某市域列車空調通風系統分析

摘" 要：該文以某市域列車空調通風系統為研究對象，并選取3個典型車輛對象對空調通風系統進行分析，通過對送風量、新風量、微風速及溫度均勻性的測試，結果表明該市域列車采用的通風系統設計合理，滿足設計要求，對市域列車通風系統具有參考意義。

關鍵詞：空調通風系統；隱形送風；市域列車；溫度均勻性；風量

中圖分類號：U270.383" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2023）14-0082-04

Abstract： In order to study whether the design of the heating， ventilation and air conditioning （HVAC） system of urban vehicle is reasonable. This paper takes the HVAC system of urban vehicle as the research object， and selects three typical vehicles to analyze the HVAC system. Through the test of air supply volume， fresh air volume， breeze speed and temperature uniformity， the results show that the design of the ventilation system adopted by the urban train is reasonable and meets the design requirements， and has reference significance for the urban train ventilation system.

Keywords： HVAC system; invisible air supply; urban vehicle; temperature uniformity; air volume

市域列車作為連接中心城市與其衛星城市的主要軌道交通工具，具有載客量大、快啟停的特點。市域列車人員負荷較大，外部環境參數有較大浮動，對空調通風系統快速穩定客室內溫度的能力提出一定的考驗。較好的氣流組織能夠充分帶動客室內空氣的流動，可盡快地穩定由外溫變化引起的車內溫度變化。李春芳[1]以城際動車組孔板送風系統為研究對象，總結出城際動車組孔板送風特性不同開孔率對車內氣流組織的影響規律。劉潔等[2]通過有限元仿真軟件對市域車客室氣流組織進行仿真并通過試驗驗證。龍靜等[3]對地鐵車輛不同送風方式進行了研究，并分析不同送風方式的優缺點。

市域列車空調通風系統采用氣流組織良好的隱形送風方式，通過上方送風口送出的較高動量的氣流，能快速地帶動車廂內空氣流動，使送入的氣流與室內空氣充分混合[4]，以便獲得良好的車內溫度均勻性。同時根據各車型的不同，形成了以頭車、中間普通座車、商務車為特點的幾種送風形式。

1" 空調通風系統配置

該市域列車為8輛編組，其中1、8號車為頭車，2～6號車為普通座車，7號車為商務車。

該市域列車空調通風系統配置具體情況可參見表1。

以頭車為例，各部件具體位置如圖1所示。車頂配置2臺客室空調機組及1臺司機室空調機組，車廂內頂部配置1套送回風道，地板下配置1套廢排風道及廢排裝置。

2" 設計指標

該市域列車每車送風量不少于7 000 m3/h，新風量不少于1 800 m3/h；平均微風速指標按照BS EN 14750-1：2006《鐵路應用-用于市區和市郊軌道車輛上的空調設備-第1部分：舒適度參數》[5]執行；溫度均勻性、垂直及水平溫差均不應超過4 K。

3" 典型車輛通風系統分析

選取該市域列車1號車（包含司機室）、3號車（普通座車）、7號車（商務車）作為研究對象，對3種車通風系統進行分析。

3.1" 3號車通風系統

該市域列車普通座車通風系統氣流組織如圖2所示，由車頂空調機組將處理后的空氣送入送風道，再通過分布在車體兩側側墻的支風道送入客室，支風道送出的氣流在客室內充分混合后，通過行李架及側墻下方的回風口及側墻下方的廢排風口將客室內空氣吸入回風道和廢排風道，使客室內形成穩定的氣流循環（圖3）。

3.2" 7號車通風系統

該市域列車商務車在每個座椅對應的行李架處增設可調節送風旋鈕。乘客可通過調節送風旋鈕的開關，自主選擇送風量的大小。商務車在普通座車的基礎上，采用雙層支送風道（圖4），在行李架下方增加可調送風口。通過可調式送風旋鈕，實現送風個性化，為乘客提供更舒適的乘坐體驗。

3.3" 1號車通風系統

頭車客室內通風形式與普通座車相同，在司機室設有獨立的司機室風道，具體形式如圖5所示。司機室人員負荷雖然小，但為司機提供一個舒適的駕駛氛圍，可提高行車安全的可靠性。司機室主風道通過圍繞司機室四周的5個支風道將氣流均勻的送入司機室，待空氣充分混合后，通過在司機室后方的回風口將空氣送入司機室空調，形成良好的氣流循環。

