第二章動車組車內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及工作過程

1、.,1,第二章 動車組車內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu)組成及工作過程,第一節(jié) 動車組車內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)的組成和類型 一、動車組車內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)的組成 動車組車內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)的功能是將一定量的車外新鮮空氣和車內(nèi)再循環(huán)空氣混合后，經(jīng)過過濾、冷卻或加熱、減濕或加濕等處理，以一定的流速送入車內(nèi)，并將車內(nèi)一定量的污濁空氣排出車外。 動車組車內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)為完成上述任務(wù)，通常由通風(fēng)系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)、加（減）濕系統(tǒng)以及自動控制系統(tǒng)等五大系統(tǒng)組成。,.,2,1. HVAC unit - cab2. HVAC unit - passenger area3. Air intake4. Exhaust air 5.

2、Exhaust air unit,1,2,3,5,Recirculated air,HVAC,Exhaust air,Outdoor air,Air distribution（氣流組織）,4,.,3,第二章 動車組車內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu)組成及工作過程,通風(fēng)系統(tǒng)的作用： 將車外新鮮空氣吸入并與車內(nèi)再循環(huán)空氣混合，在濾清灰塵和雜質(zhì)后，再壓送分配到車內(nèi)，同時排出車內(nèi)多余的污濁空氣，以保證車內(nèi)空氣的潔凈度以及合理的流動速度和氣流組織。通風(fēng)系統(tǒng)通常由通風(fēng)機(jī)組、空氣過濾器、新風(fēng)口、送風(fēng)道、回風(fēng)口、回風(fēng)道以及排廢氣口等組成。,.,4,第二章 動車組車內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu)組成及工作過程,制冷系統(tǒng)（也稱空氣

3、冷卻系統(tǒng)）的作用： 在夏季對進(jìn)入車內(nèi)的空氣進(jìn)行降溫、減濕處理，使夏季車內(nèi)空氣的溫度與相對濕度維持在規(guī)定的范圍內(nèi)。為保證制冷系統(tǒng)安全、有效地工作，制冷系統(tǒng)除壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器、節(jié)流裝置四大件外，還配有貯液器、干燥過濾器、氣液分離器等輔助設(shè)備。,.,5,第二章 動車組車內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu)組成及工作過程,供熱系統(tǒng)的作用： 在冬季對進(jìn)入車內(nèi)的空氣進(jìn)行預(yù)熱和對車內(nèi)的空氣進(jìn)行加熱，以保證冬季車內(nèi)空氣的溫度在規(guī)定的范圍內(nèi)。供熱系統(tǒng)通常由空氣預(yù)熱器和空氣加熱器組成。冬季，通風(fēng)機(jī)將吸入的車內(nèi)外空氣經(jīng)過空氣預(yù)熱器的預(yù)熱后送入車內(nèi)，同時，車內(nèi)加熱器對車內(nèi)空氣加熱，以補(bǔ)償車體和門窗的熱損失。,.,6,空氣加濕

4、系統(tǒng)的作用： 在冬季車內(nèi)空氣相對濕度較低時對空氣加濕，以保證冬季車內(nèi)空氣的相對濕度在規(guī)定的范圍內(nèi)。目前，我國在一般車輛的空調(diào)裝置中不設(shè)加濕系統(tǒng)，僅在某些高級公務(wù)員及特殊要求的車輛上設(shè)此系統(tǒng)。加濕最簡單的方法是采用電極加濕器。,第二章 動車組車內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu)組成及工作過程,.,7,第二章 動車組車內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu)組成及工作過程,自動控制系統(tǒng)的作用： 控制各系統(tǒng)按給定的方案協(xié)調(diào)地工作，以使車內(nèi)的空氣參數(shù)控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，同時對空調(diào)裝置起自動保護(hù)作用?？刂葡到y(tǒng)一般由各用電設(shè)備的控制電器、保護(hù)元件以及儀表等組成。,.,8,第二章 動車組車內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu)組成及工作過程,二、動車組

