空调通风系统.docx

空调通风系统.docx

《空调通风系统.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《空调通风系统.docx（13页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

空调通风系统

第二节空调通风系统

客室空调

1．系统概述

1．1总体信息

每节车有两个独立的单元式机组、两个送风道，每节车厢共用一个客室空调控制盘。

客室空调系统包括以下部分：

-两个完全相同的车顶单元式空调机组：

制冷量为44KW，分别安装在车辆的端部。

-一个控制盘：

控制空调系统的运行

-一个紧急逆变器：

110VDC-400VA，C在紧急通风模式下运行时为空调机组通风机供电。

新风通顶盖隔栅进入空调机组内部，客室内循环风通过回风口进入机组内；新风与循环风混合后，经过空调过滤冷却，然后从机组前端吹出，通过分配风道吹入客室内。

在制冷模式下，处理过的空气、混合的回风、新风都是通过两个风机吹到蒸发盘管,吸收通过

蒸发盘管翅片间的热空气的热量，进入客室。

控制盘采用西门子S7-200PLC空制，中央处理单元为CPU224带有两个扩展模块：

数字量扩展模块EM223和模拟量扩展模块EM231利用EM231热电阻模块采集车内温度信号，通过与PLC内部设定温度比较后，实现通风、制冷各工况。

1．2主要技术参数

-高度X宽度X长度：

446.5X2058x3430mm

-重量：

780kg±5%。

-制冷量：

44kW

-总风量：

5000m3/h±10%

最小新风量：

1600m3/h±10%

紧急通风量：

2000m3/h±10%

回风量：

3400m3/h±10%

制冷剂：

电源：

R-134a

3相400Vac-50Hz

控制电源：

110VDC

2．主要部件及工作原理

2．1单元式空调机组主要部件

图1空调机组外形图

压缩机：

为全密封螺杆类型，具有2级调节。

制冷剂蒸汽通过低

压的吸入管和阀门回流进入压缩机进行压缩。

制冷剂在排出阀排出

压缩机，流向冷凝器。

制冷剂离开压缩机时变为高压蒸汽

冷凝器：

每个冷凝器由铜管和铝翅片组成。

冷凝风机使外界空

气循环通过冷凝器，使高温高压的制冷蒸汽被冷却，并在冷凝器管中冷凝为液体。

冷凝风机：

吸入外界空气吹入冷凝器管路，并通过机组两侧的上盖排出。

干燥过滤器：

干燥过滤器安装在液管上冷凝器的出口处，其滤芯是100%分子筛，可除去制冷剂中的水分和杂质，防止水及杂质对系统及部件造成损害。

湿度指示器（视液镜）：

湿度指示器位于干燥过滤器出口的下游，可显示出系统中是否具有过多的水分。

绿色为干，黄色为湿。

蒸发风机：

经处理后的空气在两个离心风机的作用下吹入车内。

风机由一个3相单轴电机驱动，此电机恒载连续运行。

蒸发器：

蒸发器由铜螺纹管和铝翅片组成。

吹入车内的气体，被蒸发风机吸入穿过蒸发器时，空气被冷却和除湿，同时液态制冷剂亦蒸发为一定比例和温度的气态制冷剂。

热力膨胀阀：

热力膨胀阀位于制冷剂液管内在每个蒸发器的入口处，起调节制冷剂流量作用，保证蒸发器具有足够的制冷剂来满足所需负载条件。

回风温度传感器：

回风口处有一个温度传感器，用来检测室内温度。

PLC通过温度采集模块EM231采集温度并以此来选择空调所需的运行模式。

手动截止阀：

截止阀位于每个冷凝器的出口处，它含有手动调节手轮，可在维修时手动截止制冷剂的流动，便于维修操作。

回风阀：

空调机组包括两个回风阀，由伺服电机驱动，安装在回风入口内。

紧急运行时风阀关闭。

正常运行时，风阀打开。

新风阀：

空调机组包括两个新风阀，位于压缩机腔与蒸发腔之间的隔板上。

在预调节阶段和预调节阶段完成时，新风阀为关闭状^态。

2.2单元式空调机组制冷系统原理

制冷剂系统以易挥发液体在蒸发过程或从液态变为气态时吸收

热量的原理为基础设计。

此系统使用的是R134a制冷剂。

图2:

制冷循环图

制冷剂液从冷凝器流出，通过截止阀，干燥过滤器，视液镜,

并通过膨胀阀调整制冷剂流量到一定值，以便使空调的制冷能力尽量与车体负载相适应。

膨胀阀使压力和温度降低后，通过分液器把

制冷剂平均分配到蒸发器的各个流程中。

蒸发器是一个热交换器，由铜管和铝翅片组成。

在制冷状态下，当制冷剂液体流过蒸发器内部的管路时，冷却了铜管和翅片，进而冷却了翅片周围的空气。

低温低压的制冷剂气体离开蒸发器进入压缩机，由压缩机进行压缩,变成高温高压的制冷剂气体，然后离开压缩机

2.3风道

送风格栅

图3:

