城市轨道交通车辆构造 单元7空调与制冷系统
城轨交通车辆空调系统的构成
城轨交通车辆空调系统的构成
城轨车辆空调系统一般由通风系统、空气冷却系统、空气加热系统、空气加（减）湿系统以及自动控制系统构成。其作用是将一定量的车外新鲜空气和车内再循环空气混合，经过滤、冷却或加热、减湿或加湿等处理后，以一定的流速送入车内，并将车内一定量的污浊空气排出车外，从而控制客室内温度、湿度、风速、清洁度及噪声，并使之达到规定标准，以提高车内的舒适性，改善乘车环境。
1.通风系统
通风系统的作用是将车外新鲜空气吸入并与车内再循环空气混合，在滤清灰尘和杂质后，再压送分配到车内，同时排出车内多余的污浊空气，以保证车内空气的洁净度以及合理的流动速度和气流组织。通风系统一般由通风机组、空气过滤器、新风口、送风道、回风口、回风道、废排气口等组成。
城轨交通车辆车内空气的品质和气流组织不仅关系到乘坐舒适度，还直接关系到乘客的乘坐安全。城轨交通车辆对车内空气是有一定要求的。
（1）城轨交通车辆对风压的要求
（2）城轨交通车辆对风速的要求
（3）城轨交通车辆对送风布置的要求
（4）城轨交通车辆对新风量的要求
（5）城轨交通车辆对废排风量的要求
（6）城轨交通车辆对应急通风的要求
通风系统是车辆空气调节的重要组成部分。城轨交通车辆的空调装置通风系统的通风量为新鲜空气量和再循环空气量之和。空调机组设有可自动调节的新风
口和回风口。新风调节机构可保证从全开到全闭范围内调整新风量，回风口的气流调节装置可确保制冷和紧急通风功能的需要。调节机构设置调节挡板，用于调节新风、回风的混合比例。新风阀与排气阀同步，根据车辆载客量的不同，可调节不同的开度，改变新风量。
城市轨道交通车站设备 模块7 车站暖通空调系统
标
7.1 车站暖通空调系统概述
题 八
制冷压缩机可分别按整体结构和工作原理进行分类。
制冷压缩机按整体结构的不同可分为全封闭式压缩 机、半封闭式压缩机和开启式压缩机。全封闭式压缩机 主要用于电冰箱、空调器、冷藏箱等小型制冷设备；半 封闭式压缩机的压缩机和电动机安装在一个铸件机身内， 机身两端面和气缸盖（顶面）制成可拆卸式，检修较方 便；开启式压缩机的压缩机和电动机分为两部分，其间 用联轴器或用皮带传动进行连接。
题 八
水冷式冷凝器是利用水来达到冷却的目的， 其传热效率比风冷式冷凝器高。中央空调系统中 一般采用水冷式冷凝器。为节约用水，冷却水可 循环使用，通常配备冷却塔、水泵及管路组成冷 却水循环系统。
标
7.1 车站暖通空调系统概述
题 八
③蒸发器。
蒸发器的作用是通过低温低压制冷剂液体在其内蒸发 （沸腾）变为蒸汽，吸收被冷却物质的热量，使其温度下降， 达到人工制冷的目的。
标
7.1 车站暖通空调系统概述
题 八
车站暖通空调系统是 为了使特定空间的空气参 数达到一定的要求而采用 的各种设备、冷热介质输 送分配系统及自动控制系 统的总称。
标
7.1 车站暖通空调系统概述
题 八
7.1.1 空气的温度、湿度
一般而言，空调系统的被控参数主 要有空气的温度、湿度、气流速度和洁 净度等。其中，空气的温度和湿度是空 调系统最主要的控制参数，温度和湿度 是否合适将直接影响人体的舒适度及建 筑内生产活动的正常进行。
城轨车辆空调系统
城轨车辆空调系统
空调系统通常由以下几个部分组成：冷热源、循环风机、送风系统、
控制系统等。
冷热源是空调系统的核心部分，主要用于提供冷却或加热能源。常见
的冷热源包括压缩机、燃气加热系统等。冷却系统通常使用制冷剂循环来
调节车内温度，而加热系统则采用热水蒸汽或电加热方式。
循环风机主要用于将车内空气进行循环和传输。它通过循环通风系统
将室内空气抽入空调设备，同时将排出过程中产生的废气排出车辆。循环
风机还能够通过控制风量和方向来调节车内空气流速和流向。
