通訊，接收空調(diào)控制器提供的信息自動調(diào)節(jié)程序，從而對壓縮機進行調(diào)速。空調(diào)機組分別布置在車頂?shù)乃姆种患八姆种?。采用兩端送風兩端回風的方案，為客室及司機室提供降溫、除濕處理后的新鮮空氣，滿足乘客乘坐及司機駕駛的舒適性要求。一、空調(diào)機組典型城市軌道交通車輛空調(diào)系統(tǒng)（一）空調(diào)機組主要組成部件空調(diào)機組各零部件組裝在一個不銹鋼板制成的箱體內(nèi)，主體分為蒸發(fā)室、冷凝室以及壓縮機室3個部分，加蓋板后形成一個整體?？照{(diào)機組的箱體和上蓋全部采用SUS304進口不銹鋼板制成?？照{(diào)機組采用兩端送風兩端回風的形式。4個新風口分別位于空調(diào)機組的兩側，每側2個，新風口裝有新風過濾網(wǎng)及擋水百葉，可在車上拆裝新風過濾網(wǎng)。新風出口處裝有新風風閥，可進行新風量的調(diào)節(jié)。空調(diào)機組外形圖如圖7-22所示。每臺空調(diào)機組的主要部件如表7-3所示：典型城市軌道交通車輛空調(diào)系統(tǒng)典型城市軌道交通車輛空調(diào)系統(tǒng)序號名稱數(shù)量說明1壓縮機2臺臥式渦旋式、可變頻2變頻器2臺

3送風機2臺離心式4冷凝風機2臺軸流式5蒸發(fā)器2個銅管鋁翅片6冷凝器2個銅管鋁翅片7節(jié)流裝置2套膨脹閥表7-3每臺空調(diào)機組所含部件典型城市軌道交通車輛空調(diào)系統(tǒng)（二）空調(diào)機組主要技術參數(shù)，如表7-4所示。表7-4空調(diào)機組技術參數(shù)機組型號CK42L/BPG-A05機組型式頂置單元式（前出前回，兩端送風）節(jié)流方式電子膨脹閥制冷額定制冷量42kW額定輸入功率19kW通風量≥5000m3/h新風量≥1600m3/h車內(nèi)靜壓30~50Pa制冷劑種類R407C充注量2×5.3kg電源主回路3PH380V，50Hz應急電源DC110V控制回路DC110V外形尺寸3960×1600×445mm機組重量＜870kg構架材質SUS304典型城市軌道交通車輛空調(diào)系統(tǒng)（四）制冷循環(huán)原理空調(diào)機組制冷系統(tǒng)采用機械制冷方法，其系統(tǒng)由壓縮機、室外換熱器、電子膨脹閥、室內(nèi)換熱器等幾個主要部件用管道連接起來形成封閉系統(tǒng)。在封閉系統(tǒng)里，由壓縮機將制冷劑壓縮成高溫高壓的過熱蒸汽進入室外換熱器，經(jīng)外界空氣的強制冷卻，冷凝成高壓液體，進入電子膨脹閥降壓成低溫低壓的液體，經(jīng)分流器進入室內(nèi)換熱器，吸收通過室內(nèi)換熱器空氣的熱量，蒸發(fā)成為低壓蒸汽，再經(jīng)過氣液分離器被壓縮機吸入，壓縮成高溫高壓的過熱蒸汽，完成一個制冷循環(huán)。壓縮機不斷工作，達到連續(xù)制冷的效果。制冷回路原理如圖7-23所示。典型城市軌道交通車輛空調(diào)系統(tǒng)圖7-23制冷回路原理圖司機室不設單獨的空調(diào)機組。為保證司機室的風量和冷量要求，在司機室頂和內(nèi)頂板之間設有司機室送風裝置，用于將鄰近客室空調(diào)機組處理后的空氣送入司機室。司機室送風裝置包括司機室送風單元和送風口。