地鐵列車空調(diào)機(jī)組性能試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

羅勝飛

摘? ?要：隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的快速發(fā)展，城市交通擁堵成了影響城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的阻礙。而地鐵列車以其運(yùn)輸量大，不占用地上空間，安全性高，準(zhǔn)時(shí)率好的優(yōu)勢成為各城市爭相發(fā)展的新思路。但隨著地鐵行業(yè)的快速發(fā)展，給地鐵列車檢修帶來了空前的壓力。而地鐵檢修過程中地鐵列車空調(diào)機(jī)組性能試驗(yàn)臺(tái)是檢修檢測地鐵空調(diào)機(jī)組的重要設(shè)備。本文根據(jù)地鐵空調(diào)機(jī)組性能檢測要求，對空調(diào)機(jī)組性能試驗(yàn)臺(tái)的構(gòu)成、功能、特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作了淺析。

關(guān)鍵詞：地鐵? 空調(diào)性能試驗(yàn)? 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)? 特點(diǎn)

中圖分類號(hào)：U70? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2019）11（c）-0058-02

隨著地鐵行業(yè)的快速發(fā)展，地鐵檢修壓力不斷增加。在地鐵檢修中，地鐵列車的單元集中空調(diào)機(jī)組在使用一段時(shí)間后需進(jìn)行性能檢測，以檢測其制冷效果，檢測合格后方能投入使用。本文對空調(diào)機(jī)組性能試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行了簡要的淺析，分析其構(gòu)成及功能。

1? 設(shè)備構(gòu)成

空調(diào)機(jī)組性能試驗(yàn)臺(tái)主要由臺(tái)架、回風(fēng)管路、送風(fēng)管路、電纜及安裝支架、測量傳感器、接線箱、電氣控制柜及待測空調(diào)機(jī)組等組成。為便于運(yùn)輸，臺(tái)架一般由幾部分組裝而成，臺(tái)架各側(cè)面開門，門上需有進(jìn)風(fēng)風(fēng)柵及排風(fēng)風(fēng)柵，門與臺(tái)架主體接觸面需密封，臺(tái)架制作時(shí)還需考慮管路的固定及電纜、接線箱的安裝固定;回風(fēng)管路又分為回風(fēng)整流腔、回風(fēng)風(fēng)速測量段、回風(fēng)均流板、回風(fēng)加熱段及各段之間的過渡段;送風(fēng)管路分為送風(fēng)支管及送風(fēng)主管。

2? 設(shè)備功能

該試驗(yàn)臺(tái)模擬空調(diào)工況，測試其制冷性能，也就是送、回風(fēng)溫差是否能達(dá)到8℃～11℃范圍，風(fēng)量是否達(dá)到標(biāo)稱值。臺(tái)架主要是固定空調(diào)機(jī)組，便于測試?；仫L(fēng)整流腔、風(fēng)速測量段及均流板是使進(jìn)入空調(diào)機(jī)組的風(fēng)的流場和溫度場分布均勻，便于溫度及風(fēng)速測量?；仫L(fēng)加熱段就是將溫度較低的空氣加熱至26℃左右，再經(jīng)空調(diào)制冷后吹送至送風(fēng)管路排出。

3? 試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)

3.1 風(fēng)量設(shè)計(jì)

以地鐵上常見空調(diào)機(jī)組為例：機(jī)組尺寸長3400mm×寬2100mm，制冷量37kW，風(fēng)量4000m3/h（約1.11m3/s），新風(fēng)量1300m3/h，空調(diào)送風(fēng)口176mm×210mm*4個(gè)，空調(diào)回風(fēng)口830mm×265mm。該空調(diào)機(jī)組送風(fēng)風(fēng)速約為：9.96m/s;回風(fēng)風(fēng)速約為5.05m/s?？照{(diào)機(jī)組制冷時(shí)正常的循環(huán)風(fēng)為：進(jìn)風(fēng)溫度控制在26℃左右，則送風(fēng)溫度為18℃左右。

回風(fēng)管路的風(fēng)量測定采用管道用風(fēng)速儀測量，再根據(jù)管道截面積可計(jì)算出風(fēng)量，采用鉑電阻測量回風(fēng)溫度。風(fēng)速儀選擇量程為0～20m/s，風(fēng)速控制在10～15m/s，測量點(diǎn)距空調(diào)的回風(fēng)口一端直管長度為5倍的測量段管徑D，變徑至空調(diào)回風(fēng)口，變徑斜度控制在15°以內(nèi)。由于回風(fēng)管加熱段一般都需風(fēng)速較慢以保證充分熱交換，所以測量段至加熱段之間須變徑，使加熱段管道截面變大，測量點(diǎn)至加熱段一端的變徑處的直線管長為2倍測量段管徑D，至加熱段變徑斜度控制在10°以內(nèi)。為使熱交換充分，回風(fēng)加熱段的風(fēng)速最佳控制在2.5m/s內(nèi)?；仫L(fēng)管各段相互關(guān)系見圖1。

