变制冷剂流量空调系统在列车软卧车厢中应用新概念

变制冷剂流量空调系统在列车软卧车厢中应用新概念摘要：本文提出列车上使用变制冷剂流量(VRF)空调系统这一新概念,阐述VRF空调系统的节能性和舒适性等优势，并根据列车软卧车厢的立面特点,做VRF空调系统管路设计分析。关键字：变制冷剂流量空调系统列车软卧车厢管路设计0前言我国经济的持续高速发展，客观上对交通和运输提出了更高的要求。铁路作为交通运输市场的传统主导，近年来却面临着高速公路和民航运输的巨大挑战。近期国家不仅规划建设跨省铁路项目沿海铁路（上海—宁波—深圳—香港快速铁路），以实现全国范围“四横四纵”铁路快速客运通道构想，而且正在积极筹建中巴铁路，实现我国新疆与巴基斯坦的陆上交通，以及建设中缅铁路—西南出海铁路大通道，架设南亚大陆桥以加快我国西部大开发。中国铁路网将在全球战略定位的基础上，具有新的战略意义。对于铁路客运市场来说，实现客车的高速化、舒适化显得尤为迫切。面对新的更高的要求，我国列车客车空调通风系统一方面需要有条件的吸收引进世界最新科技成果，一方面需要加强自主创新。目前我国现有使用的列车空调大部分采用单元式空调机组，这种列车空调的控制系统简单,仅能通过控制机组的开停对机组进行安全保护和对客车车厢内进行温度控制,难以满足极不稳定的列车空调运行工况,不能满足乘客对舒适性的要求。又由于空调通风机始终满负荷运转状态,不能根据热、湿负荷变化而调节,造成严重的能耗浪费。[2]变冷媒流量空调系统(VRF)，自1982年日本Dakin公司首先推出以来，二十几年中得到迅速发展和推广，已经在民用建筑上被广泛应用。VRF系统的特点可以有效解决现有列车单元式空调机组的不足。1VRF系统的特点（1）VRF系统根据系统负荷情况，通过变频控制器自动调整压缩机转速（变频范围50%~130%），使系统内冷媒的循环流量得以改变，进而对制冷量进行自动控制以符合使用要求，从而能保证在负荷变化范围内，压缩机以较高的效率运行。VRF空调系统在部分负荷时的能效比相当高，当部分负荷率在40%～60%之间变化时，VRF空调系统的能效比相对最高[4]。可见，列车在多变的气候条件下，大部分时间空调处于低负荷工况，VRF空调系统在低负荷状态下运行时能耗小，能效比更高，故可有效地节约能源。（2）VRF空调系统拥有一套方便、专用的微电子系统，能提供控制、检测、管理包括能量消耗等项目的各项功能，可以实现优越的控制功能：a．成组控制，通过遥控器连接机组；b．区域控制，将几组作为一个区域，通过集中遥控器上的操作按钮对其进行控制；c．组块控制，用集中检测面板控制整个系统，监控数据通过数据站、主站传送到集中检测面板上。灵活的控制系统尤其适用于列车卧铺车厢，可以分别独立的对各包厢单元进行调温、除湿、控制风速多功能控制，从而保证各卧铺包厢的舒适性。（3）VRF系统由一台室外机和数台室内机组成，因而又称为多联机空调系统。多台不同种类的室内机由一个冷媒管路连接，每一台室内机可以根据控制单元的要求，进行独立的制冷或制热的运转。目前变制冷剂流量最先进的空调技术，室内机数量可多达16台，并可进行独立的控制；由于VRF技术解决了回油运转问题，使室外机与室内机之间的冷媒管长度延至l00m，室内机与室外机之间的高低差增加至50m，各室内机之间高差可允许15m。2软卧车厢的立面特点和负荷特点（1）软卧车厢车体长25米，每节有10个包厢，依次排列相连接。各包厢尺寸相同、方位一致，包厢外是公共通道，没有可供休息桌椅，乘客主要在包厢内休息；（2）包厢尺寸：2.05×2×2.54（长×宽×高：米），每个包厢分上、下铺共4个铺位，包厢内立面空间小，乘客只能在铺位坐立和躺卧，其它活动区域很小；（3）整节车厢呈狭长形，车内定员为41人(包括1名乘务员)。车体6个表面均为散热面，车厢冷、热负荷大，各包厢冷、热负荷基本相同；（4）车厢内温度冬季应不低于22℃，夏季不高于26℃，应保持空气新鲜；（“铁标”规定）软卧车厢相对硬座、硬卧车厢车内人员少，新风负荷和新风量较小；包厢内舒适性要求高，各铺位空间温度场和微风速场应尽可能均匀稳定。根据软卧车厢的立面特点和负荷特点，VRF空调系统的多联机方式符合列车软卧紧凑包厢分隔的立面形式,适用于软卧车厢狭长空间的冷量输送。本文提出采用变冷媒流量空调通风系统替代单元式空调机组的新思路，对列车软卧车厢使用VRF空调系统做管路设计。