轨道车辆空调的节能技术

轨道车辆空调的节能技术

摘要：轨道车辆的机械设计在中国的交通运输业的发展起着重要的作用，它也

有很多科技成果。但我国铁路车辆机械设计相关行业仍存在一些问题，导致轨道

交通车辆投入使用后造成资源浪费。所以，为了提高铁路车辆的机械设计水平，

必须依靠科学技术的进步，专业人才的培养，并引入市场机制，加强市场竞争可

以有效提高轨道车辆制造企业的设计水平。

关键词：轨道车辆；空调；节能技术

1车辆热负荷的组成

1.1降低车体传热系数

增强车体的隔热性能，从而减少车体传热及太阳辐射热主要靠车体内贴保温材料来实现，但是受车体及内装结构空间影响，保温材的厚度限制，车体传热系数降低空间有限。

1.2根据载客量的多少

自动对新风量进行多档调节为了能够对乘客自身的舒适度以及健康进行充分保证，空调

系统在一定程度上是按照车辆定员进行设定的，般按照10m3/h每人设定，传统空调系统在

车辆运行过程中新风量不可调节，但乘客的人数是不断变化的，不会一直满载，在乘客人数

较少时，如果按照定员载荷设定值，势必造成新风热负荷的浪费。通过机组内的二氧化碳传

感器或对车辆荷载的相关信号进行接受，进一步对新风量实施自动多档风量调节，这样做的

目的能充分保证对不同数量乘客的新风量需求进行满足，对新风节能这一作用进行充分的体现。对于新风负荷来说，它在整个空调系统的热负荷中大约能够占三分之一，由于对新风负

荷进行有效的降低能对空调系统节能发挥着不可忽视的作用，通过试验可知，新风可调的空

调机组以及不可调机组同时都在两列城轨列车中，保证都在正常、稳定运行的过程中，在一

定程度上对能耗量以及客流量、耗电量等实施测量和统计，得出采用可调新风门空调机组的

列车空调节能量约为12-18%。

1.3多级能量调节

目前空调系统较多采用2压缩机两套制冷回路系统，主要是通过了启停压缩机进行制冷

量的调节。但是轨道交通，车厢内的负荷随人流(上下班高峰期)、天气(晴天、雨天)、运行过

程中的路径会存在相对来说比较大的波动，因此空调机组冷量需求也是经常变化的。这就需

要空调机组根据热负荷的变化进行压缩机的分级控制，机组的能量调节的范围更为宽广。采

用可以进行卸载功能，也就是所谓的非热气旁通等压塑机，能在一定程度上保证质量量分别

为0%、35%、50%、70%、85%、100%的多级调节。但是依然是为一种不连续的调节形式，

仍然不能避免压缩机的开关损耗，无法可以取满足车辆负荷变化方面对于制冷量的实际调节

需求。同时压缩机的频繁启停造成客室内温度的波动范围较大，舒适性较差。

1.4预冷或预热

车辆设置预冷和预热功能。车辆准备投入载客运行前，由于车辆内没有乘客，所以对新

风进入可以进行不考虑，对新风阀门实施关闭，进一步打开所有的回风阀，是全回风进行运行，并且快速的去达到制冷或者是加热的一个目的，达到设定目标温度或设定时间自动转入

正常运行。

1.5春、秋过度季节，适当加大空调机组的新风量甚至关闭回风阀全新风运行

在春、秋两季环境温度较低，且车厢内人员较多需要制冷的情况下，当环境温度低于车

厢内设定温度时，可加大新风量运行，利用新风对客室降温，达到节能的目的，同时还可提

高车厢内空气的品质。

1.6不同季节的温度设定

根据UIC553曲线设定自动调节客室内温度，按照季节对设定温度进行修正，不同的时间

设定不同的目标温度值，不仅仅提高舒适程度，也可以做到成本的节约。

2轨道车辆机械设计的现状

现代轨道车辆设计集成了许多先进的科学技术，其中包括机械、电气（强、弱）、计算

机技术、声学和光学技术。目前，我国轨道车辆的机械设计也付出了很大的努力，希望能优

化其机械设计技术，提高技术水平，同时降低轨道车辆的建设成本。目前，在铁路车辆的机

械设计，中国也取得了不错的成绩，如转向、制动、缓冲、空调、门和其他技术都处于世界

前列。例如，信号、制动、网络传输等，许多方面也在不断提高技术水平，实现技术的集成

和创新。

3轨道车辆机械设计的展望

3.1智能制造

未来智能制造将成为轨道车辆机械设计的主流。第一个是（软件）信息+（硬件）自动化=（信息物理系统）智能的。通过计算机网络技术，实现了轨道车辆的自动化、智能化设计，使车辆的设计更加科学合理、安全高效。二是虚拟现实技术的应用。通过三维建模，利用计

