1、1第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统n列车的列车的通风系统通风系统除了除了可以给乘客提供新鲜可以给乘客提供新鲜空气空气外，它的另一项功能就是外，它的另一项功能就是保证车厢内保证车厢内具有适当的气压具有适当的气压，即当车外气压发生明显，即当车外气压发生明显变化时，通风系统会将车厢内的气压维持变化时，通风系统会将车厢内的气压维持在一个让人们感到舒适的水平。在一个让人们感到舒适的水平。2第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统第一节第一节 通风系统的组成通风系统的组成通风系统是空调装置的重要组成部分，它的作用通风系统是空调装置的重要组成部分，它的作用是是将经过处理的空气输送和分配到客室并获
2、得合理将经过处理的空气输送和分配到客室并获得合理的气流组织，同时还将客室内污浊的空气排出室外，的气流组织，同时还将客室内污浊的空气排出室外，使室内的空气参数满足设计要求。使室内的空气参数满足设计要求。通风系统是客车空调装置中通风系统是客车空调装置中唯一不分季节而长期唯一不分季节而长期运转的系统运转的系统，因此，它的质量状态直接影响到旅客，因此，它的质量状态直接影响到旅客的舒适性和空调装置的经济性。的舒适性和空调装置的经济性。3第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统按照工作动力来区分，通风系统可分为按照工作动力来区分，通风系统可分为自然通风系统和自然通风系统和强迫通风系统。强迫通风系统。图图
3、3-1为客车空气调节装置中最常用的强迫通风系统示为客车空气调节装置中最常用的强迫通风系统示意图。意图。系统工作时，在通风机组的作用下，室外新鲜空气经新系统工作时，在通风机组的作用下，室外新鲜空气经新风口吸入车内，经滤尘器过滤并与回风混合后送入空气风口吸入车内，经滤尘器过滤并与回风混合后送入空气处理室，经过蒸发器冷却或者由电预热器预热，送入主处理室，经过蒸发器冷却或者由电预热器预热，送入主风道，再由各送风口均匀地送入室内。室内空气的一部风道，再由各送风口均匀地送入室内。室内空气的一部分，经回风口、回风道被通风机吸入作为分，经回风口、回风道被通风机吸入作为再循环空气再循环空气重重复使用；另一部分则
4、经由排风口和排风扇排出车外。复使用；另一部分则经由排风口和排风扇排出车外。4图图3-1 客车空气调节原理图客车空气调节原理图5第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统通风系统一般由通风系统一般由风机、进排风装置、风道以及风机、进排风装置、风道以及空气净化设备空气净化设备组成。组成。高速列车的通风系统通常还包括高速列车的通风系统通常还包括空气压力波动空气压力波动控制装置控制装置。6第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统一、通风机（组）一、通风机（组）通风机组是通风系统的动力装置，它由通风机组是通风系统的动力装置，它由离心式通风离心式通风机和电动机机和电动机组成，一般安装在车辆端部平顶板上部
5、组成，一般安装在车辆端部平顶板上部空间，也可安装在车下部，其安装处所主要取决于空间，也可安装在车下部，其安装处所主要取决于空气处理设备的位置。空气处理设备的位置。7第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统通风机的类型通风机的类型 1、离心式、离心式按叶片形式可分为按叶片形式可分为后向型后向型：叶片曲率大，：叶片曲率大，效率高效率高前向型前向型：风压大：风压大径向型径向型：用于风压较低：用于风压较低的处所的处所8 第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统9第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统3、贯流式、贯流式 结构是结构是滚筒形滚筒形，其两个端面封闭。，其两个端面封闭。特点：特点：通风
6、机叶片沿轴的方向可以加长，可采用加长叶片的通风机叶片沿轴的方向可以加长，可采用加长叶片的办法减少叶轮直径。办法减少叶轮直径。其外壳可以作成可旋转式，以改变通风机出风口方向。其外壳可以作成可旋转式，以改变通风机出风口方向。常用在风机盘管机组和冷库风幕中。常用在风机盘管机组和冷库风幕中。通风机的尺寸大小用通风机的号数即风机叶轮直径的分通风机的尺寸大小用通风机的号数即风机叶轮直径的分米数表示。米数表示。例如：例如：No.1表示叶轮直径表示叶轮直径100mm通风机。通风机。10第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统 按照空气流动方向，通风机安设在空气处理室前面的为按照空气流动方向，通风机安设在空气
