1、第二章第二章 动车组车内环境控制系统的动车组车内环境控制系统的 结构组成及工作过程结构组成及工作过程第一节第一节 动车组车内环境控制系统的组成和类型动车组车内环境控制系统的组成和类型 一、动车组车内环境控制系统的组成一、动车组车内环境控制系统的组成 动车组车内环境控制系统的功能是将一定量的车外新动车组车内环境控制系统的功能是将一定量的车外新鲜空气和车内再循环空气混合后，经过过滤、冷却或加热、鲜空气和车内再循环空气混合后，经过过滤、冷却或加热、减湿或加湿等处理，以一定的流速送入车内，并将车内一减湿或加湿等处理，以一定的流速送入车内，并将车内一定量的污浊空气排出车外。定量的污浊空气排出车外。 动车
2、组车内环境控制系统为完成上述任务，通常由动车组车内环境控制系统为完成上述任务，通常由通通风系统、制冷系统、供热系统、加（减）湿系统以及自动风系统、制冷系统、供热系统、加（减）湿系统以及自动控制系统控制系统等五大系统组成。等五大系统组成。121. HVAC unit - cab2. HVAC unit - passenger area3. Air intake4. Exhaust air5. Exhaust air unit1235Recirculated air HVACExhaust airOutdoor airAir distribution（气流组织）（气流组织）4第二章第二章 动车组车
3、内环境控制系统的动车组车内环境控制系统的 结构组成及工作过程结构组成及工作过程通风系统通风系统的作用：的作用： 将车外新鲜空气吸入并与车内再循环空气混将车外新鲜空气吸入并与车内再循环空气混合，在滤清灰尘和杂质后，再压送分配到车内，合，在滤清灰尘和杂质后，再压送分配到车内，同时排出车内多余的污浊空气，以保证车内空气同时排出车内多余的污浊空气，以保证车内空气的洁净度以及合理的流动速度和气流组织。通风的洁净度以及合理的流动速度和气流组织。通风系统通常由系统通常由通风机组、空气过滤器、新风口、送通风机组、空气过滤器、新风口、送风道、回风口、回风道以及排废气口风道、回风口、回风道以及排废气口等组成。等组
4、成。 3第二章第二章 动车组车内环境控制系统的动车组车内环境控制系统的 结构组成及工作过程结构组成及工作过程制冷系统（也称空气冷却系统）制冷系统（也称空气冷却系统）的作用：的作用： 在夏季对进入车内的空气进行降温、减湿在夏季对进入车内的空气进行降温、减湿处理，使夏季车内空气的温度与相对湿度维持处理，使夏季车内空气的温度与相对湿度维持在规定的范围内。为保证制冷系统安全、有效在规定的范围内。为保证制冷系统安全、有效地工作，制冷系统除地工作，制冷系统除压缩机、蒸发器、冷凝器、压缩机、蒸发器、冷凝器、节流装置节流装置四大件外，还配有四大件外，还配有贮液器、干燥过滤贮液器、干燥过滤器、气液分离器器、气液
5、分离器等辅助设备。等辅助设备。 4第二章第二章 动车组车内环境控制系统的动车组车内环境控制系统的 结构组成及工作过程结构组成及工作过程供热系统供热系统的作用：的作用： 在冬季对进入车内的空气进行在冬季对进入车内的空气进行预热预热和对车内和对车内的空气进行的空气进行加热加热，以保证冬季车内空气的温度在，以保证冬季车内空气的温度在规定的范围内。供热系统通常由规定的范围内。供热系统通常由空气预热器和空空气预热器和空气加热器气加热器组成。冬季，通风机将吸入的车内外空组成。冬季，通风机将吸入的车内外空气经过空气预热器的预热后送入车内，同时，车气经过空气预热器的预热后送入车内，同时，车内加热器对车内空气加
6、热，以补偿车体和门窗的内加热器对车内空气加热，以补偿车体和门窗的热损失。热损失。 56空气加湿系统空气加湿系统的作用：的作用： 在冬季车内空气相对湿度较低时对空气加在冬季车内空气相对湿度较低时对空气加湿，以保证冬季车内空气的相对湿度在规定的湿，以保证冬季车内空气的相对湿度在规定的范围内。目前，我国在一般车辆的空调装置中范围内。目前，我国在一般车辆的空调装置中不设加湿系统，仅在某些高级公务员及特殊要不设加湿系统，仅在某些高级公务员及特殊要求的车辆上设此系统。加湿最简单的方法是采求的车辆上设此系统。加湿最简单的方法是采用用电极加湿器电极加湿器。 第二章第二章 动车组车内环境控制系统的动车组车内环境
