上海地铁5号线增购项目空调系统技术规格书.docx
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上海地铁5号线增购项目空调系统技术规格书
第5章
空调、采暖和通风
目录
5.1概述3
5.1.1客室空调3
5.1.2司机室空调与通风4
5.1.3新风5
5.1.4回风5
5.1.5排出废气5
5.1.6紧急通风5
5.1.7互换性5
5.1.8空调性能要求5
5.1.9客室采暖要求：
6
5.1.10能耗指标6
5.2司机室空调6
5.3客室空调6
5.3.1总则6
5.3.2车顶单元式空调机组7
5.3.3供电要求:
9
5.4空调系统控制10
5.4.1集中控制10
5.4.2本车控制10
5.4.3温度曲线的设置规定10
5.4.4维修要求11
5.4.5紧急通风的控制12
5.5增压要求12
5.6试验12
5.6.1型式试验12
5.6.2例行试验13
5空调、采暖和通风
5.1概述
空调、采暖和通风各个单元的设计应具备技术先进性,功能可靠性，并且具有可接近性和可维护性，以保证最大的效率、最低的能耗和最大限度地降低噪音、减轻震动，以获得良好的舒适性。
空调系统应整体设计（包括空调机组、控制系统、风道等）。
空调系统的设计应充分考虑采用节能技术，客室空调应是冷暖型。
客室空调处于采暖状态时，通风系统应保证持续工作。
卖方应在设计阶段提供变频空调与定频空调4级控制的系统对比方案，至少包括系统结构、控制方式、能耗、可靠性、元器件寿命、可维护性等。
空调系统（包括机组、各元器件及控制单元）满足5年质保，质保期从首列车验收时间开始计算。
所有空调满负荷工作时，在机组正上方1米处测得的噪声值78dB（A）并满足TB/T1804的要求，同时客室及司机室内的噪声应符合第一章中的要求。
5.1.1客室空调
5.1.1.1每节车厢内应有两套车顶单元式空调机组和通风系统
5.1.1.2客室空调采用变频空调系统，机组制热采用热泵技术。
5.1.1.3经空调处理过的空气，通过风道沿客室的整个长度方向（包括空调机组底部）均匀地送到客室中，无送风死区（贯通道除外）和空气短路现象。
合理分布车内的风速场及温度场，在地板面以上1.2m（座位区）到1.7m（站立区）处测得的平均值为0.5±0.15m/s；在以上高度测得的最大风速不大于1m/s。
且任意两点间的温差不超过3K，客室内实际温度的变化允许偏离设定值的最大偏差为1K。
并向买方提供有关资料。
5.1.1.4空调系统的控制
∙应在司机室提供司机可操作的整列车空调目标温度的集中设定、制冷和制热开/关功能、整列车空调系统接通/切除功能；
∙通过整车网络控制温度，司机可以在显示器上调节温度设定值，调节操作应在列车控制单元内记录（至少包括操作时间、温度设定值、强风功能等），并可通过用户软件读取。
同时可通过司机室内的整列车空调接通/断开按钮（非显示器）启动或断开整列车的空调系统；
∙在客室电气柜中设有本车空调控制开关（可以实施测试、自动、关闭，及温度设定值的调节功能）；
∙如果单节车或整列车的网络故障，该节车的空调机组将根据故障前的工作模式继续工作；
∙本车空调控制开关仅在自动模式下空调系统受司机室总控控制（包括整列车空调接通/断开按钮和司机室显示器上的操作）。
除此之外，空调系统可通过电气柜内本车空调控制开关使其按设定模式工作；
●客室空调系统的控制可根据温度传感器自动工作，每个空调机组至少有5个温度传感器（即每节车至少有10个温度传感器），分别为新风、送风、回风、客室温度传感器。
每节车至少设有2个湿度传感器。
在任何工作模式下，空调机组控制基于本车的温度传感器工作；
●在司机室显示器上应显示每节车的客室温度；
●客室空调具有能耗记录功能。
●列车控制系统应能连续记录每节车的新风、送风、回风、湿度目标温度等（每一个温度传感器的温度值都需作记录）。
