CRH1型动车组空调夏季常见故障诊断

目录TOC\o"1-5"\h\z前言 1\o"CurrentDocument"一、 铁路高速动车组空调试验和舒适性要求 3\o"CurrentDocument"1空调试验情况 3\o"CurrentDocument"2对高速动车组的环境舒适性要求 5\o"CurrentDocument"二、 浅谈CRH1型动车组HVAC系统运用中存在的不足及改进建议 8\o"CurrentDocument"CRH1型动车组HVAC系统的组成、功能及控制原理 8\o"CurrentDocument"HVAC系统在运行中发现的问题及改进建议 13\o"CurrentDocument"三、 CRH1A型动车组空调冷凝器漏泄故障分析与改进 17\o"CurrentDocument"1空调制冷系统的主要特点 17\o"CurrentDocument"2空调冷凝器漏泄故障分析 17\o"CurrentDocument"3空调故障预防建议 21\o"CurrentDocument"四、 CRH1动车组空调故障应处理方法 23\o"CurrentDocument"1空调控制电源QF14开关跳闸，如何处理 23\o"CurrentDocument"2空调制冷效果差，如何处理 24\o"CurrentDocument"3空调常见故障分析 25\o"CurrentDocument"致谢 29参考文献： 30刖舌自铁路第6次大提速以来，推出了时速200km、200km〜250km、300km和350km等铁路高速动车组。在铁路高速动车组运用过程中，对空调机组、整车空调系统和环境舒适性进行了一些试验，验证了一些设计参数指标，也发现了一些问题。为了使铁路高速动车组的环境舒适性满足旅客的要求，有必要对铁路高速动车组的舒适性提出要求，以利于铁路高速动车组的发展。铁道客车空调机组不同于地面固定设备，列车运行中的冲击和振动使空调机组管路发生制冷剂漏泄故障的几率远高于地面固定设备。相对于传统客车的单元式空调而言，CRH1A型动车组使用分体式空调，压缩冷凝单元位于车底部，空气处理单元位于车顶，并通过制冷管路将2个单元联系起来。由于制冷管路太长,CRH1A型动车组空调的制冷剂漏泄故障率又远高于单元式空调。目前,CRH1A型动车组空调制冷剂漏泄故障多发，其中冷凝器漏泄故障尤为明显，严重影响正常的运用工作。CRH1A型动车组空调夏季常见故障诊断摘要：介绍了近年来动车组空调机组和整车空调系统的试验情况，对动车组的环境舒适性提出了要求。根据CRH1型动车组HVAC系统的运用实际，结合HVAC系统的组成、功能及控制原理，分析了CRH1型动车组HVAC系统在运用中存在的不足，并提出改进建议和解决对策。根据CRH1A型动车组运用情况，针对CRH1A型动车组空调系统主要特点，对其空调冷凝器漏泄故障进行分析，找出引起故障的主要原因，总结空调冷凝器发生故障的规律，可作为预防空调冷凝器故障的参考，提出空调冷凝器漏泄故障的预防建议。以三亚动车运用所为例，总结了近几年空调出现的故障，对故障的分析和判断总结出了特有的解决办法。关键词：CRH1A动车组空调试验舒适性HVAC系统控制器 空调冷凝器漏泄故障一、铁路高速动车组空调试验和舒适性要求1空调试验情况铁路高速动车组的空调试验主要包括3部分：（1）空调机组试验；（2）整车试验室内静止试验；（3）线路运行试验。（1） 空调机组试验在4种型号铁路高速动车组上应用的空调机组都有各自的特点:CRH1型车上用的是分体式空调，压缩冷凝单元安装在车下，蒸发单元安装在车上，通过制冷管道连接，按照以往空调客车的制造要求，空调机组装车前都应该经过型式试验，只有验证了空调机组性能完全符合标准或技术条件的要求，才能装车使用。如果空调机组性能出现不符合项，应进行改进，对改进后的空调机组再进行试验验证，直到完全符合要求才允许装车使用。在试验中发现的主要问题有：1） 试验标准不统一。铁标规定空调机组制冷温度测点布置在回风口和送风道上，测出的制冷量是机组真正能向车厢提供的冷量。但是有的标准没有规定制冷温度测点布置的位置，试验时就将温度测点布置在蒸发器进口、出口，这样测试得到的制冷量偏大。由于采用的标准和对标准的理解不统一，造成制冷量测试的偏差很大，在试验验收时产生不同意见。