7、控制系统的 结构组成及工作过程结构组成及工作过程第二章第二章 动车组车内环境控制系统的动车组车内环境控制系统的 结构组成及工作过程结构组成及工作过程自动控制系统自动控制系统的作用：的作用： 控制各系统按给定的方案协调地工作，以使控制各系统按给定的方案协调地工作，以使车内的空气车内的空气参数控制参数控制在规定的范围内，同时对空在规定的范围内，同时对空调装置起调装置起自动保护自动保护作用。控制系统一般由各用电作用。控制系统一般由各用电设备的设备的控制电器、保护元件以及仪表控制电器、保护元件以及仪表等组成。等组成。7第二章第二章 动车组车内环境控制系统的动车组车内环境控制系统的 结构组成及工作过程结
8、构组成及工作过程二、动车组车内环境控制系统的类型二、动车组车内环境控制系统的类型 动车组车内环境控制系统按空调系统的安装方式主要动车组车内环境控制系统按空调系统的安装方式主要分为两类：一类为分为两类：一类为分体式空调系统分体式空调系统（又称集中式空调系（又称集中式空调系统），另一类为车顶统），另一类为车顶单元式空调系统单元式空调系统（又称独立式空调系（又称独立式空调系统）。两类系统均具有制冷系统、通风系统、供热系统和统）。两类系统均具有制冷系统、通风系统、供热系统和自动控制系统。自动控制系统。 分体式空调系统分为两个部分，一部分为在车内的空分体式空调系统分为两个部分，一部分为在车内的空气冷、热
9、处理和输送、分配单元，置于客车端部，空气通气冷、热处理和输送、分配单元，置于客车端部，空气通过送风道和送风口送入车内，一般过送风道和送风口送入车内，一般上送风，下回风上送风，下回风，从车，从车端墙新风口引入新风。另一部分为车下的压缩冷凝部分。端墙新风口引入新风。另一部分为车下的压缩冷凝部分。 8第二章第二章 动车组车内环境控制系统的动车组车内环境控制系统的 结构组成及工作过程结构组成及工作过程 单元式空调系统常将单元式空调系统常将压缩冷凝部分、空气冷压缩冷凝部分、空气冷却部分却部分等组合等组合（集成）（集成）在一起，并安装在车端顶在一起，并安装在车端顶部，故称车顶单元式空调系统，这种空调系统适
10、部，故称车顶单元式空调系统，这种空调系统适用于铁路长途硬座车、硬卧车、软卧车等。一般用于铁路长途硬座车、硬卧车、软卧车等。一般每节客车车厢每节客车车厢安装两台安装两台相同的单元式空调系统。相同的单元式空调系统。9第二章第二章 动车组车内环境控制系统的动车组车内环境控制系统的 结构组成及工作过程结构组成及工作过程 （1 1）分体式空调系统）分体式空调系统 分体式空调系统是指每节客车上只安装一套空调装置，分体式空调系统是指每节客车上只安装一套空调装置，且将且将制冷压缩机、冷凝器、冷凝风扇、贮液器集中制冷压缩机、冷凝器、冷凝风扇、贮液器集中装在一个装在一个箱中，并悬挂在车底架下，而将箱中，并悬挂在车
11、底架下，而将蒸发器、通风机、膨胀阀、蒸发器、通风机、膨胀阀、空气预热器空气预热器等安装在车顶内部，用等安装在车顶内部，用铜管铜管将制冷系统的各设备将制冷系统的各设备连接起来，组成封闭的循环系统。送风道布置在车内顶棚中连接起来，组成封闭的循环系统。送风道布置在车内顶棚中央，其上均匀地设置送风口。央，其上均匀地设置送风口。 这种形式使车辆这种形式使车辆重心降低重心降低，但因体积大，使拆装困难和，但因体积大，使拆装困难和检修不方便，且制冷管路长，接头多，容易产生泄露。检修不方便，且制冷管路长，接头多，容易产生泄露。10图图2-1 分体式客车空调系统原理图分体式客车空调系统原理图1-通风机；通风机；2
12、-渐扩风道；渐扩风道；3-蒸发器；蒸发器；4-水分离器；水分离器；5-电预热器；电预热器；6-渐缩风道；渐缩风道；7-主风道；主风道；8-回风道；回风道；9-送风口；送风口；10-回风口；回风口；11-排风扇；排风扇；12-排风口；排风口；13-进风口；进风口；14-滤尘器；滤尘器；15-补偿电热器；补偿电热器；16-冷凝器；冷凝器；17-冷凝风扇；冷凝风扇；18-压缩机；压缩机；19-贮液器。贮液器。11绪 论12第二章第二章 动车组车内环境控制系统的动车组车内环境控制系统的 结构组成及工作过程结构组成及工作过程（2 2）单元式空调系统）单元式空调系统 单元式空调系统是指将单元式空调系统是指
