某線地鐵列車客室冷熱不均機理分析及改進

孫麗花

（廣州市地下鐵道總公司，511430，廣州∥工程師）

某線地鐵列車客室冷熱不均機理分析及改進

孫麗花

（廣州市地下鐵道總公司，511430，廣州∥工程師）

針對某線地鐵列車客室冷熱不均問題，分析了空調(diào)機組溫度自動控制和通風系統(tǒng)的氣流組織情況，提出調(diào)整溫度控制曲線設(shè)定值、在送風格柵內(nèi)表面增加多孔板降低局部風速的整改措施。對整改前后列車客室內(nèi)風速進行測量及對比分析，結(jié)果表明，在送風格柵內(nèi)表面加裝多孔板，可增大局部送風阻力，減小局部風速。

地鐵；列車客室；溫度控制；氣流組織

Author's address Guangzhou Metro Corporation，511430， Guangzhou，China

1　某線地鐵列車客室冷熱不均問題

該地鐵線路均為地下線路。列車車輛類型近似B型地鐵車（腰部微鼓），4輛編組。列車最大運行速度為80 km/h。每輛車的車頂安裝2個空調(diào)單元（A/C單元），其制冷量為74 kW（單個機組37 k W），總送風量為8 500 m3/h。

線路于2010年10月開通，客流量較小，日均客流量約為8萬人次。每節(jié)車廂載客量全天多數(shù)時段維持在座客載荷AW1（40～50人）狀態(tài)，乘客反映客室內(nèi)存在溫度低、風速較大的問題。

針對此問題，對正線列車一節(jié)A車（帶司機室的拖車）的客室溫度、風速等通風性能參數(shù)進行測量。測量儀器為手持式電子溫度記錄儀（深圳華圖S100-T，溫度測量精度為±0.3℃），風速儀（德國Testo 445多功能測量儀，量程0～60 m/s，分辨率0.01 m/s）。測量數(shù)據(jù)如表1、表2所示。

測得的列車客室溫度比廣州地鐵同類型線路的列車客室溫度普遍低2～3℃。風速測量發(fā)現(xiàn)客室送風格柵兩端部、中間部分風速大，客室內(nèi)格柵送風不均勻；車廂“穿堂風”影響較大，測得的最大風速達2.5～3 m/s。在送風溫度低、局部送風格柵處風速大的綜合因素影響下，人體感覺偏冷，舒適性不理想。

表1　A車客室溫度測量數(shù)據(jù)

表2　A車客室風速測量數(shù)據(jù)

2　客室冷熱不均機理分析

2.1溫度控制曲線分析

針對客室內(nèi)溫度較其它線路普遍偏低的問題，通過分析空調(diào)控制器數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)溫度控制曲線較低是由于初期客室目標溫度值設(shè)定太低造成的。起初設(shè)定客室制冷執(zhí)行UIC（客室溫度控制）曲線目標溫度值，即目標溫度Tu按（外溫-19℃）/4+20℃計算。廣州過渡季節(jié)濕度較大時，人體感覺尤為濕冷，因此，將目標溫度值提高2℃，計算公式改為Tu=（外溫-19℃）/4+22℃，與廣州地鐵其它線路設(shè)計一致。現(xiàn)通過刷新程序進行修正，客室溫度改善效果明顯。

2.2氣流組織分析

客室送風系統(tǒng)采取風上送上回形式，機械廢排風。客室內(nèi)1、2位機組送風風道在客室中部相通，而在客室兩端，從回風口處斷開為獨立送風風道。此風道布置造成客室送風不均，回風口處為“倒吸風”。由于沿車體長度方向客室風道分為4段，而客室中部匯集左右4段風道的端部，故客室該區(qū)域送風量較大，輸出的制冷量也較大，使得該區(qū)域溫度較客室內(nèi)其他區(qū)域低，冷風直吹頭部，非常不舒適。列車運行時，在“穿堂風”的作用下，不舒適感更甚。

3　改進措施及效果測試

3.1改進措施

鑒于客室內(nèi)靜壓風道已整體安裝，拆解改造難度大，針對列車客室送風不均、部分出風格柵處風速過大問題，制定了對出風格柵進行改造，在其內(nèi)表面加裝多孔板（見圖1），增大送風阻力，以降低局部風速的整改措施，分別在出風格柵兩端、3號門座椅上方格柵內(nèi)增加多孔板。選取一列車進行整改，整改車輛命名為A1，未整改車輛命名為A0。

