【摘要】本文介紹了地鐵車輛空調(diào)系統(tǒng)的主要組成及功能特性，重點說明了地鐵車輛空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和原理。
【關(guān)鍵詞】地鐵車輛 空調(diào)系統(tǒng)
隨著城市軌道交通的不斷發(fā)展，地鐵已經(jīng)成為人們?nèi)粘３鲂械氖走x交通工具。而地鐵車輛空調(diào)系統(tǒng)的作用就是使客室內(nèi)的溫度、相對濕度、空氣流動速度及潔凈度（主要指塵埃及二氧化碳含量）保持在規(guī)定的范圍內(nèi)，為乘客創(chuàng)造舒適的乘車環(huán)境。
1.通風系統(tǒng)
通風系統(tǒng)有機械強迫通風和自然通風兩種方式。機械強迫通風系統(tǒng)是車輛空調(diào)裝置中唯一不分季節(jié)而長期運轉(zhuǎn)的系統(tǒng)，因此它的質(zhì)量狀態(tài)直接影響到旅客的舒適性和空調(diào)裝置的經(jīng)濟性。一般地鐵車輛采用機械強迫通風方式，依靠送風機所造成的空氣壓力差，通過車內(nèi)送風道輸送經(jīng)過處理后的空氣，從而達到通風換氣的目的。
1.1送風機組
送風機組是通風系統(tǒng)的動力裝置，其作用是吸入車外新風和客室回風，并將處理后空氣加壓，通過主風道等送入客室。它通常由一臺雙向伸軸的雙速電機和兩臺離心式送風機組成。
1.2送風道、回風道、排風道
車頂?shù)亩_空調(diào)機組，通過與車體相連的兩個吸振消音的連接風道，將處理后的空氣送到車頂?shù)闹黠L道內(nèi)。送風道的作用是將經(jīng)過處理的空氣輸送到室內(nèi)。車輛的風道沿車輛方向分為3個，中間大的為主風道，兩側(cè)為副風道，主副風道由隔板分開，隔板上設(shè)有一系列調(diào)整風量的氣孔。主風道的空氣經(jīng)隔板氣孔進入副風道，使得兩側(cè)風道內(nèi)的氣流穩(wěn)定地送入客室中。司機室的送風量是通過在司機室增壓器從副風道中引入，氣流方向可以通過位于內(nèi)頂板上的送風導(dǎo)向器來調(diào)節(jié)，空氣可以直接吹到司機座位區(qū)。風道一般用鋁合金或玻璃鋼制成，在整個風道外表面均覆蓋足夠厚度的隔熱材料，以防止風道冷量損失和結(jié)霜。
回風道是用來抽取室內(nèi)再循環(huán)空氣的。進入回風風道的空氣，一部分通過設(shè)于車頂?shù)撵o壓排氣孔排至車外，另一部分進入空調(diào)機組與吸入的新風混合后，經(jīng)過冷卻、過濾由離心機將其送入主風道，這樣就在客室內(nèi)形成空氣循環(huán)，達到調(diào)節(jié)空氣溫度、濕度的目的。
排風道用以排除車內(nèi)污濁空氣，即排風口與車頂靜壓排風器間的通道。
1.3新風口、送風口、回風口及排氣口
新風口即車外新鮮空氣的吸入口。新風口一般裝有新風格柵以防止雜物及雨雪進入車內(nèi)，另外還設(shè)有新風過濾網(wǎng)和新風調(diào)節(jié)裝置。新風調(diào)節(jié)裝置由一個24V直流電機驅(qū)動新風調(diào)節(jié)門，調(diào)節(jié)進入客室的新鮮空氣量。送風口是用來向客室內(nèi)分配空氣的。送風口大多數(shù)裝有送風器及風量調(diào)節(jié)機構(gòu)，它不但使客室內(nèi)送風均勻、溫度均勻、達到氣流組織分布合理的效果，還可以根據(jù)需要來調(diào)節(jié)送風量的大小，送風口處一般也裝有送風濾網(wǎng)�；仫L口是室內(nèi)再循環(huán)空氣的吸入口。正常情況下，客室內(nèi)一部分空氣應(yīng)作為回風，回風與新風混合前是在客室中被充分循環(huán)過的。與新風混合過濾后，通過蒸發(fā)器入口進入，應(yīng)設(shè)置調(diào)節(jié)擋板，用于調(diào)節(jié)新風、回風的混合量。排風口是用來將客室內(nèi)廢氣和多余的空氣排出車外。從車內(nèi)的長椅下，經(jīng)過墻板后側(cè)導(dǎo)向車頂，由車頂靜壓排風器排出車外。
1.4緊急通風系統(tǒng)
在交流動力電源失效的情況下，空調(diào)系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)入緊急通風。緊急通風僅使用空調(diào)送風機，由蓄電池提供DC110V電源通過直流交流逆變器供給風機交流電源，該裝置提供45min緊急通風。緊急通風為全新風，此時回風閥門關(guān)閉，當交流動力電源恢復(fù)正常時，空調(diào)機組自動轉(zhuǎn)入正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)。
