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1、第十四章空调、采暖系统刖言随着我国经济的发展和人民生活水平的不断提高，国际间的交流和外贸、旅游等事 业的扩大，旅客对交通工具提出愈来愈高的要求。近几十年来，我国铁路客车、地 铁、轻轨等轨道交通车辆都配备了完整的空气调节装置，以适应时代的发展，为旅 客创造一个舒适、愉快的乘车环境。14.1空调系统的功能及特点天津地铁工程一号线车辆，每辆车配置2台顶置单元式空调机组，型号为KG29B单 台机组制冷能力29.1KW （25000Kcal/h），用于处理车内空气，使之达到夏季除湿、降 温，春、秋季通风换气的目的，给乘客和司机创造一个舒适的车内环境。此种KG29B型空调机组的结构型式为车顶单元式，安装在
2、车顶两端部，与空调机组配套的电气 控制柜安装在车内配电室。空调机组出风口与车内主风道之间通过软风道连接，空 调机组处理后的空气经车内主风道由送风口送入客室内，达到调节车内空气温度的 目的。KG29B型空调机组是地铁车辆专用空调设备。超薄、耐振动、抗冲击，能适应地面及地下隧道等不同的运行环境。KG29B型空调机组选用进口车用全封闭制冷压缩机，以R407C为制冷剂，以毛细管为节流元件，采用全封闭结构。每台机组各由两个独立的制冷循环系统组成，可根据 车内负荷大小控制运转台数，实现能量调节。空调系统的主要特点及相应功能如下：（全车空调系统见附图14-1、附图14-2。） 两台空调机组分别安装在车顶两端
3、，每台机组有六个安装座，通过六个减震器固定 在车顶机组平台铝结构的机组座上，在机组两侧面加装侧罩板以防灰尘和雨水。机 组为前出风口形式，机组底部设回风口一处，其周围设有防风防雨密封胶条与车体 和车外连接软风道间密封。送风经机组出风口沿车长方向分为左、右两路，经车外连接软风道送入车内，再经 车内五通风道（气流分配箱）后，分两路通过主风道与支风道分别向主客室和机组 平台下方客室送风。主风道分前、中、后共六段贯通全车，材质为2mm厚铝板（内覆10mm厚隔热材），通过法兰相互连接。该车主风道为静压风道，风道内设隔板将 风道分为主送风道及静压箱两部分，隔板上部冲有多处20 X 80的长圆孔，使两部分相贯
4、通。支风道采用2mm防锈铝板制作，在其外表面粘贴10mm厚隔热材。客室送风由沿车长方向布置的条缝式送风口向车内送风；司机室送风由设在Tc车（拖车）邻近司机室的空调机组提供，通过支送风道，经2台引风风机吸入，由司机室的可调式送风口均匀送出。客室内顶设两排纵向送风格栅，材质为铝型材，送风格栅与风道出口（静压箱）之 间以软质海绵为密封材加以密封，防止送风流窜。回风通过设在空调机组下方内顶板上的回风口，车内部分空气经回风道回到机组和 新风混合，经过冷热交换后，送入车内二次利用。回风格栅与机组及回风口的连结 处均以密封条密封，其上设电气连结器安装衬板及回风温度传感器座。回风口内有 过滤网，并可方便拆换。
5、废排装置设在车顶，车内污浊空气在客室内正压的作用下，通过客室侧顶与侧墙的 间隙，由设在车顶的自然排风器排到车外。紧急通风系统在交流辅助电源设备故障的情况下，通过蓄电池组经调频调压逆变电 源自动启动，向客室、司机室提供全部新风。当交流辅助电源供电正常时，空调系 统自动转入正常工作状态。14.2空调机组主要技术参数14.2.1空调机组顶置单元式（2台/辆）KG29B式号29.1kW（25,000kcal/h）蒸发器吸入空气温度 28 C /65%车外空气温度35 C DB电控制回路主回路3相，380V, 50Hz （逆变器供电）DC110V紧急通风及PLCAC220V电源变化范围主电路接触器及电磁
6、阀主回路电压土 10%频率土 5%额定输入功率 最大输入功率 循环风量 新风量 紧急通风量 重 量 冷媒及充注量控制回路电压土 10%-约14kW 24A （根据上述冷气设备能力的各项空气条件）1000mVh 1250 m3/h约 540kgR407C 3.5kg X 214.2.2主要部件的技术参数（1）压缩机X 2台型式：卧式全封闭涡旋压缩机型 号：ZEN100YZA-（日本三菱）输入功率：约6.0kW电 流：约9.8A排气量：100.2cc/rev.转 速：2900r.p.m线圈电阻：约1.54 Q（20C）绝缘等级：E级润滑油：Diamond Freeze MEL32 3.0 升质 量
7、：55kg （无油）推荐保护值：13.2A（2）离心风机X 2台额定功率：0.55 kW, 4极额定电流：约1.9A输入功率：约0.75kW防护等级：IP55线圈电阻：约11Q( 20C) 推荐保护值：2.0A0.55kW, 4 极 约 1.8A 约 0.7kW(3) 轴流风机X 2台IP54约 24.4 Q (20 C)额定功率： 额定电流： 输入功率： 防护等级： 线圈电阻：推荐保护值：1.9A(4) 蒸发器X 1个型(5)型(6)型动(7)型动式亲水膜铝肋片套内螺纹管式冷凝器X 2个式亲水膜铝肋片套内螺纹管式高压压力开关X 2个号 ACB-QB11 作电路断开电路接通低压压力开关X 2个
8、号 作(日本鹭宫)2.9 0.1MPa2.4 0.15MPa(8)LCB-QA02电路断开电路接通(日本鹭宫)0.19 0.05MPa0.32 土 0.05Mpa型号数量备注厂家NEV-202DXF2线圈AC220V容量控制用(常闭，接低压侧)NEV-L202DXF2线圈AC220V容量控制用(常开，接高压侧)日本鹭宫NEV-603DXF2线圈AC220V旁通用(常闭)NEV-603DXF2线圈AC220V液管用(常闭)电磁阀(9) 逆止阀X 2个型 号：NRV-16S(10) 干燥过滤器X 型 号：DML084S(11) 回风电动阀X 型 式：电动式 操作电压：DC24V(Dan foss)