二、司機室送風裝置典型城市軌道交通車輛空調(diào)系統(tǒng)（一）送風裝置送風裝置主要包括送風道和送風格柵?？照{(diào)機組送風通過送風裝置送入客室和司機室。（二）排風裝置客室內(nèi)部分廢氣經(jīng)車頂排風裝置排至車外。由于整車送風量較大，降低客室內(nèi)正壓，在每輛車客室車頂布置了排風裝置。排風裝置數(shù)量，A、C車8個，B車6個。排風裝置外形圖。（三）緊急通風裝置緊急通風系統(tǒng)應能提供客室和司機室通風至少45分鐘，且在蓄電池電壓正常的情況下，不應結束應急通風。三、客室通風系統(tǒng)典型城市軌道交通車輛空調(diào)系統(tǒng)（一）概述1.主要用途及適用范圍BK-G-5003型空氣凈化裝置用于軌道車輛空氣殺菌，消毒，流感控制及有害化學氣體的分解。2.產(chǎn)品類型（二）主要技術參數(shù)1.使用環(huán)境條件2.對環(huán)境及能源的影響光等離子管內(nèi)含有稀有氣體，不可隨意丟棄造成環(huán)境污染。四、空氣凈化裝置典型城市軌道交通車輛空調(diào)系統(tǒng)空調(diào)機組的控制模式分為集控模式與車控模式。司機室通過TCMS來控制整列車的空調(diào)運行稱為集控模式。車控器控制單節(jié)車廂內(nèi)空調(diào)運行稱為車控模式。可實現(xiàn)預冷、制冷、通風、停止等各種工作模式。預冷：第一次啟動時快速制冷，新風關閉。達到設定時間或設定溫度時轉為制冷。制冷：新風、回風設定適當開度，系統(tǒng)可全冷或半冷運行。通風：當列車在檢修時，可由檢修人員對某一臺空調(diào)機組進行單獨控制。緊急通風：當列車2臺輔助電源裝置均發(fā)生故障時，空調(diào)機組進入緊急通風模式。五、空調(diào)控制原理典型城市軌道交通車輛空調(diào)系統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)的組成、工作原理蒸氣壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng)主要是由壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器四個部件組成，并用管道連接，形成一個封閉的循環(huán)系統(tǒng)，如圖7-1所示。一、蒸氣壓縮式制冷的工作原理空調(diào)系統(tǒng)的組成、工作原理圖7-1蒸氣壓縮制冷循環(huán)系統(tǒng)圖1.蒸發(fā)過程：蒸發(fā)過程是在蒸發(fā)器中進行的。液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器中蒸發(fā)時吸收熱量，使其周圍的介質溫度降低或保持一定的低溫狀態(tài)，從而達到制冷的目的。2.壓縮過程：壓縮過程在壓縮機中進行，這是一個升壓升溫過程。壓縮機將從蒸發(fā)器流出的低壓制冷劑蒸氣壓縮，使蒸氣的壓力提高到與冷凝溫度對應的冷凝壓力，從而保證制冷劑蒸氣能在常溫下被冷凝液化。而制冷劑經(jīng)壓縮機壓縮后，溫度也升高了?？照{(diào)系統(tǒng)的組成、工作原理3.冷凝過程：冷凝過程在冷凝器中進行，它是一個恒壓放熱過程。為了讓制冷劑蒸氣能被反復使用，需將蒸發(fā)器流出的制冷劑蒸氣冷凝還原為液態(tài)，向環(huán)境介質放熱4.節(jié)流過程：節(jié)流閥可以采用又細又長的毛細管來代替。