空調客車客室溫度過高及降速緩慢的成因與對策

胡遠洋 上海鐵路局上海鐵路車輛工貿有限公司

空調客車客室溫度過高及降速緩慢的成因與對策

胡遠洋 上海鐵路局上海鐵路車輛工貿有限公司

客車實際運用過程中，由于空調系統相關設備故障或維護保養不及時，引起空調系統工作異常，造成客室溫度過低、通風不良、過高或降速緩慢，從而引發旅客的不滿，造成服務質量的降低，影響鐵路的聲譽。針對普速客車空調系統由于維護保養不及時引發該問題的原因進行分析，并探討解決的辦法。

空調客車；溫度；過高；降速緩慢；對策

1 問題的提出

目前，我國鐵路集中供電普速空調客車均采用車頂單元空調機組，通過空調控制柜的自動控制，實現空調系統的制冷、通風和制暖等功能，使旅客始終處于一個舒適的乘車環境中。但在客車實際運用過程中，由于空調系統相關設備故障或維護保養不及時，引起空調系統工作異常，造成客室溫度過高、溫度降速緩慢、通風不良或溫度過低，引發旅客的不滿甚至投訴，給鐵路的形象和聲譽造成不良影響。

本文僅就普速客車空調系統由于維護保養不及時，引起客室溫度過高或降速緩慢的問題進行討論，并研究解決的辦法。

2 原因分析

普速空調客車客室溫度過高和溫度降速緩慢是指在正常情況下，空調系統始終處于制冷工況，客室溫度超過了空調系統設定的控制溫度，或者是溫度降低緩慢，制冷效果差，給旅客造成了不適。當機組自身及風道等配套硬件良好時，由于維護保養不及時造成的空調客車客室溫度過高或溫度降速緩慢，主要有以下幾個方面的原因：

2.1 空調通風系統濾網臟堵

空調系統的供風主要由兩部分構成，一部分是車外新風，另一部分也是大部分是來自車內的回風，在機組內部混合腔內形成混合風，經蒸發器的換熱后送入車內。經過這樣不斷地循環，通過與蒸發器的交換，達到降低車內溫度的目的。為了保持循環風的清潔，在每一個環節的入口均設有濾網（也有的不設混合風濾網），以過濾掉其中的灰塵。

我國普速空調客車通風系統的回風和混合風濾網主要有兩種形式，一種是尼龍濾網，另一種是無紡布濾網。根據EN 14750的規定，濾網的性能應滿足EN 779的G3級的要求，即濾塵效果應達到80～90%。尼龍濾網與無紡布濾網相比較：尼龍濾網的優點是風阻小、造價低、易于清洗，但清洗周期短、容塵量低，而且濾塵效果沒有無紡布濾網好，濾塵性能僅能達到EN 779規定G1級的要求，濾塵效果不超過65%；無紡布濾網的優點是容塵量大、清洗周期長、濾塵效果好，完全能夠達到EN 779規定G3級的要求，但風阻大、造價高、不易清洗是它的缺點。正是由于這樣的差別，造成了早期生產客車尼龍濾網被大量采用，無紡布濾網使用量相對較少。

在空氣循環的過程中，容易臟堵的濾網主要是回風和混合風濾網。車內回風循環的過程中，大量的灰塵和絨絮被吸附在回風濾網上，特別空氣中的濕度達到一定程度，這些物質會形成氈狀，如果清理不及時會大大降低通風系統的回風量。在制冷初期，影響客室溫度降低的速率，使客室溫度下降緩慢，影響制冷效果，這種情況在無紡布濾網上表現得尤為嚴重。另外，由于尼龍濾網濾塵效果不好，或者回風濾網局部破損或尺寸過小，使大量灰塵能夠進入到機組的混合腔，吸附在混合風濾網上。又由于凝露的作用，灰塵更容易粘附在混合風濾網上。一段時間以后，混合風濾網被臟堵，通風量嚴重不足，通過蒸發器空氣流量減少，換熱速度降低，造成客室溫度降速緩慢。

