浅谈动车组空调功能及调试工艺

浅谈动车组空调功能及调试工艺

耿琳

中车唐山机车车辆有限公司，河北 唐山 064000

摘要：本文简要介绍了动车组空调的基本组成和结构、空调系统制冷的工作原理及动车组空调系统结构并阐述了动车组空调的调试工艺技术。

关键词：空调结构；制冷原理；调试工艺

引言

动车组空调的主要功能是为了使乘客获得更好的舒适性，为实现此功能需要采取一定的技术措施对车辆客室内的空气参数进行调节。客室空气参数调节的主要方法就是把经过处理的空气，以一定方式送入到车辆客室内，使车辆客室内空气的温度、洁净度和气流速度等各项参数都控制在适当范围内的技术，为了能够实现上述要求和目的，在车辆客室空调设计时设置了空气通风系统、空气冷却系统、空气加热系统和自动控制系统等基本部分组成。为了确保每节车辆的空调系统都能实现设计要求的各项功能，能够最终达到旅客舒适性要求的目的，需要通过科学和严谨的空调系统调试工艺来实现。

1 空调系统制冷基本原理介绍

动车组空调系统的工作原理是当制冷剂蒸发时会从周围的空气中吸收热量，从而达到了使空气制冷的效果。其中压缩机可以将从蒸发器流入的低温、低压的制冷剂气体压缩成高温、高压的制冷剂气体。

从压缩机出来的高温、高压的制冷剂气体进入冷凝器，此时制冷剂温度比环境温度高很多，通过冷凝器的翅片进行降温，这时制冷剂气体在冷凝器内部得到冷凝。

通过膨胀阀来控制进入蒸发器的制冷剂的流量，然后通过蒸发器盘管分配器分配制冷剂，从而使制冷剂的压力和温度降低。同时伴随制冷剂的蒸发，从而达到冷却蒸发器铜管和铝片并通过它们冷却其周围的空气。然后被冷却后的空气由蒸发风机吹入动车组车厢内，从而达到了乘客车厢制冷的效果。

2 动车组空调系统结构

高度动车组空调系统的主要作用是调节车内温度，同时为动车组进行通风换气，改善车内环境，提高旅客乘坐的舒适性。空调系统结构主要由以下几部分组成：客室空调机组，司机室空调机组，风道系统，废排装置，压力保护系统，通过台风扇加热器，空调控制器。每个司机室均配有单独的空调系统，此空调可独立于客室空调单独调节。

1）客室空调机组。客室空调机组紧固在空调框架上，并在车身侧进行加压密封和防水密封。冷却回路冗余并密封，为尽量避免发生漏泄，管连接使用的是铜质连接件。

2）司机室空调机组。司机室空调机组采用车顶单元嵌入式安装结构，在机组的四周贴有密封条，与空调安装框压缩密封，保证车体气密性。司机室空调机组内设压缩机、冷凝器、蒸发器、冷凝风机、蒸发风机、加热器等常规部件外，还设有高压风机，利用高压风机的高压克服车外压力波动对司机室内压力的影响，从而保证司机的舒适性。

3）风道系统。风道系统将调节后的气体输送至客室、乘务员室和机械师室，并排出卫生间区域、电器柜区域、通过台等区域的废气。

4）废排装置。每个车的底架下均配有排风装置。此装置由排气风扇及装在排气口处的压力保护阀组成。车内废气经由车内废排风道输送至车下废排风道，然后气体收集在排风装置中排放至大气中。

5）压力保护系统。空调系统采用主被动结合式压力保护。客室区域采用被动式压力保护，在车辆送、排风口设置压力保护阀门，根据压力波信号反馈进行动作。司机室区域采用主动式压力保护。

6）通过台风扇加热器。通过台风扇加热器安装在通过台端墙板内部，出风口设置在端墙板下部或侧部。通过台风扇加热器能确保在室外温度较低时对通过台区域的温度进行充分调节。