5、車內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)的類型 動車組車內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)按空調(diào)系統(tǒng)的安裝方式主要分為兩類：一類為分體式空調(diào)系統(tǒng)（又稱集中式空調(diào)系統(tǒng)），另一類為車頂單元式空調(diào)系統(tǒng)（又稱獨立式空調(diào)系統(tǒng)）。兩類系統(tǒng)均具有制冷系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)。 分體式空調(diào)系統(tǒng)分為兩個部分，一部分為在車內(nèi)的空氣冷、熱處理和輸送、分配單元，置于客車端部，空氣通過送風(fēng)道和送風(fēng)口送入車內(nèi)，一般上送風(fēng)，下回風(fēng)，從車端墻新風(fēng)口引入新風(fēng)。另一部分為車下的壓縮冷凝部分。,.,9,第二章 動車組車內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu)組成及工作過程,單元式空調(diào)系統(tǒng)常將壓縮冷凝部分、空氣冷卻部分等組合（集成）在一起，并安裝在車端頂部，故稱車頂單元式空調(diào)系統(tǒng)

6、，這種空調(diào)系統(tǒng)適用于鐵路長途硬座車、硬臥車、軟臥車等。一般每節(jié)客車車廂安裝兩臺相同的單元式空調(diào)系統(tǒng)。,.,10,第二章 動車組車內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu)組成及工作過程,（1）分體式空調(diào)系統(tǒng) 分體式空調(diào)系統(tǒng)是指每節(jié)客車上只安裝一套空調(diào)裝置，且將制冷壓縮機(jī)、冷凝器、冷凝風(fēng)扇、貯液器集中裝在一個箱中，并懸掛在車底架下，而將蒸發(fā)器、通風(fēng)機(jī)、膨脹閥、空氣預(yù)熱器等安裝在車頂內(nèi)部，用銅管將制冷系統(tǒng)的各設(shè)備連接起來，組成封閉的循環(huán)系統(tǒng)。送風(fēng)道布置在車內(nèi)頂棚中央，其上均勻地設(shè)置送風(fēng)口。 這種形式使車輛重心降低，但因體積大，使拆裝困難和檢修不方便，且制冷管路長，接頭多，容易產(chǎn)生泄露。,.,11,圖2-1 分體式客車

7、空調(diào)系統(tǒng)原理圖 1-通風(fēng)機(jī)；2-漸擴(kuò)風(fēng)道；3-蒸發(fā)器；4-水分離器；5-電預(yù)熱器；6-漸縮風(fēng)道； 7-主風(fēng)道；8-回風(fēng)道；9-送風(fēng)口；10-回風(fēng)口；11-排風(fēng)扇；12-排風(fēng)口；13-進(jìn)風(fēng)口；14-濾塵器；15-補(bǔ)償電熱器；16-冷凝器；17-冷凝風(fēng)扇；18-壓縮機(jī)；19-貯液器。,.,12,緒 論,.,13,第二章 動車組車內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu)組成及工作過程,（2）單元式空調(diào)系統(tǒng) 單元式空調(diào)系統(tǒng)是指將壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流裝置、蒸發(fā)器、通風(fēng)機(jī)、冷凝風(fēng)機(jī)以及空氣預(yù)熱器等安裝在一個箱內(nèi)，組成一個完整的單元后安裝在車頂。根據(jù)車型不同，每輛車上可安裝一臺或兩臺單元式空調(diào)系統(tǒng)。送風(fēng)道布置在車內(nèi)頂棚的中央

