地鐵列車空調機組性能試驗臺結構設計

羅勝飛

摘? ?要：隨著城鎮化進程的快速發展，城市交通擁堵成了影響城市經濟發展的阻礙。而地鐵列車以其運輸量大，不占用地上空間，安全性高，準時率好的優勢成為各城市爭相發展的新思路。但隨著地鐵行業的快速發展，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機組性能試驗臺是檢修檢測地鐵空調機組的重要設備。本文根據地鐵空調機組性能檢測要求，對空調機組性能試驗臺的構成、功能、特點及結構設計作了淺析。

關鍵詞：地鐵? 空調性能試驗? 結構設計? 特點

中圖分類號：U70? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）11（c）-0058-02

隨著地鐵行業的快速發展，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機組在使用一段時間后需進行性能檢測，以檢測其制冷效果，檢測合格后方能投入使用。本文對空調機組性能試驗臺進行了簡要的淺析，分析其構成及功能。

1? 設備構成

空調機組性能試驗臺主要由臺架、回風管路、送風管路、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機組等組成。為便于運輸，臺架一般由幾部分組裝而成，臺架各側面開門，門上需有進風風柵及排風風柵，門與臺架主體接觸面需密封，臺架制作時還需考慮管路的固定及電纜、接線箱的安裝固定;回風管路又分為回風整流腔、回風風速測量段、回風均流板、回風加熱段及各段之間的過渡段;送風管路分為送風支管及送風主管。

2? 設備功能

該試驗臺模擬空調工況，測試其制冷性能，也就是送、回風溫差是否能達到8℃～11℃范圍，風量是否達到標稱值。臺架主要是固定空調機組，便于測試。回風整流腔、風速測量段及均流板是使進入空調機組的風的流場和溫度場分布均勻，便于溫度及風速測量。回風加熱段就是將溫度較低的空氣加熱至26℃左右，再經空調制冷后吹送至送風管路排出。

3? 試驗臺設計

3.1 風量設計

以地鐵上常見空調機組為例：機組尺寸長3400mm×寬2100mm，制冷量37kW，風量4000m3/h（約1.11m3/s），新風量1300m3/h，空調送風口176mm×210mm*4個，空調回風口830mm×265mm。該空調機組送風風速約為：9.96m/s;回風風速約為5.05m/s。空調機組制冷時正常的循環風為：進風溫度控制在26℃左右，則送風溫度為18℃左右。

回風管路的風量測定采用管道用風速儀測量，再根據管道截面積可計算出風量，采用鉑電阻測量回風溫度。風速儀選擇量程為0～20m/s，風速控制在10～15m/s，測量點距空調的回風口一端直管長度為5倍的測量段管徑D，變徑至空調回風口，變徑斜度控制在15°以內。由于回風管加熱段一般都需風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。為使熱交換充分，回風加熱段的風速最佳控制在2.5m/s內。回風管各段相互關系見圖1。

3.2 結構設計

加熱段與測量段間設均流板，使風在管道整個空間內均勻流動。由于加熱段內加熱器功率較大，溫度較高，一般與鄰段之間加隔熱保溫層。空調機組性能試驗臺的送風管路風速無嚴格控制，一般送風支管可等截面于空調送風口設計，送風主管截面為支管截面之和。但送風管路需加保溫層保護防止生成冷凝水，送風主管端部采用軟管連接至臺架端部，風由端部排風柵排出。各管段連接處需密封良好，與空調機組對接處需加密封圈，防風量損失。

3.3 安裝接口設計

在室內有限空間內的空調機組試驗臺做成整體箱式臺架，空調機組置于臺架上，送、回風管路藏于臺架內，臺架上設送、回風口與空調機組對接，送回風口均裝鉑電阻檢測送、回風溫度，鉑電阻安裝處應方便安裝檢修，送、回風口與空調連接處加密封骨架。加熱器整裝于加熱管段內，易裝易拆。接線箱置于箱式臺架內，臺架上平面對應空調機組設置定位銷及定位孔，試驗過程中會產生冷凝水，臺架上對應空調機組冷凝管處還需設置接水盤，冷凝水從接水盤瀝下由水管排至基礎下水道。

3.4 管路布置

試驗管路集成濃縮在臺架內，不影響室內整體布局，整齊美觀。現場能提供給回風加熱的電容量為18kW，送風量在室內循環后進入回風管。回風測量段截面為260mm2×320mm2，至空調回風口變徑加大，斜度15°以內，變徑長度100mm，單側變徑寬度25，故試驗臺連接空調回風口處截面310mm2×370mm2。風速傳感器測量點對直線段要求，上游820mm，下游325mm，260mm×320mm截面轉換為等截面圓直徑162.7mm。實際上游直線段760mm，下游直線段長237mm，測量段管道通風面積83200mm2，計算風速為13.34m/s，孔板通風面積65738mm2，孔板計算風速為16.89m/s。測量段過渡到加熱段，變徑角度要求控制在10°以內，實際14.5°。加熱段截面148096mm2，風速7.5m/s。空調風管是由0.8mm的白鐵彎制而成，該試驗臺作為工業集成設備，送、回風管道采用2mm鋼板制作，臺架采用3mm鋼板制成，并在內部加加強筋。

3.5 控制柜設計

控制柜何用鋼琴臺外形，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，工控機、打印機及其它電氣控制元件置于柜內。

4? 結語

本文淺析了鐵路空調性能試驗臺結構、功能以及設計思路。本文設計的試驗臺較傳統試驗臺材料成本降低，運輸成本降低，加工成本降低，且外形更美觀齊整。且本文設計的試驗臺回風采用PTC加熱器置于回風管內小范圍針對性加溫，臺架放置區無需特別密封。但尤其結構限制，本試驗臺進能夠實現定性的判斷空調制冷性能合格與否，精確度不足以作為試驗使用，但完全可以滿足地鐵檢修過程中空調機的性能判定。

參考文獻

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