2） 实测制冷量与标称值有差别。采用TB/T1804—2003对某型车用空调机组进行试验，制冷量只有约34kW,不是标称的37.21kW（采用JISE6602标准，在蒸发器进口、出口测试温度和计算制冷量）。同样，某型车用空调机组据称是采用美国标准ANSI/ASHRAE37—1998,使用热平衡法进行试验，但是在美国标准ANSI/ASHRAE37—1998中并没有采用热平衡法的布置图。3） 空调机组能效比（EER）低。动车组各型车用空调机组能效比大约为1.6,比普通速度客车空调机组能效比低。能效比低可能与动车组运行速度高、风机功率大有关，这个问题需进一步研究和探讨。如何提高动车组用空调机组的能效比是今后努力的一个目标。4） 空调机组的制冷量调节。只有CRH2型车用空调机组可以采用变频调节,而其他车用空调机组没有采用变频调节技术，制冷量的调节主要是全冷、半冷,不能做到更细致的调节，这样，车厢内温度和相对湿度就不能稳定在一个很小的范围内。（2） 整车试验室内静止试验目前已进行过CRH1和CRH5的原型车试验室内静止空调性能试验。试验遇到的首要问题仍是标准，欧洲技术的车基本采用UIC553—2004《客车的通风、第3页共30页采暖和空调》和UIC553—1—2005《客车的通风、采暖和空调型式试验》标准，日本技术的车没有提供试验标准。由于UIC标准提出的试验项点比较全面,符合人们对舒适度的评价要求，对于试验、了解和评价整车热工性能是较好的，建议采用UIC553—2004和UIC553—1—2005进行试验，车内、车外有关参数可以按照合同规定的指标进行考核。试验中发现的主要问题有：1） 车内相对湿度控制困难。车内相对湿度较难达到设计规定的指标，这与空调机组的制冷量和冷量调节功能有关，还与新风量、送风量有关，需要进一步研究探讨。2） 车内温度均匀性有待提高。对车内温度均匀性的要求主要包括:车内各处的温度应均匀，距地面1.1m高度处的水平温差应W2°C,距地面0.1m和1.7m高度处的垂直温差应W3笆。由于送风系统和回风系统各不相同，这些指标也需要合理设计才能达到。有些车辆设计只关注从外观上看不到送风口和回风口，不关注温度均匀性这个重要的舒适度指标，而旅客更关注的却是乘坐舒适性。3） 有些车的设计没有很好地保证车内正压。对于高速车来说，车内出现负压就意味着车内的空气质量不能按照设计要求的指标进行调节，车门、车窗、风挡、通风口或排水口等与外界连接的部位都有可能有空气进入，这些空气是没有经过空调机组处理的，既不能保证空气的洁净度，又扰乱车内的温度场，影响温度的稳定性和均匀性。因此，保证车内一定的正压是很有必要的。4） 控制装置调整后没有进行整车空调系统试验。有些车的空调机组控制装置所采用的软件不断升级、改变，使车内新风量、温度设定、温度稳定性以及车内各点的温差产生很大的变化。这种情况是由于没有进行整车空调系统试验造成的，往往是在运行过程中碰到问题了，仅就这个问题去解决，结果解决了这个问题，另外的问题又出现了，造成不断地修改软件。（3）线路运行试验2008年7月在京津线对CRH2型车进行北京一天津间线路运行试验，试验结果较好，但是还存在局部送风速度高、有些地方送风不足的问题。由于没来得及进行整车静止热工试验，还难以找出问题的原因和解决办法。因种种原因，其他高速动车组还没有进行过空调线路运行试验。由于我国没有车辆热工运行试验室，动车组运行状态下的采暖通风和空调性能只能在线路运行条件下通过试验得到，建议在条件允许时进行夏季空调制冷和冬季采暖运行试验。2对高速动车组的环境舒适性要求⑴温度车内温度设定值(Tic)应符合GB/T12817—2004《铁道客车通用技术条件》或合同的规定。车内平均温度(Tim)变动范围应W±1°C。在距地面1.1m高度处测得的室内最大水平温差应W2笆;坐卧两用客车和卧车的温差应W3笆。车内上下部位的室内最大垂直温差应W3°Co相对湿度不论舒适区内的温度如何，车内空气的相对湿度应W65%-车内微风速舒适区内的风速应在规定的范围内，冬季最大风速WO.35m/s,夏季最大风速W0.9m/so静止条件下，通过送风出口的平均风速的变动范围应小于风速的±20%o空气量新鲜空气量通过强制通风进入舒适区的新鲜空气量应符合表1的规定。对于特定地区、特定条件所要求的额外新鲜空气量，可在采购文件中做出说明。