送风系统负责将处理后的空气送入车内各个区域。这个系统一般包括
送风管道、送风口等。根据不同的需求，送风系统通常会设置多个送风口，以满足不同乘客的温度和湿度要求。
控制系统是整个空调系统的大脑，通过传感器检测车内环境参数，并
根据预设的温度和湿度范围进行调整。控制系统还能够根据乘客的需求，
进行自动调节。例如，当车厢内人数较多时，系统可以自动增加送风量，
以保持舒适的环境。
此外，城轨车辆空调系统对能源的使用也要进行合理的规划和优化。
车辆运行中的能量消耗会对环境和机车稳定性产生影响。因此，系统要尽
可能减少能源的使用，并采用高效的冷热源和循环风机。
总而言之，城轨车辆空调系统是提供舒适车内环境的重要装备之一、
通过合理的设计和运行，能够满足乘客对于温度和空气质量的需求，提高
城市轨道交通的服务水平。随着技术的不断进步，城轨车辆空调系统的功
能和性能也会不断提升，为乘客提供更加舒适的出行体验。
轨道交通车辆机械维护(初级)-空调系统结构
空调系统结构
主要部件
空气净化装置
谢谢！
空调系统结构
气流组织形式
头车气流组织图
中间车气流组织图
空调系统结构
主要部件
客室空调机组
每辆车安装两台单元顶置式客室空调机组，客室空调机组 的送回风形式为下出风下回风，制冷量为 40kW。空调机组 具 有通风、制冷等功能。
空调系统结构
主要部件
风道
风道包括送风道和回风道，风道的材质为高强度铝板贴隔热材，具有 重量轻，强度好，隔振降噪效果较好等优点。
主要部件
排风装置
为保证客室换气，每辆车设置 6 个自然排风装置。当车 内无正压时，排风装置的调节风门保持关闭状态；当车内有 正压时，废排装置的调节风门打开。采用自然排风的方式， 解决了排风机的检修，减少了维护量。
空调系统结构
主要部件
排风装置
空调系统结构
主要部件
空气净化装置
为有针对性地改善地铁车厢内的空气品质，在每台空调机组内部设置一 台具有杀菌消毒等功能的空气净化装置。具体安装在空调机组的回风口处， 净化效率高，安装结构易于维护。运行时，能够有效去除客室内细菌及异味。
空调系统结构
主要部件
新风过滤网
滤网
空调系统结构
主要部件
幅流风机
每辆车设置适量的幅流风机，加速空气流动，辅助提高 客室内送风均匀性，能够提高客室内部的舒适性。幅流风机 分为双轴和单轴两种型式，本项目中均采用单轴幅流风机， 每辆车设置 6 台单轴幅流风机。
城市轨道交通车辆空调系统不制冷故障分析及处理
Internal Combustion Engine &Parts
1空调系统制冷原理制冷循环由压缩过程、冷凝过程、膨胀过程、蒸发过程组成。它就是利用有限的制冷剂在封闭的制冷系统中，反复地将制冷剂压缩、冷凝、膨胀、蒸发，不断地在蒸发器处吸热汽化，进行制冷降温。当压缩机压缩成高温高压的制冷剂蒸汽进入风冷冷凝器时，经外界空气的强制冷却，冷凝成常温高压的液体，再进入毛细管节流降压变成低温低压的气液混合冷媒，然后进入蒸发器，吸收流过蒸发器的空气的热量，蒸发成低温低压的蒸汽，最后经过气液分离器，被压缩机吸入，完成一个制冷循环。由于制冷剂的沸点低于被冷却空气的温度，所以制冷剂将吸热汽化，由于沸腾吸热时的温度低于制冷对象的温度，制冷对象的热量就传递给了制冷剂，制冷对象的温度就降低，如此不断循环制冷，达到制冷效果。
城市轨道交通车辆空调机组制冷系统如图1所示，该空调机组由压缩机、室内外热交换器、干燥器、毛细管、车厢内热交换器、冷凝器及配管构成，里面注入制冷剂，具体过程为：制冷剂蒸气在压缩机内被压缩成为高温、
高压的气体，被分成两路经两侧风冷冷凝器的冷凝、冷却
后，通过冷凝风机吸入外界空气来强迫对流，增强换热效率，使经过冷凝器后的制冷剂成为常温、高压的液体；液体制冷剂进入干燥过滤器后，再次被分成两路，每一路都先
城市轨道交通车辆空调系统不制冷故障分析及处理
姬红
