劉小龍

摘 要：近些年來(lái)，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，城市化建設(shè)進(jìn)程加快，交通事業(yè)也獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展，城市開(kāi)始出現(xiàn)軌道交通并快速發(fā)展。軌道交通車輛中的空調(diào)機(jī)組冷凝水排放是研究和關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容，本文就軌道車輛空調(diào)機(jī)組冷凝水排放的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行闡述分析。

關(guān)鍵詞：軌道車輛；空調(diào)機(jī)組；冷凝水；排放；設(shè)計(jì)要點(diǎn)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.034

如今城市交通發(fā)展遇到了一定的難題，為滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，開(kāi)始快速發(fā)展軌道交通，在軌道交通車輛中，車輛空調(diào)系統(tǒng)是重要的部件，如果空調(diào)機(jī)組冷凝水不能順利的排放，就會(huì)從空調(diào)機(jī)組漏到車廂中，使車輛中的設(shè)備以及乘客被淋，導(dǎo)致車內(nèi)設(shè)備出現(xiàn)損壞，軌道交通車輛也會(huì)無(wú)法正常穩(wěn)定運(yùn)行。

1 軌道車輛空調(diào)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

目前，軌道車輛一般是使用集中單元式的空調(diào)機(jī)組，機(jī)組是被安裝到車輛頂部的，控制空調(diào)的單元位于車廂電器間。空調(diào)機(jī)組的出風(fēng)口以及位于車頂部的均勻靜壓風(fēng)道，彼此間是通過(guò)軟連接的方式進(jìn)行的，依據(jù)車長(zhǎng)的方向?qū)鶆蜢o壓風(fēng)道進(jìn)行設(shè)置，中間為主風(fēng)道，靜壓腔與送風(fēng)格柵位于兩側(cè)。

2 軌道車輛排水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析

一般情況下是利用蒸發(fā)器下的排水盤對(duì)車輛空調(diào)中的冷凝水進(jìn)行收集的，收集排出冷凝水的方法有兩種，其一，發(fā)揮集中排水結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)，從排水盤的位置接排水管，使其與車輛上的排水管連通，讓水能夠順利排到車輛軌道上，在車輛排水管上設(shè)置水封。其二是將排水口開(kāi)在空調(diào)機(jī)組排水盤下，收集的冷凝水通過(guò)排水口排到車頂?shù)募P中，通過(guò)車上的排水管排到車外，水封一般設(shè)置空調(diào)排水口處。

為使車輛上乘客更加舒適，車廂中的溫度一般在24℃左右，濕度在60%左右，使車廂中的空氣能夠進(jìn)入到空調(diào)機(jī)組中，并與車外新鮮的空氣混合到一起，比例在1：2左右，在南方地區(qū)運(yùn)行時(shí)，新風(fēng)濕度在80%以上，最高可達(dá)到100%。當(dāng)混合的空氣通過(guò)蒸發(fā)器翅片時(shí)會(huì)有大量的冷凝水出現(xiàn)，若冷凝水不能順利的排放，冷凝水就會(huì)漏入到車廂中，導(dǎo)致車廂中的設(shè)備以及乘客被淋，車內(nèi)設(shè)備遭受損壞，無(wú)法正常運(yùn)行。

空調(diào)機(jī)組的冷凝水主要通過(guò)兩種方法進(jìn)入到車廂中，首先是直接從蒸發(fā)器表面被通風(fēng)機(jī)吹入到送風(fēng)風(fēng)道中[1]；其次是排水盤排水堵塞，導(dǎo)致機(jī)組內(nèi)部的水面升高，車輛行駛過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象，所以冷凝水會(huì)通過(guò)到回風(fēng)口進(jìn)入到車廂中。

3 避免冷凝水從蒸發(fā)器進(jìn)入送風(fēng)風(fēng)道設(shè)計(jì)

為使通風(fēng)機(jī)不會(huì)吸入蒸發(fā)器表面上的水，不僅要保證水滴的下落高度，還需要保證通風(fēng)機(jī)吸力下水滴的水平位移小于擋水板與蒸發(fā)器之間的距離。減少水滴下落到擋水板的時(shí)間、使蒸發(fā)器迎面風(fēng)速降低，并增加距離，使水滴不會(huì)吸入到通風(fēng)機(jī)中。減少水滴下落到擋水板的時(shí)間也就是說(shuō)要縮短蒸發(fā)器與擋水板之間的距離[2]，提高擋水板的高度，但是會(huì)增加阻力，噪聲以及風(fēng)速也都變大。將蒸發(fā)器迎面風(fēng)速進(jìn)行降低也就是使蒸發(fā)器的尺寸、翅片間距增大，或者降低通風(fēng)量。為使換熱面積得到保證，增加翅片間距也就是使蒸發(fā)器的外形尺寸變大[3]?？照{(diào)機(jī)組一般是在軌道車輛頂部進(jìn)行安裝的，因此其重量和外形就必須嚴(yán)格控制，但是蒸發(fā)器的尺寸以及擋水板距離就很難增加。所以需要科學(xué)計(jì)算設(shè)計(jì)，不能對(duì)車輛送風(fēng)需要產(chǎn)生影響，減少機(jī)組通風(fēng)量，科學(xué)設(shè)計(jì)蒸發(fā)器與擋水板，避免通風(fēng)機(jī)內(nèi)部進(jìn)入蒸發(fā)器表面的冷凝水。

