CRH2空调系统很详细.docx

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CRH2空调系统很详细

第七章空气调节系统

时速200公里CRH2型动车组空调系统与国内客车空调系统有很大的区别，是一种全新的空调系统。

通过与国内客车空调系统的比较，对CRH2型动车组空调系统进行简单介绍。

CRH2型动车组车底安装的空调装置为每１节车厢２台、换气装置为每１节车厢１台。

3、6号车厢内设置有空气净化机。

驾驶室设单独的空调装置及车内压释放阀。

第一节客室空调装置

图7-1客室空调装置外形图

CRH2型动车组客室空调系统如图7-1所示，下面针对其构成和技术参数进行介绍。

一、基本技术规格

（1）安装方式：

准集中方式底架下安装。

（2）主电路输入：

单相交流、50Hz、400

（3）控制电路输入：

单相交流、50Hz、100±10%V

直流：

100±10%V

（4）冷气控制方式：

逆变器频率控制及压缩机运行台数控制。

（5）暖气控制方式：

电热器多级控制。

（6）冷气能力

a.当标准条件为以下条件时为37.21kW（32,000kcal/h）/台以上。

●客室热交换器吸入空气干球温度：

28±1.0℃

●客室热交换器吸入空气湿球温度：

23±1.0℃

●客室外热交换器吸入空气干球温度：

33±1.5℃

b.当超负荷条件为以下条件时为29.07kW（25,000kcal/h）/台以上。

●客室热交换器吸入空气干球温度：

35±1.0℃

●客室热交换器吸入空气湿球温度：

28±1.0℃

●客室外热交换器吸入空气干球温度：

55℃

●无需因冷媒压力过大的保护动作。

（7）暖气能力：

24kW/台以上

（8）循环风量：

在静压68mmAq时为60m3/min/台以上。

（9）其它

a.夏季

●在气温为33℃、湿度为80％及M2车150％乘车时（150人乘车时），客室温度可保持在26℃以下。

●在气温为40℃、湿度为55％及M2车100％乘车时（100人乘车时），客室温度可保持在28℃以下。

b.冬季

在气温为-15℃时，客室温度可保持在20℃以上。

c.对客室外热交换器设置防污损用过滤器。

d.采用便于进行客室外热交换器的清扫和便于拆卸排水泵的结构。

e.对故障的保护动作，以采用无需手动复位操作的自动复位方式为原则。

f.制冷剂R22

g.重量约730kg

h.车厢内外送风机：

蒙赛尔色（munsell）7.5BG-6/1.5

二、空调装置主体构成

设备的额定规格

（1）电动压缩机×2台

●型式：

全封闭型涡旋压缩机（2极）

●额定功率：

3.7kW，线圈电阻约0.38Ω（20℃）±５％

（2）室外电动送风机×2台

●型式：

电动机直接连接轴流型，FP51G-01

●风量：

约150m3/min

●静止压力：

176Pa（18mmAq）

●额定功率：

1.5kW

●电流:

约6.1A

●转速：

约1720rpm（4极）

（3）室内电动送风机×1台

●型式：

电动机直接连接离心型BFD-28GTA06

●风量：

约65m3/min

●静止压力：

784Pa（80mmAq）

●额定功率：

1.5kW

●电流:

约6.5A

●转速：

约1885rpm（4极）

（4）室外热交换器×1个

●型式：

交错排列翅片管

●散热片：

铝制

●冷却管：

内面带沟槽的铜管

（5）室内热交换器×1个

●型式：

交错排列翅片管

●散热片：

铝制

●冷却管：

内面带沟槽的铜管

（6）电加热器×1个

●额定功率：

24.0kW（8/8/8kW３档）

●元件：

带散热片的护套型加热器

（7）高压压力开关×２个

●型号名称：

FNS-C135Q001（自动恢复型）

●动作压力：

OFF3.04±0.05Mpa

●开闭压力差：

0.06＋0.06-0.05

（8）低压压力开关×２个

●型号名称：

LCB-JB24（自动恢复型）

●接通电路：

0.03±0.03MPa

●断开电路：

0.10±0.03MPa

（9）制冷剂干燥器×２个

●干燥材：

分子筛

（10）止回阀×２个

●型号名称：

NRV-16S

（11）电磁阀×２个

●型号名称：

NEV-603DXF

（12）电磁接触器×３个（HK1･HK2･HK3）

●型号名称：

SD-N35

●线圈：

直流，100Ｖ，119Ω（20℃）

●辅助接点构成：

2a2b

（13）电磁接触器×２个（CFK1,CFK2）

●型号名称：

SD-N12

●线圈：

直流，100Ｖ，1359Ω（20℃）

●辅助接点构成：

（14）电涌吸收器×５个（SD-N12･35用）

●型号名称：

UN-SA25

（15）电磁接触器×３个（CHK,CPK1,CPK2）

●型号名称：

SD-N50

●线圈：

直流，100Ｖ，547Ω（20℃）

●辅助接点构成：

2a2b

（16）电涌吸收器×２个（SD-N50用）

●型号名称：

UN-SA725MH

（17）电磁接触器×１个（IVK）

●型号名称：

SD-N95

●线圈：

直流，100Ｖ，408Ω（20℃）

●辅助接点构成：

2a2b

（18）电涌吸收器×１个（SD-N95用）

●型号名称：

UN-SA725MH

（19）过电流继电器×２个（CPOCR1･CPOCR2）

●型号名称：

TH-N60KF

●加热器公称：

42A

（20）过电流继电器×３个（EFTH･CFTH1･CFTH2）

●型号名称：

TH-N12TP

●加热器公称：

（21）空气过滤器×３个（回风用）

●过滤网材料：

VILEDONFS-1710（带褶加工品）

（22）空气过滤器×３个（室外热交换器用）

●过滤网材料：

VILEDONFS-1705（带褶加工品）

（23）排水泵×１个

●型号名称CJV-0935A

●额定电压AC100Ｖ±10％

（24）漂浮开关×２个（排水高度检测用）

●型号名称：

FSA-0801-CS3-A

（25）配线用连接器插座（和车体侧面装配线连接用）

型号名称

个数

备考

接点大小

GTC2A-32-M9PC

主电路用

＃４×４芯

JL06-2A28-M1PC

控制电路用

＃16×27芯

三、制冷剂循环系统

如图7-2所示，制冷剂循环系统是由压缩机、室外热交换器、干燥器、毛细管、室内热交换器、蓄能器及配管构成，各设备及配管为焊接（钎焊）连接的完全密封型，内充入R22制冷剂。

●压缩机：

吸入低温的制冷气体，将其压缩为高温高压的制冷气体后送出。

●室外热交换器：

用室外送风机送入的室外空气对高温高压的制冷气体进行冷却，使其形成常温（约50℃）的高压制冷液｡

●制冷剂干燥器：

吸收制冷液中的水分。

●毛细管：

利用通道面积小的阻力管，使高压制冷液为低压的气液混合状态。

制冷剂在减压的同时温度也将下降。

●室内热交换器：

低温、低压的气液混合制冷剂，与通过室内热交换器室的室内空气进行热交换的同时变成气体。

此时，室内空气的热量被制冷剂吸收，使温度下降。

该冷风吸收车体的热负荷（换气、日照及车内外温度差等）和人体所产生的热量而变成暖空气，并被再次送入室内热交换器。

●蓄能器：

分离制冷气体和液体。

图7-2制冷剂循环系统图

四、运行控制

比较两个温度感应器检测的温度平均化后的客室内温度和冷气标准温度，决定压缩机开/关控制和压缩机运行频率，向VVVF部下达频率指令，制冷运行模式见表7-1和图7-3。