表1空调车在车内温度20笆、相对湿度50%时所需的新鲜空气量外部温度(Te)/°C 每个座位或卧铺所需最低的新鲜空气量/(m3•h-1)TOC\o"1-5"\h\zTeW-20 10-20<TeW-5 15-5<TeW26 20TeN26 15循环空气如果车辆设计了可暂时阻塞(或关闭)新鲜空气吸入的功能，则应确保该状态下循环空气系统的正常运转(即使在循环空气量下降的情况下)o2.4.3车上饮食服务区的通风应通过对饮食服务区和车辆空调装置的合理设计，防止气味传入舒适区范围内。4)紧急通风当空气处理装置不能确保新鲜空气送到车内时，应通过其他方式进行紧急通风,每个定员的新鲜空气量应不少于10m3/ho车内压力压力波当合同条款要求有压力波保护时，安装的空调装置应保证车内不会发生过分的压力变化(一般建议车内压力变化W200Pa/s)o在制定相关标准以前，制造商和车辆用户应就具体细节进行协商。车内压力静止状态下，关闭车辆的所有车门，开启所有风机，测量车内压力。车内压力应符合合同的规定或N10Pa-控制装置为了达到规定的舒适度参数，每辆车都应安装控制调节装置。建议通过控制装置独立调节每个舒适区的温度设置，相对于规定的车内温度设定值，该控制装置的最小调节范围为±2°C(坐卧车为-4笆〜+2°C)。建议每次使用控制装置时，将内部温度值重新设置为标准值。制热和制冷装置的性能预热车辆应有预热功能。预热结束时，车内平均温度应N18笆。预热时间与铁路运营部门规定的车辆使用场合有关。制热在合同、规范规定的最低外部温度下，无乘客或太阳辐射时，商业性运营中的车内平均温度应N22°C。预冷车辆应有预冷功能。预冷结束时，车内温度不应高于标准车内温度设定值2°Co预冷时间与铁路运营部门规定的车辆运用要求有关。制冷在合同、规范规定的最高外部温度下，在满载和有太阳能辐射的商业运营过程中，车内平均温度(Tim)应符合2.1条的规定。补充条件传热系数(K)动车组制造完成后，应进行车体传热系数测试。传热系数测试适用于车辆静止状态，车辆的传热系数K应符合表2的规定。通过台的传热系数K应不大于表2的规定值1W/(m2•K)o表2 静止车辆的传热系数K冬季外部温度/°c车辆传热系数K/（W•(m2•K)-l)1级2级-10W2W2.5-20W1.6W2.5-40W1.2一2）车窗总透光系数车窗总透光系数应W60%-3） 新鲜空气过滤装置应有新鲜空气过滤装置，其性能应满足铁道车辆空调卫生的要求，可参见GB/T12817—2004中对车内空气含尘量的要求。4） 噪声在静止车辆的舒适区内，仅由空调装置产生的总噪声值应不超过表3的规定值。表3空调装置产生的总噪声值夏季外部温度/°C座车/dB(A)卧车/dB(A)餐车/dB(A)4062606235626062286560625） 防水、雪和灰尘应采取一切预防措施来限制冷凝水、雨水、洗涤剂、雪和灰尘的渗透和滞留，且不会引起空调装置发生任何故障。6） 可靠性、可维护性MTBF值（故障平均间隔时间）应在空调装置的合同、规范中规定。车辆和空调装置的设计应考虑用户的维修保养。应方便拆卸相关部件，使定期维护工作简便。部件拆卸应考虑其可靠性和维护的周期性。二、浅谈CRH1型动车组HVAC系统运用中存在的不足及改进建议动车组车内环境控制系统的目标是提供一个舒适的工作和旅行环境，CRH1型动车组的车内环境控制系统称为供热、通风和空调(HeatingVentilationandAirConditioning,HVAC)系统，HVAC系统的设计准是基于UIC553(国际铁路联盟-客车通风、采暖和空调规范，UIC_553Heating,ventilationandairconditioningincoaches-standard),并参照动车组列车运用中室内外温度和相对湿度等参数值，以适应中国的环境。1CRH1型动车组HVAC系统的组成、功能及控制原理(1)CRH1型动车组HVAC系统的组成按HVAC系统功能模块论，动车组HVAC系统由通风系统、制冷系统、供热系统、空气加湿/除湿系统、自动控制系统等5个模块系统组成。按HVAC系统结构布局论，动车组HVAC系统分司机室HVAC系统和客室HVAC系统。