7、处理室前面的为压出式系统压出式系统，通风机放在空气处理室后面的为，通风机放在空气处理室后面的为吸入式系统吸入式系统。通风系统中，送风和回风共用一台通风机的叫做通风系统中，送风和回风共用一台通风机的叫做单风机单风机系统系统，分别设有送风机和回风机的则叫做，分别设有送风机和回风机的则叫做双风机系统双风机系统。通风机在安装时，应采用有效的通风机在安装时，应采用有效的隔音减振措施隔音减振措施。一是在。一是在通风机的安装座上加装通风机的安装座上加装橡胶减振器橡胶减振器；二是在通风机机壳上敷；二是在通风机机壳上敷设设阻尼涂料阻尼涂料；三是在主风道与通风机相连接的风道处采用；三是在主风道与通风机相连接的风道
8、处采用帆帆布或人造革布或人造革制作的软风道。以减少通风机和电动机所产生的制作的软风道。以减少通风机和电动机所产生的噪音噪音传入车内客室。传入车内客室。11第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统二、风道二、风道风道的作用是风道的作用是输导空气输导空气。送风系统送风系统通过风道，通过风道，把处理好的新鲜空气输送到客车车厢内；把处理好的新鲜空气输送到客车车厢内；排风系排风系统统通过风道，把需要排除的污浊空气输送至车外。通过风道，把需要排除的污浊空气输送至车外。风道的风道的形状和布置形状和布置将直接影响车内的将直接影响车内的气流组织和气流组织和空调效果空调效果。12第三章第三章 动车组通风系统动车
9、组通风系统二、风道二、风道空调列车的风道可以由各种不同的材料制成，也空调列车的风道可以由各种不同的材料制成，也可有很多不同的构造和断面形式。在客车空调装置可有很多不同的构造和断面形式。在客车空调装置中，风道应满足中，风道应满足经济性、耐腐蚀、隔热性好、重量经济性、耐腐蚀、隔热性好、重量轻和易加工轻和易加工等方面的要求。常用的材料由等方面的要求。常用的材料由镀锌铁板、镀锌铁板、铝合金板、玻璃钢和胶合板铝合金板、玻璃钢和胶合板等。等。13第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统（一）主风道（一）主风道作用：作用：将经过空气冷却器或预热器处理后的空将经过空气冷却器或预热器处理后的空气输送到客室内。
10、气输送到客室内。主风道的截面，一般有主风道的截面，一般有圆形和矩形圆形和矩形两种。两种。按风道截面沿长度方向是否变化，有按风道截面沿长度方向是否变化，有变截面和变截面和等截面风道等截面风道之分。之分。14第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统（二）回风道（二）回风道回风道是车厢与通风机之间，用于传输再循环空回风道是车厢与通风机之间，用于传输再循环空气的通道。回风道的断面形状一般根据其在车内的气的通道。回风道的断面形状一般根据其在车内的安装位置和空间大小而确定。回风道在客室一端与安装位置和空间大小而确定。回风道在客室一端与回风口相连。客车上的回风口大部分设在客室内通回风口相连。客车上的回风口
11、大部分设在客室内通风机端端壁的下部，采用风机端端壁的下部，采用集中回风方式集中回风方式。15第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统（三）排风道（三）排风道排风道是用来排风道是用来排出车内污浊空气排出车内污浊空气的，所以其一端的，所以其一端连接在排风口，而另一端与排风扇相连或与自然通连接在排风口，而另一端与排风扇相连或与自然通风器连接。由于外界新鲜空气不断被送入车内，与风器连接。由于外界新鲜空气不断被送入车内，与其等量的车内污浊空气就由排风口，经排风道被排其等量的车内污浊空气就由排风口，经排风道被排出车外，以保持车内出车外，以保持车内压力恒定压力恒定。16第三章第三章 动车组通风系统动车组通
12、风系统三、吸风口、送风口及其调节板三、吸风口、送风口及其调节板（一）吸风口（一）吸风口吸风口也称吸风口也称新风口新风口或或进风口进风口，它是新鲜空气的吸，它是新鲜空气的吸入口。吸风口一般布置在装有通风机端的车门上入口。吸风口一般布置在装有通风机端的车门上部，也有设置在车端上部和车顶上部的。部，也有设置在车端上部和车顶上部的。17第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统（二）送风口（二）送风口送风口的作用是给车厢分配空气。送风口的作用是给车厢分配空气。其形式对射流的扩散及其形式对射流的扩散及空间内气流流型的形成有直接影响。送风口处一般都装有空间内气流流型的形成有直接影响。送风口处一般都装有散散
