天津地铁3号线地铁车辆空调系统设计介绍

摘 要：分析天津地铁3号线空调系统结构特点，重点研究并阐述了空调机组制冷原理以及重点零部件在空调系统中所发挥的具体作用和自身特点，为空调系统运行后的保养和改进提供了重要的文本依据。

关键词：地铁；空调系统；制冷原理；保护元件

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.08.226

0 引言

天津地铁3号线空调系统对车辆客室和司机室进行空气调节，满足乘客乘坐及司机驾驶的舒适性要求。空调系统具有很好的制冷功能，使之达到夏季除湿、降温的目的。

天津地铁3号线采用2台薄型单元式空调机组，分别布置在车顶距端部约1/4处。每台机组设六个安装座，通过减震器固定在车顶空调机组安装座上。空调机组采用下送风下回风方式，空调机组送回风口分别与客室内送风道送风口及回风道回风口连接。

空调机组选用全封闭卧式涡旋制冷压缩机，以R407C为制冷剂，以毛细管为节流元件。每台机组各由两个独立的制冷循环系统组成，可根据车内负荷大小控制制冷压缩机运转台数，实现能量调节，同时增加了空调装置运行的可靠性。

1 空调机组制冷原理图（如图1）

2 空调机组主要部件的材质工艺及作用介绍

（1）压缩机X2台.采用全封闭卧式涡旋压缩机，其结构紧凑、抗振动性好、噪音小。压缩机工作时吸入低温低压制冷剂气体，经压缩成为高温、高压的过热蒸汽，通过冷媒管输送到冷凝器。压缩机安装在固定的安装架上，为了避免振动和减少噪声，四个安装脚上安装了橡胶减震垫。（2）蒸发器X2台。蒸发器盘管采用￠9.52内螺纹铜管，0.145mm亲水铝翅片。经节流装置（毛细管）降压后的制冷剂液体进入蒸发器盘管，使流经蒸发器铜管与铝翅片之间的空气（新回风混合空气）降温，同时制冷剂液体吸收热量蒸发成低压气体被压缩机吸入进行下一个制冷循环。蒸发器材料为内螺纹铜管套亲水膜铝翅片，框架采用有不锈钢材料。（3）冷凝器X2台。冷凝器材料为内螺纹铜管套亲水膜铝翅片，框架采用不锈钢材料。冷凝器盘管采用￠9.52内螺纹铜管，0.145mm亲水铝翅片。冷凝器的冷凝借助于轴流风机，从机组上方吸入室外空气，并与冷凝器盘管内的制冷剂进行强制热交换，然后向机组两侧排出热风。高温制冷剂气体被室外空气冷凝成常温液体，进入毛细管进行节流降压。（4）通风机X2台。车内循环空气被通风机从回风口吸入与新风混合后通过蒸发器冷却，并从出风口吹出，通过车顶送风道向车内送出冷风及新鲜空气。（5）冷凝风机X2台。冷凝风机采用低噪声轴流式防水风机，电机和叶轮直接相连。电机采用护罩轴承，可长期使用而不需。 （6）空气预热器X2台。空气预热器采用管状电加热器，共2组，制热量为7kW采用两级保护，一级温控开关70℃，二级熔断器139℃主要用于预热空气。（7）节流装置X4套。制冷系统采用毛细管为节流装置，由￠2.6X0.6铜管制成，为经冷凝器冷凝的制冷剂减压。制冷剂经过节流装置的减压后，进入蒸发器进行蒸发。（8）新回风风阀。新风阀X2套：安装在机组两侧的新风口处，调节新风量。回风阀X1套：安装在回风进入口处，具有全开和关闭功能，正常工作时位于全开，紧急通风时全关。（9）干燥过滤器X2只。干燥过滤器在高压液管中安装，干燥过滤制冷剂中水分和杂物。每套制冷循环系统设1个干燥过滤器。（10）气液分离器X2只。使蒸发后的制冷剂气液分离，防止压缩机吸入制冷剂液体对压缩机产生损坏。（11）新风汽水分离器：2台。新风汽水分离器铝型材材质，安装在机组两侧的新风口处，阻止雨水随新风进入机组。（12）新、回风过滤器：各2组。去除新风中的灰尘和杂物。由于灰尘沉积量与工作环境有关，在使用初期经常检查过滤器确定适当的清洗周期。（13）新回风温度传感器。新风温度传感器安装在机组内新风口处，回风温度传感器安装在回风阀上部。此为感应外界环境温度而设置的PT100温度传感器，用于制冷运行或采暖运行的自动控制的感应元件。

3 空调机组的保护元件1

（1）单向阀X2只。安装在压缩机排气管路上，防止压缩机停止工作时，高压气体返回压缩腔使旋转涡盘旋转而损坏。（2）排气温度保护器X2只。装在压缩机排气管侧，该温度保护器为探测压缩机排气异常高温（105℃或以上）而设计。如果压缩机排气温度因任何原因过高，温度保护器将切断压缩机工作电路，使它停止。（3）高压压力开关X2个。气体从压缩机总排气管分出流向压力开关。如果由于任何原因造成压缩机排气压力过高，此压力开关切断压缩机工作电路令其停止。压力降下来时，压力开关自动复位。（4）低压压力开关X2个。气体从压缩机总吸气管分出流向压力开关。如果由于制冷剂泄漏或环境温度过低等原因造成压缩机吸气压力过低，此压力开关切断压缩机工作电路令其停止。待压力上升时，压力开关自动复位。

4 结论

本文阐述了天津地铁3号线空调系统的工作原理和重要部件的材质组成以及作用意义，为地铁车辆的保养和检修提供了重要的学习材料，为今后提升改造地铁空调系统提供了基础的原理构造模型。

参考文献：

[1]严隽耄.车辆工程[M].北京：中国铁道出版社，2004.

[2]国家标准《地铁设计规范》（GB50157-2003）.

[3]林世生.浅谈地铁车站空调系统设计中的优缺点[J].2008（05）：188-190.

作者简介：宋扬（1987-），男，初级工程师，主要从事地铁车辆检修工作。