（江苏省徐州技师学院，徐州221000）
摘要:城市轨道交通车辆空调系统是城市轨道交通车辆的重要组成部分之一,担负着调节客室内空气温度、提高城市轨道车辆乘
地铁空调工作原理
地铁空调工作原理
地铁空调的工作原理是通过制冷循环系统来实现的。具体步骤如下：
1. 制冷剂压缩：地铁空调系统中的压缩机将低温低压的制冷剂吸入，通过机械运动将其压缩成高温高压的气体。
2. 散热排气：被压缩后的制冷剂气体进入散热器，通过散热器的散热效果，使得制冷剂气体的温度降低。同时，通过风扇的帮助，将散热器上的热通过排气口排出车厢外部。
3. 膨胀阀节流：制冷剂通过膨胀阀进入蒸发器。膨胀阀起到节流作用，使得制冷剂压力降低，同时温度也降低，使得制冷剂变成低温低压的状态。
4. 蒸发制冷：制冷剂在蒸发器中与车厢内部的空气进行换热，吸收车厢内部的热量，使其降温。同时，制冷剂自身被加热，转变成低温低压的气体。这样循环往复，将车厢内的热量不断吸收并排出，实现车厢的空调效果。
5. 再次压缩：制冷剂经过蒸发后变成低温低压的气体，再次被压缩机吸入，开始新的循环。
城市轨道交通车辆—空调系统
1.空调系统
空调系统是车辆中的一个重要组成部分，空调系统主要实现车辆内部空 气制冷、制暖及通风换气等多项功能，用以满足旅客在旅行生活中舒适性要 求。 作用：确保客室内舒适的环境温度、湿度和足够的新鲜空气。
空调机组布置图
过程。蒸压气压缩缩式式制制冷冷循环循示环意图示，整意个图循环包括压缩、冷凝、节流和蒸发4个
组成。列2车.空空调调系系统由统空组调机成组、微处理器控制板、紧急逆变器、风道装置等
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城市轨道交通车辆构造单元7空调与制冷系统
城市轨道交通车辆构造单元7空调与制冷系统城市轨道交通车辆的空调与制冷系统主要包括空调系统、冷却系统和
供热系统。空调系统负责调节车厢内的温度和湿度，提供舒适的乘坐环境；冷却系统则负责冷却车厢内的设备和电子设备，确保其正常运行；供热系
统则负责在寒冷的天气中为乘客提供适宜的温度。
空调系统是城市轨道交通车辆中最常见的系统之一、它通过循环输送
冷热媒体，将车厢内的热量引入到车外，并将冷凝水排出车外，从而降低
车厢内的温度。空调系统一般由循环风机、蒸发器、冷凝器和控制系统等
组成。循环风机负责循环车厢内的空气，使得车厢内的温度和湿度保持恒定；蒸发器和冷凝器则通过蒸发和冷凝的方式将车厢内的热量带走；控制
系统则负责监测车厢内的温湿度，并根据设定的参数来控制空调系统的运行。
冷却系统是为了保证车厢内的设备和电子设备的正常运行而设计的。
城市轨道交通车辆在行驶中会产生大量的热量，如果不及时散热，会导致
设备过热甚至故障。因此，冷却系统通过循环输送冷却介质，将车厢内的
热量引入到车外，从而降低车厢内的温度。冷却系统一般由冷却风扇、散
热器和冷却塔等组成。冷却风扇负责循环车厢内的空气，带走设备产生的
热量；散热器和冷却塔则通过传热将热量散发到空气中。
供热系统是为了在寒冷的天气中为乘客提供适宜的温度而设计的。城
市轨道交通车辆通常配备供热设备，如电加热器或燃气加热器，以保证乘
客在车厢内的温度不低于一定的标准。供热系统一般由供热设备、管道和
调节阀等组成。供热设备负责产生热量，管道负责将热量输送到车厢内的
暖气片或通风口，调节阀则负责控制供热系统的运行。
轨道交通车辆空调电气控制系统
第7章 城市轨道交通车辆空调电气控制系统
1. 通风系统
2. 空气冷却系统（也称制冷系统）
3. 空气加热系统
4. 空气加湿系统
5. 控制系统Biblioteka Baidu
7.1.2 城轨车辆空气调节系统的特点 （1）小型轻量化。（2）自动化程度高。（3）可靠性高。 （4）便于维护。（5）较低的噪声。 （6）制冷量大。（7）具有应急通风功能。