13、流器流器（送风器）。（送风器）。集中送风的通风系统，其送风口一般都沿车顶棚或侧壁均集中送风的通风系统，其送风口一般都沿车顶棚或侧壁均匀布置。图匀布置。图3-2为常用的送风口型式，其中图（为常用的送风口型式，其中图（a）为圆盘式）为圆盘式散流器，图（散流器，图（b）、（）、（c）、（）、（d）为直片式散流器）为直片式散流器。（三）调节板（三）调节板作用：作用：调节调节通过风道的空气通过风道的空气流量流量，其结构根据风道截面形，其结构根据风道截面形状而定。状而定。18第三章 动车组通风系统图图3-2 送风口型式送风口型式19第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统四、车内空气净化设备四、车内空气
14、净化设备空气过滤器空气过滤器n空气中总是不同程度的含有各种空气中总是不同程度的含有各种灰尘和杂质灰尘和杂质。过多的灰尘进入车内，不仅会影响旅客的舒适和过多的灰尘进入车内，不仅会影响旅客的舒适和健康，也不利于空气处理设备的正常工作。因此，健康，也不利于空气处理设备的正常工作。因此，通风系统中设有通风系统中设有空气过滤器空气过滤器。20第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统表表3-1 空气过滤器的分类性能指标空气过滤器的分类性能指标名称名称粒径（粒径（m）效率（效率（%）阻力（阻力（Pa）粗效过滤器粗效过滤器5.080E2050中效过滤器中效过滤器1.070E4080高中效过滤器高中效过滤器1
15、.099E70100亚高效过滤器亚高效过滤器0.599.9E95120高效过高效过滤器滤器A0.199.99E99.9190B99.999E99.99220C99.9999E99.999250D在在20%额定风量下，额定风量下，E99.99928021第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统u1、粗效过滤器、粗效过滤器粗效过滤器的滤材多采用玻璃纤维、人造纤维、金属网丝粗效过滤器的滤材多采用玻璃纤维、人造纤维、金属网丝及粗孔聚氨酯泡塑料等。及粗孔聚氨酯泡塑料等。u2、中效过滤器、中效过滤器中效过滤器的主要滤料是中效过滤器的主要滤料是玻璃纤维玻璃纤维(直径比粗效过滤器的直径比粗效过滤器的玻璃纤维
16、直径小，约为玻璃纤维直径小，约为10m)、人造纤维人造纤维(涤纶、丙纶、脯涤纶、丙纶、脯纶等纶等)合成的无纺布及中细孔聚乙烯泡沫塑料等。合成的无纺布及中细孔聚乙烯泡沫塑料等。u3、高效过滤器、高效过滤器滤料一般是用滤料一般是用超细玻璃纤维超细玻璃纤维或合成纤维加工制成的滤纸。或合成纤维加工制成的滤纸。22第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统空气净化器空气净化器23第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统五、空气压力波动控制装置五、空气压力波动控制装置n乘坐高速列车或飞机有时会因频繁的乘坐高速列车或飞机有时会因频繁的耳鸣现象耳鸣现象而而感到不适。感到不适。这种现象因由室内外的这种现象因由
17、室内外的气压差气压差而出现而出现。如果如果车内空气压力的变化量及变化速度车内空气压力的变化量及变化速度超过一定超过一定值，则会刺激旅客的耳鼓膜，引起值，则会刺激旅客的耳鼓膜，引起耳胀耳痛耳胀耳痛，从而，从而影响乘客的舒适性。影响乘客的舒适性。24第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统五、空气压力波动控制装置五、空气压力波动控制装置n据日本在新干线上进行调查的结果：当车内压力在据日本在新干线上进行调查的结果：当车内压力在-0.2kPa以下时，开启车门时有以下时，开启车门时有“耳感不适耳感不适”的现象；的现象；当车内压力在当车内压力在+0.2kPa以上时，同样也存在开启车门以上时，同样也存在开
18、启车门时发生时发生“耳感不适耳感不适”；超过；超过+0.5kPa时，车门一打开，时，车门一打开，旅客将感到旅客将感到“极度不适极度不适”。25第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统五、空气压力波动控制装置五、空气压力波动控制装置n车内气压对人体舒适性的影响可以用压力变化速车内气压对人体舒适性的影响可以用压力变化速度来评价，评价指标分为七级：第一级为度来评价，评价指标分为七级：第一级为200Pa/s，它对应于没有不舒适感觉；第七级为它对应于没有不舒适感觉；第七级为300Pa/s，它，它对应于强烈不舒适感觉；可以忍耐值为三级，约对应于强烈不舒适感觉；可以忍耐值为三级，约为为233.4Pa/s。
19、26第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统五、空气压力波动控制装置五、空气压力波动控制装置n针对上述问题，世界各国对高速列车都有自已的针对上述问题，世界各国对高速列车都有自已的具体要求。如日本要求车内的最大压力变化率，具体要求。如日本要求车内的最大压力变化率，新车不超过新车不超过200Pa/s，旧车不超过，旧车不超过300Pa/s；德国规；德国规定的压力变化率范围为：定的压力变化率范围为：200400Pa/s 27第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统五、空气压力波动控制装置五、空气压力波动控制装置n我国铁道部在高速动车组的招标文件中也对车内我国铁道部在高速动车组的招标文件中也对车内气