8、或兩側(cè)，電氣控制柜也是安裝在乘務(wù)員室內(nèi)。單元式空調(diào)系統(tǒng)多采用全封閉式壓縮機(jī)。由于這種形式結(jié)構(gòu)緊湊、制冷量大、重量輕、管路短、不易泄露，不占用車下空間。 單元式空調(diào)系統(tǒng)的底邊有圓弧底的和平底的，進(jìn)風(fēng)方向有前出風(fēng)和下出風(fēng)兩種形式。,.,14,圖2-2 圓底下出風(fēng)式空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 1-蒸發(fā)器；2-電預(yù)熱器；3-通風(fēng)機(jī)；4-溫度傳感器,.,15,客室單元式空調(diào)機(jī)組,.,16,圖2-3 平底前出風(fēng)單元式空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 1-冷凝風(fēng)扇；2-冷凝器；3-安裝座；4-氣液分離器；5-壓力控制器； 6-壓縮機(jī)；7-通風(fēng)機(jī)；8-蒸發(fā)器；9-電預(yù)熱器；10-新風(fēng)過濾器。,.,17,.,18,安裝在CRH3車上的客

9、室空調(diào)機(jī)組,.,19,第二章 動車組車內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu)組成及工作過程,第二節(jié) 動車組車內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)的 主要構(gòu)成及工作過程 一、通風(fēng)系統(tǒng) 通風(fēng)系統(tǒng)主要由通風(fēng)機(jī)、空氣處理室、軟風(fēng)道、玻璃鋼主送風(fēng)道、軟風(fēng)筒支風(fēng)道、送風(fēng)孔板、回風(fēng)道、回風(fēng)口、新風(fēng)口、新風(fēng)道、廢排風(fēng)扇等組成。,是一種輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐腐蝕的非金屬管道。耐化學(xué)腐蝕、輕質(zhì)高強(qiáng)，不結(jié)垢，抗震性強(qiáng)，綜合造價低，安裝快捷，安全可靠等優(yōu)點 。,是一種由特殊纖維織成的柔性空氣分布系統(tǒng)（Air Dispersion）即索斯系統(tǒng) 。,.,20,第二章 動車組車內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu)組成及工作過程,通風(fēng)系統(tǒng)工作時，在通風(fēng)機(jī)（蒸發(fā)風(fēng)機(jī)）的作用下，車外新鮮

10、空氣經(jīng)新風(fēng)口、新風(fēng)道、新風(fēng)濾塵網(wǎng)進(jìn)入混合室，與通過回風(fēng)濾塵網(wǎng)、回風(fēng)口、回風(fēng)道的室內(nèi)再循環(huán)空氣混合。 經(jīng)蒸發(fā)器降溫除濕或電預(yù)熱器預(yù)熱，被通風(fēng)機(jī)吸入加壓，再通過軟風(fēng)道、主送風(fēng)道和車頂送風(fēng)孔板，均勻地送入室內(nèi)。與室內(nèi)空氣交換后的另一部分空氣經(jīng)設(shè)在廁所頂部的廢氣排風(fēng)扇排出車外。,.,21,第二章 動車組車內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu)組成及工作過程,二、制冷系統(tǒng) 制冷系統(tǒng)一般主要由壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器、節(jié)流裝置、貯液器、干燥過濾器、氣液分離器等組成。 壓縮機(jī)：吸入低溫的制冷氣體，將其壓縮為高溫高壓的制冷氣體后送出。 室外熱交換器：用室外送風(fēng)機(jī)送入的室外空氣對高溫高壓的制冷氣體進(jìn)行冷卻，使其形成常溫（約50）

11、的高壓制冷液。 制冷劑干燥器：吸收制冷液中的水分。,.,22,第二章 動車組車內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu)組成及工作過程, 毛細(xì)管：利用通道面積小的阻力管，使高壓制冷液變?yōu)榈蛪旱臍庖夯旌蠣顟B(tài)。制冷劑在減壓的同時溫度也將下降。 室內(nèi)熱交換器：低溫低壓的氣液混合制冷劑，與通過室內(nèi)熱交換器室的室內(nèi)空氣進(jìn)行熱交換的同時變成氣體。此時，室內(nèi)空氣的熱量被制冷劑吸收，溫度下降。該冷風(fēng)吸收車體的熱負(fù)荷（換氣、日照及車內(nèi)外溫度差等）和人體所產(chǎn)生的熱量而變成暖空氣，并被再次送入室內(nèi)熱交換器。 氣液分離器：分離制冷氣體和液體。,.,23,第二章 動車組車內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu)組成及工作過程,三、供熱及加濕系統(tǒng) 供熱系統(tǒng)主