由于冷凝器冷凝得到的液態(tài)制冷劑的冷凝溫度和冷凝壓力要高于蒸發(fā)溫度和蒸發(fā)壓力，在進入蒸發(fā)器前需讓它降壓降溫?？照{(diào)系統(tǒng)的組成、工作原理（一）制冷壓縮機壓縮機是蒸氣壓縮式制冷裝置中的一個重要部件，是推動制冷劑在制冷系統(tǒng)中不斷循環(huán)的動力，起著壓縮和輸送制冷劑蒸氣的作用。二、空調(diào)系統(tǒng)的主要設備空調(diào)系統(tǒng)的組成、工作原理空調(diào)系統(tǒng)的組成、工作原理1.全封閉活塞式制冷壓縮機按壓縮機與電動機的組合方式可分為開啟式、半封閉式和全封閉式三種。全封閉式制冷壓縮及的特點，是將壓縮機與電動機一起組裝在一個密閉的罩殼內(nèi)，形成一個整體，從外表看只有壓縮機進、排氣管和電動機引線。如圖7-2所示。（1）機殼。（2）電動機（3）氣缸（4）活塞空調(diào)系統(tǒng)的組成、工作原理圖7-2全封閉壓縮機示意圖

1-連桿；2-電動機繞組；3-電動機定子鐵心；4-轉子鐵心；5-偏心軸(主軸)；6-吸氣包；7-排氣管；8-吸氣管；9-氣缸體；10-氣缸蓋；11-活塞；12-過濾器；13-穩(wěn)壓室；14-罩殼空調(diào)系統(tǒng)的組成、工作原理2．螺桿式制冷壓縮機全封閉螺桿式制冷壓縮機結構，主要由壓縮機的機體、陽轉子、陰轉子及電機等組成。兩個互相嚙合的轉子平行地安裝在機體內(nèi)，彼此反向旋轉。一般主動轉子的端面齒形是凸齒，稱為陽轉子或陽螺桿；從動轉子的端面齒形是凹齒，稱為陰轉子或陰螺桿。陽轉子與陰轉子的齒數(shù)一般取4:6，以使兩個轉子的剛度大致相等?？照{(diào)系統(tǒng)的組成、工作原理3.渦旋式制冷壓縮機渦旋式制冷壓縮機基本結構主要由兩個渦旋盤相錯180°對置而成，其中一個是固定渦旋盤，而另一個是旋轉渦旋盤，它們在幾條直線上接觸并形成一系列月牙形容積。旋轉渦旋盤由一個偏心距很小的曲柄軸驅動，繞固定渦旋盤平動，兩者間的接觸線在運轉中沿渦旋曲面移動。它們之間的相對位置，借安裝在旋轉渦旋盤與固定部件間的十字滑環(huán)來保證。如圖7-3所示?？照{(diào)系統(tǒng)的組成、工作原理圖7-3渦旋式制冷壓縮機結構空調(diào)系統(tǒng)的組成、工作原理（二）換熱器用于制冷的換熱器主要有冷凝器和蒸發(fā)器。1.冷凝器冷凝器是制冷系統(tǒng)的主要熱交換設備，其作用是使從壓縮機出來的高溫、高壓制冷劑蒸氣在其中向冷卻介質（水或空氣）放熱，冷凝成高溫、高壓的過冷液體。如圖7-4所示。（1）冷凝器的類型冷凝器按其冷卻介質和冷卻方式，可以分為水冷式冷凝器、蒸發(fā)式冷凝器和空氣冷卻式（或稱風冷式）冷凝器三種類型?？照{(diào)系統(tǒng)的組成、工作原理（2）制冷劑在冷凝器中的變化制冷劑在冷凝器中從高溫、高壓的過熱蒸氣變?yōu)楦邷?、高壓的液體可分為以下三個過程。①過熱蒸氣冷卻成為干飽和蒸汽 ②干飽和蒸汽冷卻為飽和液體③飽和液體進一步被冷卻為過冷液體空調(diào)系統(tǒng)的組成、工作原理2．蒸發(fā)器在蒸發(fā)器中，制冷劑液體在較低溫度下蒸發(fā)而轉變?yōu)檎魵猓弥评鋭┑恼舭l(fā)潛熱，吸收被冷卻介質的熱量而使被冷卻介質的溫度降低，達到制冷的目的。（1）蒸發(fā)器的類型蒸發(fā)器按冷卻介質的不同分為冷卻液體（水、鹽水等）的蒸發(fā)器和冷卻空氣的蒸發(fā)器兩種。