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摘 要:復(fù)興號動車組正式投入運(yùn)營,標(biāo)志著我國高鐵進(jìn)入新時(shí)代。本文主要針對復(fù)興號動車組空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行分析,從設(shè)計(jì)、檢修、維護(hù)等方面對空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化進(jìn)行闡述。
關(guān)鍵詞:復(fù)興號動車組;空調(diào)系統(tǒng);設(shè)計(jì)優(yōu)化
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.21.042
中國速度一日千里,日新月異,經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展,中國高鐵已經(jīng)成為了我國對外的金名片,被成為中國“新四大發(fā)明”之一。作為高鐵的重要組成部分,空調(diào)系統(tǒng)直接影響旅客的舒適性。
1 復(fù)興號動車組空調(diào)系統(tǒng)概述
復(fù)興號動車組空調(diào)系統(tǒng)主要由客室空調(diào)機(jī)組、控制柜、廢排裝置、壓力保護(hù)系統(tǒng)、司機(jī)室空調(diào)機(jī)組、司機(jī)室暖風(fēng)機(jī)以及風(fēng)道系統(tǒng)組成??照{(diào)系統(tǒng)可通過集控、本控實(shí)現(xiàn)客室內(nèi)溫度調(diào)整,具有全冷、半冷、全暖、半暖、預(yù)冷、預(yù)熱、通風(fēng)、應(yīng)急通風(fēng)等功能。
空調(diào)系統(tǒng)制冷、制熱時(shí),由回風(fēng)道吸入車廂內(nèi)空氣與新風(fēng)混合,通過空調(diào)過濾器,與換熱器/電加熱器進(jìn)行熱交換,形成冷/熱風(fēng)送入客室,用于調(diào)節(jié)客室內(nèi)的空氣溫度、濕度、氣流速度、空氣清潔度等,為旅客提供舒適的車內(nèi)環(huán)境。
2 復(fù)興號動車組空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化
從2007年起,CRH2A系列動車組開始在中國大地馳騁,中國鐵路開始走進(jìn)新的發(fā)展藍(lán)圖。經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展,2017年6月26日,由中國鐵路總公司組織研制、具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的復(fù)興號動車組正式在京滬高鐵運(yùn)行,開啟了中國標(biāo)準(zhǔn)動車組時(shí)代。
為適應(yīng)我國地域廣闊、環(huán)境復(fù)雜等情況,優(yōu)化動車組運(yùn)用維護(hù)過程中發(fā)生的問題,復(fù)興號動車組空調(diào)系統(tǒng)較CRH2A系列動車組有較大優(yōu)化改進(jìn)。
2.1 輕量化設(shè)計(jì)
CRH2A系列動車組每節(jié)車廂車下安裝2臺客室空調(diào)機(jī)組、1臺換氣裝置,通過連接風(fēng)道與設(shè)置在車內(nèi)的風(fēng)道相連接。每臺空調(diào)機(jī)組重量為770kg,換氣裝置(含逆變器)重量為360kg。復(fù)興號動車組每節(jié)車廂安裝1臺車頂單元式空調(diào)機(jī)組,重量為850kg;車內(nèi)安裝1臺空調(diào)控制柜,重量為75kg,車下安裝一臺廢排裝置,重量為77kg。
以8編組動車組為例,復(fù)興號動車組客室空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備(不含風(fēng)道)較CRH2A系列動車組減重為:(770×2+360﹣850﹣75﹣77)kg×8=7184kg;減重達(dá)47.2%。在保證功能要求的前提下,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)輕量化設(shè)計(jì)。
2.2 空調(diào)控制裝置優(yōu)化
