西安地铁二号线车辆空调系统

浅析西安地铁二号线车辆空调系统摘要：介绍了西安地铁二号线车辆空调系统的主要特点、技术参数及空调系统的通风、空调机组、自动控制系统等结构，并且针对存在的不足，提出了改进意见。

关键词：空调系统；通风系统；空调机组；

1.概述

西安地铁二号线车辆空调系统是由长春轨道客车股份有限公司负责总体设计和整车试验，而空调机组由石家庄国祥运输设备有限公司制造。每辆车安装两个顶置式单元空调机组，共用一个主风道，在mp、m、t车的一位端、二位侧和tc车二位端、二位侧各设有一个空调控制柜，还有一些电气部件在客室内，其中空调控制柜和电气部件由长春研奥电器有限公司设计制造。此空调系统的设计考虑了地铁车辆的实际运行条件，并且采用了一些新的技术，主要有以下特点：

（1）空调机组采用单冷型式、微机控制可通过列车总线网络进行集中控制，而且还可以通过单节车的触摸屏来单独控制机组的运行。

（2）采用进口全封闭卧式涡旋压缩机，噪音小、抗冲击。

（3）采用新型环保制冷剂r407c。

（4）机组内设有电动回风调节装置及新风调节装置，能够满足不同工况条件下风量调节的需要。

（5）客室内设置幅流风机，促进了车厢内的空气流通。

（6）司机室和客室通过设置电加热器提供暖风和新鲜空气，从而提高司机驾驶和乘客乘坐的舒适性。

（7）在列车三相380v、50hz交流电源失效的情况下，由紧急通风逆变器为空调机组通风机供电，采取降频降压工作方式，保证45分钟的紧急通风。

2.通风系统

为了实现整列车送风均匀，采用静压风道。其工作原理是空调机组下部送出的风进入车内主风道，并沿主风道在推进过程中进入静压箱，进行静压平衡调节，使得在主风道的不同截面上，具有不同静压的空气在静压箱中得到平衡，并形成一定的静压值，空气通过在静压箱上的开口将静压转换成一定的动压喷射出去，从而达到均匀送风的目的。

送风道的布置如图1：

图1 送风道的布置图

2.1车内气流组织形式

送风

在离心风机作用下，新风从空调机组的新风口吸入，与客室内回风在蒸发器前混合，混合气流经过冷却后，通过风道和风口均匀地向客室吹出。司机室送风单元通过风道从相邻的空调机组中吸入已经处理过的冷空气，再将其送入司机室，可以调节送风量及送风方向。

新风

空调机组自带新风口，新风口设有性能好、阻力小的过滤装置，可防止风沙雨雪渗入车辆，新风入口密封严密，所有新风均经过空气过滤器。同时设有自动风量调节阀根据空调系统控制的要求按照制冷、通风、紧急通风等不同的工作状态控制新风风量。

回风

客室内的部分空气通过车顶的回风口进行循环，回风与新风在蒸发器前混合，混合空气经过蒸发器完成降温除湿的制冷过程，并由通风机经过风道向车辆均匀地送风。回风口设有自动风量调节阀根据空调系统控制的要求按照制冷、通风、紧急通风等不同的工作状态控制回风风量。

排风

司机室利用司机室增压单元产生的正压，通过设于司机室间壁门和两侧电器柜下部的回风口向客室内回风，其中一部分与客室内的空气通过安装在客室车顶的排风装置排出车外。

整个空调系统的车内气流组织形式采用的是下送风下回风方式。如下图2所示：

图2 车内气流组织图

2.2离心风机

离心风机是通风系统的动力装置，其作用是吸入车外新风和客室回风，并将处理后空气加压，通过主风道等送入客室。此风机为多叶片式离心风机，具有高效、低能耗和低噪声的特点。风机的电

机为交流电机，供电电源为3ph/ac380v/50hz，同时该风机可降频降压运行以满足紧急通风功能的实现。

2.3幅流风机

根据空调系统整体布置的要求及室内气流组织的需要，在tc（头车）安装了2个双轴幅流风机，1个单轴幅流风机，中间车安装了4个双轴幅流风机，利用叶轮在电机的驱动下高速旋转，产生流场，介质在叶道内流动，在叶片的作用下，获得能量，将机械能转化为动能，达到通风换气的目的，促进车厢内空气对流，以提高制冷效果，为乘客提供舒适的服务。

3.空调机组

3.1空调机组的主要技术参数

型号kg29h

型式车顶单元式

电源主回路：三相交流 380v50hz

控制回路：dc24v 电磁阀ac220v，50hz

制冷量 29.1kw

通风量 4000 m3/h

新风量（可调）最大为1270m3/h

应急通风量2000m3/h

制冷剂 r407c

输入功率约14 kw

重量约600kg

外形尺寸

（长×宽×高） 3300×1600×300mm

(注：外形尺寸为不含安装座尺寸)

3.2空调机组主要部件功能

3.2.1压缩机

制冷压缩机为全封闭卧式压缩机，是将电动机、压缩机构及供油系统组装在同一个密封的机壳内，其主要作用是将来自蒸发器的低温低压的 r407c气体压缩成高温高压的气体，并送往冷凝器。

3.2.2轴流风机（冷凝风机）

轴流风机为直联轴流式风机，风机的叶轮安装在立式电机上，并采取防水结构，主要用于强化冷媒在冷凝器中的凝结放热过程。

3.2.3蒸发器

蒸发器为铜管套铝肋片的直接蒸发式空气冷却器，主要将液态制冷剂r407c蒸发成低温低压的气体，与此同时吸收车内循环空气和新鲜空气的热量，达到降温的目的。

3.2.4冷凝器

其结构型式与蒸发器相同。

高温高压的r407c气体，通过冷凝器时，在外界空气的强制冷却下，变成低温高压的冷媒液体。

3.2.5毛细管

毛细管是一组内径极小的细长铜管，当高压液体冷媒流经这组高阻力管时，起到节流降压的作用。

3.2.6干燥过滤器

干燥过滤器将滤网固定在容器内，并封入干燥剂，过滤冷媒中的残余杂质并吸取冷媒中的残留水份。

3.2.7高、低压压力开关

当制冷系统的压力异常高或低时，高、低压开关动作，停止压缩机的运转，保护制冷系统。高、低压开关的复位方式为自动复位。

3.2.8旁通电磁阀

该电磁阀设置在压缩机排气管与气液分离器前吸气管之间，为保证压缩机在长时间停止后以及温度较低情况下启动时的轴承润滑，与压缩机同时启动，30秒后断电。

3.2.9容量控制电磁阀

此电磁阀配合压缩机内能量调节机构可以控制压缩机的容量，与压缩机同时启动，40秒后断电。通过2个电磁阀的开闭及每台机组两台压缩机工作状态组合，进行全运转以及控制容量运转（约70%）的切换，可实现空调机组多级能量调节，制冷能力实现100%、70%、50%共三档。当打开高压侧电磁阀，关闭低压侧电磁阀时，为全运转状态。当打开低压侧电磁阀，关闭高压侧电磁阀时为容量控制运转状态。

3.2.10液管电磁阀

此电磁阀设置在冷凝器出口，与压缩机同时启动同时停止，防止压缩机停止时冷媒液倒流入压缩机侧，防止造成再次启动时润滑不良。