地鐵車輛空調系統車內出風格柵形式研究

張惠中+++王宗昌+++劉紹禹

摘 要：介紹了地鐵車輛空調風道系統布置，對幾種地鐵車輛空調系統車內出風格柵形式進行了試驗測試，并對幾種出風格柵形式進行對比分析，確定了出風格柵的最佳形式，使車內氣流組織均勻，為地鐵車輛提高乘坐的舒適性提供了參考。

關鍵詞：地鐵；空調；出風格柵

前言

隨著地鐵交通在各大城市的逐漸普及，地鐵車廂內的舒適性研究也備受關注，而地鐵空調送風風道的出風均勻性則是影響地鐵車廂內部溫度場及流場的重要因素之一[1]。本文就某既有地鐵車型的空調送風風道的車內出風格柵形式進行了試驗測試，并對幾種出風格柵形式進行了對比分析，確定了出風格柵的最佳形式，使車內氣流組織均勻，避免送風吹頭現象，提高乘客乘坐的舒適性。

1 地鐵車輛空調風道系統介紹

地鐵車輛送風道一般安裝于客室頂板之上，沿車體長度方向布置。風道內部一般分為主送風道和靜壓箱風道。經空調機組處理過的空氣先進入主送風道，然后進入靜壓箱風道，再經風道下方的出風格柵送入客室，達到均勻送風的效果[2]。

2 出風均勻性試驗測試

搭建模型車并安裝風道， 出風口分布在車內頂板兩側，在車上安裝各種形式的出風格柵，通過測試出風口風速、車內微風速及均勻性等，確定出風格柵的最佳形式。

2.1 模型車搭建

模型車（由于場地有限，模型車長度僅5米多）斷面做到與實車基本一致，長度方向安裝5米長風道和車內出風口，將模型車進行封閉，安裝風機、風道及出風口后進行車內微風速實驗。風道及風口安裝時按照現車斷面進行，風道與出風口之間進行密封?？照{機組將氣流送入送風道，送風道下部連接靜壓箱，再由靜壓箱下部的條縫型送風口將氣流送入客室。兩側的靜壓箱下部條縫型送風口數目各25個。具體搭建示意圖如下圖所示。

模型車及風道搭建示意圖

模型車搭建圖片

2.2 出風格柵形式

樣品1斷面

樣品2斷面

樣品3斷面

樣品4斷面

2.3 測試設備

1）風速測量系統：由熱式風速儀傳感器探頭、多通道氣流分析儀、計算機等組成，該系統主要用于多點遠程風速的測量。當測量風速在0.05m/s～2m/s 范圍內時，其測試誤差不大于±10%；當測量風速在2m/s～30m/s 范圍內時，其測試誤差不大于±5%。利用電纜將儀器與計算機的串行接口相連，與計算機實現通訊，將數據傳輸到計算機，利用相關的軟件來進行數據處理，可以實現定時或長時間的數據采集。

風速測量系統 熱式風速儀傳感器探頭

2）TSI風壓風速計：手持便攜式的測量儀器，可用于風速，壓力及流量的測試。壓力測試范圍-1245-3735Pa，精確度±1Pa，解析度0.1Pa。風速范圍0.01～78.74m/s，精確度在10m/s時為1.5%的讀值。

2.4 測試方法

根據TB/T 2433規定，在車內即在各個垂直于出風口中間的測量截面內，測點距車內地板面的高度分別為 0.1m，0.5m，1.2m和1.7m。在測量風筒的風速測量截面上，均勻分布的風速測點不得少于 12 點。全部測點測量值的平均值為平均風速。平均風速測量必須連續測量3次，取3次平均風速的平均值為該截面風速，本次實驗為了提高數據的準確性，取5次平均風速的平均值作為該截面的風速。