20、压的舒适性作了具体要求：在各车厢的地板下气压的舒适性作了具体要求：在各车厢的地板下安装安装1台台给排气一体型连续换气装置给排气一体型连续换气装置以控制车内压以控制车内压力波动。压力变化的最大值不得超过力波动。压力变化的最大值不得超过1000 Pa，压压力变化率不应超过力变化率不应超过200 Pa/s。28第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统为减少压力波的影响，保证旅客的舒适度，一方为减少压力波的影响，保证旅客的舒适度，一方面高速车辆必须采取良好的面高速车辆必须采取良好的空气压力密封空气压力密封，列车，列车空调装置的进排气口应空调装置的进排气口应避开低压或涡流区避开低压或涡流区布置，布置，
21、另一方面需要加装可控的另一方面需要加装可控的间歇或连续作用式进排间歇或连续作用式进排气控制装置气控制装置，以便在车外压力发生变化时，以便在车外压力发生变化时调节进调节进排气口的工作状态，防止车内空气压力变化过大，排气口的工作状态，防止车内空气压力变化过大，并保持一定的的正压（并保持一定的的正压（一般不小于一般不小于30Pa）。目前，）。目前，各国解决压力波动问题的方式不尽相同。各国解决压力波动问题的方式不尽相同。29第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统新干线车辆在换气系统中采用新干线车辆在换气系统中采用压力缓和装置压力缓和装置解决车内气压波动问题，其实用产品主要有：解决车内气压波动问题，
22、其实用产品主要有：截止阀、高速高压风机、无源压力缓和装置截止阀、高速高压风机、无源压力缓和装置以及有源压力缓和装置。以及有源压力缓和装置。30第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统图图3-3 压力缓和装置的作用效果压力缓和装置的作用效果31第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统对于最高速度达到对于最高速度达到300km/h高速列车（高速列车（500系列）来系列）来说，由于列车外表面的压力变动可高达说，由于列车外表面的压力变动可高达7.5kPa，已，已有的连续换气装置也不能满足要求，所以日本在原有的连续换气装置也不能满足要求，所以日本在原有换气装置的基础上开发了新的有换气装置的基础上开发
23、了新的“压力缓和装置压力缓和装置”。日本新研制的日本新研制的风量控制式换气系统风量控制式换气系统(即换气控制阀即换气控制阀)示于图示于图3-4。32第三章 动车组通风系统图图3-4 风量控制式换气系统风量控制式换气系统33第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统该系统的进、排风口由电磁阀开闭，电磁阀受车该系统的进、排风口由电磁阀开闭，电磁阀受车内、外压力传感器和进、出隧道信息的控制。内、外压力传感器和进、出隧道信息的控制。一旦压力传感器监测到车内、外压力的变化超过一旦压力传感器监测到车内、外压力的变化超过一定值，则电磁阀动作。一定值，则电磁阀动作。通过通过调节阀门开度调节阀门开度，保持进气口
24、和排气口的平衡，保持进气口和排气口的平衡，使车内压力变化更小，提高了列车运行舒适度。使车内压力变化更小，提高了列车运行舒适度。34第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统CRH1动车组车内空气压力波动控制：动车组车内空气压力波动控制：CRH1动车组的废排单元结构内设置了车内空动车组的废排单元结构内设置了车内空气压力自动调节型压力保护装置。气压力自动调节型压力保护装置。每辆车都有每辆车都有两个废排单元两个废排单元，分别位于每辆车的，分别位于每辆车的两个端部、车顶棚和顶板之间，用于新风气流和两个端部、车顶棚和顶板之间，用于新风气流和废排气流的流动，以及新风气流的紧急通风。废排气流的流动，以及新风
25、气流的紧急通风。通过废排单元中通过废排单元中废排气流废排气流的调整以及空气处理的调整以及空气处理单元中单元中新风气流新风气流的调整可的调整可确保车内压力平衡确保车内压力平衡。35n亦即在列车高速通过长隧道时，或者在海拔亦即在列车高速通过长隧道时，或者在海拔3500-4000m以上的高原（如青藏高原）上运行时，以上的高原（如青藏高原）上运行时，司机按下操纵台上的按钮司机按下操纵台上的按钮“隧道模式（或称压力隧道模式（或称压力保护模式）保护模式）”。n空气处理单元内的新风风门关闭，废排单元将关空气处理单元内的新风风门关闭，废排单元将关闭，系统闭，系统只进行回风只进行回风。这样通过废排单元中废排。这