表7-1制冷运行模式

运行

模式

压缩机

室内

风扇

室外

风扇

制冷

能力

运行模式

CP1

CP2

自动制冷

强制制冷

断开

70Hz

65Hz

100%

自动

－

强制

－

60Hz

86%

－

40Hz

60Hz

57%

－

60Hz/-

-/60Hz

60Hz

43%

减半

－

40Hz/-

-/40Hz

60Hz

29%

－

停止

60Hz

停止

－

断开

图7-3制冷运行模式图

（1）制冷控制

高于制冷标准温度状态下保持其同一模式3分钟以上时提高运行模式一格。

其运行继续到客室内温度下降到制冷标准温度为止。

另外，在本控制当中，客室内温度上升，有提高运行模式要求时，比现有模式提高一个模式。

（2）补充模式

●自动减半制冷

自动制冷运行中，若遇减半运行指令时，在模式1-3之间进行自动运行。

（若在模式4-6状态下运行，则减速到模式3运行频率，减速后只运行CP1一台）

●强制减半制冷

强制制冷运行中，若下来减半运行指令，则采用模式3的固定运行。

（当模式4，5，6运行时，先减速到模式3的运行频率再进行减速后CP1台运行。

设定模式3以下的按设定模式进行运行。

）

●传输故障

当空调显示设定器的发报，两分钟以上出现无收报时，判断为传输故障。

故障前状态若是自动运行，则用模式1-3的自动运行，若强制运行在模式4，5，6中，则用模式3的固定运行。

若在模式3以下，则继续原运行状态。

●切换

模式2和3时，若运行中的A压缩机（CP1或CP2）停机，而下一次启动若是模式2和3，则启动B压缩机（CP2或CP1）

（3）运行模式切换时的制约

●出现运行模式进位要求时，将切换至符合要求的运行模式。

●出现运行模式降位要求时，将切换至符合要求的运行模式。

●各运行模式2～6，至少将保持在同一模式30s。

●频率上升/下降的速度为5Hz/s。

（4）室外风扇起动时的制约

室外风扇的启动在CVCF运行频率减速到30HZ并经过2s钟后（启动时就有启动压缩机要求时，室内风扇启动后4s）进行。

室外风扇1启动2s钟后启动室外风扇2。

（5）压缩机运行时的制约

●控制电源复位后的头台压缩机启动以及停机5分钟以上的压缩机重新启动时，依运行模式4进行3分钟运行。

另外，在次运行中若以瞬间停机和其它条件停机时，下次启动也依运行模式4进行3分钟运行后完成。

●压缩机最短连续运行3分钟。

在此运行中出现运行停机指令以及运行状态转换时，继续3分钟运行后，进行运行停机以及运行状态转换。

出现故障时，立即停机。

●除上述第1项外，移到该档运行模式。

●压缩机一旦停机后，7s钟内禁止再启动。

●控制电源复位后7s钟内不启动压缩机。

●室内风扇以及室外风扇停机中或停机时，不能运行压缩机。

●室内风扇与空调运行模式无关，常开。

●两台室外风扇，在模式2～6时运行。

但是，自动制冷运行中，若漂浮开关1和2均继续开通1分钟以上时，与运行模式无关，开动室外风扇，同时开启空调冷凝水排水泵。

五、电气配线

由４芯的配线用连接器（CN1）向主电路供给单相，400Ｖ（不稳定），由27芯的配线用连接器（CN2）提供控制电路电源。

（1）单相400Ｖ电源经逆变器装置变换为3相40Hz/125Ｖ～70Hz/200Ｖ的电源提供给压缩机（CP1･CP2）。

（2）车内送风机（EF），室外送风机（CF1･CF2）同样使用逆变器装置上变换过来的３相，60Hz/200V，65Hz/217Ｖ电源。

（3）电热器（H1･H2･H3），则不通过逆变器，使用单相，400Ｖ电源加热。

六、空调显示设定器的显示和设定

1．通常状态

在通常状态下，不接受如图7-4显示的开关信息。

（1）显示设定器

图7-4空调显示设定器

（2）内容

空调显示设定器的内容如表7-2所示

表7-2空调显示设定器的内容

记入文字

构成部件

用途

内容

显示部

设定温度

7SEGLED×2

红

显示设定温度

车内温度

DATA

7SEGLED×3

红

显示车内温度

显示传感器检测温度的平均值

运行率

空调

装置

１

（1）

LED

绿

空调装置１运行状态

灯亮：

领域6的运行

（2）

LED

绿

〃

灯亮：

领域4,5,6的运行

（3）

LED

绿

〃

灯亮：

领域2,3,4,5,6的运行

空调

装置２

（1）

LED

绿

空調装置２运行状態

灯亮：

领域6的运行

（2）

LED

绿

〃

灯亮：

领域4,5,6的运行

（3）

LED

绿

〃

灯亮：

领域2,3,4,5,6的运行

全体

LED

绿

显示全体空调运行

灯亮：

依据车上监控装置的指令运行

自车

LED

绿

显示自身空调运行

灯亮：

依据自身设定的运行

传送错误

LED

红

车上监控装置间的传送错误

灯亮：

传送错误熄灯：

正常

故障1

LED

红