如图2.1所示，CRH1型动车组上各客室HVAC系统是分体式的,主要由空气处理单元(Air-HandlingUnit,AHU)和压缩机-冷凝器单元(Compressor-CondenserUnit,CCU)以及相关的连接管道、送风风道、电气控制装置等组成。两个废排单元分别位于每辆车两个端部的车顶棚和车外顶板之间，每个废排单元有2个排风口。司机室有一个布置在车顶部的单元式空调机组。1—司机室单元式空调机组2一乘客区空气调节单元3一废排单元4—压缩机-冷凝器单元5一废排单元图2.1CRH1型动车组HVAC系统结构布局图(2)CRH1型动车组HVAC系统的功能和工作模式HVAC系统的功能将一定量的车外新鲜空气和车内再循环空气混合，经过系统过滤、冷却或加热、减湿或加湿等处理，以一定流速送入车内，并将车内一定量污浊空气排出车外，使车内环境空气保持在一定范围的温度和湿度，满足人体舒适度要求。HVAC系统运行概述送风风机从AHU两侧吸进新风和回风，参见图2.2。新风和再循环风在经过过滤器之前混合在一起，然后通过空气过滤器，蒸发器（分成两部分）和电加热器（分成两部分）。流经送风风机的空气经过冷却和除湿/加热之后吹进客室风道系统，分配到客室中。空调单元到送风风道的连接位于单元的前侧。对单元的维护可以在车的外部完成并且空器过滤器也方便维护。1送风2新风3回风图2.2送风风机图2.2AHU轴流风机从CCU两侧格栅吸入冷凝器空气然后将冷凝器空气从CCU底侧吹出。000252-01C6_61冷凝风机出风2冷凝风机进风

图2.3图2.3CCU废排单元的气流。每个HVAC单元包括2个独立的制冷循环（见图2.4）o压缩机压缩来自蒸发器的稍微过热的制冷剂气体，直到制冷剂气体饱和温度高于室外温度。这使得制冷气体冷凝在冷凝器内壁上。为了使这个过程不断重复发生，必需将所谓的冷凝热负荷带走。热量通过翅片盘管传递，一个强力风机从室外吸取空气，室外空气流经翅片盘管，吸收冷凝产生的热量，温度升高。风机将加热后的室外空气直接从防触摸网格中吹下来。当所有的制冷剂都在冷凝器中（2）转变成液体之后，温度将略微过冷。（比饱和温度低c。3K）o这样可以防止制冷剂到达蒸发器（3）之前就产生蒸发，避免空调过程中制冷剂能量损失。有可能发生过度冷却现象，因为制冷循环中有充分的制冷剂,所以冷凝器底部管路中含有液态制冷剂。然后液态制冷剂流进贮液器（11）,球阀（18）,过滤干燥器（4）,视液镜（14）和电磁阀（20）。恒温膨胀阀（7）是一种流量调节装置，为蒸发器（3）提供一定数量的制冷剂，制冷剂可以在特定热况下发生蒸发并略微过热（大约比饱和温度高8K）膨胀阀将制冷剂压力减小到一定水平，使得饱和温度低于蒸发器内的混合气体温度，这样制冷剂就会发生蒸发。为了维持这种气化过程，所谓的蒸发热负荷是必要的，热负荷由通过具有足够翅片的换热器的空气流提供，从而使空气降温。有些情况下，所需冷量不足，蒸发温度低于2。，则可以实现热气旁通功能。大多数来自的压缩机的制冷气体是按照上述的循环途径流通的,其余的则沿着热气旁通管路流通。热气首先流经电磁阀（19）、球阀（17）然后进入细管（21）o冷量调节器将

根据蒸发压力进行工作,经过冷量调节器调节的制冷气体流进气液混合器(22),在这里与液态制冷剂混合，对冷量进行自动调节。至此完成整个循环。000252-0106.7图2.000252-0106.7图2.4 HVAC系统制冷剂循环路线No名称数量No名称数量1压缩机213充注阀22冷勰214视液镜-湿度指示器23蒸发器215单向阀24过滤干燥器216吸入气体管路上的球阀（带有Schrader阀门）25低压开关217热气旁通球阀26高压开关218液态管路上的球阀27膨胀阀219电磁阀1-2,2-228送风机220电磁阀1T,2-129冷凝风机21冷量调节阀210控制冷凝风机的压力开关222气液混合器211贮液器223Schrader阀412安全阀2表2.1HVAC系统制冷剂循环路线各部件名称3） HVAC系统的工作模式根据动车组列车运行的特殊环境，HVAC系统工作模式可以总结为两类：正常功能工作模式和非正常功能工作模式。正常功能工作模式包括：①隧道模式（又可称压力保护模式）；②站台模式；③停放模式；④正常操作模式（旅客区域）；⑤正常操作模式（司机室）。