温度记录功能具有连续记录、保存和读取功能。
存储量至少能满足连续记录一周的温度信息，该功能独立于列车控制系统的事件记录仪。
卖方在设计阶段提供具体方案。
5.1.2司机室空调与通风
司机室应设独立空调系统，由司机独立控制。
制冷特性:
运行状态车外温度车内温度
正常运行35℃70%RH27℃63%RH（1个人）
制冷能力不低于4.5KW，并满足上述规定的要求。
卖方应兼顾司机室和客室的风量要求，提高空调机组的风量。
送风方向及风量、设定温度应是可调节的，并可完全关闭。
要求在冬季环境温度-5°C时内部温度不低于14°C，制热量至少2kW。
5.1.3新风
新鲜空气的进风口端应安装滤网，并防止水、雪等侵入客室和司机室。
空调系统需设置新风调节装置可根据车辆载荷控制调节新风量的大小（至少4档），并在司机室显示器上显示新风门位置。
网络故障、新风门控制系统故障时，新风门必须位于全开启状态，且故障信息存储在空调控制单元内。
5.1.4回风
客室内的一部分空气作为返回空气，应在蒸发器前与新鲜空气混合,并防止未处理过的空气返回客室，客室回风口不允许设在中央天花板上，客室回风宜通过客室侧墙门区回送，以避免客室回风口和送风口形成空气短路。
卖方在设计阶段提供详细的车辆客室内的气流组织方案，具体方案设计阶段讨论。
紧急通风时回风门完全关闭，新风门完全打开。
回风门控制采用电动控制方式。
5.1.5排出废气
合理设计客室内排废气口的位置，确保良好的空气循环。
5.1.6紧急通风
在整列车辅助逆变器故障的情况下，空调机组的应急逆变器启动进行紧急通风，将新鲜空气送入客室和司机室。
45分钟内客室的紧急通风量应不少于3,100立方米/小时，均为经充分过滤的新鲜空气。
当空调设备正常供电恢复后，系统将自动切换到正常运行工况。
5.1.7互换性
所有客室单元式空调机组及机组内相同零部件都应具有互换性，设计布置位置应合理、安全、可靠，便于安装和维修。
所有司机室单元式空调机组及机组内相同零部件都应具有互换性，设计布置位置应合理、安全、可靠，便于安装和维修。
同一节车辆上的2台空调机组总成应具有互换性。
5.1.8空调性能要求
制冷特性:
运行状态车外温度车内温度
正常运行35℃70%RH27℃63%RH（AW2）
太阳热负荷为840cal/sec
每台空调机组的制冷能力不低于38KW，并满足上述规定的要求。
空调机组应在以下条件下正常工作，但允许制冷量有所下降：
车外环境温度大于50℃。
空调机组的停机温度（即：
车外环境温度）不低于55℃。
卖方须在设计阶段中明确具体的数值。
太阳热负荷为840cal/sec。
5.1.9客室采暖要求：
客室空调机组制热采用成熟可靠的热泵技术。
列车在环境温度－5℃、AW0工况及2100m3/h新风的条件下，客室内温度应达到13℃。
能耗指标客室空调具有能耗记录功能。
5.1.10空调机组在额定制冷工况下的能效比不低于2.4；制热工况下的能效比不低于2.2，卖方需在卖文件中提供具体计算报告。
5.2司机室空调
5.2.1司机室内制冷特性见第5.1.2条。
5.2.2司机室内的风量可分级调节，最低一级的风量应不小于200m3/h。
5.2.3司机室温度可以在司机室显示器上进行显示。
5.2.4要求在冬季环境温度-5°C时内部温度不低于14°C。
5.2.5司机室驾驶员座位处设有足部取暖器。
5.2.6加热器应设过热保护装置。
5.2.7应设有接地和短路的保护电路。
5.2.8在任何情况下，无冷凝水和雨水吹入司机室。
5.2.9在列车停止时，驾驶室内连续等效噪音声值水平不超过65dB（A）。
5.3客室空调
5.3.1总则
5.3.1.1每节车总风量不少于7500立方米/小时。
5.3.1.2每节车新鲜风量不低于2100立方米/小时。
5.3.1.3车内含尘量不大于0.5毫克/立方米，过滤装置性能根据DINEN779标准，且必须采用大于G3等级级的过滤网材料，过滤网材料应可重复使用、易洗涤，且安装方便、能互换，滤网的洗涤周期不得低于1个月。
