014 第14章 空调采暖系统说明书.docx
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014第14章空调采暖系统说明书
第十四章空调、采暖系统
前言
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，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20×80的长圆孔，使两部分相贯通。
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。
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。
附图14-1M车空调系统图
附图14-2Tc车空调系统图
14.2空调机组主要技术参数
14.2.1空调机组
型式顶置单元式（2台/辆）
型号KG29B
制冷量29.1kW（25,000kcal/h）
蒸发器吸入空气温度28℃/65%车外空气温度35℃DB
电源主回路3相，380V，50Hz（逆变器供电）
控制回路DC110V紧急通风及PLC
AC220V主电路接触器及电磁阀
电源变化范围主回路电压±10%，频率±5%
控制回路电压±10%
额定输入功率约14kW，24A（根据上述冷气设备能力的各项空气条件）
最大输入功率≤16.5kW
循环风量约3500m3/h机外静压：
约120～160Pa
新风量≥1000m3/h
紧急通风量≥1250m3/h
重量约540kg
冷媒及充注量R407C3.5kg×2
14.2.2主要部件的技术参数
（1）压缩机×2台
型式：
卧式全封闭涡旋压缩机
型号：
ZEN100YZA-C（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1.54Ω（20℃）
绝缘等级：
E级
润滑油：
DiamondFreezeMEL323.0升
质量：
55kg（无油）
推荐保护值：
13.2A
（2）离心风机×2台
额定功率：
0.55kW，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11Ω（20℃）
推荐保护值：
2.0A
（3）轴流风机×2台
额定功率：
0.55kW，4极
额定电流：
约1.8A
输入功率：
约0.7kW
防护等级：
IP54
线圈电阻：
约24.4Ω（20℃）
推荐保护值：
1.9A
（4）蒸发器×1个
型式亲水膜铝肋片套内螺纹管式
（5）冷凝器×2个
型式亲水膜铝肋片套内螺纹管式
（6）高压压力开关×2个
型号ACB-QB11（日本鹭宫）
动作电路断开2.9±0.1MPa
电路接通2.4±0.15MPa
（7）低压压力开关×2个
型号LCB-QA02（日本鹭宫）
动作电路断开0.19±0.05MPa
电路接通0.32±0.05Mpa
（8）电磁阀
型号
数量
备注
厂家
NEV-202DXF
2
线圈AC220V，容量控制用（常闭，接低压侧）
日本鹭宫
NEV-L202DXF
2
线圈AC220V，容量控制用（常开，接高压侧）
NEV-603DXF
2
线圈AC220V，旁通用（常闭）
NEV-603DXF
2
线圈AC220V，液管用（常闭）
（9）逆止阀×2个
型号：
NRV-16S（Danfoss）
（10）干燥过滤器×2个
型号：
DML084S（Danfoss）
（11）回风电动阀×1个
型式：
电动式
操作电压：
DC24V
（12）新风电动阀×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±5℃OFF
115℃±5℃ON
（14）内热保护器（压缩机内部）：
2个
型号：
UT-431
设定值：
130±5℃OFF
108℃±11℃ON
（15）配线连接器插座×3个（HARTING）
型式：
防水型连接器
规格：
主回路：
32芯
控制回路：
18芯×2
14.2.3随机附件
序号
名称
规格代号
数量
1
密封胶条
G47O0016附图5
1套，每列车增加1套
2
筒装粘接剂
0.5kg
3
回风滤尘网
G4700001
4个（机组内安装2个，备用2个）
4
新风滤尘网
G4700013
4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50℃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（SV11、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50℃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。
在制冷系统连续工作下使车内温度逐渐降低，并由温度调节
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