非正常功能工作模式包括：①多功能母线MVB通信连接装置缺失模式；②防火模式（旅客区域/司机室）；③功率降低模式1（减半工况）；④功率降低模式2（只有通风工况）。（3）HVAC系统运行控制CRH1型动车组HVAC系统控制模式图如图2.5所示。图2.5HVAC系统控制模式数字控制器FPC和风门控制器DI08是HVAC控制系统的核心部件,FPC主要功能包括：通过多功能母线MVB与TCN进行网络通信、温度控制；通过接触器对部件进行操控、气门控制；通过MVB进行故障信息交换和故障记录；通过RS232接口进行维护等。CRH1型动车组的智能化控制核心TCMS系统（TrainControlandManagementSystem,列车控制管理系统）通过特定的网络控制协议与FPC处理数据进行信息传输，实现对每辆车HVAC系统的智能控制。HVAC系统在TCMS系统智能控制情况下工作模式（包括测试模式）的优先工作顺序为：1）测试模式；2）多功能母线MVB通信连接装置缺失模式；3）防火模式；4）紧急模式；5）系统关闭（HVACOFF）模式；6）隧道模式；7）功率降低模式2；8）功率降低模式1；9）站台模式；10）常规操作模式；11）停车模式；12）维护模式。每辆车HVAC系统的计算机控制系统置于对应车厢通过台区域的电气柜中，通过HVAC系统控制面板上的SA1开关可对本HVAC系统进行本地控制。2HVAC系统在运行中发现的问题及改进建议（1） HVAC系统正常功能情况下“隧道模式”使用存在的问题1） “隧道模式"的使用环境当司机接近隧道时，或者探测到列车外有烟雾时，司机按下操控台上的“隧道模式”按钮，AHU内的新风风门关闭，废排单元EXH关闭，系统只运行回风。此功能的目的是为了避免含尘空气或来自内燃机车的异味空气或来自列车外部的烟火进入旅客区域。同时，也可以确保乘客区域大气压力保持在正常大气压力值，避免在列车高速通过隧道特别是长隧道的过程中出现失压(低于正常大气压力)状态，造成一般乘客发生“高原反应”或身体不适。“隧道模式”实际应用中的问题CRH1型动车组车体的密封性能相对较差，加之我国东南沿海铁路温福线、福厦线等隧道较多，而且密集，动车组高速通过隧道产生的正负压力，使车内的压力波动大，继而产生对旅客耳膜等的压迫，一定程度上影响旅客乘坐的舒适度等。这就要求司机在列车快进入隧道前，及时启动HVAC系统的“隧道模式”,及时断开动车组外界气流，使用内部空气循环，有效减小车内压力变化。但在设计上，“隧道模式”的使用操作是要求司机准确判断动车组进出隧道的时间,及时手动按压司控台上的“隧道模式”开关按钮，即“隧道模式”的启动和停止都必须由司机进行人工操作。且“隧道模式”在启动时各风门的开闭要相对滞后一定时间，加之司机由于其它工作的原因会出现不能准确判断和及时按压“隧道模式”开关按钮的情况，有时进入隧道后才启动“隧道模式”，这样大大减小了“隧道模式”使用的有效性。“隧道模式"应用的改进建议在HVAC控制系统中增加对“隧道模式”启动的自动控制模块，自动控制模块可以有效应用既有动车组列车运行线路的LKJ或GPS数据等，从这些线路数据中采集隧道位置、隧道长度以及动车组列车运行的即时速度等，通过计算机计算出“隧道模式”启动的精准时间，由TCMS系统通过FPC对“隧道模式”的开关接触器进行联动控制，实现HVAC系统“隧道模式”工作模式的智能自动控制。HVAC系统SA1开关工位选择在使用中的不足SA1开关工位选择功能现状每辆车客室HVAC系统的控制面板上都有一个5位开关SA1,有以下5种工位选择：手动-自动-关闭-测试-强制半冷(早期生产的CRH1型动车组SA1开关只有4种工位选择，没有“强制半冷”工况位)。当开关在手动位或关闭位时，控制器被断开，在手动位时，本车的HVAC系统只有通风功能；在关闭位时，本车的HVAC系统关闭；在测试位时，本车的HVAC系统自动执行lOmin半冷工况；在强制半冷位时，HVAC系统按减载半冷工况运转1台压缩机。正常运用中，SA1开关都是在自动位，由TCMS系统对全列HVAC系统进行智能控制，TCMS系统根据采集的数据和预设工作模式优先工作顺序，控制各HVAC系统执行相应的工作模式。