城市轨道交通车辆构造单元8 空调系统
城市轨道交通设备系统_第八章__通风空调系统
§8.1 通风空调系统的制式
3)屏蔽门系统
屏蔽门安装在站台边缘，是一道修建 在站台边沿的带门的透明屏障，将站台公 共区与隧道轨行区完全屏蔽，屏蔽门上各
扇门上活动门之间的间隔距离与列车上的
§8.1 通风空调系统的制式
4)各系统应用的效果评价
屏蔽门系统优点是由于屏蔽门的存在创造了一道安全屏障，可防 止乘客无意或有意跌入轨道；屏蔽门可隔断列车噪声对站台的影响； 此外同等规模的车站加装屏蔽门系统的冷量约为未加装屏蔽门系统冷 量2/5左右，相应的环控机房面积可减少1/3左右，这样年运行费用仅 是闭式系统的一半。但是安装屏蔽门需要较大投资，并随之增加了屏 蔽门的维修保养工作量和费用，且屏蔽门的存在将影响站台层车行道 壁面广告效应，站台有狭窄感，对于侧式站台这种感觉尤甚。 闭式系统的优点是车站和区间隧道内设计温度和气流速度在不同 工况条件下符合设计要求，环控工况转换简明，站台视野开阔，广告 效应良好，但其相对屏蔽门系统带来冷量大、所需环控机房面积大、 耗能高，此外站台层环境受到列车噪声影响。 只采用通风的开式系统主要应用在我国的北方，在我国夏热冬冷 和夏热冬暖地区是不适合采用的。闭式系统和屏蔽门系统在夏热冬冷 和夏热冬暖地区应用较多，偶尔也有大表冷器闭式系统的出现。
§8.1 通风空调系统的制式
城市轨道交通通风空调系统制式优缺点对比如表8-1所示。
表8-1 城市轨道交通空调形态优缺点对比
制式 开式系统 描述 优点 缺点 标准低，无法有效控制站内 环境、组织防排烟 应用范围 欧美北部地 区的老线，我 国北京1号线、 2号线
活塞作用或机械通风， 系统简单，设备少，控 通过风亭使地下空间与 制简单，运行能耗低 外界通风换气 设隧道通风设施，隧 道通风系统的运行方式 根据室外气候的变化， 通过风阀控制可采用开 式和闭式运行；车站空 气与隧道相通 活塞效应将车站的空气 引入区间隧道内降低温度 作用；区间隧道内的空气 温度较同样运行条件下的 屏蔽门系统低；站台视野 开阔，广告效应好
城市轨道交通车辆空调系统常见故障分析及措施
—162—故障维修城市轨道交通车辆空调系统常见故障分析及措施廖 强 刘 榕（长沙市轨道交通集团运营有限公司，湖南 长沙 410000）摘 要：随着城市的发展，科技的进步，人们生活水平的不断提高，对生活的要求也越来越高，尤其在出行方面更加注重舒适性，所以人们更多的是选择绿色、舒适、便捷的城市轨道交通车辆。
空调系统是城市轨道交通车辆中的重要组成部分，为确保人们出行拥有一个舒适的环境，提高空调系统的技术要求则十分重要。
关键词：城市轨道交通车辆空调系统；常见故障分析；解决措施1. 简介空调系统由空调机组及控制系统、司机室通风单元、送风道、回风道以及废排装置组成。
每个客室安装有2台空调机组，位于整个客室的1/4和3/4位置。
长沙地铁4号线车辆空调系统采用节能型变频空调，全列车各空调机组在车辆运行时由司机集中控制，在维修时可由维修人员单独控制。
现结合长沙地铁4号线车辆空调系统实际情况对常见故障进行如下分析并制定解决措施。
2. 空调系统常见故障分析和解决措施2.1空调机组压缩机低压保护故障故障描述：2019 年 3 月 1 日，长沙地铁4号线 10B 车报空调机组 1 压缩机 1 低压保护故障，现场使用电脑PTU 软件查看，空调机组1压缩机 1 高低压系统压力均为 0，判断为系统泄漏。
登顶检查，向系统内充入制冷剂发现空调蒸发器端部有泄漏点，漏点位置为蒸发器直管与端板连接处。