气流分布图

在每段风道上，均嵌装入一个出风栅。

风道和出风栅的阻力为

最小，以便降低气流穿过出风栅时的噪音。

经空调处理过的空气通

过风道和出风栅吹入室内。

两个风道沿对角线分开，各自提供车辆

一侧的送风。

2.4控制盘

每车包括一个单独的控制盘。

每两个空调机组由单独的微处理器控制，具有下列功能：

预调节，通风，制冷，紧急通风等。

根据相应传感器测得的内部和外部温度，电气控制器执行相应的要求来运行最适宜的元件。

这样，在预定的时间内对车内空气进行调节提供舒适的环境。

除了温度控制，控制盘还进行下列额外的控制：

通

风机、冷凝风机和压缩机之间延时启动。

同时，为了方便维修，温度和空调机组所有必要的信息均进行存储记录。

控制盘包括控制空调设备运行的必要元件：

接触器，继电器，断路器以及控制盘和不同空调元件进行通讯所必要的连接器。

下表为控制盘主要部件清单。

表1:

控制盘主要部件及功能

部件

功能描述

PLC

微处理器PLC-空调机组1及空调机组2

2Q

蒸发器电机保护断路器-空调机组1

XQ

紧急逆变器电源线保护断路器

1Q

冷凝器电机保护断路器-空调机组1

5Q

压缩机保护断路器-空调机组1:

3Q

蒸发器电机保护断路器-空调机组2

4Q

冷凝器电机保护断路器-空调机组2

6Q

压缩机保护断路器-空调机组2

EFK11-EFK12

蒸发器电机接触器-空调机组1

CFK11-CFK12

冷凝器电机接触器-空调机组1

CPK11-CPK12

压缩机接触器-空调机组1

CPTHR11-CPTHR

1压缩机保护继电器-空调机组1:

EFK21-EFK22

蒸发器电机接触器-空调机组2

CFK21-CFK22

冷凝器电机接触器-空调机组2

CPK21-CPK22

压缩机接触器-空调机组2

CPTHR21-CPTHR

2压缩机保护继电器-空调机组2

RY9

司机室许可继电器

SA1

模式选择开关

SA2

温度选择开关

2.5紧急逆变器

此逆变器安装在车内，在紧急运行时将110VDC电池电源逆变为交流电源为蒸发风机供电。

电源具有过压、欠压、过流、缺相、短路、过热等保护功能。

采用全密封、自然冷却的结构形式，使电源不易因积灰等原因而引起故障。

3.空调的运行

3.1模式选择

空调机组控制盘有两个选择开关，一为模式选择开关（SA1）,另一为温度选择开关（SA2）。

温度选择开关（SA2共有6个档位，为：

自动、19C、21C、23C、25C、27C，自动位相当于24C。

模式选择开关（SA1共有5个档位，分别为:

自动位：

根据温度选择开关档位自动调节空调工况；

通风位：

空调机组工作在通风状态；

停止位：

空调机组停止工作；

半冷位：

空调机组以半冷工况一直工作；

全冷位：

空调机组以全冷工况一直工作。

3.2运行过程

空调系统由中间电压供电，紧急模式下（HV或IV失效时）由低电压供电。

当列车启动时，空调机组将等待中间电压供电和“启动”命令（由开关操作）。

收到命令后，将进行系统检测并发送“自检成功”信号。

“自检成功”后，一个空调机组将发送“要求启动”信号，并等待TIMS发出“允许启动”。

下面以设定制冷温度为24C为例说明制冷运行过程：

将SA1打到“自动”档，SA2打到“自动”档，即24C,主回路和控制回路开关闭合后，空调系统即自动进入工作状态。

由传感器检测到车内温度，与PLC内部设定的温度比较后，自动进行通风、半冷、全冷、预冷的工作状态。

空调的工作状态与设定温度见图4

工作状态与设定温度图。

自检

闭合DCIIOVt源开关，PLC自检成功后，向RIOM送出“自检成功“信号。

通风

执行通风操作。

此时，接触器EFK11EFK12EFK21EFK22吸合，两机组的通风机运转。

27.5C

全冷设定值26C

25.5C

半冷设定值24C

回差值1.5C

图4：

工作状态与设定温度图

半冷

当检测两个温度传感器温度（平均值）》25.5C时，发出“需要启动”信号。

当接收到“机组1允许启动信号”后，接触器CFK11（CFK12吸合，机组1的一台冷凝风机CF11（CF12运转。

延时45S后，接触器CPK11吸合，第一台机组的压缩机的线圈1投入运行。

延时0.5S后，接触器CPK12吸合，线圈2投入。

当接收到

“机组2允许启动信号”后，机组2以同样方式启动。

半冷时压缩机电磁阀不动作，系统保持半载状态。

当温度下降到24C以下时，冷凝风机及压缩机均停止运行，仅通风机保持运转。

如果温度继续回升到超过25.5C时，重新发出“需要启动”信号，冷凝风机和压缩机再启动，如此反复。

全冷

在半冷状态下，当温度继续升高，》27.5C时，两机组的另一台冷凝风机投入运行，即此时四台冷凝风机均工作，同时两机组的压缩机电磁阀动作，系统全载运行，机组处于全冷状态。

