第三章 动车组通风系统

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➢ 为减少压力波的影响,保证旅客的舒适度,一方 面高速车辆必须采取良好的空气压力密封,列车 空调装置的进排气口应避开低压或涡流区布置, 另一方面需要加装可控的间歇或连续作用式进排 气控制装置,以便在车外压力发生变化时调节进 排气口的工作状态,防止车内空气压力变化过大, 并保持一定的的正压(一般不小于30Pa)。目前, 各国解决压力波动问题的方式不尽相同。
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➢ 按照工作动力来区分,通风系统可分为自然通风系统和 强迫通风系统。
➢ 图3-1为客车空气调节装置中最常用的强迫通风系统示意 图。
➢ 系统工作时,在通风机组的作用下,室外新鲜空气经新 风口吸入车内,经滤尘器过滤并与回风混合后送入空气 处理室,经过蒸发器冷却或者由电预热器预热,送入主 风道,再由各送风口均匀地送入室内。室内空气的一部 分,经回风口、回风道被通风机吸入作为再循环空气重 复使用;另一部分则经由排风口和排风扇排出车外。
正常运行时,它可保证从室内排出多少风量就可 补充多少新风,从而实现客室内空气压力恒定。
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CRH5动车组车内空气压力波动控制:
CRH5型高速动车组为控制车内空气压力波动,空调系统采 用一个被动式压力保护系统。
系统使用快速动作的压力保护阀隔离送风风道,当压力保护 被触发,阀门打开,空调进入全回风模式。当压力保护阀重 新打开后,新风量提高,室内CO2含量就会迅速下降。
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通风机的类型
1、离心式 按叶片形式可分为 后向型:叶片曲率大, 效率高 前向型:风压大 径向型:用于风压较低 的处所
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2、轴流式
特点:空气的吸入和排出方向与通风机轴平行,产生 的压力比离心式低,但输送的空气量大,常用作冷却风 机和排风扇。
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(一)主风道 ➢ 作用:将经过空气冷却器或预热器处理后的空
气输送到客室内。 ➢ 主风道的截面,一般有圆形和矩形两种。 ➢ 按风道截面沿长度方向是否变化,有变截面和
等截面风道之分。
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(二)回风道 ➢ 回风道是车厢与通风机之间,用于传输再循环空
气的通道。回风道的断面形状一般根据其在车内 的安装位置和空间大小而确定。回风道在客室一 端与回风口相连。客车上的回风口大部分设在客 室内通风机端端壁的下部,采用集中回风方式。
➢ 通过调节阀门开度,保持进气口和排气口的平衡, 使车内压力变化更小,提高了列车运行舒适度。
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CRH1动车组车内空气压力波动控制: CRH1动车组的废排单元结构内设置了车内空
气压力自动调节型压力保护装置。 每辆车都有两个废排单元,分别位于每辆车的
两个端部、车顶棚和顶板之间,用于新风气流和 废排气流的流动,以及新风气流的紧急通风。
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CRH2动车组车内空气压力波动控制:
为控制车内空气压力波动,CRH2动车组在车底 下部安装供排气一体的换气装置。换气装置采用 变频器控制送风机的运行转速,运行速度高于 160km/h 时 , 风 机 高 速 运 行 , 低 于 160km/h 时 , 风机低速运行。通过提高送风机的静压力性能, 能够更好地抑制客室内的压力变动,同时确保客 室内换气量的要求。
通过废排单元中废排气流的调整以及空气处理 单元中新风气流的调整可确保车内压力平衡。
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亦即在列车高速通过长隧道时,或者在海拔 3500-4000m以上的高原(如青藏高原)上运行时, 司机按下操纵台上的按钮“隧道模式(或称压力 保护模式)”。
空气处理单元内的新风风门关闭,废排单元将关 闭,系统只进行回风。这样通过废排单元中废排 气流流量的调整以及空气处理单元中新风气流流 量的调整可以确保车内维持正常大气压力。
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二、风道 ➢ 风道的作用是输导空气。送风系统通过风道,
把处理好的新鲜空气输送到客车车厢内;排风 系统通过风道,把需要排除的污浊空气输送至 车外。风道的形状和布置将直接影响车内的气 流组织和空调效果。
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二、风道