原因分析：检查发现故障件胀管对接的焊后状态：不直、稍有歪斜，是因为胀口左侧翻边高且铆接有一个螺母（如图），影响了胀口工具的插入，使得个别胀口不均匀，局部管壁会偏薄。
本次泄漏问题产生的原因为个别蒸发器第一根直管胀口不均匀，导致局部管壁偏薄，在主管路焊接不平调整时，个别调整用力过大，导致蒸发器第一根直管胀口处产生裂纹，后经震动颠簸，裂纹开裂，导致泄漏。
解决措施：已设计并制作新的胀管工具加长胀头，保证后续每个胀口保持均匀；调整三通处与主管路焊口的焊接顺序，先焊接三通处的焊口保证与弯管平齐，再焊接主管路两端的焊口，避免焊后再对管路进行调整。
城市轨道交通车辆及操作单元8采暖和空调系统
城市轨道交通车辆及操作单元8采暖和空调系统随着城市轨道交通的不断发展，为了满足乘客的舒适需求，轨道交通车辆上的采暖和空调系统也得到了越来越多的关注和研究。
在车辆运营中，采暖和空调系统的作用不仅仅是提供舒适的温度和空气质量，还能保证车辆关键设备的正常运行和乘客安全。
本文将介绍城市轨道交通车辆及操作单元的采暖和空调系统设计及运行原理。
首先，采暖系统是保证车辆内部温度适宜的关键部分。
由于城市轨道交通车辆长时间行驶在地下隧道内，车辆外部环境温度的变化对车厢内部温度的影响较大。
在冬季，地下隧道内温度较低，为了保持乘客的舒适度，车辆内部需要提供恒定的温度。
此时，采暖系统通过热交换器将冷却剂加热，并通过通风系统将热空气吹入车厢内部，保持温度在合适的范围内。
而在夏季，地下隧道内温度较高，车辆内部则需要进行降温。
采暖系统可以通过制冷剂对车厢内空气进行降温，保证乘客在夏季的舒适度。
其次，空调系统是保证车内空气质量和乘客舒适度的重要部分。
由于地下隧道环境封闭，车辆内部空气流通较差，容易产生异味和污染物。
而乘坐轨道交通的乘客往往需要在车辆内停留较长时间，对空气质量的要求比较高。
因此，空调系统需要具备良好的空气过滤和净化能力，保证车辆内部空气清新。
此外，空调系统还需根据车辆载客量和外部环境温度进行自适应调节，保持车内温度的恒定。
为了实现这些功能，车辆及操作单元的采暖和空调系统通常由以下主要组成部分构成：1.空调主机：负责处理外部环境空气，通过制冷剂进行空气温度调节。
2.通风系统：通过送风和排风装置，实现车厢内的空气流通。
3.热交换器：通过传导和对流的方式，将热量从制冷剂传递给车厢内的空气，实现温度调节。
4.气流调节装置：用于调节送风和排风通风量，保证室内空气流通畅通。
5.控制系统：根据外部环境温度和车厢内部温度，对空调系统进行智能化调节，保持恒温效果。
在运行过程中，车辆及操作单元的采暖和空调系统需要注意以下几个问题：1.能耗控制：为了减少能耗，采暖和空调系统需要在保证乘客舒适度的前提下进行合理调节。
城市轨道交通车辆空调系统
城市轨道交通车辆空调系统摘要：我国城市轨道交通车辆空调发展主要经历了定速空调、变频空调、智能化变频空调几个主要阶段，不同阶段代表着城市轨道交通车辆空调系统技术的提升与发展。
利用大数据技术、监测及分析技术、大容量车－地传输技术等为用户提供关键零部件的健康评估、故障状态预警预测、关键故障精确定位、检修建议策略高效推送、备品备件库存智能建议及更换提醒、列车健康状态及全面监控，提高车辆安全性和检修效率、降低维修成本，满足动车组全生命周期管理需求，实现列车服役性能由阈值管理向状态管理的提升。
关键词：轨道交通车辆；智能控制；空调系统；故障诊断１空调系统结构及原理动车组的每节车厢配置独立的空调系统。
空调系统具备如下功能：供应新风与排放废气、采暖和制冷、气流的输送和分配、新风过滤或与回风混合后过滤、应急通风、调节和控制等。
