天津地鐵3號線地鐵車輛空調系統設計介紹

摘 要：分析天津地鐵3號線空調系統結構特點，重點研究并闡述了空調機組制冷原理以及重點零部件在空調系統中所發揮的具體作用和自身特點，為空調系統運行后的保養和改進提供了重要的文本依據。

關鍵詞：地鐵；空調系統；制冷原理；保護元件

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.08.226

0 引言

天津地鐵3號線空調系統對車輛客室和司機室進行空氣調節，滿足乘客乘坐及司機駕駛的舒適性要求。空調系統具有很好的制冷功能，使之達到夏季除濕、降溫的目的。

天津地鐵3號線采用2臺薄型單元式空調機組，分別布置在車頂距端部約1/4處。每臺機組設六個安裝座，通過減震器固定在車頂空調機組安裝座上。空調機組采用下送風下回風方式，空調機組送回風口分別與客室內送風道送風口及回風道回風口連接。

空調機組選用全封閉臥式渦旋制冷壓縮機，以R407C為制冷劑，以毛細管為節流元件。每臺機組各由兩個獨立的制冷循環系統組成，可根據車內負荷大小控制制冷壓縮機運轉臺數，實現能量調節，同時增加了空調裝置運行的可靠性。

1 空調機組制冷原理圖（如圖1）

2 空調機組主要部件的材質工藝及作用介紹

（1）壓縮機X2臺.采用全封閉臥式渦旋壓縮機，其結構緊湊、抗振動性好、噪音小。壓縮機工作時吸入低溫低壓制冷劑氣體，經壓縮成為高溫、高壓的過熱蒸汽，通過冷媒管輸送到冷凝器。壓縮機安裝在固定的安裝架上，為了避免振動和減少噪聲，四個安裝腳上安裝了橡膠減震墊。（2）蒸發器X2臺。蒸發器盤管采用￠9.52內螺紋銅管，0.145mm親水鋁翅片。經節流裝置（毛細管）降壓后的制冷劑液體進入蒸發器盤管，使流經蒸發器銅管與鋁翅片之間的空氣（新回風混合空氣）降溫，同時制冷劑液體吸收熱量蒸發成低壓氣體被壓縮機吸入進行下一個制冷循環。蒸發器材料為內螺紋銅管套親水膜鋁翅片，框架采用有不銹鋼材料。（3）冷凝器X2臺。冷凝器材料為內螺紋銅管套親水膜鋁翅片，框架采用不銹鋼材料。冷凝器盤管采用￠9.52內螺紋銅管，0.145mm親水鋁翅片。冷凝器的冷凝借助于軸流風機，從機組上方吸入室外空氣，并與冷凝器盤管內的制冷劑進行強制熱交換，然后向機組兩側排出熱風。高溫制冷劑氣體被室外空氣冷凝成常溫液體，進入毛細管進行節流降壓。（4）通風機X2臺。車內循環空氣被通風機從回風口吸入與新風混合后通過蒸發器冷卻，并從出風口吹出，通過車頂送風道向車內送出冷風及新鮮空氣。（5）冷凝風機X2臺。冷凝風機采用低噪聲軸流式防水風機，電機和葉輪直接相連。電機采用護罩軸承，可長期使用而不需潤滑。 （6）空氣預熱器X2臺。空氣預熱器采用管狀電加熱器，共2組，制熱量為7kW采用兩級保護，一級溫控開關70℃，二級熔斷器139℃主要用于預熱空氣。（7）節流裝置X4套。制冷系統采用毛細管為節流裝置，由￠2.6X0.6銅管制成，為經冷凝器冷凝的制冷劑減壓。制冷劑經過節流裝置的減壓后，進入蒸發器進行蒸發。（8）新回風風閥。新風閥X2套：安裝在機組兩側的新風口處，調節新風量。回風閥X1套：安裝在回風進入口處，具有全開和關閉功能，正常工作時位于全開，緊急通風時全關。（9）干燥過濾器X2只。干燥過濾器在高壓液管中安裝，干燥過濾制冷劑中水分和雜物。每套制冷循環系統設1個干燥過濾器。（10）氣液分離器X2只。使蒸發后的制冷劑氣液分離，防止壓縮機吸入制冷劑液體對壓縮機產生損壞。（11）新風汽水分離器：2臺。新風汽水分離器鋁型材材質，安裝在機組兩側的新風口處，阻止雨水隨新風進入機組。（12）新、回風過濾器：各2組。去除新風中的灰塵和雜物。由于灰塵沉積量與工作環境有關，在使用初期經常檢查過濾器確定適當的清洗周期。（13）新回風溫度傳感器。新風溫度傳感器安裝在機組內新風口處，回風溫度傳感器安裝在回風閥上部。此為感應外界環境溫度而設置的PT100溫度傳感器，用于制冷運行或采暖運行的自動控制的感應元件。

3 空調機組的保護元件1

（1）單向閥X2只。安裝在壓縮機排氣管路上，防止壓縮機停止工作時，高壓氣體返回壓縮腔使旋轉渦盤旋轉而損壞。（2）排氣溫度保護器X2只。裝在壓縮機排氣管側，該溫度保護器為探測壓縮機排氣異常高溫（105℃或以上）而設計。如果壓縮機排氣溫度因任何原因過高，溫度保護器將切斷壓縮機工作電路，使它停止。（3）高壓壓力開關X2個。氣體從壓縮機總排氣管分出流向壓力開關。如果由于任何原因造成壓縮機排氣壓力過高，此壓力開關切斷壓縮機工作電路令其停止。壓力降下來時，壓力開關自動復位。（4）低壓壓力開關X2個。氣體從壓縮機總吸氣管分出流向壓力開關。如果由于制冷劑泄漏或環境溫度過低等原因造成壓縮機吸氣壓力過低，此壓力開關切斷壓縮機工作電路令其停止。待壓力上升時，壓力開關自動復位。

4 結論

本文闡述了天津地鐵3號線空調系統的工作原理和重要部件的材質組成以及作用意義，為地鐵車輛的保養和檢修提供了重要的學習材料，為今后提升改造地鐵空調系統提供了基礎的原理構造模型。

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作者簡介：宋揚（1987-），男，初級工程師，主要從事地鐵車輛檢修工作。