2） SA1开关功能应用中的不足根据以上HVAC系统的功能模式和控制原理，结合运用实际，发现:在HVAC系统本身各组成部件（除控制元件外）技术状态都正常的情况下，如果发生以下事件，则HVAC系统主要的制冷/制热功能都不能正常使用：1） CRH1动车组HVAC系统的工作控制是依存于动车组TCMS网络控制系统，一旦TCMS系统在运行过程中出现MVB总线通信故障，也就是全车的制冷/制热指令无法通过MVB总线传输至各车厢的FPC计算机时，HVAC系统将会处于待命状态，或为“紧急模式”，HVAC系统无法正常工作，只有通风功能。2） 因为整列动车组所有的HVAC系统运行控制器FPC是通过MVB总线网络后形成一套可以相互传输指令的有机整体，如果其中某一辆车的FPC控制器自身发生故障，将会造成本车或故障车辆所在列车单元组内的全部HVAC系统无法正常工作，该单元的HVAC系统只有通风模式。3） 动车组运用中，牵引变流器LCM或辅助电源逆变器ACM因各种原因发生故障或被隔离时，即HVAC系统工作的供电电源容量不足时，HVAC系统将自动进行降低功率运行，并根据全列动车组可以正常使用ACM的台数，自动选择功率降低模式1（减半工况）或功率降低模式2（通风工况）。（3） HVAC系统SA1开关功能的改进建议SA1开关还是改为“本地控制（手动）-全列自动-关闭-测试”4位开关，另外增设一“本地控制”开关SA2,扩展SA1在“本地控制”工位时本车HAVC系统的工况选择，只有SA1在“本地控制”工位时，SA2开关才有效，且仅对本辆车HAVC系统有效。SA2开关设6个工况位：本车自动-手动半冷-手动全冷-通风-手动半暖-手动全暧，正常在通风位。如果发生以上的MVB总线网络通讯故障，可将开关SA2置“本车自动”，甩掉TCMS系统对整列HVAC系统的智能控制，由本车的FPC控制器实现对本车HVAC系统的自动控制；如果发生以上FPC控制器自身故障或供电电源ACM不正常时，由随车乘务员根据具体情况，通过“本地控制”开关SA2进行本地控制操作，人工动态调节各车HVAC系统的工作模式，以满足应急情况下旅客乘车环境舒适度的基本要求。（3）CCU（压缩冷凝单元）中冷凝散热器布置不合理的问题每辆车HVAC系统的压缩冷凝单元都安装在车体底架中部，CCU单元的纵向中轴线上安装2台冷凝风机，CCU单元的2台冷凝散热器以2台冷凝风机为中轴线分别对称安装在CCU单元的两侧边上,即任何1台冷凝器都对应2台冷凝风机。第15页共30页1） CCU单元运用中的不足每辆车HVAC系统中相互独立的2个制冷系统中的任何一个系统需要启动时（半冷工况时），单侧冷凝器相对布置的两台冷凝风机都必须同时启动，这就增加了功耗。另外，如果某一台冷凝风机故障或是某一冷凝风机接触器出现故障，或外力造成某一台冷凝风扇损坏等，即只有1台冷凝风机不能正常工作的情况下，也会造成2个独立的制冷系统都无法工作。2） CCU单元冷凝散热器布置的改进建议将CCU单元中两个相互独立的制冷单元2台冷凝器由纵向对称布置改为横向对称布置，即将安装在CCU单元同一侧的1台冷凝器改为2组（冷媒管路相连），并对称安装在对应的1台冷凝风机的两侧，即1台冷凝风机对应1台（左右2组）冷凝散热器。这样每辆车HVAC系统的2个制冷单元都可以真正相互独立工作，互不影响，既减小了功耗，也降低了空调的故障率，提高空调使用率和有效性。CCU单元冷凝散热器布置建议改进前后示意图如图2.6所示1、2 压缩机；1、2 压缩机I、II 冷凝风机；I、II 冷凝风机A、B——空调冷凝器；Al、A2、Bl、B2——空调冷凝器改造前的CCU结构布置图改造后的CCU结构布置图图2.6三、CRH1A型动车组空调冷凝器漏泄故障分析与改进铁道客车空调机组不同于地面固定设备，列车运行中的冲击和振动使空调机组管路发生制冷剂漏泄故障的几率远高于地面固定设备。相对于传统客车的单元式空调而言，CRH1A型动车组使用分体式空调，压缩冷凝单元位于车底部,空气处理单元位于车顶，并通过制冷管路将2个单元联系起来。由于制冷管路太长，CRH1A型动车组空调的制冷剂漏泄故障率又远高于单元式空调。目前，CRH1A型动车组空调制冷剂漏泄故障多发，其中冷凝器漏泄故障尤为明显，严重影响正常的运用工作。1空调制冷系统的主要特点计算机控制CRH1A型动车组空调的中央控制器是FPC24,6个客室温度传感器、2个送风温度传感器、1个新风温度传感器、1个回风温度传感器，实时采集温度信号,并反馈给FPC24,FPC24通过计算得出本车厢的制冷、制热需求，再由FPC24控制相应的接触器，启动或停止制冷系统和制热系统。