圖1　整改送風格柵增加多孔板

3.2改進效果測試分析

為對比整改和未整改列車客室的風速，在A1和A0車的左側(cè)出風格柵、扶手中間、左側(cè)出風格柵中線3個位置1.7 m和1.1 m高度處分別選取48個測量點（A車為帶司機室單元，測點布置見表3），測量點編號自司機室端開始，從1～48號。車輛靜態(tài)情況下的測試結(jié)果如圖2、3所示。

表3　A車風速測量布點位置

由圖2可以看到：

（1）A0車與A1車客室1.7 m高度位置的風速總體是不均勻的，送風分段明顯；客室前后兩端（即送風格柵端部）風速最大，A0車靠司機室端最高測量值為2.11 m/s，3號門座椅處最大測量值為1.74 m/s。

（2）A0和A1車3、5、7號門（右側(cè)相同）1.7 m處測量數(shù)值顯示無出風，而1號門除去端部點，其余測量點測得的風速值很小，接近無出風。

（3）A0和A1車1號門座椅與5號門座椅處（兩臺機組的回風口處），靠兩邊門處風速較小，中間靠近回風口處為“倒吸風”。

（4）A0和A1車3號門座椅處出風格柵和扶手中間風速均較大，超過了0.60 m/s，出風格柵處最大風速為1.74 m/s。

（5）1.7 m高度位置在加多孔板的出風段，A1車靠司機室端最高測量數(shù)值為1.67 m/s，3號門座椅處最大風速為1.10 m/s，整改后風速有一定下降。

圖2　A0車與A1車在車廂內(nèi)高度1.7 m位置測量風速對比

圖3　A0車與A1車在車廂內(nèi)高度1.1 m位置測量風速對比

由圖3可以看到：

（1）A0車與A1車客室內(nèi)1.1 m高度位置，送風格柵兩端部和3號門座椅處是客室最大風速區(qū)，A0車客室端部最大風速為1.67 m/s，3號門座椅處最大風速為1.75 m/s。

（2）A0和A1車7號門（右側(cè)相同）1.1 m處無出風；1、3、5號門除去端部點，其它各處的風速在0.50～0.80 m/s范圍。

（3）A0和A1車1號門座椅與5號門座椅處（兩臺機組的回風口處），風速在0.50～0.86 m/s范圍。

（4）A0和A1車3號門座椅處出風格柵和扶手中間風速均較大，超過了0.60 m/s，出風格柵處最大風速為1.42 m/s。

（5）A0和A1車A0和A1車1.1 m高度位置在加多孔板的出風段，A1車客室端部最大風速為1.57 m/s，3號門座椅處最大風速為1.33 m/s，整改后風速有一定下降。

4　結(jié)論

對比分析測試數(shù)據(jù)，可以得到以下結(jié)論：

（1）1.7 m和1.1 m高度位置，左右出風格柵和扶手中間出風均是分段明顯，客室門位置處出風微小；

（2）相比1.7 m高度位置，1.1 m高度位置左右出風格柵和扶手中間出風及人體感覺風速更大；

（3）對比整改前后，加裝多孔板的出風格柵段風速有一定下降，風速過大問題有改善，但客室仍存在出風不均問題。

地鐵列車客室冷熱不均主要是由于氣流組織不均勻造成，通過在送風格柵上加裝多孔板，可增大局部送風阻力，減小局部風速。但對于B型車客室送風系統(tǒng)，仍需在設(shè)計初期通過試驗優(yōu)化。

［1］ 趙榮義.空氣調(diào)節(jié)［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010.

［2］ 滕兆武，王剛.車輛制冷與空氣調(diào)節(jié)［M］.北京：中國鐵道出版社，1993.

［3］ 龍靜王書傲.地鐵車輛空調(diào)設(shè)計問題的探討［J］.機車電傳動，2003（4）：40.

［4］ 王文質(zhì)，李勇，康偉，等.城市軌道車輛空調(diào)系統(tǒng)［J］.城市軌道交通研究，2003（2）：60.

［5］ 穆廣友，臧建彬.地鐵車輛空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計要點分析［J］.城市軌道交通研究，2008（11）：29.

Analysis and Improvement of Uneven Temperature Mechanism in Subway Train Compartment

Sun Lihua

Focusing on the temperature uneven problem in subway train compartment on a certain line，the airflow organization in automatic temperature control mode of the air conditioning unit and the ventilation system are analyzed.To solve this problem，the adjustment of temperature control curve setting value，theincrease of thesurface porous plate feedingstyle gate are proposed to reduce the local wind speed.After a comparison between the wind speed measurements before and after the rectification，it shows that the increase of surface porous plate feeding style gate could reduce the local wind speed and increase the air supply drag effectively.

metro；train compartment；temperature control；air flow organization

U 270.38+3

10.16037/j.1007-869x.2015.07.027

2013-10-27）