中低速铁路客车采暖、通风及空气调节装置介绍

中低速铁路客车采暖、通风及空气调节装置介绍

王永朋，张延光，刘磊，高杰

（中车唐山机车车辆有限公司，河北 唐山 063035）

摘要：介绍了中低速客车采暖、通风及空气调节装置的作用、组成、结构特点及未来发展趋势。

关键词：采暖、通风及空气调节装置；制冷；采暖

中图分类号：     文献标识：B       文章编号：

0.引言

随着轨道车辆装备的快速发展以及乘客对乘车环境舒适性需求的提高，新造中低速客车均设置采暖、通风及空气调节装置，其主要功能包括：供应新风、排放废气、采暖、制冷、空气的输送和分配、新风及回风的过滤，以实现调节车内部温度、湿度、二氧化碳浓度、微风速、洁净度等舒适度参数的目的。

1.采暖、通风及空气调节装置结构

采暖、通风及空气调节装置一般由采暖装置、送风装置、回风装置、排风装置、空调装置等构成。车辆运行时车内控制装置获取温度传感器监测的内温及外温信号，根据设定程序控制各部件动作，从而对车内环境参数进行控制。

1.1.采暖装置

采暖装置用于冬季客室采暖，一般由客室电取暖装置及空气预热器构成。客室电取暖器布置在客室侧墙两侧及卫生间、通过台等区域，分为自然通风电取暖器及强制通风电取暖器，电取暖器性能符合TB/T 2704-2016《铁道客车及动车组电取暖器》相关要求。自然通风电取暖器根据安装形式可分为单元式自然通风电取暖器和带状整体式自然通风电取暖器。自然通风电取暖器主要由电取暖元件（电热板、电热管或PTC加热元件等）面罩、底板、电线电缆、超温保护器与电源接线盒等组成。强制通风电取暖器主要由电取暖元件（电热板、电热管或PTC加热元件等）、面罩、底板、电线电缆、超温保护器、电源接线盒（或连接器）和风扇组成。空气预热器集成于空调机组内部，用于混合风的加热。

目前25G型客车大多设置单元式自然通风电取暖器，25T型客车及动力集中型电动车组拖车大多设置带状整体式自然通风电取暖器。其中动力集中型电动车组拖车端部区域设置强制通风电取暖器。

1.2.送风装置

送风装置用于输送经空调机组处理后的空气，一般由主风道、软风道、出风口组成，主风道布置于内装顶板与车体顶板之间，出风口布置于内装顶板，二者通过软风道或支风道相连接。目前送风道应用较多的材质为铝箔复合板，具有重量轻、保温效果好等优点，另有部分玻璃钢材质送风道仍在应用。软风道应用较多的材质为橡胶及帆布，具有安装灵活便捷的特点。风口一般独立安装或集成于内装顶板，部分车型与灯带集成以便实现隐藏送风。

1.3.回风装置

回风装置用于将客室空气输送至空调机组内部，以便再次进行循环处理。回风形式分为分散回风与集中回风两种形式，目前两种形式的回风装置都在中低速客车进行应用，其主要由回风道、回风格栅组成。回风道安装于空调机组下方或包间走廊顶板上方。目前25T软卧车采用分散回风的回风形式，其余中低速客车采用集中回风的回风形式。

1.4.排风装置

排风装置用于排出车内卫生间、厨房、开水炉等处的废气。排风装置分为自然通风装置与废排装置两种形式。自然通风装置依靠车辆运行时车内外压差进行排风，主要由风口、软风道、车顶自然通风器组成。废排装置依靠车内废排风机进行强制排风，主要由风口、废排风道、废排风机、车顶废排风帽组成。

1.5.空调装置

空调装置用于将经过处理的空气以一定的方式送入车内，使车内空气的温度、相对湿度、洁净度和气流速度控制在预定的范围内，其主要部件为空调机组。空调机组按结构分为单元式空调机组与分体式空调机组，按功能分为单冷型、单冷+电热型、热泵型、热泵+电热型，目前中低速客车绝大多数车型采用车顶单元式空调机组，空调机组整机性能符合TB/T 1804-2017《铁道车辆空调 空调机组》相关要求。空调机组内部主要零部件包括：壳体、压缩机、蒸发风机、冷凝风机、蒸发器、冷凝器、气液分离器、连接器等。

目前大多数空调机组设置两套独立制冷系统，以确保中一个环路发生故障时还可保持整个机组50%正常运转。空调机组的工作原理是制冷剂蒸发吸收其周围气体的热量。蒸发腔有一个主要的功能是将处理后的气体送到客室，处理的气体是回风和新风的混合气体。在制冷模式时，气体流过翅片的时候，制冷剂会吸收空气的热量而蒸发，因此被送入客室的气体为冷却气体，制冷时所产生的冷凝水经排水管排出。在制热模式时，气体经过预热器的处理，对吹入客室的空气进行加热。

2.未来发展方向

目前中低速铁路客车所设置的采暖、通风及空气调节装置均为经多年运用的成熟产品，具有良好的安全性及可靠性。随着节能减排政策的执行，为进一步降低车辆运用能耗及全寿命周期的运营成本，变频空调可能会成为将来中低速客车的应用趋势，且目前已经有小部分车辆在厂修阶段试装了变频空调机组。另外新型制冷剂的研发应用以进一步降低温室气体的排放也是未来发展趋势之一。舒适性方面，已经在高速动车组应用的压力波保护技术同样可能应用至中低速客车，以进一步提升车辆在汇车、进出隧道时车内压力的稳定性。另外，随着后疫情时代的到来，铁路行业客流量逐步恢复，为提升车辆空气质量，新型空气净化或空气消杀装置可能安装于车辆，以实现去除部分菌落和病毒的目的。总之随着技术的进步，整个装置必将向节能、环保、轻量化、舒适性更优等方面继续优化。

参考文献

[1]国家铁路局，铁道车辆空调 空调机组：TB/T 1804-2017[S].北京：中国标准出版社，2017.

[2]国家铁路局，铁道客车及动车组电取暖器：TB/T 2704-2016.北京：中国标准出版社，2016.