4 排水盤與排水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為使排水更加順暢，就要對(duì)排水盤、排水結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)。排水盤的擋水板是有內(nèi)傾角度的，將防水結(jié)構(gòu)設(shè)置在列車運(yùn)動(dòng)方向上，避免車輛行駛時(shí)出現(xiàn)振動(dòng)等問(wèn)題，導(dǎo)致水花飛濺。

對(duì)冷凝水進(jìn)行排放時(shí)，一般會(huì)受到兩個(gè)作用相反的力，也就是重力和負(fù)壓吸力，此外，摩擦力、表面張力也會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響。

車輛空調(diào)機(jī)組運(yùn)行時(shí)，機(jī)組的內(nèi)部、外部是有壓力差的，如果貯水高度比較低，重力比較小，重力小于阻止水排放的力，排水盤中的水不能被排出到機(jī)組外部。排水盤中的水達(dá)到一定高度后，重力大于阻止水排放的力，排水盤中的冷凝水開(kāi)始排放，其速度為水流速，當(dāng)重力小于阻止水排放的力，排水停止。

所以，排水盤中的排水是間歇性的，由于摩擦力不大，為減少表面張力需要對(duì)排水孔的形狀進(jìn)行變化。在設(shè)計(jì)中，對(duì)于機(jī)組內(nèi)外壓力差而出現(xiàn)的吸力對(duì)排水的影響，需要給予充分研究和考慮。車輛風(fēng)道會(huì)對(duì)機(jī)組內(nèi)外壓力差產(chǎn)生較大的影響。車輛排水管在與集中排水結(jié)構(gòu)直接連接時(shí)，由于車輛上的排水管中已經(jīng)有了水封，因此負(fù)壓?jiǎn)栴}的克服是比較容易的，能夠使排水工作順利推進(jìn)。但是水封設(shè)置會(huì)占用很大部分車輛空間，如果出現(xiàn)排水不暢，責(zé)任劃分不明確，所以一般不會(huì)使用這種結(jié)構(gòu)。

一般而言，空調(diào)機(jī)組內(nèi)的冷凝水都是由空調(diào)廠家排出的，這會(huì)增加排水口的負(fù)壓，一般情況下是將密封隔層、迷宮型結(jié)構(gòu)設(shè)置在排水口的位置，從而使負(fù)壓得到有效處理，保證冷凝水能夠順利從排水盤中排出。但在蒸發(fā)器的作用下，空氣中的灰塵遇水濕潤(rùn)，會(huì)變成泥塵，堆積到密封隔層、迷宮型結(jié)構(gòu)中，使得排水管中無(wú)法順利開(kāi)展。由于迷宮結(jié)構(gòu)是比較復(fù)雜的，因此堵塞后的清理工作也存在很大的難度。

所以一般對(duì)負(fù)壓排水進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，通常依據(jù)雙級(jí)水封原理。對(duì)于第一級(jí)水封，依據(jù)旁通原理計(jì)算旁通的面積，空氣流動(dòng)方向是根據(jù)冷凝水高度的變化而發(fā)生變化的，從而形成水封，有效解決空氣中負(fù)壓的問(wèn)題，使冷凝水順利進(jìn)入到二級(jí)變斷面排水管水封中。對(duì)于第二級(jí)水封，利用變斷面排水管，科學(xué)計(jì)算排水管的直徑、封堵面積等，保證滿足排水量的實(shí)際需要，為形成水封，需要減少動(dòng)壓，并降低風(fēng)速。第一級(jí)水封應(yīng)該是可以拆卸的，保證清理維護(hù)便利。

5 結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前上述設(shè)計(jì)已經(jīng)得到了實(shí)際運(yùn)用，但是軌道車輛空調(diào)機(jī)組冷凝水排放問(wèn)題還有很多地方需要研究，以期望減少能源消耗，有保證排水順利。

參考文獻(xiàn)：

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