13、将压缩机、冷凝器、节流装置、蒸压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器、通风机、冷凝风机以及空气预热器等发器、通风机、冷凝风机以及空气预热器等安装在一个箱内，安装在一个箱内，组成一个完整的单元组成一个完整的单元后安装在车顶。根据车型不同，每辆车后安装在车顶。根据车型不同，每辆车上可安装一台或两台单元式空调系统。送风道布置在车内顶上可安装一台或两台单元式空调系统。送风道布置在车内顶棚的中央或两侧，电气控制柜也是安装在乘务员室内。单元棚的中央或两侧，电气控制柜也是安装在乘务员室内。单元式空调系统多采用式空调系统多采用全封闭式压缩机全封闭式压缩机。由于这种形式结构紧凑、。由于这种形式结构紧凑、制冷量大、重量
14、轻、管路短、不易泄露，不占用车下空间。制冷量大、重量轻、管路短、不易泄露，不占用车下空间。 单元式空调系统的底边有单元式空调系统的底边有圆弧底的和平底圆弧底的和平底的，进风方向的，进风方向有有前出风和下出风前出风和下出风两种形式。两种形式。 13图图2-2 圆底下出风式空调系统结构图圆底下出风式空调系统结构图1-蒸发器；蒸发器；2-电预热器；电预热器；3-通风机；通风机；4-温度传感器温度传感器14客室单元式空调机组客室单元式空调机组15图图2-3 平底前出风单元式空调系统结构示意图平底前出风单元式空调系统结构示意图1-冷凝风扇；冷凝风扇；2-冷凝器；冷凝器；3-安装座；安装座；4-气液分离器
15、；气液分离器；5-压力控制器；压力控制器；6-压缩机；压缩机；7-通风机；通风机；8-蒸发器；蒸发器；9-电预热器；电预热器；10-新风过滤器。新风过滤器。1617安装在安装在CRH3车上的客室空调机组车上的客室空调机组18第二章第二章 动车组车内环境控制系统的动车组车内环境控制系统的 结构组成及工作过程结构组成及工作过程第二节第二节 动车组车内环境控制系统的动车组车内环境控制系统的主要构成及工作过程主要构成及工作过程 一、通风系统一、通风系统 通风系统主要由通风机、空气处理室、通风系统主要由通风机、空气处理室、软风道软风道、玻璃钢主送风道玻璃钢主送风道、软风筒支风道、送风孔板、回风、软风筒支
16、风道、送风孔板、回风道、回风口、新风口、新风道、废排风扇等组成。道、回风口、新风口、新风道、废排风扇等组成。是一种轻质、高强、耐腐蚀的非金属管道。耐化学腐蚀、轻质高强，不结垢，抗震性强，综合造价低，安装快捷，安全可靠等优点 。 是一种由特殊纤维织成的柔性空气分布系统（Air Dispersion）即索斯系统 。19第二章第二章 动车组车内环境控制系统的动车组车内环境控制系统的 结构组成及工作过程结构组成及工作过程 通风系统工作时，在通风机（通风系统工作时，在通风机（蒸发风机蒸发风机）的作用下，）的作用下，车外新鲜空气经新风口、新风道、新风滤尘网进入混合车外新鲜空气经新风口、新风道、新风滤尘网进
17、入混合室，与通过回风滤尘网、回风口、回风道的室内再循环室，与通过回风滤尘网、回风口、回风道的室内再循环空气混合。空气混合。 经蒸发器经蒸发器降温除湿降温除湿或电预热器预热，被通风机吸入或电预热器预热，被通风机吸入加压，再通过软风道、主送风道和车顶送风孔板，均匀加压，再通过软风道、主送风道和车顶送风孔板，均匀地送入室内。与室内空气交换后的另一部分空气经设在地送入室内。与室内空气交换后的另一部分空气经设在厕所顶部的废气排风扇排出车外。厕所顶部的废气排风扇排出车外。20第二章第二章 动车组车内环境控制系统的动车组车内环境控制系统的 结构组成及工作过程结构组成及工作过程二、制冷系统二、制冷系统 制冷系