➢ 空调列车的风道可以由各种不同的材料制成,也 可有很多不同的构造和断面形式。在客车空调装 置中,风道应满足经济性、耐腐蚀、隔热性好、 重量轻和易加工等方面的要求。常用的材料由镀 锌铁板、铝合金板、玻璃钢和胶合板等。
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(三)排风道 ➢ 排风道是用来排出车内污浊空气的,所以其一端
连接在排风口,而另一端与排风扇相连或与自然 通风器连接。由于外界新鲜空气不断被送入车内, 与其等量的车内污浊空气就由排风口,经排风道 被排出车外,以保持车内压力恒定。
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三、吸风口、送风口及其调节板
五、空气压力波动控制装置 据日本在新干线上进行调查的结果:当车内压力
在-0.2kPa以下时,开启车门时有“耳感不适”的 现象;当车内压力在+0.2kPa以上时,同样也存在 开启车门时发生“耳感不适”;超过+0.5kPa时, 车门一打开,旅客将感到“极度不适”。
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五、空气压力波动控制装置 车内气压对人体舒适性的影响可以用压力变化
3、贯流式
结构是滚筒形,其两个端面封闭。 特点:通风机叶片沿轴的方向可以加长,可采用加长叶片的 办法减少叶轮直径。
其外壳可以作成可旋转式,以改变通风机出风口方向。 常用在风机盘管机组和冷库风幕中。
通风机的尺寸大小用通风机的号数即风机叶轮直径的分 米数表示。
例如:No.1表示叶轮直径100mm通风机。
速度来评价,评价指标分为七级:第一级为 200Pa/s,它对应于没有不舒适感觉;第七级为 300Pa/s,它对应于强烈不舒适感觉;可以忍耐 值为三级,约为233.4Pa/s。
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五、空气压力波动控制装置 针对上述问题,世界各国对高速列车都有自已
的具体要求。如日本要求车内的最大压力变化 率,新车不超过200Pa/s,旧车不超过300Pa/s; 德国规定的压力变化率范围为:200~400Pa/s
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图3-2 送风口型式
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四、车内空气净化设备—空气过滤器 空气中总是不同程度的含有各种灰尘和杂质。
过多的灰尘进入车内,不仅会影响旅客的舒适 和健康,也不利于空气处理设备的正常工作。 因此,通风系统中设有空气过滤器。
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表3-1 空气过滤器的分类性能指标
➢ 日本新研制的风量控制式换气系统 (即换气控制阀) 示于图3-4。
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图3-4 风量控制式换气系统
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➢ 该系统的进、排风口由电磁阀开闭,电磁阀受车 内、外压力传感器和进、出隧道信息的控制。
➢ 一旦压力传感器监测到车内、外压力的变化超过 一定值,则电磁阀动作。
下图为CRH5动车组压力保护系统示意图。
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压力监控单元负责驱动压力保护系统,完成压力检测和数 据处理功能。它监控压力波的幅值和变化率,由微处理器 对传感器的信号进行处理。车内安放了1个压力监控单元, 输出控制电平作或运算后,通过单独的信号线控制新风及 废排单元的气动阀。
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图3-1 客车空气调节原理图
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➢ 通风系统一般由风机、进排风装置、风道以及 空气净化设备组成。
➢ 高速列车的通风系统通常还包括空气压力波动 控制装置。
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一、通风机(组) ➢ 通风机组是通风系统的动力装置,它由离心式通
风机和电动机组成,一般安装在车辆端部平顶板 上部空间,也可安装在车下部,其安装处所主要 取决于空气处理设备的位置。
名称
粒径(m)
效率(%)
粗效过滤器
≥5.0
80>E≥20
中效过滤器
≥1.0
70>E≥40
高中效过滤器
≥1.0
99>E≥70
亚高效过滤器
≥0.5
99.9>E≥95
来自百度文库
A
99.99>E≥99.9
B
高效过
滤器
C
≥0.1
99.999>E≥99.99 99.9999>E≥99.999
在20% 额定风量下, D
E≥99.999
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换气装置采用双向风机原理,由一台变频控制的 双出轴电机带动两台高压的高速离心风机进行动 车组客室的进、排气。