26、样通过废排单元中废排气流流量的调整以及空气处理单元中新风气流流气流流量的调整以及空气处理单元中新风气流流量的调整可以确保车内维持正常大气压力。量的调整可以确保车内维持正常大气压力。第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统36第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统nCRH2动车组车内空气压力波动控制：动车组车内空气压力波动控制：n为控制车内空气压力波动，为控制车内空气压力波动，CRH2动车组在车底动车组在车底下部安装下部安装供排气一体的换气装置供排气一体的换气装置。换气装置采用。换气装置采用变频器控制变频器控制送风机的运行转速，运行速度高于送风机的运行转速，运行速度高于160km/h时，风
27、机高速运行，低于时，风机高速运行，低于160km/h时，时，风机低速运行。通过提高送风机的风机低速运行。通过提高送风机的静压力性能静压力性能，能够更好地抑制客室内的压力变动，同时确保客能够更好地抑制客室内的压力变动，同时确保客室内换气量的要求。室内换气量的要求。37第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统n换气装置采用换气装置采用双向风机原理双向风机原理，由一台变频控制的，由一台变频控制的双出轴电机双出轴电机带动两台高压的带动两台高压的高速离心风机高速离心风机进行动进行动车组客室的进、排气。车组客室的进、排气。n车外新风经过装有车外新风经过装有风量调节板风量调节板的给风侧，被高压的给风侧，被
28、高压送风风机吸入，分别送到两台空调机组中，客室送风风机吸入，分别送到两台空调机组中，客室内回风被高压排风风机吸入，进入装有电机的换内回风被高压排风风机吸入，进入装有电机的换气装置的内部通道，在冷却风机电机后从装有调气装置的内部通道，在冷却风机电机后从装有调节板的出风口排出车外。节板的出风口排出车外。n正常运行时，它可保证从室内排出多少风量就可正常运行时，它可保证从室内排出多少风量就可补充多少新风，从而实现客室内空气压力恒定。补充多少新风，从而实现客室内空气压力恒定。38第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统nCRH5动车组车内空气压力波动控制：动车组车内空气压力波动控制：nCRH5型高速动
29、车组为控制车内空气压力波动，空调系统采型高速动车组为控制车内空气压力波动，空调系统采用一个用一个被动式压力保护系统被动式压力保护系统。n系统使用快速动作的系统使用快速动作的压力保护阀压力保护阀隔离送风风道，当压力保护隔离送风风道，当压力保护被触发，阀门打开，空调进入被触发，阀门打开，空调进入全回风模式全回风模式。当压力保护阀重。当压力保护阀重新打开后，新风量提高，室内新打开后，新风量提高，室内CO2含量就会迅速下降。含量就会迅速下降。n下图为下图为CRH5动车组压力保护系统示意图。动车组压力保护系统示意图。39第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统40第三章第三章 动车组通风系统动车组通风
30、系统n压力监控单元负责压力监控单元负责驱动压力保护系统驱动压力保护系统，完成压力检测和数，完成压力检测和数据处理功能。它监控压力波的幅值和变化率，由微处理器据处理功能。它监控压力波的幅值和变化率，由微处理器对传感器的信号进行处理。车内安放了对传感器的信号进行处理。车内安放了1个压力监控单元，个压力监控单元，输出控制电平作输出控制电平作或运算或运算后，通过单独的信号线控制新风及后，通过单独的信号线控制新风及废排单元的气动阀。废排单元的气动阀。n压力保护阀装在新风吸入箱和废排单元中。当需要动作时，压力保护阀装在新风吸入箱和废排单元中。当需要动作时，压力保护阀由压力监控单元驱动，在压力波产生影响的一
31、压力保护阀由压力监控单元驱动，在压力波产生影响的一段时间内将段时间内将送风风道隔离送风风道隔离。41第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统一、气流组织的概念一、气流组织的概念气流组织是通风的核心环节。为了使客车车厢内气流组织是通风的核心环节。为了使客车车厢内空气的温度、湿度、流速等指标符合人体的舒适空气的温度、湿度、流速等指标符合人体的舒适性要求，必须使车内空气合理地流动，性要求，必须使车内空气合理地流动，通常把对通常把对车内车内空气流动和分布的控制空气流动和分布的控制称为气流组织。称为气流组织。第二第二节节 合理的气流合理的气流组织组织42第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统气流组