第7章 城市轨道交通车辆空调电气控制系统
本章重点 空调系统制冷循环原理。 车辆空调系统主要部件。 城轨车辆空调通风系统基本布置。 车辆空调控制基本步骤。 车辆空调系统主要部件检修方法。
7.1 车辆空调系统
7.1.1 空调通风系统的基本功能 城轨车辆空调装置是把经过一定处理后的空气，通过一定的方式、以一定的流 速送入客室内，并将室内一定量的污浊空气排出车外，从而控制客室内空气温 度、湿度及清洁度等质量，以提高车内舒适性，改善乘车环境的设备。
第7章 城市轨道交通车辆空调电气控制系统
7.3.2 车辆空调系统辅助部件
城轨车辆空调系统其他辅助部件包括制冷剂、送风机、冷凝风机、干燥过滤 器、电磁阀、温度传感器、湿度指示器、风门、空气过滤器、高/低压压力开 关、空气压力开关（非所有城轨车辆空调系统都具备）等。另外，空调系统组 成还包括空调控制器、紧急逆变器（部分城轨车辆空调系统的该装置安装在机 组内部）和其他控制继电器等部件。
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其次，空调机组的耐腐蚀性要好。现代城市污染程度较大，对暴 露在大气中的空调电机和换热器壳体的耐腐蚀性要求较高，须采取相 应的保护措施。例如采用防护等级较高的电机，并在电机外部配合处 增加电机防护技术措施；在换热器上采用耐酸、碱、盐雾腐蚀的覆膜 铝翅片，并采用不锈钢板材制造空调机组壳体，以防止腐蚀，延长空 调机组使用寿命。 3．噪声低 随着生活水平的提高，人们对环境污染的要求和控制水平也越来 越高。轨道交通也属于噪声污染源之一，尤其对沿线的影响更大。城 轨车辆在选用空调与制冷装置时，必须考虑其噪声的影响。 4．免维护程度高 安装于城市轨道交通车辆上的空调机组不能像地面制冷机组那样， 可以给检修和维护人员一个易于检视的环境和空间。根据轨道交通空 调的使用经验，在条件允许的情况下，空调系统应尽量使用单元式、 全封闭式制冷循环系统，并提高免维护的元件使用率。
3．新风量和废排量 城市轨道交通车辆载客量大，若乘客人数众多，则由于人的呼吸 会造成车内氧气减少、二氧化碳含量增加，导致乘客感到气闷、疲劳， 二氧化碳增加到一定浓度后会影响人的健康。此外，车内还可能产生 其他有害气体，使空气变得污浊。因此，必须不断更换车内空气，保 持一定的新鲜程度。按照卫生标准和要求，每人必须有20～25m3/h的 新鲜空气量。但是，若新风量过大，会导致客室内的正压值增大，这 是就需要将客室内多余的空气排出车外。一般设置废排口或废排装置。 4．紧急通风 城市轨道交通车辆在运行中是一个密闭的空间，当列车正常供电 失效时，空调系统应能自动转为紧急通风状态，制冷压缩机和冷凝风 机全部停止运转，仅通过紧急逆变器将列车蓄电池的DC110V电源逆 变为交流电，维持通风机一定时间的紧急通风，保证车厢内乘客所需 的氧气量。
一、舒适性指标
乘客的舒适性包括客室内的温度、湿度、新风、CO2含量、 含尘量、微风速、温度场均匀性和噪声等指标。在标准大气压下， 人体对舒适度的要求，因个人的体质、年龄、民族、地域、生活 习惯、衣着服装等不同而有所不同，冷热干湿的要求也有很大差 别。如北京天气炎热、比较干燥，而上海气候除炎热高温外，相 对湿度较大；南北方的这种差异决定了城轨车辆车内空气参数设 定的指标规定应有所不同。表7-1给出了大多数人感到舒适的温热 条件。 如果将表中的参数直接用于城轨车辆上的空调与制冷系统， 乘客不一定就会感到舒适。城轨车辆自身的运行特点和运行条件 决定了乘客对舒适度要求有其特殊性。
二、空调控制器