所有微風速測點上的微風速按順序測量5次，其客室內氣流速度>0.07m/s，并且在規定的客室氣流測試點風速≤0.9m/s。

2.5 測點布置

為比較全面的測試不同風口形式的氣流組織差異，判斷吹頭感的強弱，并根據鐵道客車空氣調節試驗方法（TB/T 2433）及現場實驗的要求，本實驗在距模型車后端Z=0.75m，Z=1.75m，Z=2.75m，Z=3.75m，Z=4.75m，設置了5個測試斷面，每個斷面共設置了28個點位，本實驗采用的是多點風速儀，設置為每斷面3秒記錄一次數據，十次數據后取平均值整合為一組，每斷面記錄5組。對于樣件一、二、三、四的斷面選取具體如下圖所示：

測試斷面布置示意圖

在按照鐵道客車空氣調節試驗方法（TB/T 2433）的情況下，本次測試在每個斷面上選了28個測點，分別對應人體坐立時的頭、肩、腰、膝、腳踝，人體站立時的頭、肩、腰、膝、腳踝。這樣5個斷面上的140個測點位于與YOZ面平行的6個平面內，即X=0.15m、X=0.5m、X=0.9m、X=1.2m、X=1.7m和X=1.9m的平面上，測點在XOY斷面上的布置見下圖：

斷面處垂直方向測點布置示意圖

3 試驗結果及分析

3.1 試驗結果

由于5個測試斷面測出的風速及趨勢差異不大，因此選取斷面3的28個測點對4種樣件的風速及均勻性進行對比分析。

3.2 結果分析

通過折線圖直觀表現計算分析可知，4種樣件的平均風速均符合標準規定。

樣件1、2的大部分測點風速較均勻，最大風速位于出風口正下方兩個點位（4點和25點），此處易引起送風吹頭現象，降低舒適性。

樣件3、4的風速及均勻性明顯好于樣件1、2。樣件3的出風口下部有微弱吹風感，樣件4出風口下部無吹風感，且總體均勻性最好。因此，樣件的出風形式對送風均勻性影響最大，需避免出風格柵直接向下送風引起吹頭現象。

4 結束語

本文對地鐵車廂空調送風格柵形式進行了試驗測試，并對幾種出風格柵形式進行了對比分析，確定了出風格柵的最佳形式，但該形式的送風格柵尚未在地鐵車輛批量使用，需現車進一步檢驗其均勻性效果。

參考文獻

[1]馬銀紅.地鐵空調送風風道出風性能數值模擬與優化，2009.

[2]劉洋，易柯，李穎明.地鐵車輛風道系統出風均勻性設計[J].電力機車與城軌車輛，2011（34）：48-50.

作者簡介：張惠中（1981-），男，碩士研究生，工程師，主要從事軌道交通車輛空調通風系統設計工作。

摘 要：介紹了地鐵車輛空調風道系統布置，對幾種地鐵車輛空調系統車內出風格柵形式進行了試驗測試，并對幾種出風格柵形式進行對比分析，確定了出風格柵的最佳形式，使車內氣流組織均勻，為地鐵車輛提高乘坐的舒適性提供了參考。

關鍵詞：地鐵；空調；出風格柵

前言

隨著地鐵交通在各大城市的逐漸普及，地鐵車廂內的舒適性研究也備受關注，而地鐵空調送風風道的出風均勻性則是影響地鐵車廂內部溫度場及流場的重要因素之一[1]。本文就某既有地鐵車型的空調送風風道的車內出風格柵形式進行了試驗測試，并對幾種出風格柵形式進行了對比分析，確定了出風格柵的最佳形式，使車內氣流組織均勻，避免送風吹頭現象，提高乘客乘坐的舒適性。

1 地鐵車輛空調風道系統介紹

地鐵車輛送風道一般安裝于客室頂板之上，沿車體長度方向布置。風道內部一般分為主送風道和靜壓箱風道。經空調機組處理過的空氣先進入主送風道，然后進入靜壓箱風道，再經風道下方的出風格柵送入客室，達到均勻送風的效果[2]。