客室内设废排风道，废气通过废排单元排出车外。
卫生间内的废气不得参与回风。
采暖方式采用电加热装置。
强制对流电加热装置设有可恢复和不可恢复两级超温保护。
动车组每节车厢均设置应急通风功能。
应急通风设备由车载蓄电池供电。
应急通风量不得少于１０ｍ３／（ｈ·人），时间不小于９０ｍｉｎ。
新风口应设在无污染气体区，新风或混合过滤网便于清洁。
客室内回风口和废排风口的设置保证车内气流和温度分布的均匀性，不受客室门打开或关闭的影响。
空调系统每车设置一台车顶单元式空调机组、一套风道系统，车下设置一台废排装置，车内设置一台空调控制柜，头车设置一台分体式司机室空调。
空调系统制冷、制热时，由回风道吸入车厢内空气，与新风混合，通过空调过滤器，与热交换器或电加热器进行热交换，形成冷、热风送入客室，用于调节客室内的空气温度、湿度、气流速度、空气清洁度，保证客室内舒适度。
在此基础上，结合高速动车组技术发展方向，本研究通过对列车状态、运行环境信息广泛感知、融合处理，在智能行车、智能运维和智能服务等方面提升智能化水平，对系统进行优化提升。
城市轨道交通车辆及操作单元8 采暖和空调系统
城市轨道交通车辆及操作
当有采暖时，在人们乘车不能脱下外衣情况下，车内温度过高，乘员会产生闷 热感甚至会出汗，造成人体不舒适。故而冬季乘坐城轨车辆的生理及心理舒适度要 求不如夏季乘车迫切，只要在车内温度高于外界温度情况下，就会获得舒适感，而 且乘员很快会下车走入户外，所以冬季车内舒适情况也比较特殊。
单元8 采暖和空调系 统
城市轨道交通车辆及操作
此外，由于螺杆压缩机在结构上不存在像活塞式压缩机那样的吸排气阀和余 隙容积，因此即使有少量的液体被吸入也不会发生“液击”现象。
单元8 采暖和空调系 统
3、空机组制冷原理
1—压缩机总成；2—冷凝器； 3—角阀；4—维修阀； 5—过滤干燥器；6—带湿度指示器的视镜； 7—电磁阀；8—膨胀阀； 9—分配器；10—蒸发器； 11—低压开关；12—高压开关； 13—安全开关；14—调压开关； 15—通风机；16—冷凝器风扇； 17—储液器；18—视液镜
单元8 采暖和空调系 统
城市轨道交通车辆及操作
在乘客乘坐城轨车辆过程中，乘客基本处于典型的过渡过程中。夏季，人们从户外进 入地铁车站，随即进入车内，生理及心理的舒适要求为能够快速将身体表面热量带走以便 获得舒适感；但在实际乘车过程中，往往乘客在没有到达稳定状态或刚刚获得了凉爽感觉 时就已到站下车了。冬季里，人们穿着较厚的户外冬装,，皮肤表面温度低，即使在乘坐没 有采暖的普通车辆情况下，群集度较高时人们也会获得温暖感觉。
送风经连接风道分为左、右两路，再经软风道进入主风道。主风道分前、中、 后共6段贯通全车。主风道材质为2mm铝板，外贴lO mm厚隔热吸音材料，通过法 兰相互连接(上、下为插接，左、右为螺栓连接)。
单元8 采暖和空调系 统
城市轨道交通车站机电设备
第一节
通风空调系统
第二节
第三节
给排水系统
电梯系统
第四节 屏蔽门 第五节 自动售检票系统
屏蔽门系统
• 分类
–全高式屏蔽门
• 密闭式
• 非密闭式
–半高式屏蔽门
城市轨道交通设备
屏蔽门系统
• 作用
–（1）安全角度 –（2）环境角度
城市轨道交通设备
屏蔽门系统
• 构成
– 固定门 – 滑动门 – 应急门 – 端门
–（2）用手指按动红色紧急停止按钮，凸起状态变成塌 陷状态
–（3）事故处理完后，用手指按动红色按钮周围，使其 中部恢复正常状态，以解除紧急停止，以便再次开启 扶梯
楼梯升降机
楼梯升降机
