城轨车辆空调装置自动化控制的分析与研究
外界条件和负荷变化的要求,使制冷量与负荷之间始终保持动态平衡。制冷装置由一系列部件组成,从调节的角度看,它包括多个阻容环节,每个环节都有自己的时间常数,存在一定的反应滞后;干扰因素也很多;另外机组变工况后恢复稳定需要一定的时间,所以,无论采用什么方式,被冷却对象的温度波动总不可避免,只能根据工艺提出的恒温控制精度要求,采取相应的调节手段,将被冷却对象的温度波动控制在允许的范围内。
在城市轨道交通车辆的空调系统中,常采用传感器与电子温控器(常采用电子调节器)相配合进行温度控制。温控器多使用电子调节器,传感器用作温度检测,一般采用热电偶或热敏电阻作传感器。热电偶是利用西伯克效应将温度转变成电位差,其温度测量精度较高。热敏电阻由Mn、Ni、Co等金属氧化物烧结而成。电阻值随温度升高而减少,电阻随温度的变化率约比铂电阻高10倍,反应灵敏
六、 车辆空气调节
空气调节就是把经过一定处理之后的空气,以一定的方式送入室内,使室内的空气的温度、湿度、洁净度和气流速度控制在适当的范围内。
车辆客室内的空气调节,应包括夏季对车外新鲜空气和车内再循环空气进行除尘、冷却、减湿及冬季对车外新鲜空气和再循环空气进行除尘、加热、必要时的加湿处理,并把处理
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后的空气以一定的流速送入车内。同时将车内的污浊空气排除至车外。因此车辆客室空调装置应由通风系统、空气冷却系统、空气加热系统、空气加湿系统和自动控制系统等组成。 通风系统一般是指机械强迫通风。由离心式通风机、滤尘装置、送风风道、回风道等组成。它起着空气过滤、空气输送及空气分配等作用。离心式送风机将车外新鲜空气吸入车内与再循环空气混合,并滤清灰尘与杂质后,再送入客室内,同时排出客室内多余的污浊空气,以保持客室内空气的洁净度和空气的流速。
空气冷却系统一般采用蒸汽压缩式制冷设备的蒸发器作为空气冷却器。在夏季,制冷设备工作时,由通风机吸入厕内外的空气经过空气冷却器冷却后送入客室内,以保证夏季客室内空气的温度达到指定范围。
由于空气冷却器的表面温度通常低于空气的露点,因此空气在通过空气冷却器冷却工程的同时也得到了减湿处理,从而保证了客室内空气的相对湿度达到指定的范围。
空气加热系统包括进入车内空气的预热和对客室内热损失的补偿。在冬季,由送风机吸入客室内的空气必须经过预热处理,而且由于冬季的客室内热损失较大,所以必须加设地面式的取暖装置,以补偿客室内的热损失,从而保证冬季车内空气的温度达到指定的范围。
加湿系统仅在某些对车内相对湿度要求较高的车辆内安装。
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在冬季,由于车外空气温度很低,含湿量较低,但空气被加热而温度提高之后,其相对湿度就非常低,而某些客车由于定员量少,乘客的散湿量也甚小,为此如对客室内环境要求较高的车辆须对空气进行加湿处理。
自动控制系统包括自动调节和控制各种空气参数的仪表和设备,它用于控制各个系统按照给定的调节方案,协调的进行工作,以保证车内所要求的空气参数维持在一定的范围内。 车辆上采用的空气调节装置有集中式和分散式两种类型。集中式空气调节装置是指一节车厢配有一套带通风、制冷、加热等系统的装置;分散式空气调节装置是指一节车厢安装有多套空气调节机组,因为每台空调机组常将压缩冷凝机组和空气冷却机组等组合在一起,故又称为单元式。
城市轨道车辆空气调节的送风系统一般多采用一次回风系统。所谓一次回分系统是指经过处理的空气来源一部分是新鲜空气,一部分是室内的回风,回风与新风在空气冷却器前混合。
七、 城市轨道交通车辆空调系统
地铁列车的运输任务是单一的运送短途乘客,这就要求客室内要有卫生清洁而且是舒适的环境条件。根据人们的生活实践和人体生理卫生上的要求以及车内的特点,可分析出影响车内人体卫生和舒适性的主要因素是: ?客室内的空气温度。
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?人体周围空气的流动速度。 ?客室内空气的洁净度。
因为在正常的气候条件下,一般的人只要能够使身体内所产生的热量和向外界发散出去的热量保持平衡,人就感到舒适。而当人处的空气温度不能使人保持热量平衡,则就会使人感到不舒服。在一般的情况下,人体产生的热量主工靠皮肤和呼吸器官散发到周围的空气中去,这种散发热量的方式有辐射、蒸发、对流和传导。
在客室内空气的相对湿度也是影响人体舒适的重要因素,当人体周围的相对湿度较大时,将要影响人体的蒸发散热,而使人们感到闷热。卫生学的观点也认为:当人体周围空气温度在26.7ºC以下时,湿度对人体影响不明显,但当温度在28ºC以上时,空气的相对湿度对人体的影响就较为明显了。相对湿度对人体影响使人感觉不舒适的极限值约为70%。
在客室内的空气的流速,同样影响人体的散热。车内空气流速的增大可以加速人体表面的对流散热,尤其是当人体周围空气的温度和相对湿度都较高的情况下,增大空气流速会促进人体表面汗液的蒸发,从而增加散热效果,给乘客一个舒适的感觉。
在客室内,由于人的呼吸,二氧化碳(CO2)将增加,当增加到一定浓度后就会影响人的健康。另外,车内乘客携带的
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物品中产生的有害气体等,使车内空气变得污浊,这时就需要外界产新鲜空气,对车内的空气进行一定的更换。 综上所述,客室内的温度、相对湿度、流速、洁净度等参数是影响乘客舒适性的重要因素,由此我们根据上海地区的气象条件确定了地铁车辆客室内夏季的空调参数: 客室内的温度: t = 27 ºC = 65%?客室内的相对湿度:
客室内空气流速为: 0。5 米 / 秒 (在1。2米~1。7米处)
最大不超过0。7±0。2 米 / 秒 新鲜空气量: 10 米3/ 小时?人 车内空气含尘量: ≤ 0.5 mg / m3
每辆车总的通风量: 8000 m3/ h(直流车) 8500 m3/ h(交流车)
每辆车总的新风量: 4000 m3/ h(直流车) 3200 m3/ h(交流车) (每辆车均按满载310人计算) 外气参数的确定:地铁车辆外气参数的选定是根据本地区的地理位置和气象条件所确定的。
根据气象地理条件地铁车辆的客室空调只在夏季进行制冷调节,冬季不进行采暖调节
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