3.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

加熱段與測量段間設(shè)均流板，使風(fēng)在管道整個(gè)空間內(nèi)均勻流動(dòng)。由于加熱段內(nèi)加熱器功率較大，溫度較高，一般與鄰段之間加隔熱保溫層?？照{(diào)機(jī)組性能試驗(yàn)臺(tái)的送風(fēng)管路風(fēng)速無嚴(yán)格控制，一般送風(fēng)支管可等截面于空調(diào)送風(fēng)口設(shè)計(jì)，送風(fēng)主管截面為支管截面之和。但送風(fēng)管路需加保溫層保護(hù)防止生成冷凝水，送風(fēng)主管端部采用軟管連接至臺(tái)架端部，風(fēng)由端部排風(fēng)柵排出。各管段連接處需密封良好，與空調(diào)機(jī)組對接處需加密封圈，防風(fēng)量損失。

3.3 安裝接口設(shè)計(jì)

在室內(nèi)有限空間內(nèi)的空調(diào)機(jī)組試驗(yàn)臺(tái)做成整體箱式臺(tái)架，空調(diào)機(jī)組置于臺(tái)架上，送、回風(fēng)管路藏于臺(tái)架內(nèi)，臺(tái)架上設(shè)送、回風(fēng)口與空調(diào)機(jī)組對接，送回風(fēng)口均裝鉑電阻檢測送、回風(fēng)溫度，鉑電阻安裝處應(yīng)方便安裝檢修，送、回風(fēng)口與空調(diào)連接處加密封骨架。加熱器整裝于加熱管段內(nèi)，易裝易拆。接線箱置于箱式臺(tái)架內(nèi)，臺(tái)架上平面對應(yīng)空調(diào)機(jī)組設(shè)置定位銷及定位孔，試驗(yàn)過程中會(huì)產(chǎn)生冷凝水，臺(tái)架上對應(yīng)空調(diào)機(jī)組冷凝管處還需設(shè)置接水盤，冷凝水從接水盤瀝下由水管排至基礎(chǔ)下水道。

3.4 管路布置

試驗(yàn)管路集成濃縮在臺(tái)架內(nèi)，不影響室內(nèi)整體布局，整齊美觀?，F(xiàn)場能提供給回風(fēng)加熱的電容量為18kW，送風(fēng)量在室內(nèi)循環(huán)后進(jìn)入回風(fēng)管。回風(fēng)測量段截面為260mm2×320mm2，至空調(diào)回風(fēng)口變徑加大，斜度15°以內(nèi)，變徑長度100mm，單側(cè)變徑寬度25，故試驗(yàn)臺(tái)連接空調(diào)回風(fēng)口處截面310mm2×370mm2。風(fēng)速傳感器測量點(diǎn)對直線段要求，上游820mm，下游325mm，260mm×320mm截面轉(zhuǎn)換為等截面圓直徑162.7mm。實(shí)際上游直線段760mm，下游直線段長237mm，測量段管道通風(fēng)面積83200mm2，計(jì)算風(fēng)速為13.34m/s，孔板通風(fēng)面積65738mm2，孔板計(jì)算風(fēng)速為16.89m/s。測量段過渡到加熱段，變徑角度要求控制在10°以內(nèi)，實(shí)際14.5°。加熱段截面148096mm2，風(fēng)速7.5m/s?？照{(diào)風(fēng)管是由0.8mm的白鐵彎制而成，該試驗(yàn)臺(tái)作為工業(yè)集成設(shè)備，送、回風(fēng)管道采用2mm鋼板制作，臺(tái)架采用3mm鋼板制成，并在內(nèi)部加加強(qiáng)筋。

3.5 控制柜設(shè)計(jì)

控制柜何用鋼琴臺(tái)外形，顯示器于斜面居中布置，按鈕及指示燈對稱布置于顯示器兩側(cè)，工控機(jī)、打印機(jī)及其它電氣控制元件置于柜內(nèi)。

4? 結(jié)語

本文淺析了鐵路空調(diào)性能試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)、功能以及設(shè)計(jì)思路。本文設(shè)計(jì)的試驗(yàn)臺(tái)較傳統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)材料成本降低，運(yùn)輸成本降低，加工成本降低，且外形更美觀齊整。且本文設(shè)計(jì)的試驗(yàn)臺(tái)回風(fēng)采用PTC加熱器置于回風(fēng)管內(nèi)小范圍針對性加溫，臺(tái)架放置區(qū)無需特別密封。但尤其結(jié)構(gòu)限制，本試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)能夠?qū)崿F(xiàn)定性的判斷空調(diào)制冷性能合格與否，精確度不足以作為試驗(yàn)使用，但完全可以滿足地鐵檢修過程中空調(diào)機(jī)的性能判定。

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