2.2 空調換熱器臟堵

空調客車的換熱器有兩個：一個是蒸發器，被氣化了的制冷劑通過蒸發器與混合風進行熱交換，吸收空氣中的熱量；另一個是冷凝器，高溫高壓的制冷劑通過冷凝器與大氣交換，釋放出熱量。

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客車單元空調機組冷凝器為風冷式冷凝器，冷凝器長期處于車外，其散熱靠冷凝風機將空氣加速通過翅片，帶走熱量，與灰塵暴土柳絮接觸，特別在濕度較大的地區，難免有灰土柳絮等粘附在冷凝器的翅片上，影響冷凝器的換熱效率。嚴重時，由于冷凝器的熱量散不出去，影響了系統的制冷效果，嚴重時系統內部壓力過高，保護動作壓縮機停止工作，使客室溫度降速緩慢或不制冷。

對于蒸發器來說，由于回風濾網濾塵效果不好或破損或尺寸過小，混合風中攜帶的灰塵仍能夠進入機組內部，在穿過蒸發器翅片的同時，會被吸附在翅片上，特別在出現凝露的狀態下。長期積

累后，灰塵得不到清理，會使蒸發器臟堵，使混合風不能與蒸發器進行有效的冷量交換，使客室溫度下降緩慢。嚴重時，造成蒸發器的“冰堵”，使空調系統幾乎喪失制冷能力，客室溫度居高不下。

2.3 溫控系統的誤差

空調溫控系統主要由兩個部件組成：一是測溫度元件--溫度傳感器，使用的是鉑熱電阻PT100；一是E5AXDAA型溫度控制器或PLC可編程邏輯控制器。

溫度傳感器是將溫度值轉化為電阻值的器件，由于自身誤差的存在，也會抬高客室溫度。另外，溫度傳感器安裝在回風口內，長期暴露在空氣中，回風中的灰塵會吸附在傳感器器上，影響了傳感器的感溫效果，造成溫度測量誤差，抬高客室控制溫度值，使客室溫度提高。如果再與傳感器測量誤差疊加，會使空調系統控制溫度超出設定值更多；溫度傳感器在安裝的過程中，至溫控器間的接線連接不可靠產生接觸電阻，也會增加測量誤差，提高客室溫度，造成客室溫度長期居高。

溫度控制器是根據溫度傳感器檢測到通風系統的回風溫度值（電阻值）來控制空調系統工作狀態的器件。隨著使用時間的延長，電子產品的設定值會發生飄移，或者人為設定的不精準，也會改變溫控器的設定溫度，影響到客室的溫度。PLC可編程邏輯控制器中的溫度模塊設計時，已經考慮了各種工況，并且整個電路是固化在一起的，在精度上一般不會出現大問題。

3 應采取的對策

3.1 及時清洗濾網

在空調客車運用過程中，要及時清洗通風濾網，更換破損和尺寸過小的濾網，保證通風系統的良好，這是保證客室溫度始終在設定的控制范圍內的關鍵之一。一般來說，空調濾網的材料一旦確定，根據列車的運行區段、季節的變化，濾網的清洗周期基本也就確定了。尼龍材料回風濾網的清洗周期，一般在4天左右；無紡布濾網的清洗周期可以達到兩周，甚至更長。由于有回風濾網的一遍過濾，進入混合腔混合風的清潔程度要好很多，混合風濾網的清洗周期要比回風濾網的清洗周期長很多。但是，由于尼龍濾網的過濾效果較差，或者回風濾網尺寸過小或破損，還是會有灰塵進入混合腔，還會造成混合風濾網的臟堵。具體濾網的清洗周期，還是要根據列車運行在什么區段、什么時間、什么季節，以及單程運行時間的長短等情況，通過實際運用的考察來確定。

3.2 定期清洗換熱器

每年夏季到來之前，空調制冷將要開啟使用之時，應對空調機組的冷凝器和蒸發器進行一次徹底的清洗，清楚污垢露出機體本色，保證換熱器的換熱效果。一般的空調機組換熱器經過這樣一次的清洗，基本能夠保證一個夏季的正常使用。對于運行環境比較惡劣、夏季時間較長的地區，是否還要進行第二次清洗，可根據換熱器臟堵的實際情況確定。