18、统一般主要由制冷系统一般主要由压缩机、蒸发器、冷凝器、节流压缩机、蒸发器、冷凝器、节流装置、贮液器、干燥过滤器、气液分离器装置、贮液器、干燥过滤器、气液分离器等组成。等组成。压缩机：压缩机：吸入低温的制冷气体，将其压缩为高温高压的吸入低温的制冷气体，将其压缩为高温高压的制冷气体后送出。制冷气体后送出。室外热交换器：室外热交换器：用室外送风机送入的室外空气对高温高用室外送风机送入的室外空气对高温高压的制冷气体进行冷却，使其形成常温（压的制冷气体进行冷却，使其形成常温（约约50）的高压）的高压制冷液。制冷液。制冷剂干燥器：制冷剂干燥器：吸收制冷液中的水分。吸收制冷液中的水分。 21第二章第二章 动
19、车组车内环境控制系统的动车组车内环境控制系统的 结构组成及工作过程结构组成及工作过程 毛细管：毛细管：利用通道面积小的阻力管，使高压制冷液变为利用通道面积小的阻力管，使高压制冷液变为低压的气液混合状态。制冷剂在减压的同时温度也将下降。低压的气液混合状态。制冷剂在减压的同时温度也将下降。 室内热交换器：室内热交换器：低温低压的气液混合制冷剂，与通过室低温低压的气液混合制冷剂，与通过室内热交换器室的室内空气进行热交换的同时变成气体。此时，内热交换器室的室内空气进行热交换的同时变成气体。此时，室内空气的热量被制冷剂吸收，温度下降。该冷风吸收车体室内空气的热量被制冷剂吸收，温度下降。该冷风吸收车体的热
20、负荷（的热负荷（换气、日照及车内外温度差等换气、日照及车内外温度差等）和人体所产生的）和人体所产生的热量而变成暖空气，并被再次送入室内热交换器。热量而变成暖空气，并被再次送入室内热交换器。气液分离器气液分离器：分离制冷气体和液体。分离制冷气体和液体。 22第二章第二章 动车组车内环境控制系统的动车组车内环境控制系统的 结构组成及工作过程结构组成及工作过程三、供热及加湿系统三、供热及加湿系统 供热系统主要有两个作用：对送入车内的空气进行供热系统主要有两个作用：对送入车内的空气进行预热预热和对车内空气进行和对车内空气进行补偿加热补偿加热。空气的预热是使空气在空调系。空气的预热是使空气在空调系统的空
21、气处理室内流过空气预热器来实现的。根据热媒不同，统的空气处理室内流过空气预热器来实现的。根据热媒不同，空气预热器有空气预热器有温水空气预热器温水空气预热器和和电热空气预热器电热空气预热器两种。两种。 空气的补偿加热，由设在车内两侧地板面上的加热器来空气的补偿加热，由设在车内两侧地板面上的加热器来完成。根据热媒不同，地面加热器也有完成。根据热媒不同，地面加热器也有温水加热器和电热加温水加热器和电热加热器热器两种。两种。 因此，一般而言，因此，一般而言，供热系统通常由空气预热器和地面空供热系统通常由空气预热器和地面空气加热器组成。气加热器组成。23第二章第二章 动车组车内环境控制系统的动车组车内环
22、境控制系统的 结构组成及工作过程结构组成及工作过程四、动车组车内环境控制系统的工作过程四、动车组车内环境控制系统的工作过程 以四方动车组（川崎重工）空调系统为例，空以四方动车组（川崎重工）空调系统为例，空调系统是设置在车辆地板下侧的调系统是设置在车辆地板下侧的2台小型、轻量的台小型、轻量的地板下型空调装置，属于地板下型空调装置，属于准集中式空调系统准集中式空调系统。该空。该空调装置的新风口、回风口分别与设在车厢地板下侧、调装置的新风口、回风口分别与设在车厢地板下侧、顶板的送风道和吸入车内空气的回风道连接。顶板的送风道和吸入车内空气的回风道连接。24第二章第二章 动车组车内环境控制系统的动车组车
23、内环境控制系统的 结构组成及工作过程结构组成及工作过程四、动车组车内环境控制系统的工作过程四、动车组车内环境控制系统的工作过程 冷气运行时，从回风道吸入的车厢内空气与从供气装冷气运行时，从回风道吸入的车厢内空气与从供气装置通过送风道送入的新鲜空气置通过送风道送入的新鲜空气混合混合，通过设置在空调装置，通过设置在空调装置回风口的车厢回风口的车厢过滤器过滤器，在车厢热交换器进行热交换，冷却，在车厢热交换器进行热交换，冷却为冷气。该冷气为冷气。该冷气从车体侧风道送风口吹入车厢从车体侧风道送风口吹入车厢，向乘客提，向乘客提供清凉的感觉。暖气运行时，从回风道吸入空气时，同样供清凉的感觉。暖气运行时，从回