2 出風均勻性試驗測試

搭建模型車并安裝風道， 出風口分布在車內頂板兩側，在車上安裝各種形式的出風格柵，通過測試出風口風速、車內微風速及均勻性等，確定出風格柵的最佳形式。

2.1 模型車搭建

模型車（由于場地有限，模型車長度僅5米多）斷面做到與實車基本一致，長度方向安裝5米長風道和車內出風口，將模型車進行封閉，安裝風機、風道及出風口后進行車內微風速實驗。風道及風口安裝時按照現車斷面進行，風道與出風口之間進行密封?？照{機組將氣流送入送風道，送風道下部連接靜壓箱，再由靜壓箱下部的條縫型送風口將氣流送入客室。兩側的靜壓箱下部條縫型送風口數目各25個。具體搭建示意圖如下圖所示。

模型車及風道搭建示意圖

模型車搭建圖片

2.2 出風格柵形式

樣品1斷面

樣品2斷面

樣品3斷面

樣品4斷面

2.3 測試設備

1）風速測量系統：由熱式風速儀傳感器探頭、多通道氣流分析儀、計算機等組成，該系統主要用于多點遠程風速的測量。當測量風速在0.05m/s～2m/s 范圍內時，其測試誤差不大于±10%；當測量風速在2m/s～30m/s 范圍內時，其測試誤差不大于±5%。利用電纜將儀器與計算機的串行接口相連，與計算機實現通訊，將數據傳輸到計算機，利用相關的軟件來進行數據處理，可以實現定時或長時間的數據采集。

風速測量系統 熱式風速儀傳感器探頭

2）TSI風壓風速計：手持便攜式的測量儀器，可用于風速，壓力及流量的測試。壓力測試范圍-1245-3735Pa，精確度±1Pa，解析度0.1Pa。風速范圍0.01～78.74m/s，精確度在10m/s時為1.5%的讀值。

2.4 測試方法

根據TB/T 2433規定，在車內即在各個垂直于出風口中間的測量截面內，測點距車內地板面的高度分別為 0.1m，0.5m，1.2m和1.7m。在測量風筒的風速測量截面上，均勻分布的風速測點不得少于 12 點。全部測點測量值的平均值為平均風速。平均風速測量必須連續測量3次，取3次平均風速的平均值為該截面風速，本次實驗為了提高數據的準確性，取5次平均風速的平均值作為該截面的風速。

所有微風速測點上的微風速按順序測量5次，其客室內氣流速度>0.07m/s，并且在規定的客室氣流測試點風速≤0.9m/s。

2.5 測點布置

為比較全面的測試不同風口形式的氣流組織差異，判斷吹頭感的強弱，并根據鐵道客車空氣調節試驗方法（TB/T 2433）及現場實驗的要求，本實驗在距模型車后端Z=0.75m，Z=1.75m，Z=2.75m，Z=3.75m，Z=4.75m，設置了5個測試斷面，每個斷面共設置了28個點位，本實驗采用的是多點風速儀，設置為每斷面3秒記錄一次數據，十次數據后取平均值整合為一組，每斷面記錄5組。對于樣件一、二、三、四的斷面選取具體如下圖所示：

測試斷面布置示意圖

在按照鐵道客車空氣調節試驗方法（TB/T 2433）的情況下，本次測試在每個斷面上選了28個測點，分別對應人體坐立時的頭、肩、腰、膝、腳踝，人體站立時的頭、肩、腰、膝、腳踝。這樣5個斷面上的140個測點位于與YOZ面平行的6個平面內，即X=0.15m、X=0.5m、X=0.9m、X=1.2m、X=1.7m和X=1.9m的平面上，測點在XOY斷面上的布置見下圖：