CRH2A系列動車組空調(diào)控制裝置集成于車下空調(diào)機(jī)組內(nèi),由自身逆變器進(jìn)行控制。車廂內(nèi)設(shè)有顯示設(shè)定器,采用數(shù)碼管顯示,可以將來自車輛的控制信息傳輸給空調(diào)機(jī)組,同時(shí)顯示空調(diào)機(jī)組的相關(guān)信息,并對故障進(jìn)行記錄。
復(fù)興號動車組空調(diào)控制裝置由空調(diào)控制器、信息顯示屏、接觸器、斷路器、網(wǎng)絡(luò)接口、手動控制裝置等組成,全部集中設(shè)置在空調(diào)配電柜內(nèi)??照{(diào)控制器有網(wǎng)絡(luò)通信、控制指令傳送、故障診斷、故障信息存儲下載等功能;信息顯示屏采用液晶屏,可顯示空調(diào)工作狀態(tài)、車內(nèi)外溫度和故障信息等。
較CRH2A系列動車組而言,復(fù)興號動車組空調(diào)控制裝置全部集中在配電柜內(nèi),方便檢修維護(hù);信息顯示更加直觀,可清楚顯示空調(diào)工作狀態(tài),各零部件實(shí)時(shí)信息,具體故障信息等;同時(shí)增加手動控制裝置,當(dāng)空調(diào)控制器出現(xiàn)故障時(shí),可以通過硬線控制實(shí)現(xiàn)空調(diào)半冷、全冷、關(guān)閉、自動、通風(fēng)、半暖、全暖工作狀態(tài) 。
新設(shè)計(jì)方案不僅方便了動車組檢修維護(hù),操作更加人性化,同時(shí)增加了冗余設(shè)計(jì),保證空調(diào)運(yùn)行可靠性。
2.3 制冷效果提升
CRH2A系列動車組客室空調(diào)機(jī)組安裝在車下設(shè)備艙內(nèi)。
存在問題:空調(diào)冷凝進(jìn)風(fēng)處位于車下設(shè)備艙內(nèi),空調(diào)冷凝濾網(wǎng)(無紡布)易被粉塵等異物封堵,造成空調(diào)冷凝風(fēng)量降低;在極端高溫情況下,地表輻射熱導(dǎo)致空調(diào)機(jī)組冷凝進(jìn)風(fēng)溫度較高,冷凝效率降低,影響空調(diào)制冷效果。
復(fù)興號動車組客室空調(diào)采用車頂單元嵌入式安裝。
優(yōu)點(diǎn)如下:空調(diào)冷凝進(jìn)風(fēng)位于車頂,避開線路異物及地面粉塵,空調(diào)冷凝器不易臟堵;同時(shí)進(jìn)風(fēng)口距離地面較高,降低了地表輻射熱對冷凝進(jìn)風(fēng)溫度的影響,從而提升空調(diào)制冷效果。2017年7月份,上海地區(qū)最高氣溫達(dá)40.2℃,復(fù)興號動車組客室空調(diào)制冷效果良好,未出現(xiàn)制冷不良問題。
2.4 空調(diào)冷凝水排水方式優(yōu)化
CRH2A系列動車組客室空調(diào)機(jī)組底部設(shè)有排水泵,用以將接水盤上的冷凝水排出。若排水泵吸水口臟堵,冷凝水無法排出,將導(dǎo)致空調(diào)機(jī)組無法制冷,影響旅客舒適性。
復(fù)興號動車組客室空調(diào)機(jī)組底部設(shè)有冷凝水管,采用重力式排水方式直接排出車外,無排水泵。該設(shè)計(jì)依靠重力作用直接將冷凝水排出,避免了排水故障對空調(diào)制冷功能的影響,提高了空調(diào)裝置的可靠性。
2.5 可維護(hù)性提高
CRH2A系列動車組,為避免空調(diào)冷凝器及冷凝濾網(wǎng)濾網(wǎng)臟堵影響制冷效果,夏季每2~4天需更換冷凝濾網(wǎng)并清洗冷凝器翅片,此項(xiàng)工作需要耗費(fèi)大量人力物力。
復(fù)興號動車組空調(diào)機(jī)組設(shè)置在車頂,冷凝進(jìn)風(fēng)處的粉塵、顆粒含量降低,僅設(shè)置冷凝格柵阻擋異物,未設(shè)置無紡布濾網(wǎng),僅需對空調(diào)冷凝器翅片進(jìn)行清理即可。設(shè)計(jì)優(yōu)化后,大大延長了維護(hù)周期,減少人力物力的投入。
3 結(jié)束語
復(fù)興號動車組空調(diào)系統(tǒng)較CRH2A系列動車組有較大優(yōu)化改進(jìn),實(shí)現(xiàn)了輕量化設(shè)計(jì)、解決了極端天氣空調(diào)裝置制冷不良問題,提高了旅客舒適性、方便檢修維護(hù)、降低檢修維護(hù)成本。對后續(xù)高速動車組空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用具有重要意義。
作者簡介:劉渠海(1988-),男,江蘇徐州人,本科,工程師,研究方向:動車組空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)。