24、风道吸入空气时，同样与新鲜空气混合，通过设置在空调装置回风口的过滤器，与新鲜空气混合，通过设置在空调装置回风口的过滤器，由电热器加热，通过与冷气时同样的路径，向乘客提供温由电热器加热，通过与冷气时同样的路径，向乘客提供温暖的感觉。暖的感觉。2526HVAC (Heating, Ventilation, Air Conditioning)1. Cab unit（司机室）4. Exhaust air vent（排气口）2. HVAC unit（空调单元） 5. Exhaust air unit（排气装置）3. Fresh air intake（新鲜空气入口）12345The climate con
25、trol system has the following purpose:Temperature control - To maintain a comfortable temperature inside the car for passengers and driver. Ventilation - To provide the passenger saloons and drivers cab with fresh air with a sufficiently high oxygen content and to reduce the CO2 and moisture content
26、s. Temperature control is carried out in an energy efficient way without causing large temperature variations, with an even distribution of warm or cool air and without uncomfortable drafts.Filters in the air intakes prevent air contaminants spreading through the car.Passengers are also protected fr
27、om smoke in the event of fire outside the car.271. Mid hatch, evaporator（蒸发器）2. Mid hatch, control panel（控制嵌板）3. Mid hatch, condenser（冷凝器 ）4. Fan protection（带护罩风扇 ）5. Side hatch, condenser6. Side hatch, electrical connectors（电连接器）7. Side hatch, air filter（空气过滤器）HVAC unit - passenger area(Location on
28、 roof) Heating output 24 kWCooling output 33 kWSupply air4600 m3 /hWeight735 KG 7.2 HVACOutdoor air（室外空气）（室外空气）Recirculated air （回风）（回风）Primary air（一次风）（一次风）Air-handling unitCompressor/condenser units（压缩冷凝单元）（压缩冷凝单元）HVAC Compact unit drivers cabExhaust air unitExhaust air unit（废排单元）（废排单元）Control panel （控制仪表）（控制仪表）with emergency inverter（紧急转换器）（紧急转换器）28作业：作业：1.1.简述动车组车内环境控制系统的组成。简述动车组车内环境控制系统的组成。2.2.动车组车内环境控制系统按照安装方式主要动车组车内环境控制系统按照安装方式主要分为哪两类，各自的特点是什么？分为哪两类，各自的特点是什么？第二章第二章 动车组车内环境控制系统的动车组车内环境控制系统的 结构组成及工作过程结构组成及工作过程29