2.制冷系統(tǒng)
現(xiàn)代地鐵車輛都設(shè)有空調(diào)裝置，一般每車設(shè)有兩個集中式的空調(diào)單元，分別安裝在車頂?shù)膬啥恕榱耸管囕v的外形輪廓不超出車輛靜態(tài)限界，特在車頂兩端設(shè)計了兩個專用于安裝空調(diào)單元的凹坑，在安裝空調(diào)單元的機座上加裝橡膠墊以減小振動的影響。
2.1制冷系統(tǒng)的主要組成部件及作用
壓縮機是把來自蒸發(fā)器的低溫低壓制冷劑氣體，壓縮成為高溫高壓氣體，排向冷凝器，使制冷劑在冷凝器中液化。其作用就是不斷從蒸發(fā)器吸入制冷劑氣體，又不斷將制冷劑氣體壓縮后送入冷凝器，同時維持吸氣端和排氣端的壓力差，和其他主要部件一起來完成制冷劑的相態(tài)變化。冷凝器是熱交換器的一種，這種熱交換器常采用水或空氣作為冷卻介質(zhì)。節(jié)流裝置在制冷系統(tǒng)中的重要作用在于節(jié)流降壓，當制冷劑液體由冷凝器（或儲液器）流出，經(jīng)過節(jié)流裝置時，由于節(jié)流作用，壓力和溫度都降低。蒸發(fā)器也是一種熱交換裝置，它的作用與冷凝器相反。制冷劑液體在其中汽化時吸收被冷卻物體的熱量，使被冷卻物體的溫度降低，從而實現(xiàn)制冷目的。制冷系統(tǒng)中的“四大部件”中的每一件都有其獨特的重要作用，它們在密封的循環(huán)系統(tǒng)中，按一定的位置和順序排列，再由管道連接起來，各盡其責，實現(xiàn)制冷目的。
2.2制冷系統(tǒng)的輔助部件
制冷系統(tǒng)除了“四大主要部件”外，還有儲液器、氣液分離器、干燥過濾器、流量/濕度指示器、閥件，風壓開關(guān)，溫度傳感器以組成完整的制冷系統(tǒng)。
3.加熱系統(tǒng)（采暖系統(tǒng)）
考慮到地鐵車輛實際運行區(qū)域的氣候條件，有些設(shè)置了專門的加熱系統(tǒng)。由新風口引入的新鮮空氣及車內(nèi)循環(huán)空氣，被機組的通風機吸入并在電加熱器前混合，通過電加熱器加熱，溫度升高，再由送風機送入車內(nèi)風道各格柵，向車內(nèi)送熱風，使溫度徐徐上升，并由溫度調(diào)節(jié)器自動調(diào)節(jié)車內(nèi)溫度，維持車內(nèi)的一定舒適溫度。
4.自動控制系統(tǒng)
地鐵車輛空調(diào)系統(tǒng)必須在激活端的司機室操作其運行或停機，通過按壓設(shè)在副司機臺的空調(diào)“開”、“關(guān)”按鈕即可開啟或關(guān)閉整列車的空調(diào)機組。
地鐵車輛的各空調(diào)機組、廢排風機及電取暖器的供電均由車載輔助逆變器提供，控制回路由直流變換器提供。同時，直流變換器亦向蓄電池充電，在交流供電失效情況下，由蓄電池向緊急逆變器供電，啟動緊急通風裝置，蓄電池可維持供電45min。地鐵車輛的微機控制系統(tǒng)整體上是一個通過總線連接的多處理機系統(tǒng)，暖通、空調(diào)控制系統(tǒng)是它的其中一部分。在每節(jié)車廂內(nèi)，設(shè)置一臺空調(diào)控制柜來控制本車廂內(nèi)的暖通、空調(diào)設(shè)備。控制柜內(nèi)配有可編程微處理控制器，控制器通過總線與車輛監(jiān)控單元相連，完成空調(diào)運行參數(shù)和診斷數(shù)據(jù)與列車的中央控制單元交換。這樣，司機就可在司機室觸摸顯示屏上對全列車的暖通、空調(diào)系統(tǒng)進行集中控制。同時，車載計算機系統(tǒng)對暖通、空調(diào)系統(tǒng)具有監(jiān)測及診斷功能。另外，控制器還帶有接口，通過該接口，控制器可與便攜式電腦進行數(shù)據(jù)交換并對其內(nèi)部程序進行修改和更新下載。
5.結(jié)束語
地鐵車輛空調(diào)系統(tǒng)的性能對于乘客乘車環(huán)境的舒適性起到?jīng)Q定性的作用。因此在地鐵車輛空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計時，不僅要考慮到制冷量的大小、通風系統(tǒng)的合理性、空氣的潔凈度而且還必須考慮到緊急情況下的保護措施以及降低空調(diào)的能耗和噪聲。
參考文獻
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