• 楼梯升降机是一种较新颖的设备，属于电梯的一 个分支。安装在车站站台到站厅和地面到站厅步 行楼梯一侧，提供给坐轮椅的乘客上下楼梯使用， 弥补了车站现有直梯不能到达地面的不足。
• 排水系统包括污水系统、废水系统和雨水系统。
• 消防水系统满足消火栓用水及自动灭火系统用水。
城市轨道交通设备
第8章 车站机电设备
第一节
通风空调系统
第二节
给排水系统
第三节 电梯系统 第四节 第五节 屏蔽门 自动售检票系统
电梯系统
• 垂直电梯
• 自动扶梯 • 楼梯升降机 • 自动步道
城市轨道交通设备
城市轨道交通设备
屏蔽门系统
• 操作
– 系统级 – 站台级 – 就地级 – 手动操作
– 应急操作
城市轨道交通设备
关门
自动
开门
隔离
2007年7月15日下午，上海轨道交通一号线上海体育 馆站下行（往莘庄方向）站台上，一名青年男性乘客在 上车时被夹在屏蔽门和已开动的列车之间，跌入隧道当 场死亡。
城轨交通车辆空调系统—城轨车辆空调附属设备
四、加热器
(2)司机室电热器。为提高司机室冬季采暖的舒适性，在司机室 设带风机的强迫通风电热装置。司机室电热装置的每个电热器内设 一台小型贯流风机、两支电热管。司机室电热装置安装在司机台下。 司机室电热装置内风机与电加热器设置连锁，风机启动后电热装置 投入运行，电热装置设热继电器进行超温保护，当由于风机故障等 原因使电热器温度超过设定值时，自动停止工作。由司机手动操作， 设半暖、全暖位。
思考练习
1.简述空调系统制冷原理。 2.制冷循环有哪四个过程？ 3.简述城轨交通车辆空调系统的构成。 4.空调机组的四大件是什么？各起什么作用？ 5.城轨交通车辆空调装置除空调机组以外，还有哪些主要设备？各属于哪个系 统？ 6.城轨交通车辆采暖方式有哪些？通常采用什么方式？
结束 项目六
一、司机室送风单元
如
图
6-10
图6-10所示为司机室可调式 送风口，司机室的风量、风向由 司机根据需要通过可调式送空调装置中的幅流风机是安装在地铁列车、 轻轨列车天棚上与钢结构连接的通风换气装置。城轨交 通车辆一般采用幅流风机以扰动客室内空气，促进空气 对流，减小客室内温度差，为乘客提供舒适的服务。
四、加热器
（2）由于司机长时间在司机室工作，同时穿的衣服比乘客要少， 所以司机室的温度要比客室的温度稍高才能满足司机的舒适性要求。 除了采用司机室送风单元为司机室送入热风外，还在司机室中设置 电热器，以满足司机室舒适性要求。
（3）通过合理的控制系统来满足冬季客室和司机室舒适性要求。 采暖控制将客室电热、司机室电热以及新风阀的开度视为一个系统， 综合考虑，为乘客和司机提供一个良好的乘车环境。
6—橡胶梅花套； 7—轴承座； 8—电机罩； 9—集风蜗型板
三、风道与废排装置
城市轨道交通通风与空调系统ppt课件
车门距相对应．看上去就像是一排电梯的
门，如图8-2所示。列车到站时，列车车门
正好对着屏蔽门上的活动门，乘客可自由
上下列车，关上屏蔽门后，所形成的一道
隔墙可有效阻止隧道内热流、气压波动和
图8-2 屏蔽门系统
灰尘等进入车站，有效地减少了空调负荷，为车站创造了较为舒适的环境。另外屏蔽门系统的设置 可以有效防止乘客有意或无意跌入轨道，减小噪声及活塞风对站台候车乘客的影响，改善了乘客候
单元五 城市轨道交通通风与 空调系统
1
课题一 通风空调系统概述
城市轨道交通通风空调系统（又称轨道交通环控系统）是指在车站站 厅、站台、隧道、设备及管理用房等处所的环境进行空气处理的系统
功能：调节指定区域内的空气温度、湿度、并控制二氧化碳、粉尘等 有坏物质的浓度，为了向乘客及工作人员提供一个良好的周围空气环 境，并保证重要设备的正常运行。特殊情况下，排烟的作用。