4" 空調通風系統測試分析

為了驗證通風系統是否滿足車輛設計要求，初步對列車送風量、新風量、微風速和溫度均勻性進行測試分析。

4.1" 風量測試

4.1.1" 風量測試方法

新風量：在車頂客室空調機組新風口處，利用導風筒和風量罩測試客室新風量，新風量為客室空調所有新風口風量之和。

送風量：利用導風筒和風速儀或導風筒和風量罩測試客室內各支送風道送風口風量，客室總送風量為在客室內各送風口風量測試值之和。

在使用導風筒和風速儀測量風量時需遵循以下原則。

1）測量導風筒與所測風口的截面尺寸相吻合，其長度不小于風口對角線長度的2倍，風速測量截面設在測量導風筒的中部。

2）在測量導風筒的風速測量截面上，均勻分布不少于12個的風速測點，全部測點測量值的平均值為平均風速。

3）平均風速測量必須連續測量3次，每次測量的平均風速之間的偏差應不大于10%，取3次平均風速的平均值為該截面風速。

4.1.2" 風量測試

將空調機組調整至“自動”模式，分別對1號車、3號車、7號車新風量及送風量進行測試。測量結果如圖6所示。

由圖6可以看出，送風量及新風量均滿足車輛要求。

4.2" 車內微風速測試

4.2.1" 測試點布置

進行車內溫度和微風速測量時，需要在車內布置相應測量點。根據TB/T 1675—2001《鐵道客車空氣調節試驗方法》，首先在客室兩端窗中心和客室長度中心取3個截面，由一位端至二位端分別為截面1至截面3，且在每個截面布置8個測點，測點距車內地板面的高度分別為0.1、0.5、1.2和1.7 m，8個測點分列截面的一、二位側。司機室內測點對應于司機的腳部、膝部、坐下和站立時頭部4個位置布置，測點距離地板面的高度分別為0.1、0.5、1.2和1.7 m。具體測點布置如圖7所示。

4.2.2" 微風速測試

由圖8可以看出，3種車均在1.7 m高度處風速最高，客室內風速波動較小，測試時室內溫度為24 ℃，根據標準要求此時車內微風速應不大于0.4 m/s，符合設計要求。

4.2.3" 溫度均勻性測試

取每個車溫度均勻后任意時間點的溫度值，分析其垂直溫差和水平面溫差。

由圖9可以看出，1號車垂直溫差及水平溫差均滿足不大于4 K的設計要求。

3個截面的垂直溫差較為理想。客室內水平溫差略高，主要是由于客室被門區分割為3個區域，中部區域較兩端區域較長，且車窗較兩端多，熱量散失較大，造成中部溫度較兩端溫度略低。

由圖10可以看出，3號車測試結果與1號車相似，垂直溫差及水平溫差均滿足設計要求。3個截面垂直溫差控制良好，車廂中部截面平均溫度低于兩端截面。

由圖11可以看出，7號車垂直溫差及水平溫差均滿足不大于4 K的設計要求。7號車采用雙層支送風道且座椅上方安裝有可調旋鈕開關，增大了送風阻力，導致7號車送風口的動量減小，帶動客室內空氣流動的能力降低，氣流組織略有降低。

從溫度均勻性測試結果可知，3種車水平溫差及垂直溫差均不大于4 K，滿足設計要求。

5" 結束語

通過對某市域列車空調通風系統的分析，該市域列車采用的隱形送風方式可在客室內形成較好的氣流組織，客室內溫度均勻性保持在較高水準，隱形送風方式滿足該市域列車設計要求。

參考文獻：

[1] 李春芳.CRH6型城際車孔板送風系統特性的研究[D].青島：青島理工大學，2012.

[2] 劉潔，陳洋洋，徐萌.市域車客室氣流組織仿真分析與試驗[J].科技創新與應用，2019（8）：23-24.

[3] 龍靜，王書傲，周文．關于地鐵車輛送風方式方案的探討[J].鐵道車輛，２００４（８）：２４－２６，２．

[4] 左濱，鐘濱，潘李丹，等.送風方式對空調室內環境和系統節能性影響的試驗研究[J].東華大學學報（自然科學版），２０１４，４０（３）：３３９－３４４．

[5] 鐵路應用-用于市區和市郊軌道車輛上的空調設備-第1部分：舒適度參數：BS EN 14750-1：2006[S].2006.