斷面處垂直方向測點布置示意圖

3 試驗結果及分析

3.1 試驗結果

由于5個測試斷面測出的風速及趨勢差異不大，因此選取斷面3的28個測點對4種樣件的風速及均勻性進行對比分析。

3.2 結果分析

通過折線圖直觀表現計算分析可知，4種樣件的平均風速均符合標準規定。

樣件1、2的大部分測點風速較均勻，最大風速位于出風口正下方兩個點位（4點和25點），此處易引起送風吹頭現象，降低舒適性。

樣件3、4的風速及均勻性明顯好于樣件1、2。樣件3的出風口下部有微弱吹風感，樣件4出風口下部無吹風感，且總體均勻性最好。因此，樣件的出風形式對送風均勻性影響最大，需避免出風格柵直接向下送風引起吹頭現象。

4 結束語

本文對地鐵車廂空調送風格柵形式進行了試驗測試，并對幾種出風格柵形式進行了對比分析，確定了出風格柵的最佳形式，但該形式的送風格柵尚未在地鐵車輛批量使用，需現車進一步檢驗其均勻性效果。

參考文獻

[1]馬銀紅.地鐵空調送風風道出風性能數值模擬與優化，2009.

[2]劉洋，易柯，李穎明.地鐵車輛風道系統出風均勻性設計[J].電力機車與城軌車輛，2011（34）：48-50.

作者簡介：張惠中（1981-），男，碩士研究生，工程師，主要從事軌道交通車輛空調通風系統設計工作。

摘 要：介紹了地鐵車輛空調風道系統布置，對幾種地鐵車輛空調系統車內出風格柵形式進行了試驗測試，并對幾種出風格柵形式進行對比分析，確定了出風格柵的最佳形式，使車內氣流組織均勻，為地鐵車輛提高乘坐的舒適性提供了參考。

關鍵詞：地鐵；空調；出風格柵

前言

隨著地鐵交通在各大城市的逐漸普及，地鐵車廂內的舒適性研究也備受關注，而地鐵空調送風風道的出風均勻性則是影響地鐵車廂內部溫度場及流場的重要因素之一[1]。本文就某既有地鐵車型的空調送風風道的車內出風格柵形式進行了試驗測試，并對幾種出風格柵形式進行了對比分析，確定了出風格柵的最佳形式，使車內氣流組織均勻，避免送風吹頭現象，提高乘客乘坐的舒適性。

1 地鐵車輛空調風道系統介紹

地鐵車輛送風道一般安裝于客室頂板之上，沿車體長度方向布置。風道內部一般分為主送風道和靜壓箱風道。經空調機組處理過的空氣先進入主送風道，然后進入靜壓箱風道，再經風道下方的出風格柵送入客室，達到均勻送風的效果[2]。

2 出風均勻性試驗測試

搭建模型車并安裝風道， 出風口分布在車內頂板兩側，在車上安裝各種形式的出風格柵，通過測試出風口風速、車內微風速及均勻性等，確定出風格柵的最佳形式。

2.1 模型車搭建

模型車（由于場地有限，模型車長度僅5米多）斷面做到與實車基本一致，長度方向安裝5米長風道和車內出風口，將模型車進行封閉，安裝風機、風道及出風口后進行車內微風速實驗。風道及風口安裝時按照現車斷面進行，風道與出風口之間進行密封?？照{機組將氣流送入送風道，送風道下部連接靜壓箱，再由靜壓箱下部的條縫型送風口將氣流送入客室。兩側的靜壓箱下部條縫型送風口數目各25個。具體搭建示意圖如下圖所示。

模型車及風道搭建示意圖

模型車搭建圖片

2.2 出風格柵形式

樣品1斷面

樣品2斷面

樣品3斷面

樣品4斷面

2.3 測試設備

1）風速測量系統：由熱式風速儀傳感器探頭、多通道氣流分析儀、計算機等組成，該系統主要用于多點遠程風速的測量。當測量風速在0.05m/s～2m/s 范圍內時，其測試誤差不大于±10%；當測量風速在2m/s～30m/s 范圍內時，其測試誤差不大于±5%。利用電纜將儀器與計算機的串行接口相連，與計算機實現通訊，將數據傳輸到計算機，利用相關的軟件來進行數據處理，可以實現定時或長時間的數據采集。