（2）制冷劑在蒸發(fā)器中的變化①濕蒸氣汽化成干飽和蒸氣②干飽和蒸氣進一步過熱成過熱蒸氣空調(diào)系統(tǒng)的組成、工作原理（三）熱力膨脹閥1.內(nèi)平衡式熱力膨脹閥內(nèi)平衡式熱力膨脹閥是由感溫包、毛細管、膜片、頂桿、閥座、閥針及調(diào)節(jié)機構等組成。膨脹閥接在蒸發(fā)器的進口管上。內(nèi)平衡式熱力膨脹閥結構及原理。2.外平衡式熱力膨脹閥當蒸發(fā)器的進出口壓力差較大時，就應采用外平衡式熱力膨脹閥?？照{(diào)系統(tǒng)的組成、工作原理圖7-7外平衡式熱力膨脹閥工作示意圖1-彈性金屬膜片；2-閥針；3-彈簧；4-調(diào)節(jié)桿；5-感溫包；6-平衡管；p3—p2使膜片有一向下的推力(感溫包內(nèi)的壓力)；pc蒸發(fā)器出口壓力；p2—彈簧力空調(diào)系統(tǒng)的組成、工作原理（四）輔助設備輔助設備的作用是保證制冷系統(tǒng)的正常運轉，提高運行經(jīng)濟性，保證操作的安全可靠。1.分油器圖7-9過濾式油分離器

1-進氣管；2-濾網(wǎng)；3-出氣管；4-筒體；5-浮球閥；6-手動回油閥空調(diào)系統(tǒng)的組成、工作原理2.氣液分離器

圖7-10氣液分離器結構示意圖空調(diào)系統(tǒng)的組成、工作原理3.貯液器圖7-11貯液器空調(diào)系統(tǒng)的組成、工作原理4.干燥過濾器圖7-12干燥過濾器1-進液管接頭；2-壓蓋；3-濾網(wǎng)；4-干燥劑；5-出液管接頭；6-殼體；7-連接螺栓通風系統(tǒng)和空氣加熱系統(tǒng)通風系統(tǒng)由通風機組、風道、風口、空氣過濾器等部件組成。1．通風機常用的通風機有軸流式、離心式和貫流式三種。一、通風系統(tǒng)的組成通風系統(tǒng)和空氣加熱系統(tǒng)通風系統(tǒng)和空氣加熱系統(tǒng)圖7-14軸流式風機1-葉片；2-機殼；3-電機通風系統(tǒng)和空氣加熱系統(tǒng)圖7-15離心式通風機構造1-吸氣口；2-機殼；3-葉輪；4-排氣口；5-機座2．通風管道通風管道的作用是疏導空氣。（1）主風道、回風道及排風道主風道的作用是將經(jīng)過空氣冷卻器或預熱器處理后的空氣輸送到客室內(nèi)?；仫L道是室內(nèi)回風使用的風道，一端與回風口相連，另一端與通風機相通。排風道是用來排除車內(nèi)污濁空氣的風道，一端連接排風口，另一端與排風機相連或與自然通風器相連。通風系統(tǒng)和空氣加熱系統(tǒng)（2）新風口、送風口、回風口及排風口新風口是新鮮空氣的吸入口。送風口是用來向客室內(nèi)分配空氣的。

回風口是室內(nèi)再循環(huán)空氣的吸入口。

排風口是排除車內(nèi)污濁空氣和多余空氣的出口。通風系統(tǒng)和空氣加熱系統(tǒng)3．空氣過濾器空氣過濾器是利用過濾材料將空氣中的懸浮顆粒除掉的設備。4．緊急通風系統(tǒng)現(xiàn)代城軌車輛的每輛車均配有一臺緊急逆變器，在交流輔助電源設備（SIV輔助逆變器）故障的情況下，緊急通風系統(tǒng)立即自動投入工作，向客室、司機室輸送新風，維持至少45min緊急通風，應急供電由蓄電池供給。當交流輔助電源供電正常時，空調(diào)系統(tǒng)自動轉入正常工作狀態(tài)。