5.3.1.4采用R407C或环保型非氟里昂的制冷剂,制冷回路有良好的密封，卖方应保证所有空调机组5年内无需添加制冷剂。
5.3.1.5在空调系统运行时，不得有冷凝水进入客室。
5.3.1.6卖方应提供空调的制冷、采暖设计计算文件、空调系统工作原理图、空调系统电气原理图、平面布置图、空调机组3维模型（stp格式）。
5.3.1.7车顶设有独立的冷凝水排水管，其布置应合理，并在列车30年的使用期内安全、可靠。
5.3.1.8空调机组罩盖为铰接翻盖式（侧向开启），并具有良好的定位装置，且全部采用的方孔钥匙锁（方孔锁技术要求见附录3.1-2-1）便于检修，盖板设置二级锁钩保护装置。
5.3.1.9在车顶安装空调机组周边需设有踩踏区域，便于维修工作的开展。
5.3.1.10为便于维修，空调机组盖板应能承受两个重量为90kg的维修人员在其上站立或行走，而不产生永久变形，受限制的区域（如冷凝风扇护栅）除外。
5.3.1.11在空调机组设计时，须考虑机组拆装作业的方便性，如与车体连接的电气接插件等必须安装在车顶。
卖方将在设计阶段提交方案由买方确认。
5.3.1.12空调机组内部的电线、电缆需加装护套。
5.3.1.13客室空调设置强风功能，以增加超载情况下乘客的舒适度，风量大于5.3.1.1规定的AW2工况要求。
该功能可以由空调控制系统根据负载自动激活，也可通过空调本机的开关手动关闭\持续强风。
该功能也可由司机通过司机显示器远程操作。
根据负载自动激活的负载门槛值可由用户通过用户软件设定。
具体实现方法在设计阶段确定。
5.3.2车顶单元式空调机组
5.3.2.1空调机组机座和外壳由不锈钢或铝合金制造，且机壳表面可踩踏区域进行防滑处理。
机组各紧固件螺栓、螺母、垫圈等均采用不锈钢材料。
5.3.2.2每台空调机组应采用2套以上的制冷回路。
空调机组由微机控制，控制功能包括温度控制、低压保护、高压保护、常规控制，等等。
5.3.2.3压缩机
●压缩机应采用技术成熟的、性能可靠的，高效率、低能耗和低噪音全封闭旋转式压缩机。
卖方将在设计阶段提交详细的技术参数、寿命和平均无故障工作时间；
●压缩机电机采用3相AC380V的变频交流电机，具有高、低压保护、卸载、缺相保护、热保护、相序检测、漏电检测等装置；
●压缩机使用的工作寿命12年；
●为便于维修工作的开展，在压缩机吸气管和排气管管路中应设有阀门与工艺接口。
压缩机在使用寿命期间无需补油,在选型时尽可能采用带有窥油镜的压缩机；
●变频压缩机所使用的变频器必须为成熟、可靠产品，使用寿命大于30年，卖方应在设计阶段提供变频器品牌、相关测试报告供买方确认。
5.3.2.4蒸发器箱
●采用铜管铝合金翅片或铜管铜翅片，结构设计便于采用压缩空气和高压水进行清洗，使用寿命18年；
●蒸发器箱设计时应考虑冷凝水的排放和防止翅片的变形；
●采用电子膨胀阀。
5.3.2.5通风机
●通风机电机应高效率、低能耗和低噪音，通风机电机使用寿命不低于15年，电机轴承更换周期不低于5年。
卖方应设计阶段向买方提供详细的技术资料和使用寿命；
●通风机电机为3相AC380V50Hz的交流电机，具有过载保护、短路保护、缺相保护、过热保护，并适应高湿度环境下工作；
●若采用变频风机，则变频器风机所使用的变频器必须为成熟、可靠产品，使用寿命大于30年，卖方应在设计阶段提供变频器品牌、相关测试报告供买方确认。
●合理设置空气压力测量接口，便于在空调机组维护保养时，接上压力测试仪显示通风机工作时混合风滤网进、出风口的空气压力差。
5.3.2.6冷凝器箱
●冷凝电机使用寿命不低于15年，电机轴承更换周期不低于6年。
卖方应在相关技术文件中向买方提供冷凝电机详细的技术资料和使用寿命；
●冷凝器电机为3相AC380V50Hz的交流电机，具有过载保护、短路保护、缺相保护、过热保护、漏电检测；