CRH1A型动车组空调制冷系统拥有2套相互独立的制冷循环系统，当制冷需求为0时，2套制冷系统均不启动；当制冷需求在50%以下时，2套制冷系统相互交替使用；当制冷需求在50%以上时，2套制冷系统同时使用。使用新型制冷剂CRH1A型动车组空调系统使用的制冷剂是R407C,该制冷剂由HFC32、HFC125、HFC135a各按23%、25%、52%质量分数组成，与R22制冷剂热力学性能相似，但对臭氧层无破坏，对人体无害，属于环保型制冷剂。增加储液罐和热气旁通管与传统客车空调相比，CRH1A型动车组空调在液路上增加了储液罐和热气旁通管。2空调冷凝器漏泄故障分析CRH1A型动车组空调冷凝器现状目前空调系统状况非常不乐观。2012年春季整修时，将空调制冷系统整修作为此次春季整修的重点，对CRH1A型动车组空调制冷系统进行检查，共查出145个故障，其中冷凝器漏泄故障10件，占总数的6.90%。随着气温升高，空调机组负荷越来越大，漏泄的冷凝器数量也随之骤增。相比其他制冷剂漏泄故障，处理冷凝器漏泄故障工作量较大，必须占用临修库，将整个压缩冷凝单元(约700kg)落下来后再进行处理，严重影响正常生产秩序。第17页共30页

（2） CRH1A型动车组空调冷凝器故障分析1）冷凝器惯性漏点CRH1A型动车组冷凝器漏泄点发生在冷凝器端部（见图3.1）o冷凝器端部制冷剂漏泄图3.1

通过对发生漏泄故障的冷凝器进行保压检漏试验发现,95%的冷凝器漏泄点集中在毛细管与端部底板的结合部处（见图3.2）o冷凝器毛细管与端部地板的结合处图3.22）冷凝器漏泄原因从冷凝器的结构分析，冷凝器主要由框架、若干个毛细管及分布在毛细管表面的铝制散热翅片组成。散热翅片和毛细管由框架的端部底板支撑，着力点就是毛细管与端部底板的结合部处。列车运行过程中，散热翅片和毛细管会随着列车运行而振动，而与端部底板接触的毛细管正好就是交变应力集中处，长期应力疲劳容易导致毛细管破裂。此外，由于产品质量原因，一些毛细管与端部底板结合部处存在缝隙间隙（见图3.3）。列车振动中，毛细管与端部底板结合部处可能还会出现抗磨现象。毛细管管壁厚度只有0.3mm,长期抗磨也可能导致毛细管破裂，导致制冷剂漏泄。冷凝器毛细管与端部地板之间间隙图3.33）冷凝器故障发展规律目前，动车组运用检修经验相对欠缺，CRH1A型动车组空调机组的检修工艺及周期还没有明确（已开展的三级修、四级修并不对空调进行落地检修，只能进行状态性维修），而如果在五级修时才对空调机组进行落地检修，那就意味着CRH1A型动车组空调机组的检修周期为10年（普速客车空调系统检修周期仅为2年），这无疑给运用单位带来前所未有的压力。为满足运用需求，尽可能减小冷凝器漏泄故障带来的负面影响，掌握冷凝器故障发生的客观规律、合理备料、统筹安排对运用单位非常重要。广铁集团从2009年开行动车组以来,2009—2011年20组CRH1A型动车组更换冷凝器数量分别为0、2、20件。可见,累计更换冷凝器数量与使用时间呈二次函数关系，用二次函数平滑预测法预测下一年冷凝器更换数量。设二次函数为：y=ax2+bx+c,（1）式中：y为累计需更换冷凝器数量,台；x为使用时间，年，且x32（2007年出厂）；a、b、c为待求常数。根据统计数据，当x=2时，y=0；当x=3时，y=2；当x=4时，y=22。将数据带入公式（1）,可求得：a=9,b=-43,c=50o则累计更换冷凝器数量y与使用时间x的函数关系可表示为：y=9x2-43x+50（xN2）。 （2）根据公式（2）计算，截至2012年底（动车已使用5年，x=5）,累计已更换冷凝器数量为60台，即2012年全年需更换冷凝器38台(实际2012年全年更换冷凝器42台，与该公式计算结果基本相符)。因此，根据动车组应用实际数据统计分析，得出在新造后的2〜6年几乎符合二次函数y=9x2-43x+50的关系。如果仍使用该函数预计2013年冷凝器更换情况，2013年全年需更换冷凝器62台(见图3.4),相关部门应提前做好准备。3空调故障预防建议加强运用检修。运用单位应对动车组空调系统故障给予高度重视，对运用中暴露出的问题进行集中整治，及时消除故障。此外，每次春季整修时，应将空调整治作为整修重点，确保各空调机组功能状态良好。