轨道车辆空调系统的节能研究

轨道车辆空调系统的节能研究
作者：潘鸣宇霍天枢
来源：《消费导刊》2018年第16期
摘要：由于现阶段城市轨道交通事业的不断发展和进步，使得列车在设计过程中的要求进一步提高。

为了提供一个舒适安全的车辆环境，车辆已经配备了空调设备，车辆的空调系统不仅为乘客提供了一个舒适的环境，还与车辆运行的能耗息息相关。

因此，在满足车辆舒适性的基础上，采用先进的技术或实施有效的空调节能控制措施，有效降低空调机组的能耗，是铁路交通发展的重要问题之一。

关键词：轨道车辆空调节能
引言：轨道车辆在城市的发展中扮演了重要的角色，通过轨道车辆的大量使用，使得城市各个区域之间的交流变得异常便捷，同时也极大的降低了城市的交通压力。

但是随着城市发展程度的提升，人们已经不再满足于简单的通行便捷，还对轨道交通的通行舒适性提出了更多的要求，因此就必须要重视轨道交通的舒适性问题，尤其是通风及温度控制问题，直接关系到乘坐轨道交通的舒适性。

因此本文对轨道交通车辆的空调系统进行探讨，并基于低碳和可持续发展理念。

探讨轨道交通车辆空调系统的节能问题，通过这些分析，为今后更好的发展轨道交通事业提供支持。

—、车辆热负荷的组成
目前，在空调系统的设计中，采用了以下几种方法来达到节能的目的。

（1）减少车身的传热系数，提高车身的隔热性能，从而减少车身的传热和太阳辐射热，主要是将保温材料粘在车身内部，但是由于车身和内部结构的影响，保温材料的厚度受到限制。

车身的传热系数受到限制。

（2）根据乘客数量，新风量自动调整，以确保乘客的舒适和健康。

空调系统的最大新风量是由车辆设定的，一般情况下，按照每人10m3/h的要求.传统的空调系统在车辆运行过程中不能调节新风量。

当车辆行驶时，乘客的数量不断变化，不会满载。

当旅客人数较少时，如果根据人员的负荷来设定数值，会造成新风热负荷的浪费。

因此。

通过二氧化碳传感器在单位或车辆的负载信号。

它可以自动调节风量新风来满足需求的不同数量的乘客的新风新风荷载约占整个空调系统热负荷的1/3，降低新风荷载对空调系统节能具有重要意义。

采用新型风调空调机组和非调机组对两列轨道交通列车的正常运行进行了功率消耗、客舱内外温度和客流的测量与统计。

经过对试验数据的处理和分析，可调新风门机组的列车空调能量约为12-18%。

（3）目前，空调系统采用二级压缩机和两套制冷循环系统，主要通过启动和停止压缩机来调节制冷能力。

但铁路交通、车厢内负荷、天气、运行路径都会有较大的波动，因此空调机
组的冷需求也往往会发生变化。

这就要求空调机组根据热负荷的变化逐步控制压缩机，机组的能量调节范围更广。

采用卸荷功能。

即所谓的非热风旁通等压塑性机，在一定程度上保证了质量的0%、35%、50%、70%、85%、100%的多级调整。

然而，它仍然是一种不连续的调整形式。

仍然不能避免压缩机的开关损耗，不能满足车辆负荷变化对冷却能力的实际调节要求。

与此同时，压缩机的频繁启动和停机引起了客房温度的波动。

舒适性差。

（4）采用变频空调和变频调速变频调速。

可实现制冷能力10%-120%的无级功率输出。

根据乘客舱的热负荷，压缩机可以根据相应的频率自动工作，当负荷降低时，频率降低，压缩机在低频工作，不停机。

通过控制压缩机的启动和停止来保持客舱温度的方法与多压缩机方案进行了比较，避免了压缩机频繁的启动和停止损失，温度控制更加准确。

同时，压缩机启动频率低，大大降低了启动脉冲电流，降低了功耗。

当压缩机在低频率运行时，制冷剂的流量降低，换热器面积增加，压缩机体积效率提高，能源效率比提高。

达到3.5以上。

（5）在春季和秋季，空调机组的新风量应该增加。

即使是关闭的回气阀也要关闭。

在春秋两季，新风将以低温运行。

此外，当车厢内人员需要更多的制冷时，当环境温度低于舱内设定的温度时，可以增加新风量，新鲜空气可以用来冷却乘客车厢，达到节能的目的，同时提高车厢内空气的质量。

二、压缩机在并联工作过程中的有效节能
对于压缩机并联技术，在一定程度上是指制冷系统中两个或相对较小的冷压缩机的并联适应性。

将其应用于压缩机。

可使压缩机技术得到充分的应用。

在轨道车辆空调机组中，一般会有两个独立的制冷系统，两个独立的制冷系统可以配置为两个压缩机，可以并行应用。

（1）为了有效降低空调机组的高度，我们需要尽量避免使用水平压缩机。

在整车尤其是地铁车辆中，空调机组主要安装在车顶上。

如果采用立式旋涡压缩机，则空调器的压缩机组具有更高的尺寸。

但由于车辆界限的限制，大量地铁轻轨在空调机组设计中的直接结果被设计成薄效果。

因此采用了卧式压缩机机组。

但对于这种卧式压缩机，价格比较昂贵，可采用压缩与并联技术替代立式涡旋压缩机。

其目的不仅是为了降低空调机组本身的高度，而且也是为了降低空调机组的成本。

（2）随着节能控制的充分实现，利用压缩机并联技术需要4台压缩机，需要合理控制压缩机的工作数量。

为了实现4级的冷却能力调整，分别是：1是25%，2是50%，3是75%，4是100%，该方法的目的是确保机组以最经济有效的方式运行，并有效地节约能源。

三、结语
上述节能方案并不是孤立的。

通常根据运行环境要求采用多种节能方法。

与传统的列车空调系统相比，上述节能方案具有效率高、能耗低、舒适性高的特点。

它已在越来越多的工程设计中得到应用。

具有良好的可行性和可靠性。