算机软硬件实现铁路车辆机械设计的交互式设计。设计者通过虚拟现实设备进入仿真环境，

直观地设计轨道车辆，无论是外观还是内部，都可以直接操作、直观、分析质量，提高铁路

车辆的机械设计质量。

3.2竞争机制

任何事物，都需要通过竞争进行优胜劣汰，从而不断促进其发展。轨道车辆的机械设计

也不例外。为促进其尽快发展，应该引入竞争机制，让市场决定企业发展的方向。这样既可

以促进各企业不断进行技术革新，还可以提高我国民族工业的发展与我国企业在世界范围内

的竞争力。

3.3提高零部件性能

一桶能装多少水不取决于最长的一块木头，而是放在最短的木板上。这就是心理学中的“木桶效应”。轨道车辆的机械设计是相同的，其零部件的性能直接影响整车设计的安全性。

因此，在对零件使用的未来，你必须审视全球市场，选择最好的部分，而学习的技术，为了

提高自制件的水平。在轨道车辆的机械设计中，可以万无一失。最后，根据这些部分来改进

机械设计的不足之处，从而改进机械设计技术。

3.4人才培养

在轨道车辆的机械设计中，人才是最关键的。目前，轨道车辆机械设计人员，由于系统、管理等问题，使得技术分散，无法协同工作，设计出最佳的作品。今后，推进轨道车辆专业

人才培养机制，完善人才培养体系，将是轨道车辆机械设计的关键工程。优秀的员工将被派

出国留学、培训、学习先进的经验和技术，指导机械设计的不断创新。只有专业人才才能不

断创新技术，提高我国轨道车辆机械设计水平。

4压缩机在并联工作过程中的有效节能

并联压缩机的技术，制冷系统是在一定程度上，在所有两个或一个小数量的冷压缩机相

对更适用于一般可以去冷压缩机技术充分。在铁路车辆的空调机组中，通常会有两个独立的

冷却系统，两个独立的制冷系统用于两个压缩机的配置，同时应用于并行。一是有效降低空

调机组的高度，最大限度地避免卧式压缩机的应用。在轨道交通，尤其是地铁车辆空调机组

应安装在汽车顶上，如果你使用的是立式涡旋压缩机，空调压缩机是一个大尺寸的存在，但

由于相对于限制车辆的限制，直接导致很多地铁轻轨设计对于薄的结果是空调的设计，和卧

式压缩机中的应用。但对于卧式压缩机，价格相对较贵，可以并行使用压缩技术可以代替垂

直涡旋压缩机，这样做不仅可以高度表在下空调的目的，有效地降低空调费用。节能控制的

二是实现，采用并联压缩机的技术，需要四台压缩机，所以压缩机的工作数量的合理控制的

需要，从而调整四级制冷量，是百分之二十五；250分；375分；41百分百。这种方法的目

的是确保机组按最经济、最有效的方式运行，有效地节约能源。第三在加强过程控制系统的

可靠性，充分保证系统即使在压缩式机零件损坏，将不受任何影响，保持工作状态，不能因

为有对空调机组的压缩机损耗的影响。由于需要时间积极配合空调机组的工作，压缩机可以

定期重新启动，以促进压缩机实际工作过程中的压力平衡，提高压缩机的安全工作。当压缩

机并联使用时，必须实现分级启动，有效降低起动电流，充分实现多级能量调节，降低汽车

温度波动。保证两台压缩机能一起工作，也在一定程度上结合了负荷情况的实施。

5结论

总而言之，对空调机组在制冷过程中的能力进行调节，在一定程度上能加强车内温度，

同时还能对能源有效的节约，因为目前游客对于舒适程度提出了更高的要求，并且业主也提

出节能方面需求，因为项目也是逐渐对节能技术产品进行应用，带动轨道交通车辆可以不断

的应用节能空调，推动节能空调技术的不断发展和完善。