19
城市轨道交通通风空调系统
小系统 地铁车站小系统由空调新风机、小型组合空调机、
回排风机及一系列的风阀组成。 小系统设备一般全年不间断运行，运行模式由
BAS系统根据设定的判断条件自动执行。
20
城市轨道交通通风空调系统
车站水系统 鼓楼站和东门口站水系统采用集中式供冷，冷站设于鼓楼站，其余地下车站
出于通风空调的自动控制和设备管理的需求，将城市轨道交通的采暖、 空调、通风与制冷设备的自动化控制，通过集成系统BAS进行远程控 制监视与控制，分为3及
1.中央监控（控制中心），对全线隧道通风系统进行监视，对隧道的温度 湿度进行监视，对车站的设备进行监视
2.车站监控，对本站的范围内的隧道通风系统的设备进行监视，对本站内 的温湿度进行监视，对车站内大系统，小系统，水系统进行监控
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使车厢内空气的温度、相对湿度、流动速度及 清洁度满足乘客舒适的乘车要求
是体现地铁运营服务意识的重要“人员”
课题一 城市轨道交通空调系统的设计要求
随着各城市轨道交通建设的不断发展，对城轨车辆空调系统的要求也 越来越高。目前，欧洲已结合城轨车辆的特点，在UIC553 标准的基础上 编制了针对城轨、轻轨车辆空调设计要求的标准；而我国则尚未制定相 关标准。国铁干线铁路车辆空调系统经过长期的发展，在设计和运用上 积累了丰富的经验，为城轨车辆空调提供了宝贵的资料，但城轨车辆空 调与国铁干线空调在运用条件和舒适性要求等方面有所不同，结合北京、 上海、广州等城市轨道交通车辆的特点，可分析出城轨车辆空调设计中 应注意的问题。
四、空调系统的调节及控制
紧急通风模式 无论空调控制柜内的集控、本控选择开关处于什么位置，只
要空调控制器检测到AC380V失电，空调通风和采暖系统工作电源 电路中过流保护断路器闭合而电压检测模块触点断开，在12s的 时间内检测到“半载模式准备命令”为0，空调系统就进入紧急 通风。紧急通风时回风口关闭。
主风道 副风道
－ 车顶中间大的为主风道，与空调机组出风口相通 － 两侧为副风道，主副风道由隔板分开
二、通风系统
风道与风口
主孔
－ 副风道为静压风道，使气流稳定、均匀地送入客 室
二、通风系统
风道与风口
－ 回风道用来抽取室 内再循环空气的
－ 排风口用以排除车 内污浊空气
回风道
排风口
二、通风系统
说一说冷风从哪吹下来的？
二、通风系统
风道与风口
三、电暖
城市轨道交通车辆的采暖主要采用电热采暖，电热器由底板、 安装架、罩板及电热元件等组成，安装在座椅下面。
三、电暖
电热作为城轨车辆的采暖形式，由于结构简单，调 控方便、无污染、易布置而获得广泛应用。但考虑触电、 失火、烫伤等安全因素，电热装置必须严格执行其技术 条件及操作规范。
学习目标
• 1. 了解城市轨道交通车辆客室内空气参数的要求。 • 2. 了解城轨空调系统的设计要求。
一、车内空气参数设定
我的乘客到底喜欢 什么样温度、湿度、 流速和洁净度的空
气呢？
一、车内空气参数设定
程度 舒适
人体感到舒适的空气条件
夏季温度/℃
冬季温度/℃
相对湿 度/%
新鲜空 气流量 /(m3/h)
课题二 城市轨道交通空调系统的结构
通风系统 制冷系统 加湿系统 加热系统
学习目标
• 1. 掌握空调系统的结构组成。 • 2. 掌握空调制冷原理。 • 3. 了解制冷剂的特点及应用。
一、空调机组
车外空调系统布置
一、空调机组