尽快明确空调高级修的检修工艺和检修周期。目前，空调高级修的检修工艺和周期均未明确，主冷凝器更换数量预测图3.4机厂做三级修和四级修时对空调机组只做一般状态性维修，一些潜在故障隐患根本没有得到有效控制，最终将在运用中暴露出来，不仅增加运用单位的工作量，还影响正常用车计划和生产秩序。对冷凝器进行结构整改。根据现场情况来看，95%的冷凝器漏泄是因为毛细管受交变应力疲劳或存在抗磨。建议在冷凝器毛细管与端部底板的结合部处增加防抗磨层，提高防抗磨性能；并增加结合部处毛细管管壁厚度，增强抗交变应力的能力。对冷凝器进行寿命管理。对冷凝器进行寿命调研，进行寿命管理，严禁超龄服役。四、CRH1动车组空调故障应处理方法1空调控制电源QF14开关跳闸，如何处理？【故障现象】空调配电柜内QF14开关跳闸，合不上。【故障原因】空调控制回路某个继电器、接触器或DI08模块插座有短路接地故障引起。【应急处理】将空调控制柜APT转换开关打置“关闭”，合上QF14开关,再将APT转换开关转置“测试”,通风机、冷凝风机、压缩机、电加热按照顺序启动，观察各负载接触器闭合时QF14开关跳闸是否跳闸，如果接触器闭合时QF14开ATP转换开关图4.1关跳闸，就将该负载切除。如果APT转换开关打置“测试”QF14开关不跳闸，可能是DI08模块插件短路，造成QF14开关跳闸。将APT转换开关打置“自动”,将DI08模块插件逐个拔出，插件拔出后QF14开关不跳闸，说明是该插件造成QF14开关跳闸，将该插件拔出，将其它部件恢复，并在“181D”做好记录。

空调配电柜图4.22空调制冷效果差，如何处理？【故障现象一】IDU报通风机、冷凝风机、压缩机等故障，空调机组不工作或只有一台压缩机工作。【故障原因】空调通风机、冷凝风机、压缩机部件作用不良，控制电路电器元件烧损，空调机组制冷系统漏制冷剂。【应急处理】从IDU上查看该车厢空调故障情况，打开空调配电柜进行检查。检查确认有部件作用不良、烧损时，应将电加热主电源QF11开关关闭，然后将故障部件切除，尽可能恢复空调机组制冷功能。【故障现象二】全列车空调不制冷，只有通风。【故障原因】TCMS网络的通讯或软件故障，TCMS无法与每节车厢的空调板FPC24通讯。【应急处理】停车后将主控钥匙转至“0”位，打C.K1柜，按下蓄电池断开按钮3秒钟（图示）。确认VCU、网关、模块等断电后，重新将主控钥匙转至“]"司机室配电柜图4.3位激活司机室，TCMS控制系统将会重新初始化，故障消除，空调机组能正常工作。【故障现象三】IDU报某个车厢HVAC通讯故障或不对命令作反应，空调制冷效果差。【故障原因】车厢空调控制板FPC24与TCMS之间通讯故障，空调机组不按指令工作。【应急处理】打开空调控制柜检查控制板FPC24通讯线是否松动，然后将QF14开关断开，10秒钟后合上QF14开关，对空调控制板FPC24进行复位。检查空调压缩机是否正常工作，查看HVAC通讯故障是否消除。若故障不能消除,参照【故障现象二】应急处理。【故障现象】空调不制冷，IDU显示车厢温度较高，IDU没有报空调故障。【故障原因】空调PC板接受不到冷凝风机接触器的反馈信号。【应急处理】空调不制冷，IDU显示车厢温度较高，IDU没有报空调故障,打开空调配电柜检查冷凝风机接触器KM13、KM23是否吸合。若KM13不吸合时，在X8接线排上将5#(6#)端子线号为1124(725404)线(2根)甩下，冷凝风机1转为高速工作，然后将空调电源复位；若KM23不吸合时，在X8接线排上将15#(16#)端子线号为1160(725404)线(2根)甩下，冷凝风机2转为高速工作，然后将空调电源复位。3空调常见故障分析1低压故障(低压开关1.9bar跳开/3.4bar自动复位)缺制冷剂现象：漏制冷剂处有油迹，制冷效果差，送风温度和回风温度相差不大，低压开关在压缩机运行后很快跳开，高低压压力会偏低2） 液路电磁阀故障现象：低压开关在压缩机运行后很快跳开，用压力表测试压力下降很快。3） 热气旁通电磁阀故障（尤其是冬天）现象：在冬季，用压力表测低压，如果电磁阀工作正常工作的话，低压压力会在最低点后有反弹的现象4） 回风门打不开现象：新风门反馈为打开，客室内出风很少，低压压力慢慢降至低压开关跳开值。5） 低压开关失