●冷凝器采用铜管铝合金翅片或铜管铜翅片，结构设计便于采用压缩空气和高压水进行清洗，使用寿命不低于18年；
●在制冷回路中应设置干燥过滤器，干燥过滤器安装位置应便于更换，所有设计符合有关标准；
●合理设置制冷回路中的压力测量接口；
●制冷系统设有一个低压开关和两级高压开关。
低压开关和第一级高压保护开关能自动恢复，第二级高压保护开关需要手动恢复。
5.3.2.7风道和隔热材料
●主风道材料应采用铝合金板材，外部设有隔热保温层，保温层具有较高保温性能和防水汽渗透能力。
风道设计合理，整车贯通，空调机组底部也布置有送风风道，整车没有送风死角，风道内部便于清洁。
隔热材料必须严格选用阻燃、无机物材料，不影响人体健康。
风道设计应保证车厢天花板结构刚度，并满足相关标准。
在一台空调机单元发生故障的情况下，应防止风道冷凝水的形成；
●隔热材料、黏结剂必须是抗菌的、对人体无害的，且具有导热系数低、湿阻因子高、防火性能好等优点，满足长期使用的要求；
●低温管路的隔热材料必须固定良好、防水、耐腐蚀，并有足够的机械强度；
●风道应采用独立的封闭结构风道，寿命不低于30年；
●卖方需在设计阶段提交风道送分均匀性仿真计算报告。
5.3.2.8液管管路中应设有带湿度指示的视液镜。
5.3.2.9空调机组制冷剂泄漏量符合有关国际标准的规定。
5.3.2.10每台空调机组在工作时，其最大噪声不得超过相关国际标准。
5.3.2.11空调机组对地绝缘电阻应符合标准。
5.3.3供电要求:
5.3.3.1客室空调机组和通风系统的动力电源,采用3相380VAC50Hz。
5.3.3.2客室空调机组和通风系统的计算机控制电源，采用110VDC。
5.3.3.3司机室空调机组和通风系统的动力电源电压，采用3相380VAC50Hz电源。
5.3.3.4辅助逆变器故障时，空调系统的工作模式见第7章相关内容。
5.4空调系统控制
每台空调机组由微机控制，控制功能包括温度控制、低压保护、高压保护、常规控制，等等。
5.4.1集中控制
除在客室电气柜中应设本车空调开关和指示灯外，还应在司机室提供司机可操作的整列车空调目标温度的集中设定、制冷和制热开/关功能、整列车空调系统接通/切除功能。
空调目标温度的集中设定应分为固定温度设计（至少五档）和温度偏差设定（－2K、－1K、0K、＋1K、＋2K）：
●自动调节（车辆空调的模式开关需在自动位时，每节车辆的空调单元根据本车空调温度传感器自动工作）；
●关闭模式（没有通风，没有空调）；
●人工设定温度，温度设定应分为固定温度：
具体数值设计阶段确定和温度偏差设定：
－2K、－1K、0K、＋1K、＋2K；
●空调系统应避免制冷与制热交替工作的发生，制冷工况建议允许工作的起始点为环境温度超过16℃；制热工况建议允许工作的起始点为环境温度低于8℃。
当客室内部温度达到13℃，制热停止。
卖方在设计阶段对此提交详细的控制方案。
5.4.2本车控制
在客室电气柜中应设本车空调开关和指示灯。
空调开关包括：
自动-关闭-测试-人工设定温度-制热-强风。
在“自动”时，客室空调系统受司机室集中控制。
集中控制设定在“自动调节”位时，则根据本车温度传感器自动工作。
“测试”是为空调集中控制故障模式下工作、空调机组维修、调试而设，其使用方法卖方应在空调系统维修手册中详细介绍。
5.4.3温度曲线的设置规定
“0K”温度设定档应遵循UIC553的温度曲线标准。
车内设定温度应根据外界环境温度的变化而自动调整，客室设定温度与外界环境温度关系的设计方案详细说明如下：
使用温度传感器来探测客室温度（Ti）和外部温度（Te）。
控制单元根据外部温度（Te）自动计算设定温度值（Tic）,然后比较Ti和Tic以实现相应的工作状态,如通风,半冷,全冷等设定温度根据以下公式计算:
-Tic=22℃（如果Te<19℃）
-Tic=22℃+0.25（Te-19℃）.（如果Te19℃）.
