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工程管理前沿【2019年第24期】

  • ID:271572
  • 浏览:11621
  • 学科:工程地质学
  • 更新时间:2020-01-14 14:49:39
  • 期刊: 工程管理前沿
内容简介
《工程管理前沿》杂志是由中国工程院主管,中国工程院、清华大学、高等教育出版社主办的建筑期刊。国际标准刊号:2095-7513,国内统一刊号:CN10-1205/N。《工程管理前沿》的办刊宗旨:依托建设领域高层权威信息背景,旨在做好政府领导决策的重要参谋;成为政策理论探讨的前沿阵地,积极探索和引导建设事业发展方向和改革实践;提供重大事件权威报道,深度阐释焦点话题,纵深调查热点事件,努力追求权威性、建设性、实用性和可读性风格;努力做大媒介传播平台,真诚为建设企事业单位服务,为中国建设事业和城市化发展服务,为广大读者开启一个探求知识的窗口。

浅谈 CRH5型动车组空调系统及制冷原理

2020-01-14 15:12:23 工程地质学 付强,徐永帅,宋茜,
资料简介

摘 要 本文以 CRH5型动车组空调系统为研究对象。主要针对空调组成、空调制冷工作原理进行简要介绍。

浅谈 CRH5型动车组空调系统及制冷原理

付强 徐永帅 宋茜 张颖娜 李睿哲

中车长春轨道客车股份有限公司 吉林长春 130062

摘 要 本文以CRH5型动车组空调系统为研究对象。主要针对空调组成、空调制冷工作原理进行简要介绍。

关键词 CRH5型车动车组 空调系统

1.概述

CRH5型动车组空调系统由以下部分组成:客室和司机室单元式机组,废排风箱、客室控制单元、司机室控制单元、温度传感器、压力保护系统、紧急逆变器、风道分配系统等。列车上的司机室和客室内均装有暖通空调系统 (HVAC)。HVAC 系统在列车上的位置如下:

2 套司机室 HVAC 系统 - MC1 和 MC2 车的司机室内各1 套。

8 套客室 HVAC 系统 -每车1 套。

HVAC单元安装在车顶上。它可通过使用制冷剂R-407C实现良好的通风、供热和制冷功能。

司机室和客室HVAC系统的运行功能相似,但在容量和保护级方面有所区别。控制面板上设有若干开关以控制相关参数,如供热、制冷和通风。

1.1司机室HVAC单元的功能

1.1.1新风通过蒸发器部分的圆孔进入HVAC单元,并与从司机室返回的、通过HVAC单元底面的进风口进入该单元的空气混合。

1.1.2该混合空气处理后通过与HVAC单元蒸发器端部连接的空气分布管进入司机室。

1.1.3 安装在控制面板中的电子控制装置可执行系统调整功能。该控制面板位于司机室和检修门之间的走廊内。

1.1.4该电子控制装置可读取安装在新风进口、循环风进口和供风出口等处的温度传感器的数值。基于温度级的反馈和设置信息,电子控制装置可确定不同部件的工作状况。

1.1.5 HVAC系统设有两个压力波保护系统,分别安装于MC1 和MC2 车车体的墙上。每列车共安装四个传感器。当列车进入隧道或两列高速行驶的列车汇车时,这些传感器能够激活信号来打开/关闭新风进口的风门,以保护司机免受压力波的伤害。

1.1.6司机室 HVAC 单元安装在列车的MC1 和 MC2 车上。

2.1客室 HVAC 单元

2.1.1客室 HVAC 单元安装在列车的所有车内(MC2, M2S, M2, TP T2, TPB, MH 和 MC1) 。

客室 HVAC 单元包括以下基本组件:

1 套车顶安装的组件单元(RMPU)

安装在控制面板内部的开关装置、控制器和电源接触器用于控制客室HVAC 系统

的运行。MC1 和 MC2 车内司机室和客室控制面板(3)的位置,见图 1-1.