3列车软卧车厢VRF空调系统管路设计3.1新风管路俩如诵图厕1恒，列车软计卧车厢采伙用中VR橡F欧空调送风败系范统派,跑外部空气秤通过车体纯一侧新风导口、新风翅吸入箱，纸经过滤网破过滤后进未入全热交究换器，与捎车厢内排休风热湿交茧换后，新侦风由新风研管道送至当每个卧铺坊包厢吊顶鱼内的静压猾箱。新风自与室内机捧处理后的撤回风在其吼中充分混气合后送至胆各个软卧滨包厢中。情图笑1假垃软卧车轿厢馋VR昨F驻系统送风积示意图岭3.2都禽回风管路洽软卧包厢简顶部送风对在室内循厅环后，沿朽包厢底部马的出风格件栅排出到古包厢外的软行人走廊脊。如略图讲2恋，在每个蝶卧铺间吊抛顶上分别扭安装一台干室内机组蛋，室内机崭连接回风风口设置在壤卧铺间对样面车窗以督上，回风颤经由走廊峡侧壁吸入台回风口，狸再由回风球管引入室灭内机处理缺。这种送礼回风方式渡，不同于河列车单元糖空调机组池仅在车厢封走道门外蚁吊顶处设蛙置一个的轰集中回风性口，防止茫集中回风限混杂的烟奸气在负压晚作用下又普诱引入车赖厢卧铺间炸，从而有占效避免空凑气二次污老染。乏图谋2轻蹈软卧包厢枣送回、风衰示意图怖3.3指六排风系统拔VR蛋F疲空调系统章的排风一喝部分由全暖热交换器稍与新风热坑量交换后贸排出。设舟计时，室壮内排风可吨以从车厢完内卧铺包盒厢吊顶上略接小段风鸣管直接吸乌入，经过擦换热机热嗓交换后连柳接由排风繁管引至车敌厢底部排庭出。另外与部分废排作气由废排竖风机通过亚车底的横贡向风道与垄软卧车厢严包厢外走孝廊侧壁的乱风道相连跌，吸入废配排气至车虚体外，为单保证车厢线内正压，租废排风机游与压力保滑护阀连接径。祥3.4蓄苍冷凝水管恢管路设计绩VR图F阁空调系统谅的每台室针内机都引浅出一条冷扬凝水管，符并由一条凤总冷凝管旦道顺次的孩按君照衡1械%古的坡度连给接，一起魂排到列车影洗漱间或颗卫生间。弦冷凝水管湿直接从室活内机的凝币水盘底部科引出，凝耀水盘不存蓬水，可以耳减少滋生沈细菌现象妖发生。刃3.5克革冷媒管路证设计肚VR级F滑空调系统陡室外机与异室内机冷渡媒配管连跳接方式有束三种：线劫性分流方飘式、端管捎分流方式咐和组合方学式。制冷辩压缩机吸收气管路过舒长会引起邪制冷系统墓的制冷能相力降低和棒单位制冷颜量耗电量兵的增加，蒸所以必须缝综合考虑伟配管与节虚能两方面医的因素。姨软卧车厢运上选用的霉是线性分梯流方式，喇如斩图偷3柜所示。通奖过冷媒分择歧管和管手道接头将话各室内机撒顺次连接遗在一起，大这种配管皮方式特别辽适用于列嚷车车厢这筝种纵深较活长的空间漆。因每间菌包厢外形器尺寸相当恨，空调负搂荷也相当难，室内机劈选择同一坡型号，并贿且安装在停各包厢吊伙顶同一标配高上，所笔以冷媒管葵路设计简能单，不需连要分区。或目前冷媒示配管采用振同径化管争道系统技鞋术，只需歌冷媒主管微道管径相喇同就可以继应用。由留于采用统存一管径，寇管道施工启和管径选楼择大量简真化，系统丙运行稳定渔并且易于拢维护。悦图港3盛软卧车列厢替VR校F占空调系统置冷媒管路臭线性分布钳方式为根据车厢奥尺寸和室欺内、外机昂的布置，仍设计配管淋长度沟为假60卡m每。荐VR态F葬系统室内墙机以冷蓝媒绢R2零2殊作为传热已介质，其为传送的冷拌量几乎是灵以等流量柿水雅的蒜1英0浴倍、空气恋的忌2慕0毁倍，所以拨列车车厢涉空调的冷席媒配管管顷径很小，鹊（阶以和10H辆P哗的室外机盛为例，对桂应冷媒管应管允径认φ院28.6植m挨m优，外加不咐足蹈10m浸m石厚的高效罢的橡塑保剑温材料。券）无需如绣传统的嘴空调系统脱那样占据渐大量的管报道空间。繁系统采用附冷媒直接昆蒸发式供拣冷，省去食了水系统满换热的能结量传递环钥节，从而飞减少了输午送耗能及搞冷媒输送吹中的能量仗损失。4结论坡变制冷剂瞧通风空调茄系统既能俯体现车厢喇内各包厢脾的立面和肚负荷一致立性，又可柄以满足各园包厢空调效的独立性弓控制和舒俭适性调节怀要撇求欧,荷同时实现愧列车低负脆荷条件下遣的节能。忍通过管路蓝设玻计霸,姿信说明软卧礼车厢使牵用粉VR秀F糖空调系统晕的可行性彻。列车采梅用荐VR蜘F姜空调系统心的舒适性厉和安全性喜需要进一渔步研究和飘实验分析雹。参考文献李1贞.碗彦启瓶森凡.借论多联式街空调机乱组蒜.旗暖通空亩调站,200耐2,32甩(5):浪2关～烟4菠2烫.洪刘希巷女袜.滥变频技术晨在列车空闷调系统中尽应用的思冠