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图文剖析动车(高铁)空调、通风系统

2016-09-03

动车组空调系统

本课件所提到的空调系统为动车组CRH3-380,资料来源于互联网。

空调系统的结构组成


空调机组采用R407C制冷剂

R407C制冷剂为环保制冷剂。

选择R407C制冷剂,压缩机尺寸减小,有利于空调机组的减重,并为高速运行的空调机组内部提供导流空间。

CRH1 、CRH5动车组均采用R407C制冷剂,方便用户维修。

空调机组安装结构




动车组通风系统

通风系统是空调装置的重要组成部分,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的要求。

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。

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。

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。


通风系统的组成:风机、进排风装置、风道、空气净化设备、空气压力波动控制装置(高速列车通风系统)。

一、通风机(组)

通风机组是通风系统的动力装置,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,也可以安装在车下部,其安装位置主要取决于空气处理设备的位置。安装采用隔音措施:胶减震器、阻尼涂料、帆布或人造革制的软风道。

二、风道

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。

形状和布置将直接影响车内气流组织和空调效果。

空调列车的风道可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。

1.主风道

主风道的作用是将经过空气冷却器或预热器处理后的空气输送到客室内。

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。


2.回风道

车厢与通风机之间用于传输再循环空气的通道。

断面形状一般根据车内安装位置和空间大小而定。

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。


3.排风道

用来排除车内污浊空气,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和排风道被排出车外,以保持车内压力恒定。


三、吸风口、送风口及其调节板

1. 吸风口

也称新风口或进风口,它是新鲜空气的吸入口。

一般布置在装有通风机端的车门上部,也可设置在车端上部和车顶上部。


2.送风口

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。


3.调节板:作用是调节通过风道的空气流量。

四、车内空气净化设备—空气过滤器


空气中总是不同程度地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。

根据国家标准,空气过滤器按其过滤效率分为粗效、中效、高中效、亚高效和高效5种。其中高效过滤器又细分为A、B、C、D四类。

工业中常见的有粗效、中效和高效空气过滤器。

1、粗效过滤器

2、中效过滤器

3、高效过滤器

五、空气压力波动控制装置

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。

日本新干线上的测试结果表明:车内压力在-0.2 kPa以下和+0.2 kPa以上时,开启车门时有“耳感不适”现象;超过+0.5 kPa时,车门一打开,旅客将感到极度不适。

世界各国对高速列车都有自已的具体要求:日本要求车内的最大压力变化率,新车不超过200 Pa/s,旧车不超过300 Pa/s;德国规定压力变化率的范围为:200 ~ 400 Pa/s。

我国原铁道部在高速动车组的招标文件中对车内气压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。

为减少压力波影响,保证旅客舒适度,高速车辆必须采取良好的空气压力密封,同时需要加装可控的进排气控制装置,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。


诱导通风

诱导通风系统:

诱导通风是客车空调中主要的一种通风形式。

基本原理:再循环空气不集中回送处理,而是在室内与进风就地混合。这样,可以大大减小送风管道的断面,并可能简化系统结构。

把采用“诱导器”做为通风系统末端装置(送回风口)的空调系统称为“诱导通风系统”。

一、诱导通风的工作原理


诱导器:诱导器是诱导通风的送风设备,由“外壳”、“喷嘴”、“静压箱”和“一次风联接管”、“热交换器(盘管)等几部分组成。


二、诱导通风的特点

诱导通风最明显优点是设备紧凑、风道尺寸小;

经过空气冷却器去湿冷却后的一次风的温度,不受送风温差的限制。


应急通风

一、应急通风的概念

应急通风:

指当交流动力电源失效时,空调系统由蓄电池通过逆变器给风机供电,进而向车内送入新风的过程。

主要目的是保障旅客的生命安全,而不是提供舒适性环境;因此应急通风对系统的基本要求是,能够在尽可能长的时间内向客室提供乘客所需的最小新风量。

二、应急通风系统的特殊设备

除了供电方式不同之外,应急通风和常规通风过程在原理上没有根本性的差别。

适合于空调风机使用的逆变电源是应急通风系统的关键设备。当列车外部交流回路失电时,该电源将直流电逆变成三相交流电,继续给通风机供电,使通风机继续工作,又称紧急逆变器。

典型动车组通风系统介绍

一、国外高速客车通风系统

日本主要采用车顶中央风道送风、散流器或条缝式送风口向下送风的通风方式,即便是空调机组及送风机设置在车下,也要通过侧墙垂直风道将风送到车顶送风道中,然后再送到车内;

德国ICE型高速客车采用的也是车顶下送风的通风方式,但送风末端一般为多孔板;

法国TGV系列高速客车空调机组基本安装在车下,在地板两侧设置风道,通过设置在窗下的诱导器送风。

二、我国270 km/h高速列车的通风系统


三、CRH1动车组通风系统

CRH1动车组采用分体式空调装置(原型车为整体式空调,设置于车辆的端部),空气处理单元设在车顶中部,供风由两边的矩形主风道,经消音器和散流器流入客室。

排风单元设置于每节客车车厢端部的车顶和天花板之间。

四、CRH2动车组通风系统

最后回顾下熟悉的身影。


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