空调控制器控制空调系统正常运行，空调与制冷装置的重要组成部分。 现代城轨车辆的空调控制器要求自动化程度高、电磁兼容性好、可靠性高。 1．自动化程度高 城轨车辆在运行时没有车辆设备巡检员，这就要求空调系统有较高的自 动运行能力，能够在出现问题时自动处理，对非故障问题有自我保护及自我 恢复能力；同时，对故障能够进行自我诊断和存储，以便在车辆进站或回库 后，能够及时进行修复。目前，很多城市的城轨车辆空调系统都采用的微处 理器控制，对偶发性非故障现象进行自我判断，对实际故障进行诊断记录， 可以通过手提电脑进行手动调试，为乘客和司机创造良好舒适的环境。 2．电磁兼容性好 车辆的自动化程度越高，车辆设备及信号控制系统的电磁环境越复杂。 因此，空调系统的控制装置要充分考虑电磁兼容性，使其能在预期的电磁环 境中正常工作，且无性能降低或故障。 3．可靠性高 目前，车辆空调控制器的关键元件采用的是质量较好的进口元件或合资 工厂生产的元件，减低了元件的故障率。电路设计经过大量的实际运行验证， 可靠性较高。
表7-1 人体感到舒适的空气条件 新鲜空气 流量 /(m3/h)
程度
夏季温 度/℃
冬季温 度/℃
相对湿度 /%
风速 /(m/s)
wenku.baidu.com舒适
适应
22～28
27～43
15～21
0～15
30～70
15～30 ＜15， ＞70
＞20
8～20
0～0.2
0.2～0.4
有害
＞43
＜0
＜8
＞0.4
通过分析乘客乘坐列车车辆的具体情况可以发现，表 7-1所列的舒适值是基于人体在空调环境中长时间停留的稳 定状态下得出的。由于停留时间长，人员在车辆中可适当 增减衣物，以达到个人的舒适要求，国铁干线铁路采用这 些参数完全没有问题。但对城市轨道交通来说，车辆的全 程运行时间一般不超过一小时，乘客在车内最长的乘坐时 间大概在30～40min，绝大多数乘客只有几分钟或十几分 钟的乘坐时间。同时，城轨车辆车门较多，停站开启频繁， 有利于气流的流通。这些都说明城轨车辆的空调系统不同 于国铁干线铁路车辆。
三、通风系统
经空调机组处理后的空气通过通风系统送入车内，并保持车 内送风均匀。城轨车辆的空调通风系统应具备以下一些特点。 1．温度均匀 客室内温度的均匀性主要取决于风道送风的均匀性，所以风 道的设计至关重要。城轨车辆空调多采用静压送风风道，保证冷 热空气能够均匀送出，使得车内温度均匀。 2．气流组织 城市轨道交通车辆内的空气流速能影响人体的散热。车内空 气流速的增大可以加速人体表面的对流散热，促进汗液的蒸发， 从而增加散热效果；但风速过高，乘客头部的吹风感较强，会影 响舒适性。据相关研究数据，设计送风风速在0.15～0.25m/s范围 内，既能使车厢内温度均匀，又能控制好车内微风速。
1.了解城市轨道交通车辆客室内空气参数的要求
2.掌握城市轨道交通车辆空调制冷装置的基本原理
3.了解制冷剂的特点及应用
一、空调机组
城市轨道交通车辆空调机组一般应达到小型轻量化、可靠性、阻燃性、 水密性、可维护性、噪声低等要求。 1．小型轻量化 小型轻量化是城轨车辆空调系统的显著特点。城轨车辆的空调机组通常 安装于车顶部，其体积重量受到上部限界的限制，所以小型轻量化是空调机 组必须满足的条件。近年来，国产城轨车辆空调采用了一系列新技术以缩小 空调机组体积，如采用卧式蜗旋式压缩机，换热器采用内螺纹管以增强换热 效果、减少换热器体积，采用带亲水膜轻质铝翅片以降低换热器质量，引进 高效进口风机等，在保证流量、噪声等要求下降低了体积和重量。 2．可靠性高 城轨车辆空调机组应能满足车辆运行振动和冲击条件下的可靠性要求。 首先，空调机组的耐振性要好。车辆在运行过程中会产生振动，空调机 组要具备足够的耐振性能。我国铁路行业标准TB/T1804-2003《铁道客车空 调机组》中对铁路客车的空调设备提出了抗振要求及试验标准。与国铁线路 相比，城市轨道交通线路状况相对稳定、车辆振动较小，所以TB/T18042003的标准对于城轨车辆空调系统来说是适用的。