车外新风经过装有风量调节板的给风侧,被高压 送风风机吸入,分别送到两台空调机组中,客室 内回风被高压排风风机吸入,进入装有电机的换 气装置的内部通道,在冷却风机电机后从装有调 节板的出风口排出车外。
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五、空气压力波动控制装置 我国铁道部在高速动车组的招标文件中也对车
内气压的舒适性作了具体要求:在各车厢的地 板下安装1台给排气一体型连续换气装置以控制 车内压力波动。压力变化的最大值不得超过 1000 Pa,压力变化率不应超过200 Pa/s。
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阻力(Pa) ≤50 ≤80 ≤100 ≤120 ≤190 ≤220 ≤250
≤280
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1、粗效过滤器 ➢ 粗效过滤器的滤材多采用玻璃纤维、人造纤维、金属网丝
及粗孔聚氨酯泡塑料等。 2、中效过滤器 ➢ 中效过滤器的主要滤料是玻璃纤维(直径比粗效过滤器的
玻璃纤维直径小,约为10μm)、人造纤维(涤纶、丙纶、脯 纶等)合成的无纺布及中细孔聚乙烯泡沫塑料等。 3、高效过滤器 ➢ 滤料一般是用超细玻璃纤维或合成纤维加工制成的滤纸。
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按照空气流动方向,通风机安设在空气处理室前面的为 压出式系统,通风机放在空气处理室后面的为吸入式系统。
通风系统中,送风和回风共用一台通风机的叫做单风机 系统,分别设有送风机和回风机的则叫做双风机系统。
通风机在安装时,应采用有效的隔音减振措施。一是在 通风机的安装座上加装橡胶减振器;二是在通风机机壳上敷 设阻尼涂料;三是在主风道与通风机相连接的风道处采用帆 布或人造革制作的软风道。以减少通风机和电动机所产生的 噪音传入车内客室。
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➢ 新干线车辆在换气系统中采用压力缓和装置解 决车内气压波动问题,其实用产品主要有:截 止阀、高速高压风机、无源压力缓和装置以及 有源压力缓和装置。
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图3-3 压力缓和装置的作用效果
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➢ 对于最高速度达到300km/h高速列车(500系列)来 说,由于列车外表面的压力变动可高达7.5kPa,已 有的连续换气装置也不能满足要求,所以日本在原 有换气装置的基础上开发了新的“压力缓和装置”。
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空气净化器
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五、空气压力波动控制装置 乘坐高速列车或飞机有时会因频繁的耳鸣现象而
感到不适。这种现象因由室内外的气压差而出现。 ➢ 如果车内空气压力的变化量及变化速度超过一定
值,则会刺激旅客的耳鼓膜,引起耳胀耳痛,从 而影响乘客的舒适性。
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第三章 动车组通风系统
第三章 动车组通风系统
列车的通风系统除了可以给乘客提供新鲜 空气外,它的另一项功能就是保证车厢内 具有适当的气压,即当车外气压发生明显 变化时,通风系统会将车厢内的气压维持 在一个让人们感到舒适的水平。
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第一节 通风系统的组成
➢通风系统是空调装置的重要组成部分,它的作用 是将经过处理的空气输送和分配到客室并获得合理 的气流组织,同时还将客室内污浊的空气排出室外, 使室内的空气参数满足设计要求。 ➢通风系统是客车空调装置中唯一不分季节而长期 运转的系统,因此,它的质量状态直接影响到旅客 的舒适性和空调装置的经济性。
(一)吸风口 ➢ 吸风口也称新风口或进风口,它是新鲜空气的吸
入口。吸风口一般布置在装有通风机端的车门上 部,也有设置在车端上部和车顶上部的。
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(二)送风口 ➢ 送风口的作用是给车厢分配空气。其形式对射流的扩散及
空间内气流流型的形成有直接影响。送风口处一般都装有 散流器(送风器)。 ➢ 集中送风的通风系统,其送风口一般都沿车顶棚或侧壁均 匀布置。图3-2为常用的送风口型式,其中图(a)为圆盘 式散流器,图(b)、(c)、(d)为直片式散流器。 (三)调节板 ➢ 作用:调节通过风道的空气流量,其结构根据风道截面形 状而定。
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