32、织设计的任务就是通过合理地选择送风口、气流组织设计的任务就是通过合理地选择送风口、回风口及排风口的回风口及排风口的数量和位置数量和位置来组织车内空气的流来组织车内空气的流动，使车厢内形成比较均匀而稳定的温度、湿度、动，使车厢内形成比较均匀而稳定的温度、湿度、气流速度和清洁度，以满足乘客舒适感的要求。气流速度和清洁度，以满足乘客舒适感的要求。影响气流组织的因素很多，如送风口和回风口的位影响气流组织的因素很多，如送风口和回风口的位置、型式、大小、数量，置、型式、大小、数量，送风射流参数送风射流参数(送风温差送风温差和送风速度和送风速度)，车内设施的布置和大小，以及各种，车内设施的布置和大小，以及各
33、种热源分状况等。热源分状况等。43第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统二、人体舒适性对气流组织的要求二、人体舒适性对气流组织的要求 u1、对温度梯度的要求、对温度梯度的要求在工作区内的地面上方在工作区内的地面上方1.1m和和0.1m之间的温差应之间的温差应 3。u2、对风速的要求、对风速的要求舒适性空调冬季室内风速应舒适性空调冬季室内风速应 0.2m/s，夏季应，夏季应 0.3m/s。44第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统三、气流组织的方式三、气流组织的方式空调客车内部的温度、相对湿度、气流速度、污染物浓度空调客车内部的温度、相对湿度、气流速度、污染物浓度等都应满足有一定的要求，
34、而这些参数都直接受车内等都应满足有一定的要求，而这些参数都直接受车内空气空气流动和分布状况流动和分布状况影响。影响。气流组织形式多种多样，分类方法也各有所不同，例如，气流组织形式多种多样，分类方法也各有所不同，例如，按送、回风口的布置可分为按送、回风口的布置可分为“上送下回上送下回”、“上送上回上送上回”、“下送上回下送上回”及及“中送风中送风”等形式；按气流的组织方式又等形式；按气流的组织方式又可分为可分为混合式、置换式、单向流式和局部式混合式、置换式、单向流式和局部式等等4 4种形式等等。种形式等等。45第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统u1 1、混合式气流组织、混合式气流组织混合
35、式气流组织，即混合式气流组织，即混合式通风混合式通风，它通常是将经过空调系，它通常是将经过空调系统处理的空气，以远大于使用空间所要求的速度供给送风统处理的空气，以远大于使用空间所要求的速度供给送风口，并且送风温度可以高于、低于或等于使用空间的空气口，并且送风温度可以高于、低于或等于使用空间的空气温度。从送风口喷射出的温度。从送风口喷射出的送风射流送风射流不断卷吸室内空气，使不断卷吸室内空气，使射流流量不断增加；射流边界与周围气体不断进行射流流量不断增加；射流边界与周围气体不断进行动量、动量、能量和质量能量和质量交换，使射流的速度和射流与室内空气的温度交换，使射流的速度和射流与室内空气的温度差不
36、断减小。工作区则位于射流的末端或射流的回流区。差不断减小。工作区则位于射流的末端或射流的回流区。可见，可见，混合式通风的气流组织方法使工作区气流的速度、混合式通风的气流组织方法使工作区气流的速度、温度、湿度和空气品质均匀一致，实现全室性空调。温度、湿度和空气品质均匀一致，实现全室性空调。46第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统u1、混合式气流组织、混合式气流组织按照送风口的位置，混合式气流组织又分为以按照送风口的位置，混合式气流组织又分为以下三种方式。下三种方式。u 侧送风侧送风 u 顶送风顶送风u 下送风下送风 47第三章 动车组通风系统u 侧送风侧送风 u特点：特点：工作区处于回流区
37、中。送风与室内空气混工作区处于回流区中。送风与室内空气混合充分，工作区的风速较低，温湿度比较均匀。合充分，工作区的风速较低，温湿度比较均匀。适用于适用于恒温恒湿恒温恒湿的空调房间。排出空气的污染物的空调房间。排出空气的污染物浓度或温度基本上等于工作区的浓度和温度。浓度或温度基本上等于工作区的浓度和温度。48第三章 动车组通风系统图图3-5 侧送风的室内气流分布侧送风的室内气流分布(a)上侧送、同侧下回；上侧送、同侧下回；(b)上侧送、对侧下回；上侧送、对侧下回；(c)上侧送、上侧回；上侧送、上侧回；(d)双侧送、双侧下回；双侧送、双侧下回；(e)上部两侧送，上回；上部两侧送，上回；(f)中侧送
38、、下回、上排中侧送、下回、上排49第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统图图3-6 顶送风的室内气流分布顶送风的室内气流分布(a)散流器平送、顶棚回风；散流器平送、顶棚回风；(b)散流器向下送风、下侧回风散流器向下送风、下侧回风50第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统u 顶送风顶送风u图图3-6(a)中，工作区基本上处于混合空气中。中，工作区基本上处于混合空气中。图图3-6(b)中，工作区位于向下流动的气流中，中，工作区位于向下流动的气流中，在向下流动的上部是射流混合区。这种流型的在向下流动的上部是射流混合区。这种流型的通风效率和换气效率通风效率和换气效率都比图都比图3-6(a)的高
