我国4种型式铁路高速动车组空调系统的比较研究

我国4种型式铁路高速动车组空调系统的比较研究

姜鹏刘志强

中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛266111

摘要：我国当前所使用的铁路高速动车组可分为四种形式，分别是CRH1、CRH2、CRH3以及CRH5。其中CRH1由加拿大所研制生产而成，CRH2技术序列由日本所研制生产，而CRH3与CRH5分别由德国与法国进行研发。这四种高速动车组空调系统存在一定的差异，通过将这些差异进行分析对比能够为我国高速动车组空调系统今后的发展提供良好的理论支持。本文从空调系统的构成、技术参数、制冷系统、供热系统、通风系统以及控制系统这六大方面进行了一定的对比分析，做出了较为全面的研究。

关键词：铁路高速动车组；空调系统；系统构成

动车组空调系统在动车组的组成中非常重要，其能够为乘客进行更好的服务从而提升乘客的自身感受。我国当前所使用的高速动车组类型可分为四类，其来自于四个国家开发研制，其中用到了Regina、E2-1000、Velaro-E以及SM3原型车技术。所以进行这些动车组空调系统的分析非常有益，其不仅能够在很大的程度上保证乘客的舒适安全，还能够使车辆保持正常运行。本文从六大方面将这四类动车组进行了对比分析，从而为我国动车组空调系统的发展提供了重大依据。

1、系统构成

高速动车组空调系统的作用非常重要，其能够使动车在忽略外界气候条件的情况下进行车内温度的调节，这样可为乘客提供更加舒适的环境[1]。对于动车组空调系统而言，按照功能可将其分为五大系统，分别是通风系统、制冷系统、供热系统、加湿系统以及自动控制系统。各个系统相互合作共同协调从而实现了空气的调节[2]。从系统构成的方面来讲动车组空调系统由单元式和分体式两种类型。而且这四类动车设备数量、布局以及系统类型都存在一定的差异。通过表1可直观的了解到这些动车的构成差异。

对于动车组的空调系统而言制冷系统是非常重要的组成，一般的制冷方式都采用蒸气压缩制冷，这主要是由压缩机、蒸发器、冷凝器、轴流式冷凝风机、离心式蒸发风机、气液分离器、压力保护装置以及分油器等装置所构成[3]。这构成一个相对封闭的系统，便于制冷剂的循环流动，其在夏季可将车内的空气降温、减湿，从而使动车组内部温度得以维持。这四种类型的动车在制冷方式上都采用了蒸汽压缩，但所使用的压缩机类型、节流方式不同。CRH1动车采用涡旋式压缩机、膨胀阀节流方式。CRH2采用全封闭型涡旋压缩机、毛细管节流方式。而CRH3与CRH5分别采用了外平衡式热力膨胀阀与恒温膨胀阀的节流方式。

3、供热系统

动车组的空调系统不仅仅可用于夏季的降温，冬季的供热也很重要，这就涉及到了动车的供热系统。该系统可将进入车内的空气预热，然后加热车内的空气从而使寒冷的情况下动车内部空气温度得以维持。其中空气预热需要空气预热器的参与，其可根据热媒的差异分为温水空气预热器与电热空气预热器。而空气的补偿加热则由车内地板面上的加热器加热，其也可根据热媒分为两种，分别是温水加热器和电热加热器。通过表3可以直观的查看到这些动车的供暖方式、主要设备。

表3四种型式动车组空调供热系统比较

4、通风系统

空调系统的供热、降温都离不开通风系统，所以其重要性可想而知，其几乎常年工作。其需要将经过处理的空气输送到动车组的车厢，然后形成合理的气流组织，与此同时其会将室内的空气排出，从而使车内的空气满足要求。不仅如此，通风系统还能够使车内的气压得以保持。一旦车内外的气压变化明显，其就会进行气压的调节，从而使人们的感受舒适。对于这四种动车组的空调通风系统而言其机组、送风量、气流组织、风道布置都存在一定的差异。CRH1动车组通风机组包含车顶空调装置中的通风机和安装在车顶部的两个废排单元，送风量可达到2X3100m3/h。如果辅助电源正常，则废排风机由正常电源供电。若没有辅助电源则废排风机由紧急逆变器供电。CRH2动车组通风机组为两台空调装置中的通风机与一台进排气一体的连续换气装置。其应急通风装置布置在车的两端，它由应急释放阀、应急通风机以及应急通风框组成。CRH3型动车组通风机组则由车顶空调装置中的通风机与安装在车底部的废排单元组成。CRH5型动车通风机组在通风系统中装有封闭式的换气装置。而且当其辅助电源出现故障时，空调系统会进行紧急通风，通风时间为两个小时。

此外这四种型式的动车空调系统的控制系统也各不相同，CRH1动车控制系统采用了数字控制器FPC24、DIO8模块、温度、压力传感器等。CRH2采用了温度传感器、变频、空调显示设定器以及多个继电器、接触器等。CRH3则使用了空调控制器、温度传感器以及压力传感器等。CRH5与CRH3相类似，但其使用了出风温度传感器。

5、结束语

对比这四种型式动车组空调组成部分可以发现各类型动车都存在一定的优缺点，而且其采用的标准不同，这与其生产国家所处位置、环境等都有着非常密切的联系。所以我国在进行空调系统的规格制定上需要因地制宜、综合考虑到各个方面。

参考文献：

[1]陶瑶，周建勤.基于DEA模型的动车组备件分类研究[J].中国储运，2018，No.213（06）：100-104.

[2]翟茹雪，赵鹏，宋文波，etal.高速铁路可变编组动车组进入市场方式研究[J].铁道运输与经济，2017，39（12）：22-26.

[3]胡晓依，孙加林，姚建伟，etal.基于大数据分析的高速动车组车轮磨耗统计分析研究[J].中国铁路，2017（12）：13-17.