1—冷凝器风机；2—冷凝器；3—全封闭压缩机；4—新风口；5—回风口； 6—送风机；7—电加热器；8—送风口；9—蒸发器
四、空调系统的调节及控制
每辆车的空调控制柜内均设置有集控、本控选择开关。列车 正常运行时，选择集控模式，此时整列车所有车辆的空调通风和 采暖系统工作状态接受激活司机室指令控制；列车在检修时选择 本控模式，车辆将接受本车空调控制柜内功能选择开关的控制， 此时空调控制器保持对列车监控系统的通信和状态更新。
四、空调系统的调节及控制
城轨车辆空调系统以自动控制为主，在自动控制部分发生故障 时，可采用手动调节装置。空调机组的工作由微机进行控制，通 过微机调节器可控制室温。空调系统中新风口、风道和客室座位 下均设有温度传感器，由温度传感器测得的温度值，传递到调节 器中进行处理。每节车有一台微机调节器，它控制两个空调单元， 可由司机室集中控制或每节车单独控制。
一、空调机组
压缩机
冷凝风机
一、空调机组
一、空调机组
冷凝器
毛细管（膨胀阀）
二、通风系统
室内再循环空气
制加加净 冷热湿化
舒适的空气 车 厢
外部新鲜空气
空调机组 （空气处理单元）
排出车外
主要由通风机、风道、风口组成
二、通风系统
通风机
－ 通风系统的动力装置 － 吸入车外新风和室内回风 － 给处理后的空气加压，通过主风道送入客室
一、空调机组
蒸气压缩式制 冷工作原理
一、空调机组
制冷剂
－ 要求 制冷剂的单位容积制冷量越大越好 制冷剂的粘度和比重要小，减小流动阻力 制冷剂能有一定的水溶性 制冷剂与润滑油的互溶性要好，便于对部件的润滑 化学性质稳定，对人体无毒、无刺激性气味
一、空调机组
制冷剂
－ R22是一种安全的制冷剂，渗透性非常强 － R134a不能与传统的矿物油共用，合成油对压缩
风速 /(m/s)
22～28
15～21
30～70
＞20
0～0.2
适应
27～43
0～15
15～30
8～20
0.2～0.4
有害
＞43
＜15，
＜0
＜8
＞0.4
＞70
一、车内空气参数设定
温度 湿
－ 温度和湿度两者要兼顾考虑 － 28度为人感觉舒适与不舒适的分界点 － 当温度在26.7℃以下时，湿度对人体影响不大。 － 当温度在28℃以上时，湿度对人体影响较明显。
二、城轨车辆空调系统的设计要求
1.良好的耐候性能。要求所有外部安装设备和车体均能适应各种气候条件， 比如风、雨、气温的改变。 2. 城轨车辆空调机组应达到小型轻量化、可靠性、阻燃性、水密性、可维 护性、噪声低等要求。 3. 要求空调控制装置自动化程度高、电磁兼容性好、可靠性高。 4. 经空调机组处理后的空气通过通风系统送入车内，要求保持车内送风均 匀、温度均匀，保持空气的新鲜程度（每人必须有20～25m3/h的新鲜空气 量），有紧急通风功能，紧急情况下，保证车厢内乘客所需的氧气量。
机有损害；吸水性较强，要求系统保持干燥； 容积制冷量较R22小，压缩机排量增大 － R407c属于合成的制冷剂，也不能与矿物油共用 但容积制冷量变化不大
一、空调机组
压缩机 推动制冷剂在系统中不断循环，是系统的心脏
－ 活塞式压缩机发展较早，技术成熟，应用广泛 － 近年来螺杆式制冷压缩机发展较快 － 螺杆式压缩机结构简单、效率高、振动小 － 上海地铁二号线的车辆使用螺杆式压缩机
二、通风系统
风道与风口
出风口 新风吸入口
空调机组 － 空调机的两侧一般为新风吸入口 － 空气经空调机组处理后通过前端的出风口排出
二、通风系统
风道与风口
出风口 新风吸入口
空调机组 － 车顶设有风道与空调机组的出风口相连 － 风道根据其作用分为主风道、副风道、回风道
排风道
二、通风系统
风道与风口