7）空调控制器。空调控制器位于车端电器柜内，此系统主要由控制模块、通信模块、手动模式选择开关、本控屏组成。

3 车辆客室空调结构及组成

动车组空调系统一般采用单元式空调机组，通常安装在车辆的车顶，另外每节车的车底还装有一套废排单元。动车组空调系统的主要组成部分主要包含以下4个基本组成单元：

3.1 机组单元

车辆空调机组单元安装在车顶端部，机组单元的压缩机通过解耦装置与设备构架相连，这种连接可以使运行中的振动和结构噪音降低到最小。机组单元的混合空气箱安装在车内机组单元的两侧，包括新鲜空气和回风的通风口。通过外露格栅防止外部空气中的污物进入车内，对外部空气进行初步过滤，同时通过这个外露格栅尽可能减小雨水的渗入。回风的通风口安装在混合空气箱的前面，其上安装有蝶阀，用来控制回风和新鲜空气的混合比例。

3.2 风道单元

空调系统的风道单元安装在动车组车内中顶板上方，为降低噪音，在设计时将第一节风道内设计为消音风道。风道单元设置有模式调节功能，可根据空调系统的工作状态自动调节为采暖模式和制冷模式，并通过不同模式下供风方式的不同，达到车辆客室内温度的均衡，以确保实现更高的旅客舒适性。

在采暖模式下，主要通过与两侧支风道连接的外侧暖风道供风（大约85％）。支风道与集成在侧墙背面的风道相连。通过这些风道，暖风被输送到地板区域（约75%）或窗口下方（约25％）。大约15％的暖风通过中间风道，由多孔中顶板送出。

在制冷模式下，大约有80％以上的风量通过中间风道输送，30％的风量由外侧的暖风道输送。70％的冷空气主要通过多孔中顶板送出。20％的冷风经由两侧暖风道，通过侧墙下方座椅型材出口送出，并在窗口侧有少量气流送出。通过消音风道内的蝶阀可以控制暖风道与冷风道的气流分配比例，即采暖状态与制冷状态两种模式。

3.3 空调控制单元

空调控制单元安装在动车组车厢里的控制柜内，包括空调控制器，相关的单元接口以及控制继电器。所有交流接触器和断路器等相关的电子设备都集成在位于车下的一个配电箱内。

4 调试工艺

4.1 主要调试工艺

4.1.1 空调系统线路测试。制作空调调试工装，该工装在试验时可以模拟空调控制柜的功能。调试过程中通过拨动空调调试工装上开关实现对各个继电器的控制，然后根据适配器反馈灯上的反馈信号测试继电器动作和线路的正确性。

4.1.2 空调系统动力部件的电压和相序测量。通过空调调试工装模拟控制系统的控制，测量各压缩机、冷凝风机等设备的供电电压和相序，确保各设备在通电后能正常运转。

4.1.3 风阀运行检查。通过控制软件模拟控制风阀，然后通过控制界面检查反馈情况，对于混合箱内的左右回风风阀不仅要通过控制界面检查反馈情况，还要观察其实际动作情况进行检查。

4.1.4 功率消耗测量。使用控制软件启动待测设备，在主电气设备的接触器处测量其在各种工作模式时的的电流消耗。

4.1.5 功能试验。用笔记本电脑里的控制软件驱动不同的工作模式，检验不同部件启动和停止时是否会出现故障。

4.2 调试过程中的注意事项

4.2.1 启动空调加热时，一定要先启动通风然后再启动加热器，否则会造成加热器过热引起故障。

4.2.2 电流测量时，只能将被测线路放在钳口内，且要保证被测线路的所有电缆都放在钳口内，钳口要完全闭合。

5 结语

为了使车内空气的温度、洁净度和气流速度控制在适当范围内，保证旅客的舒适性。需要对空调系统的原理和结构不断的研究和探索，设计出更加先进、科学、节能的空调系统，同时需要进行空调系统调试工艺的研究，探索出更加科学合理的调试工艺装备和技术以保证所有的设计功能都能完好的实现，最终达到旅客舒适性要求的目的。

参考文献：

[1]陶明锐,郑秀玲,兰天翔,李万军.动车组空调通风系统送风卫生状况调查[J].现代预防医学.2017(20)

[2]杨超,肖淑梅,何石磊.CRH3型动车组空调控制系统的研究与改进[J].中国新技术新产品.2018(04)