空调通风系统

第二节空调通风系统

客室空调

1．系统概述

1．1总体信息

每节车有两个独立的单元式机组、两个送风道，每节车厢共用一个客室空调控制盘。客室空调系统包括以下部分：

-两个完全相同的车顶单元式空调机组：制冷量为44KW，分别安装在车辆的端部。

-一个控制盘：控制空调系统的运行

-一个紧急逆变器：110VDC-400VAC，在紧急通风模式下运行时为空调机组通风机供电。

新风通顶盖隔栅进入空调机组内部，客室内循环风通过回风口进入机组内；新风与循环风混合后，经过空调过滤冷却，然后从机组前端吹出，通过分配风道吹入客室内。在制冷模式下，处理过的空气、混合的回风、新风都是通过两个风机吹到蒸发盘管,吸收通过蒸发盘管翅片间的热空气的热量，进入客室。

控制盘采用西门子S7-200PLC控制，中央处理单元为CPU224，带有两个扩展模块：数字量扩展模块EM223和模拟量扩展模块EM231.利用EM231热电阻模块采集车内温度信号，通过与PLC内部设定温度比较后，实现通风、制冷各工况。

1．2主要技术参数

-高度×宽度×长度： 446.5×2058×3430mm

-重量：780kg ±5%。

-制冷量： 44 kW

-总风量： 5000 m3/h ± 10%

-最小新风量： 1600m3/h ± 10%

-紧急通风量：2000 m3/h ± 10%

-回风量： 3400m3/h ± 10%

-制冷剂： R-134a

-电源： 3相400 Vac - 50 Hz

-控制电源： 110 VDC

2．主要部件及工作原理

2．1单元式空调机组主要部件

图1：空调机组外形图

压缩机：为全密封螺杆类型，具有2级调节。制冷剂蒸汽通过低压的吸入管和阀门回流进入压缩机进行压缩。制冷剂在排出阀排出

压缩机，流向冷凝器。制冷剂离开压缩机时变为高压蒸汽。

冷凝器：每个冷凝器由铜管和铝翅片组成。冷凝风机使外界空气循环通过冷凝器，使高温高压的制冷蒸汽被冷却，并在冷凝器管中冷凝为液体。

冷凝风机：吸入外界空气吹入冷凝器管路，并通过机组两侧的上盖排出。

干燥过滤器：干燥过滤器安装在液管上冷凝器的出口处，其滤芯是100%分子筛，可除去制冷剂中的水分和杂质，防止水及杂质对系统及部件造成损害。

湿度指示器（视液镜）：湿度指示器位于干燥过滤器出口的下游，可显示出系统中是否具有过多的水分。绿色为干，黄色为湿。

蒸发风机：经处理后的空气在两个离心风机的作用下吹入车内。风机由一个3相单轴电机驱动，此电机恒载连续运行。

蒸发器：蒸发器由铜螺纹管和铝翅片组成。吹入车内的气体，被蒸发风机吸入穿过蒸发器时，空气被冷却和除湿，同时液态制冷剂亦蒸发为一定比例和温度的气态制冷剂。

热力膨胀阀：热力膨胀阀位于制冷剂液管内在每个蒸发器的入口处，起调节制冷剂流量作用，保证蒸发器具有足够的制冷剂来满足所需负载条件。

回风温度传感器：回风口处有一个温度传感器，用来检测室内温度。PLC通过温度采集模块EM231采集温度并以此来选择空调所需的运行模式。

手动截止阀：截止阀位于每个冷凝器的出口处，它含有手动调节手轮，可在维修时手动截止制冷剂的流动，便于维修操作。

回风阀：空调机组包括两个回风阀，由伺服电机驱动，安装在回风入口内。紧急运行时风阀关闭。正常运行时，风阀打开。

新风阀：空调机组包括两个新风阀，位于压缩机腔与蒸发腔之间的隔板上。在预调节阶段和预调节阶段完成时，新风阀为关闭状态。2．2单元式空调机组制冷系统原理

制冷剂系统以易挥发液体在蒸发过程或从液态变为气态时吸收

热量的原理为基础设计。此系统使用的是R134a制冷剂。

图2：制冷循环图

制冷剂液从冷凝器流出，通过截止阀，干燥过滤器，视液镜，并通过膨胀阀调整制冷剂流量到一定值，以便使空调的制冷能力尽量与车体负载相适应。膨胀阀使压力和温度降低后，通过分液器把制冷剂平均分配到蒸发器的各个流程中。蒸发器是一个热交换器，由铜管和铝翅片组成。在制冷状态下，当制冷剂液体流过蒸发器内部的管路时，冷却了铜管和翅片，进而冷却了翅片周围的空气。低温低压的制冷剂气体离开蒸发器进入压缩机，由压缩机进行压缩，变成高温高压的制

冷剂气体，然后离开压缩机。

2．3风道

图3：气流分布图

在每段风道上，均嵌装入一个出风栅。风道和出风栅的阻力为最小，以便降低气流穿过出风栅时的噪音。经空调处理过的空气通过风道和出风栅吹入室内。两个风道沿对角线分开，各自提供车辆一侧的送风。

2．4控制盘

每车包括一个单独的控制盘。每两个空调机组由单独的微处理器控制，具有下列功能：预调节，通风，制冷，紧急通风等。根据相应传感器测得的内部和外部温度，电气控制器执行相应的要求来运行最适宜的元件。这样，在预定的时间内对车内空气进行调节提供舒适的环境。除了温度控制，控制盘还进行下列额外的控制：通风机、冷凝风机和压缩机之间延时启动。同时，为了方便维修，温度和空调机组所有必要的信息均进行存储记录。

控制盘包括控制空调设备运行的必要元件：接触器，继电器，断路器以及控制盘和不同空调元件进行通讯所必要的连接器。下表为控制盘主要部件清单。

表1:控制盘主要部件及功能

2．5紧急逆变器

此逆变器安装在车内，在紧急运行时将110VDC电池电源逆变为交流电源为蒸发风机供电。电源具有过压、欠压、过流、缺相、短路、过热等保护功能。采用全密封、自然冷却的结构形式，使电源不易因积灰等原因而引起故障。

3．空调的运行

3．1模式选择

空调机组控制盘有两个选择开关，一为模式选择开关（SA1），另一为温度选择开关（SA2）。温度选择开关（SA2）共有6个档位，为：自动、19℃、21℃、23℃、25℃、27℃，自动位相当于24℃。

模式选择开关（SA1）共有5个档位，分别为：