風速測量系統 熱式風速儀傳感器探頭

2）TSI風壓風速計：手持便攜式的測量儀器，可用于風速，壓力及流量的測試。壓力測試范圍-1245-3735Pa，精確度±1Pa，解析度0.1Pa。風速范圍0.01～78.74m/s，精確度在10m/s時為1.5%的讀值。

2.4 測試方法

根據TB/T 2433規定，在車內即在各個垂直于出風口中間的測量截面內，測點距車內地板面的高度分別為 0.1m，0.5m，1.2m和1.7m。在測量風筒的風速測量截面上，均勻分布的風速測點不得少于 12 點。全部測點測量值的平均值為平均風速。平均風速測量必須連續測量3次，取3次平均風速的平均值為該截面風速，本次實驗為了提高數據的準確性，取5次平均風速的平均值作為該截面的風速。

所有微風速測點上的微風速按順序測量5次，其客室內氣流速度>0.07m/s，并且在規定的客室氣流測試點風速≤0.9m/s。

2.5 測點布置

為比較全面的測試不同風口形式的氣流組織差異，判斷吹頭感的強弱，并根據鐵道客車空氣調節試驗方法（TB/T 2433）及現場實驗的要求，本實驗在距模型車后端Z=0.75m，Z=1.75m，Z=2.75m，Z=3.75m，Z=4.75m，設置了5個測試斷面，每個斷面共設置了28個點位，本實驗采用的是多點風速儀，設置為每斷面3秒記錄一次數據，十次數據后取平均值整合為一組，每斷面記錄5組。對于樣件一、二、三、四的斷面選取具體如下圖所示：

測試斷面布置示意圖

在按照鐵道客車空氣調節試驗方法（TB/T 2433）的情況下，本次測試在每個斷面上選了28個測點，分別對應人體坐立時的頭、肩、腰、膝、腳踝，人體站立時的頭、肩、腰、膝、腳踝。這樣5個斷面上的140個測點位于與YOZ面平行的6個平面內，即X=0.15m、X=0.5m、X=0.9m、X=1.2m、X=1.7m和X=1.9m的平面上，測點在XOY斷面上的布置見下圖：

斷面處垂直方向測點布置示意圖

3 試驗結果及分析

3.1 試驗結果

由于5個測試斷面測出的風速及趨勢差異不大，因此選取斷面3的28個測點對4種樣件的風速及均勻性進行對比分析。

3.2 結果分析

通過折線圖直觀表現計算分析可知，4種樣件的平均風速均符合標準規定。

樣件1、2的大部分測點風速較均勻，最大風速位于出風口正下方兩個點位（4點和25點），此處易引起送風吹頭現象，降低舒適性。

樣件3、4的風速及均勻性明顯好于樣件1、2。樣件3的出風口下部有微弱吹風感，樣件4出風口下部無吹風感，且總體均勻性最好。因此，樣件的出風形式對送風均勻性影響最大，需避免出風格柵直接向下送風引起吹頭現象。

4 結束語

本文對地鐵車廂空調送風格柵形式進行了試驗測試，并對幾種出風格柵形式進行了對比分析，確定了出風格柵的最佳形式，但該形式的送風格柵尚未在地鐵車輛批量使用，需現車進一步檢驗其均勻性效果。

參考文獻

[1]馬銀紅.地鐵空調送風風道出風性能數值模擬與優化，2009.

[2]劉洋，易柯，李穎明.地鐵車輛風道系統出風均勻性設計[J].電力機車與城軌車輛，2011（34）：48-50.

作者簡介：張惠中（1981-），男，碩士研究生，工程師，主要從事軌道交通車輛空調通風系統設計工作。