12、要有兩個作用：對送入車內(nèi)的空氣進(jìn)行預(yù)熱和對車內(nèi)空氣進(jìn)行補(bǔ)償加熱?？諝獾念A(yù)熱是使空氣在空調(diào)系統(tǒng)的空氣處理室內(nèi)流過空氣預(yù)熱器來實現(xiàn)的。根據(jù)熱媒不同，空氣預(yù)熱器有溫水空氣預(yù)熱器和電熱空氣預(yù)熱器兩種。 空氣的補(bǔ)償加熱，由設(shè)在車內(nèi)兩側(cè)地板面上的加熱器來完成。根據(jù)熱媒不同，地面加熱器也有溫水加熱器和電熱加熱器兩種。 因此，一般而言，供熱系統(tǒng)通常由空氣預(yù)熱器和地面空氣加熱器組成。,.,24,第二章 動車組車內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu)組成及工作過程,四、動車組車內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)的工作過程 以四方動車組（川崎重工）空調(diào)系統(tǒng)為例，空調(diào)系統(tǒng)是設(shè)置在車輛地板下側(cè)的2臺小型、輕量的地板下型空調(diào)裝置，屬于準(zhǔn)集中式空調(diào)系統(tǒng)。該空

13、調(diào)裝置的新風(fēng)口、回風(fēng)口分別與設(shè)在車廂地板下側(cè)、頂板的送風(fēng)道和吸入車內(nèi)空氣的回風(fēng)道連接。,.,25,第二章 動車組車內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu)組成及工作過程,四、動車組車內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)的工作過程 冷氣運行時，從回風(fēng)道吸入的車廂內(nèi)空氣與從供氣裝置通過送風(fēng)道送入的新鮮空氣混合，通過設(shè)置在空調(diào)裝置回風(fēng)口的車廂過濾器，在車廂熱交換器進(jìn)行熱交換，冷卻為冷氣。該冷氣從車體側(cè)風(fēng)道送風(fēng)口吹入車廂，向乘客提供清涼的感覺。暖氣運行時，從回風(fēng)道吸入空氣時，同樣與新鮮空氣混合，通過設(shè)置在空調(diào)裝置回風(fēng)口的過濾器，由電熱器加熱，通過與冷氣時同樣的路徑，向乘客提供溫暖的感覺。,.,26,HVAC (Heating, Ventil

14、ation, Air Conditioning),The climate control system has the following purpose: Temperature control - To maintain a comfortable temperature inside the car for passengers and driver. Ventilation - To provide the passenger saloons and drivers cab with fresh air with a sufficiently high oxygen content a

15、nd to reduce the CO2 and moisture contents. Temperature control is carried out in an energy efficient way without causing large temperature variations, with an even distribution of warm or cool air and without uncomfortable drafts. Filters in the air intakes prevent air contaminants spreading throug

16、h the car. Passengers are also protected from smoke in the event of fire outside the car.,.,27,1. Mid hatch, evaporator（蒸發(fā)器）2. Mid hatch, control panel（控制嵌板）3. Mid hatch, condenser（冷凝器 ）4. Fan protection（帶護(hù)罩風(fēng)扇 ）5. Side hatch, condenser6. Side hatch, electrical connectors（電連接器）7. Side hatch, air filter（空氣過濾器）,HVAC unit - passenger area(Location on roof),Heating output24 kW Cooling output33 kW Supply air4600 m3 /h Weight735 KG,7.2 HVAC,Outdoor air（室外空氣）,Recirculated air （回風(fēng)）,Primary air（一次風(fēng)）,.,28,Air-han