-该公式基于UIC553，公式中的常数（如：
22、0.25、19）须在设计阶段由买、卖双方讨论后决定。
同时上述常数买方可在用户软件中进行调整。
＋1K、＋2K、－2K、－1K的温度设定模式基于公式规定的温度曲线上、下整体偏移。
制冷工况模式下，空调控制单元根据温度设定点和室内温度的不同将采取不同的工作模式。
例如：
如果设定点温度是23℃（X）
●当客室内温度低于22℃（X-1）时，仅有通风；
●当客室内温度高于22.5℃（X-0.5）时，机组按弱冷工况进行工作；
●当客室内温度达到23℃（X）时，机组按半冷工况进行工作；
●当客室内温度高于24℃（X+1）时，机组按全冷工况工作。
5.4.4维修要求
●控制单元具有故障诊断和信息储存功能，故障检测到最小可诊断部件。
故障信息至少包括：
故障代码、产生原因，产生与消失的时间和故障检查、维修建议；
●用户可以使用PTU（手提式测试单元）通过车辆以太网或空调控制单元以太网接口与控制单元通信，能用PTU完成对空调机组和部件的功能测试。
试验结果的所有输入和输出信号能用PTU读出；
●控制单元有与列车网络进行通信的功能。
控制单元将故障和温度状态信号通过网络传送至司机室的诊断显示器，温度状态、主要故障可直接显示。
主要故障信息储存在该控制单元并可在列车故障存储单元（见第12章）中读取。
空调控制单元至少可以存储一个月的详细故障信息；
●维修人员可以使用PTU下载储存在空调控制单元中的故障信息。
重新设定参数由PTU完成；
●控制单元可记录各压缩机、风机等部件的工作时间，并尽量使其工作时数均匀。
5.4.5紧急通风的控制
5.4.6.1在DC1500V电源中断或其他情况导致空调机组交流电源中断的情况下，列车将自动提供45分钟的紧急通风时间。
当空调机组交流电源恢复正常时，系统自动转入正常工作状态。
5.4.6.2由车载蓄电池提供DC110V，并经紧急逆变器（DC/AC）逆变输出3相交流电源，用于驱动每节车上的空调系统中的通风电机和司机室的风扇电机。
紧急逆变设备不应安装在车顶区域。
5.5增压要求
所有车门关闭且空调机组正常工作，客室内的空气压力为30到50Pa。
5.6试验
5.6.1型式试验
单元式空调机组和采暖系统应通过试验验证满足上述技术要求。
5.6.1.1试验范围
至少通过下列试验来证明单元式空调机组和采暖满足上述技术要求：
●名义制冷量和输入功率；
●在最大负荷工况下的制冷量和输入功率；
●在极端工况下正常运转试验；
●凝露工况（包括正常通风和强风工况）；
●测量通风机的风量和风压（包括正常通风和强风工况）；
●测量冷凝风扇风量；
●测量噪声等级；
●冲击和震动试验；
●单元式空调机组装车后应进行水密性试验；
●采暖的试验。
5.6.1.2起动试验
低电压启动试验和启动顺序试验。
5.6.1.3运转试验
按正确步骤的运转试验。
5.6.1.4保护试验
●低压开关控制；
●高压开关控制；
●高压安全开关控制；
5.6.1.5绝缘和介电强度试验
应做绝缘和介电强度试验（对地电阻大于2MΩ,电压500V）。
5.6.1.6紧急通风试验
紧急通风的运转试验，测量风量和风压，风速。
5.6.1.7新风门调节装置功能试验。
5.6.1.8试验报告
提供上述试验的报告和计算结果。
试验报告至少应包括以下内容：
数据采集规范、计算公式、试验设备、试验标准、试验结果等。
5.6.2例行试验
空调机组、采暖单元做以下例行试验:
●检查主要尺寸；
●充氮检漏试验；
●电器元件的绝缘试验；
●真空密封性试验；
●干燥器和过滤器的检查；
●电子检漏；
●冷凝风机总成动平衡试验。
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