当温度降到26C以下时，压缩机电磁阀断开，且两机组各停一台冷凝风机，系统重又进入半载状态，此时机组又执行半冷操作。

当温度重新回升到》27.5C时，四台冷凝风机及电磁阀重又运行，系统又处于全冷状态。

如此反复。

如系统一起机室温即》27.5C,则发出“需要启动”信号，当接收到“机组1允许启动信号”后，机组1的两台冷凝风机运转。

延时45S后，，第一台机组的压缩机的线圈1投入运行，延时0.5S后，线圈2投入。

线圈1投入后延时10S,第一台机组的压缩机电磁阀动作，机组1进入全冷状态。

当接收到“机组2允许启动信号”后，机组2以同样方式进入全冷工况。

预冷

如果系统一开机即检测到温度》31.5C,则执行预冷状态。

首先四台通风机均运行。

然后发出“需要启动”信号，新风阀开始关闭，回风阀打开（此时，无新风）。

以下动作同开机后第一次进全冷。

当温度降到30C以下，或者预冷持续30分钟后，预冷状态结束，此时系统仍处于全冷状态，新风阀，回风阀均打开。

紧急通风当客室的两个辅助逆变器均发生故障，空调机组失电，此时

PLC会收到紧急通风逆变器发来的紧急通风信号，PLC停止所有接

触器的输出，通风机通过紧急通风逆变器得电运转，最长运行45分钟。

当紧急通风运行中，任何一路辅助逆变器恢复，系统自动转入正常工作状态。

如45分钟后两路辅助逆变器均未恢复，则紧急逆变器自动停机，结束紧急通风状态。

司机室空调

1.系统概述

1.1总体信息

每节A车有一个单独的司机室空调机组、一个控制盘和紧急逆变器。

空调系统安装在司机室顶部。

司机室具有单独的空调机组，与客室空调无关。

在司机室空调系统中，采用R407C制冷剂。

制冷时，循环空气经过回风栅上的滤尘网，通过蒸发器，得到冷却，再由机组底部出风口送入车内。

制暖时，空气通过电加热器加热，送入司机室。

通过控制盘控制，司机室空调自动实现通风、制冷、制暖各工况。

1.2主要技术参数

-电源：

3相，400Vac-50Hz

-控制电源：

110VDC（77Vupto133VDC）

-制冷量：

4.5kW

-制热量：

2.1kW

-额定输入功率：

2.5kW

-送风量：

800m/h士10%

-新风量：

30m/h士10%

-长X宽X高：

1600X620x400mm

-制冷剂：

R407C

-重量：

约145血

2.系统主要部件及工作原理

空调机组机箱包括两部分：

室内部分；室外部分。

室内部分包

括：

一组毛细管；一个蒸发器；一个电加热器；一个蒸发风机。

室

外部分包括：

一个全密封涡旋压缩机；一个冷凝风机；两个冷凝器；一个干燥过滤器；控制盘使用西门子S7-200PLC进行控制。

中央处理

单元为CPU224和扩展模块EM231外部元件包括接触器和热继电器等。

拎提凤机寻凤K

图2:

司机室空调机组

电源供电给控制盘，控制盘供电给蒸发器风机。

如果司机室需要制冷，控制盘将供电给冷凝风机，经过1分钟后，给压缩机供电。

则制冷系统开始工作。

如果司机室需要加热，控制盘停止压缩机和冷凝风机，并启动电加热器，然后加热系统开始工作。

3.空调运行

司机室空调机组通过空调司机室开关控制开机和停机。

当此开

关为“开机”时，控制盘具有110VDC勺电源。

司机通过选择司机室空调温度选择开关进行通风，制冷或加热。

制冷和加热温度已在PLC

的软件中设定好。

设定点可通过司机室空调温度选择开关改变。

此

开关具有5个制冷设定温度：

29C、28C、27C、26C、25C,

加热设定温度只有一个18C。

开关加热器的温差为1C。

当主回路开关和控制回路开关闭合时，空调系统自动投入运行。

PLC自检完毕后，控制系统将比较车内温度和PLC的设定温度，然后自动开始通风，制冷或加热程序。

当温度超过设定温度1C,冷凝风机开始工作，大约1分钟后，压缩机开始运行，空调开始制冷程序。

室内温度开始降低。

当温度达到设定温度时，空调机组开始通风模式。

温度开始升高。

等温度达到设定值+1C时，空调机组再进入制冷模式，如此循环。

当车内温度低于17C时，电加热器开始运行，温度升高。

当温度达到18C后，电加热器停止运行，如此循环。