39、，的高，主要主要用于有较高净化要求的场合。用于有较高净化要求的场合。51第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统图图3-7 下送风的室内气流分布下送风的室内气流分布52第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统u 下送风下送风 u将新鲜空气直接送入工作区。为满足人体舒适性要求，将新鲜空气直接送入工作区。为满足人体舒适性要求，送送风温差必然小于上送风方式风温差必然小于上送风方式，因而送风量需要加大。同时，因而送风量需要加大。同时为保证乘客没有为保证乘客没有“吹风吹风”感感，送风速度也不能太大，一般，送风速度也不能太大，一般不宜超过不宜超过0.50.7m/s。这样就必须增大送风口的面积或数。这样
40、就必须增大送风口的面积或数量，因而给风口布置带来困难。此外，地面容易量，因而给风口布置带来困难。此外，地面容易集聚脏物集聚脏物，影响送风的清洁度。主要影响送风的清洁度。主要优点是，新鲜空气首先通过工作优点是，新鲜空气首先通过工作区，如果配以顶部排风，则区，如果配以顶部排风，则车上部余热可以不进入工作区车上部余热可以不进入工作区而被直接排走。而被直接排走。53第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统u2、置换式气流组织、置换式气流组织置换式气流组织，置换式气流组织，是基于空气的密度差而形成热是基于空气的密度差而形成热气流上升、冷气流下降的原理实现通风换气的，气流上升、冷气流下降的原理实现通风换
41、气的，即置换通风。即置换通风。置换通风的送风温度通常低于室内空气温度置换通风的送风温度通常低于室内空气温度2-4，密度较大的送风气流将沿地面扩散开来，在下部密度较大的送风气流将沿地面扩散开来，在下部形成一层温度较低的送风气流。形成一层温度较低的送风气流。54第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统新鲜清洁空气直接送入工作区，由于在工作区内新鲜清洁空气直接送入工作区，由于在工作区内无大的空气流动，污染物的横向扩散速度很慢，从无大的空气流动，污染物的横向扩散速度很慢，从而直接被上升气流带到而直接被上升气流带到上部非人活动的高温混合区上部非人活动的高温混合区，最终被房间顶部的排风口排出，这样就可以
42、保证人最终被房间顶部的排风口排出，这样就可以保证人体处于一个相对清洁的空气环境中，从而有效地提体处于一个相对清洁的空气环境中，从而有效地提高了工作区的空气品质。高了工作区的空气品质。55第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统置换通风气流分布的特点置换通风气流分布的特点：工作区内气流工作区内气流近似于单向流近似于单向流；通风效率和温度通风效率和温度效率效率都很高，换气效率也较高；既节省冷量，都很高，换气效率也较高；既节省冷量，又有较高的室内空气品质。又有较高的室内空气品质。56第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统图图3-8 置换通风的室内气流分布置换通风的室内气流分布57第三章第三章
43、动车组通风系统动车组通风系统n3、单向流式气流组织、单向流式气流组织n气流在空间的断面上均匀分布。气流在空间的断面上均匀分布。图图3-9 单向流的室内气流分布单向流的室内气流分布58第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统4、局部式气流组织、局部式气流组织局部式气流组织就是将经过通风空调系统处理的局部式气流组织就是将经过通风空调系统处理的空气送入到受控空间的局部位置，空气送入到受控空间的局部位置，如飞机和列车如飞机和列车的座椅、办公室的办公桌、车间的工作岗位等，的座椅、办公室的办公桌、车间的工作岗位等，这样的气流组织方式又称之为这样的气流组织方式又称之为局部通风局部通风。59第三章 动车组通
44、风系统图图3-10 座椅送风的局部气流分布座椅送风的局部气流分布60第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统四、气流组织的评价四、气流组织的评价 1、空气年龄、空气年龄(Age of air)空气质点的年龄简称空气质点的年龄简称空气年龄空气年龄，是指空气质点自进入房间至，是指空气质点自进入房间至到达室内某点到达室内某点所经历的时间所经历的时间。空气年龄，从表面意义上讲是空气在室内被测点上的停留时空气年龄，从表面意义上讲是空气在室内被测点上的停留时间。而间。而实际意义是指旧空气被新空气所代替的速度实际意义是指旧空气被新空气所代替的速度。空气从送风口进入车内后的流动过程中，不断掺混污染物，空气从