9、2个(Dan foss)1个（12）新风电动阀X 2个 型 式：电动式操作电压：DC24V（13）排气温度保护器（固定在排气管处）：2个 型 号：CS-74L设定值：135土5C OFF 115C 5C ON（14）内热保护器（压缩机内部）：2个型 号：UT-431 设定值：1305C OFF108C 11C ON（15）配线连接器插座X 3个（HARTING型 式：防水型连接器 规 格：主回路：32芯控制回路：18芯X 214.2.3随机附件序号名称规格代号数量1密封胶条G47OOO16付图 51套，每列车增加1套2筒装粘接剂0.5kg3回风滤尘网G47000014个（机组内安装2个，备用2
10、个）4新风滤尘网G47000134个（机组内安装2个，备用2个）5连接器插头32芯1套18芯2套14.3结构及用途14.3.1空调机组空调机组各零部件组装在一个不锈钢板制成的箱体内，主体分为蒸发室、冷凝室以 及压缩机室3个部分，加盖板后形成一个整体。电气连接器位于机组前端出风口两 侧。空调机组的主要部件包括全封闭制冷压缩机 2台、冷凝器2台、毛细管2组、蒸发 器1台、气液分离器2台、干燥过滤器2个、离心风机2台、轴流风机2台，回风 风阀1个、新风风阀2个等。蒸发室由蒸发器、离心风机、回风风阀、新风风阀、干燥过滤器、毛细管等构成。冷凝室由冷凝器，轴流风机等组成。压缩机室包括卧式涡旋压缩机、压力开
11、关、气液分离器、电磁阀、逆止阀等。空调机组的箱体和盖板全部采用 SUS304不锈钢板制成。空调机组的冷风出口在机组 的前端部，回风口在机组的底部，回风口处装有回风风阀。新风口设在机组的两侧， 采用机械式空气分离过滤器，可防止雨水进入机组内，新风出口处装有新风风阀， 可进行新风量的调整。新风口装有新风滤尘网、蒸发器前装有回风滤尘网。空调机 组的盖板采用翻盖形式，可以很方便的进行滤尘网的清洗和更换。空调机组的外形和结构参见图14-3。14.3.2制冷循环制冷循环如图14-4所示由压缩机、蒸发器、干燥过滤器、毛细管、冷凝器、气液分 离器、电磁阀、单向阀、压力开关以及配管构成。各部件以及配管采用银钎焊
12、连接 成为完全密闭的制冷循环系统，在系统中封入制冷剂。主要零部件作用：压缩机：吸入低温、低压的冷媒气体，压缩成为高温、高压后送至冷凝器。冷凝器：高温、高压的冷媒气体在通过冷凝器时，在室外空气的冷却下，变成常温（约50C以下）高压的冷媒液。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，吸取 冷媒中的残留水份。毛细管：经冷凝液化的高压冷媒，使其通过小截面的铜管变为低温、低压的冷媒液。 蒸发器：经毛细管节流的低温、低压的冷媒液与室内空气间进行热交换，在冷媒液 气化的同时，冷却室内空气。气液分离器：设置在压缩机前面，将来自蒸发器的冷媒气体与未蒸发的液体分离， 将气体冷媒和压缩机润
13、滑油返回压缩机。旁通电磁阀（SV14 SV24）：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，需要在一定时间内（从压缩机启动开始30s）打开电磁阀。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，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（SV12 SV22,关闭低压侧时（SV13 SV23，为全运转 状态；当打开低压侧（SV13 SV23，关闭高压侧（SV12 SV22时为容量控制运转 状态。液管电磁阀（SV
14、11 SV21：安置在冷凝器出口，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。逆止阀：安装在压缩机的排气管上，在压缩机停止时，防止冷媒液从排气管逆流回 压缩机侧。离心风机：强化冷媒在蒸发器中的蒸发过程，并将经蒸发器冷却降温的空气送入车 内。轴流风机：强化冷媒在冷凝器中的凝结放热过程。高压压力开关：当制冷系统的压力异常高时，高压开关动作，停止压缩机的运转，保护制冷系统。高压开关的复位方式为自动复位。低压压力开关：当制冷系统的压力异常低时，低压开关动作，停止压缩机的运转， 保护制冷系统。低压开关的复位方式为自动复位。14.4工作原理概述14.4.1制冷系统的工作过程制冷系统
15、流程见图14-5。由压缩机压缩成高温高压的冷凝蒸气，进入风冷冷凝器，经外界空气的强制冷却， 冷凝成常温（约50C以下）高压的液体，进入毛细管节流降压，变成低温低压的气 液混合冷媒，然后进入蒸发器，吸收流过蒸发器的空气热量，蒸发成低温低压的蒸 气，再经过气液分离器，被压缩机吸入，完成一个制冷循环。压缩机不断工作，达 到连续制冷的效果。车内的空气通过蒸发器时，空气中的水份冷凝成水滴，汇集至机组内接水盘，通过 机组两侧排水口将水引到车外而起除湿作用。14.4.2降温车内的循环空气及由新风口进入的新鲜空气，由机组的通风机吸入，在蒸发器前混 合，通过蒸发器得到冷却，并由机组前端部出风口送入车顶通风道各格栅，向车内 吹出冷风。在制冷系
