新型市域列車的空調排水設計研究

摘要：本文主要通過對新型市域列車的空調機組冷凝水排水量進行計算分析，深入探究新型市域列車的空調機組排水方案。在此過程中還會通過各種專業手段驗證空調機組在不同路段下的冷凝水排放及防水能力。希望本文能夠為新型市域列車的空調排水方案提供一些借鑒。

關鍵詞：市域列車;空調機組;排水方案

空調機組在運行過程中會產生冷凝水，如果不及時排出，就會影響機組正常運行。此外，雨水也是需要排出的主要目標。冷凝水是由空氣中的水分在蒸發器上冷凝產生的水，主要通過接水盤的排水孔進行排水。接下來本文將會重點對空調機組中的冷凝水排放問題進行介紹，并提出一些相關結論。

1相關數據計算

1.1冷凝水排量壓力計算

冷凝水主要是順著專門的排水孔進行排放，所以如果要確定機組是否順利排水，對冷凝水量進行計算非常必要。整車空調機組產生的冷凝水不僅包含車廂新風濕負荷產生的冷凝水，而且還包含車廂內乘客人體濕負荷所產生的冷凝水。一般來說，每臺車廂都包括兩個空調機組，因此在進行冷凝水量計算時，可以選取其中一個機組進行計算，然后再進行乘法計算。

除此之外，還需要對空調外靜壓進行計算，需要收集的數據有單個通風機的通風量、靜壓、蒸發器及混合風濾網阻力，然后通過公式計算得出結論。經過相關計算可知，當空調機組機外靜壓250Pa，若單個通風機在通風量為2125m3/h時靜壓400Pa，蒸發器及混合風濾網阻力約70～80Pa時，水的負壓為80Pa。所以得出結論，當冷凝水壓力達到80Pa壓力的水柱高度時，冷凝水即可順利排出。

但是上述情況是基于平穩行駛時所得出的數據，列車在運行過程中可能還會遇到爬坡、緊急制動等情況，可能會對最終結果造成影響。

1.2坡道排水計算

一般來說，線路的最大坡度不會超過35‰，在此選取最大坡度下列車爬坡12min的極限工況進行計算，以確保實驗結果的準確性。在這種情況下，假設水已經沒過排水口，根據冷凝水產生量計算出積水高度。空調機組接水盤的高度為70mm，而在最大坡度下水的高度為53mm，距離上端還有一定距離，所以說在這個情況之下冷凝水不會溢出，能夠順利完成工作。

此外，空調機組一般是采用集中排水的方式，這種排水方式容易造成一端積水的情況，針對這種情況，設計人員可以在接水盤兩端添加連通管，當一端積水時，連通管可以將一端的積水排到另外一個接水盤，然后再通過排水管排除，這樣就能避免一個接水盤獨自負擔排水工作，在提高了排水效率的同時還能保障空調機組的正常運行。

另外，蒸發器的翅片也需要進行防水處理，常用的方法是在翅片表面涂一層防水涂料，這樣做的目的是為了讓冷凝水在其表面能夠迅速擴散，避免出現水球，滯留在翅片上。這樣一來所有冷凝水都能通過翅片流入到接水盤中，最后再通過排水管排到外面去。

接水盤的設置也有相關標準，首先高度需要達標，以確保冷凝水不會流出。其次，接水盤的設計采用45°向內彎折的形式，當風場在里面形成向內的旋渦時也不會受到影響，冷凝水還是會按照既定的路線流出去，而不會出現在送風腔里。

2空調排水結構設計

2.1避免冷凝水從蒸發器進入送風風道設計

蒸發器表面仍存在一部分水，要想避免通風器吸入這部分水必須要對空調排水系統結構進行設置，使其能夠在保證水滴下落高度的同時還能保證通風機的吸水距離小于擋水板和蒸發器之間的距離。此外，還需要盡量減少水滴降落到擋水板上面的時間。對此，可以減少蒸發器和擋水板之間的距離，但是如果這樣設置，兩者之間的阻力就會增加，而且風速也會增加，容易產生噪音。針對這個問題，可以采取合理設計蒸發器尺寸，加大翅片間距等方法解決。

空調機組一般是安裝在列車的頂部，所以在安裝過程中需要嚴格控制其重量和尺寸，避免影響列車運行，加大安全隱患。此外，由于空調制冷能力的硬性要求，擋水板距離和蒸發器尺寸很難匹配，因此，施工設計人員在進行施工設計時應當對這兩者的位置進行合理配置，通過多次模擬試驗確定最終數據，使其不僅能夠順利完成工作，而且能夠盡量減少尺寸，減輕重量。

2.2排水盤和排水結構設置

冷凝水的排放容易受到外力作用的影響，主要是重力和負壓吸力，這兩個力的大小關系會直接影響冷凝水排放。例如，當重力小于負壓吸力時，冷凝水就無法順利排出機組，而重力大于負壓吸力時，冷凝水就可以順利排放。所以說，排水盤排水具有間歇性。此外，由于空調機組內的冷凝水都是由管道排出的，所以也會增加排水口的負壓。一般來說，廠家為了有效控制負壓，會將密封隔層、迷宮型結構設置在排水口的位置，這樣確實能夠取得不錯的效果。但是由于蒸發器的存在，空氣中的灰塵遇到水可能會變成泥塵沉積在排水管，而這一結構設置就會加大清理工作難度。

所以，在進行負壓排水設計時，應當盡量采用雙水封的設計結構。即第一層水封可以根據空氣流動方向調整冷凝水高度，從而形成水封，起到降低空氣負壓的作用，使得冷凝水能夠順利流入二級水封中，然后二級水封可以利用變斷面排水管，科學計算排水管直徑、封堵面積等，保證冷凝水排水量。注意在設置第一層水封時應當采取可拆卸式設置，以降低后期清理工作難度。

3結束語

綜上所述，為了保證新型市域列車空調排水系統正常工作，相關工作人員應當對其結構進行合理設置，在保證冷凝水順利排出的同時，還能減少機組尺寸，減少施工投入并降低后期護理難度。在此基礎之上，列車才能為乘客提供更好的出行服務，提高乘客出行體驗。

參考文獻

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作者簡介：林煥新（1990年4月）漢族;籍貫：廣東省潮州市;職稱：機械制造工程師（中級職稱），大學本科學歷，研究方向：列車空調設備機械制造，高端裝備制造。