45、送风口进入车内后的流动过程中，不断掺混污染物，空气的清洁程度和新鲜程度将不断下降。因此，空气年龄短，空气的清洁程度和新鲜程度将不断下降。因此，空气年龄短，预示着到达该处的空气可能掺混的污染物少，排除污染物的预示着到达该处的空气可能掺混的污染物少，排除污染物的能力愈强。显然，能力愈强。显然，空气年龄评价了空气流动状态的合理性空气年龄评价了空气流动状态的合理性。61第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统图图3-11 空气年龄示意图空气年龄示意图V房间容积房间容积Q单位时间单位时间 换气量换气量62第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统2、换气效率换气效率(Air exchange effi
46、ciency)换气效率换气效率 是是评价换气效果评价换气效果优优劣的一个指标，它是气流分布劣的一个指标，它是气流分布的特性参数，与污染物无关。的特性参数，与污染物无关。它定义它定义为理论上最短的换气时为理论上最短的换气时间与实际换气时间之比间与实际换气时间之比，即，即 2nn置换室内全部现存空气的时间（即换气时间）置换室内全部现存空气的时间（即换气时间）室内平均空气年龄室内平均空气年龄63第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统 是基于空气年龄的指标，因此它反映了空气流是基于空气年龄的指标，因此它反映了空气流动状态合理性。最理想的气流分布动状态合理性。最理想的气流分布=100%，一，一般的气
47、流分布般的气流分布 。一般一般混合通风混合通风=50%，而，而置换通风置换通风=50%-100%。换气效率换气效率=100%只有在理想的只有在理想的活塞流活塞流时才有可时才有可能实现。能实现。164第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统 3、通风效率、通风效率(Ventilation efficiency)通风效率又称混合效率，定义为通风效率又称混合效率，定义为实际参与工作区内稀释污实际参与工作区内稀释污染物的风量与总送入风量染物的风量与总送入风量之比，或是送、排风污染物浓度之比，或是送、排风污染物浓度之差与送风、工作区污染物浓度之差的比，即之差与送风、工作区污染物浓度之差的比，即00cc
48、ccqqqEnevvevvqv送入房间的风量，送入房间的风量，m3/s；qve未参与稀释污染物而直接从排风口排出的风量，未参与稀释污染物而直接从排风口排出的风量，m3/s；Ce排风口排出的污染物浓度，排风口排出的污染物浓度，L/m3；C0送风口送入的污染物浓度，送风口送入的污染物浓度，L/m3；Cn工作区污染物浓度，工作区污染物浓度，L/m3。65第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统 可见，可见，EV也表示通风或空调系统排出污染物的能力，也表示通风或空调系统排出污染物的能力，因此也称为因此也称为排污效率排污效率。当送入房间空气与污染物混合均。当送入房间空气与污染物混合均匀，排风的污染物浓
49、度等于工作区浓度时，匀，排风的污染物浓度等于工作区浓度时，EV=1。一般。一般的混合通风的气流分布形式，的混合通风的气流分布形式，EV1。但是，若清洁空气。但是，若清洁空气由下部直接送到工作区时，工作区的污染物浓度可能小由下部直接送到工作区时，工作区的污染物浓度可能小于排风的浓度，这时于排风的浓度，这时EV1。EV不仅与气流分布有着密切不仅与气流分布有着密切关系，而且还与污染物分布有关。污染源位于排风口处，关系，而且还与污染物分布有关。污染源位于排风口处，EV增大。增大。66第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统4、温度效率、温度效率 下送风上排风送风方式下送风上排风送风方式 的值大于的值
50、大于1，且具有较高的通，且具有较高的通风效率，这是该种通风方式受到重视的主要原因。风效率，这是该种通风方式受到重视的主要原因。snsetttt式中，式中，te、tn、ts分别为排风温度、工作区空气的平均温度分别为排风温度、工作区空气的平均温度和送风的温度，和送风的温度，67第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统图图3-14 不同送风方式的不同送风方式的、值值68第三章第三章 动车组通风系统动车组通风系统第三节第三节 空气净化空气净化一、空气净化的概念一、空气净化的概念空气净化指去除空气中的污染物质，控制房间或空间内空气空气净化指去除空气中的污染物质，控制房间或空间内空气达到洁净要求。对于铁