其它车内控制面板的位置。这些控制面板包括若干电子卡,以管理客室HVAC 单元的指令和控制。客室指令板上设有一些指令开关。

每车地板下面安装有一个单独的排风单元(4)。该单元在排风出口处设有一个排风

扇和一个用于压力波保护的关闭风门。

客室 HVAC 单元的功能:

新风通过该单元蒸发器部分的两侧格栅(新风进口)进入HVAC 单元,并与从客

室返回的、通过位于该单元蒸发器端部的两个进风口进入HVAC 单元的空气混合。

该混合空气处理后通过与HVAC 单元蒸发器端部连接的空气分布管进入客室。

通过排风管道系统连接至客室的排风单元将废气排到外面。

安装在控制面板中的电子控制装置可执行系统调整功能。该控制装置可读取安装

在不同位置上的温度传感器的数值,如新风进口、回风进口、供风出口和客室邻

近区。基于温度级的反馈和设置信息,电子控制装置可确定不同部件的工作情况。

3.1司机室和客室 HVAC 单元的功能

说明了用于司机室和客室单元的制冷系统和电加热器的工作原理。

制冷系统原理

尽管空调和制冷系统的具体系统部件会千差万别,但都是根据一组定义明确的物理原理进行

工作的。这些原理可归结为以下三条基本规则:

1. 热量总是从一个热的物质流向另一个较冷的物质。

2. 可通过控制物质的温度和压力改变其状态。

3. 当某个物质改变状态时,它可以吸收或释放大量的热量。

以上规则具体描述如下:

3.1.1 热量流动

热量是物质内的原子或分子的运动或振动。原子和分子振动越多,热量越高。一个“冷”的物体含有的热量少于一个“热”的物体。物质可保留一定的热量,即使在最冷的时候。热量总是试图平衡,并从一个较热物体流向一个较冷的物体,直到两个物体的温度相同。

状态的改变(部分改变)

状态是某个物质在任何给定时间的物理状态或形式。物质可以以固体、液体或气体形

式存在。

状态的改变是指一个物体从一种状态到另一种状态的变化。就HVAC 系统而言,状态

的改变是指制冷剂从液态到气态的变化。对制冷剂加热可使液态制冷剂蒸发,散失热

量后又会使它由蒸汽变成液体。

压力的改变可以改变发生状态变化的温度。如果压力低,制冷剂从液态到气态转变的

温度就会降低。如果压力增加,制冷剂从气态变到液体的温度就会升高。改变制冷剂

的压力可以使系统在同一个温度下使用空气来蒸发或凝结制冷剂。

3.1.2 热量吸收和释放

状态的改变总是伴随着热量的释放或吸收。当一个物体从固态向液态或液态向气态转变时,就需要吸收热量。当物体从气态向液态或液态向固态转变时,会释放热量。热量的吸收和释放与感热和潜热原理密切相关。

感热是可以感到的热量,是温度计可以测量到的。潜热是隐藏的热量,是物体改变状态吸收或释放的热量。温度计无法测量潜热。在物体状态的改变过程中吸收或大量的热,但同时温度并不改变。

从一个区域向另一个区域转移热量最高效的方法是利用潜热。车体内液体的蒸发将会吸收大量的热,然后又变成制冷气体中的潜热。该蒸汽可排出车外并冷凝。当它凝结时,它向外边的空气释放出潜热。制冷剂又回到车内并吸收更多热量进行蒸发。

制冷流程

参见图 3-1 :HVAC制冷剂循环和热量转移示意图。该图给出了制冷剂在系统主要部

件中如何流动。注意系统通过压缩机和膨胀阀被分成了高压力和低压力区,并且通过

蒸发器和压缩机被分成气态和液态。制冷剂连续循环地流动:

1. 在蒸发器中吸热由液态变为气态。

2. 通过压缩机使压力从低增加至高。

3. 在冷凝器中释放热量,由气态变回液态。

4. 在膨胀阀中使液体压力从高降至低。

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图 3-1 :HVAC制冷剂循环和热量转移示意图

空调机组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。

空调机组工作时其制冷剂的循环和热量转移的基本原理如下图所示:

压缩机将从蒸发器来的低温、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,此温度比环境温度高很多,通过冷凝器的翅片温度降低,制冷剂气体在冷凝器内部得到冷凝。

膨胀阀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车厢,从而达到了乘客车厢制冷的效果。

4 结论

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.空调系统通风、制冷、制热,能够满足乘客对动车组内空气舒适度的要求。

参考文献

1 UIC 553《客室的加热、通风和空调系统》

2长春轨道客车股份有限公司;时速250公里CRH250系列动车组维护检修说明书