3.3 加強對溫控系統的檢修

空調機組定檢時，要對溫控系統進行嚴格的校對，把系統誤差降到最小。除此之外，對運用過程中空調系統出現溫度過高或降速緩慢的情況，在排除其它故障原因之后，也要在現車對溫控系統進行校對。

溫控器的校對應采用精度不低于1‰、測量范圍滿足100～120Ω的可變電阻箱進行。首先將可變電阻箱與溫控器連接，在“工業鉑熱電阻（PT100）分度表”中找出所要檢驗溫度點的電阻值，在可變電阻箱上調整出該電阻值，查看溫控器的顯示值（PV值）是否與所要檢驗溫度點的溫度相一致。若顯示值大于或小于檢驗溫度點的溫度值，二者的差值即是溫控器的誤差。考慮在載客的情況下，一般客室溫度不會超出15～30℃的范圍，且溫度與電阻值的變化為線性關系，建議選擇15℃、20℃、25℃、30℃四個溫度點進行檢驗就能保證溫控器的精度。如有必要，也可以加測0℃和100℃兩個溫度點。

溫度傳感器的校對應采用精度不低于0.05%的測溫儀進行。首先擦拭傳感器體去除塵垢，檢查溫控器到傳感器間的接線是否可靠連接。然后，將測溫儀的探頭放置在PT100的附近，待測溫儀顯示的讀數穩定后，讀取溫度顯示，再與空調控制柜內經過校準的溫控器顯示的讀數（PV值）進行比較，二者的差值即是溫度傳感器的誤差。為了提高傳感器的檢測精度，也可以對空調系統采取手動制冷和制暖的方式，來降低或提高客室溫度以增加檢測點，檢測定點的選擇范圍應以空調系統的實際工作狀況決定。

溫控器誤差的修正，可通過溫控器內部的按鍵進行調整（在這里不詳述，具體可參見“鐵道車輛 2002年第11期空調客車溫度控制系統測溫誤差的測定”），直到溫控器的誤差修正為0。根據“JB/T 8862-1997工業鉑熱電阻技術條件級分度表”的規定，溫度傳感器允許的A級誤差應為±（0.15±0.002︳t︳）（其中︳t︳為檢驗點溫度的絕對值）。由于溫度傳感器封裝完成后，溫度傳感器的誤差也就基本確定了，所以溫度傳感器的誤差無法通過自身進行修正。

溫控系統的誤差，即溫控器與傳感器的誤差之和，可以通過一定的方法進行修正。建議測得溫度傳感器的誤差以后，將經校準過的溫控器調整出一個偏差值，與傳感器的誤差相抵消，以最大限度地降低溫控系統的誤差。

3.4 及時發現和處理溫度異常的空調機組

在列車運用過程中，車輛乘務員要經常巡視車廂，監控每一輛車車內的溫度變化，發現車內溫度過高或溫度降速緩慢，要及時采取應對措施予以解決，如清掃濾網，調整溫度控制參數。甚至可以臨時采用手動控制措施，以維持空調系統的工作，將客室溫度迅速降下來。對自身不能解決的問題，要在列車入庫后，及時向庫檢進行交修，這也是減少旅客意見和投訴的一個重要措施。大膽試制新材料、試用新工藝，找出既濾塵效果好又方便維護保養的材料，改變目前空調濾網的現狀，進一步提高系統的可靠性，使乘車環境更加舒適。

4 結論和建議

通過對空調系統濾網和換熱器制定合理的清洗周期，并進行及時徹底的清洗；定期對空調系統的測、控溫度誤差進行校對，最大限度地消除系統誤差；提高車輛乘務人員的應急處理能力，及時發現和正確處理出現的問題；通過這些措施來提高空調系統維護保養水平，減少以致消滅旅客的意見和投訴。

建議空調機組制造工廠和科研院所

責任編輯：萬寶安 宋立成

來稿日期：2015-01-20