显示No.1空调机器故障

灯亮：

故障熄灯：

正常

故障2

LED

红

显示No.2空调机器故障

灯亮：

故障熄灯：

正常

操作部

ＵＰ△

按钮开关

－

更新设定温度

设置温度的显示内容+1更新

ＤＯＷＮ▽

按钮开关

－

更新设定温度

设置温度的显示内容-1更新

强制

照明开关

黄

强制运行的设定

灯亮中、强制运行

制冷

照明开关

绿

制冷设定／显示（全体状态）

灯亮：

制冷

制热

照明开关

红

制热设定／显示（全体状态）

灯亮：

制热

减半

照明开关

黄

减半运行显示

灯亮：

减半运行熄灯：

通常

CPURESET

－

红

空调显示设定器复位

按动操作复位

FAULTRESET

－

红

空调装置复位

按动操作复位

2．变迁表

在这里显示在空调显示设定器的面板上操作时的状态变迁，如图7-5所示。

各个操作后的状态显示在操作后进行。

另外、各操作后、进行状态的判定、向车上监控装置传送。

实际运行状态根据车上监控装置的传送内容来选择。

（空调显示设定器上的变更的空调运行状态根据车上监控装置的传送内容实施。

另外、在空调显示设定器上被变更的内容、在向车上监控装置传送后的10秒内强制性地显示。

）

接收到从车上监控装置传输的指令时、立即转换到2-1③的表中显示的状态。

而且，车上监控装置间的传送错误时继续选择发生传送错误以前的运行状态。

另外，启动电源时传送错误的情况下,选择空调显示设定器记忆的“电源OFF以前的空调状态”。

但在显示设定器上操作时要及时反映该操作。

（即使设定温度也一样）

从车上监控装置发出的指令有变更的情况下、除去「空调显示设定器的设定变更发出后的10秒钟」要立即向指令变更内容转换。

图7-5显示在空调显示设定器的面板上操作时的状态变迁

七、与国内空调机组比较的主要不同点

（1）制热量大，24KW国内从未有过，国内现有机组最大9KW。

（2）机外静压大，68mmAq（666Pa），国内机组一般在180~280Pa之间，原因主要在于时速200公里动车组通风系统复杂，风道内阻力大。

（3）总风量相对较小，机组制冷量37.21kW，风量为3600m3/h，而国内机组29kW时，风量最少也有4500m3/h。

（4）在列车空调上第一次使用变频控制技术。

（5）机组内空调冷凝水采用排水泵排出。

（6）主电路输入：

单相交流、50Hz、400

%V，国内车为三相交流380V。

第二节通风系统

一、通风系统结构介绍

客室空调机组安装在车下，通过特殊螺栓与底架横梁连接，空调装置的送风口与设在客室地板中部的主送风道通过车下风道连通，并通过窗间风道与顶板位置处的客室送风道连通；回风口与吸入车内空气的回风道连接，回风道又通过车下风道与机组回风口连通。

制冷送风时，从回风道吸入的客室内空气与换气装置通过新风道送入的新鲜外气相混合，经设置在客室空调机组回风口处的回风过滤网，进入空调蒸发器，在蒸发器内进行热交换，冷却为冷空气。

该冷空气经车下风道、地板中送风道、窗间风道、客室送风道从客室行李架下送风口及窗上送风口吹入客室，向乘客提供冷风。

暖气输送时，从回风道吸入空气，同样与新鲜空气混合，通过设置在空调装置回风口的过滤网，进入空调机组，在机组内由电热元件加热，通过相同路径，向乘客提供暖风。

另外，通风系统中设置的换气装置也通过特殊螺栓安装在底架横梁上，换气装置即国内空调新风装置与废排装置的结合体，换气装置采用双向风机原理，排出车内的废气（废气包括两部风，一部分为从回风道中排出气体，另外一部分为从车下厕所独立废排风道排出气体），并向空调机组提供新风，正常运行时，它可以保证从室内排出多少风量就可补充多少新风，从而保证车内空气压力恒定。

图7-6、图7-7、图7-8为空调通风系统中各部件。

图7-6空调通风系统各部件

（1）

图7-7空调通风系统中各部件

（2）

图7-8空调通风系统各部件（3）

二、连续换气装置

为防止客室外压力变化影响客室内，地板下安装了客室通风用供排气一体的连续换气装置，如图7-9所示。

客室内通风采用给排气用电动鼓风箱连续进行，并且其结构采用在通过隧道时能控制客室外压力急剧变化的结构。

另外，为了降低噪声，根据不同车速，换气装置设置了高低两种转速。

车速160km/h以下为53Hz（3180rpm）低速运行，160km/h以上为60Hz（3600rpm）高速运行，主要参数如表7-3所示。

表7-3装置相关参数表

型式

FK204A

用途

客室通风

构造

地板下安装供排气一体横轴型多叶片风扇。

叶片形式

多片式

叶片直径

供气：

Φ395

排气：

Φ395

叶片数

25片

转速

低速（运行速度160km/h以下，53Hz运行）：

3180rpm

高速（运行速度160km/h以上，60Hz运行）：

3600rpm

额

定

值

风量

供气：

约21m3/min（53Hz运行）（约16m3/h人）

排气均：

约24m3/min（60Hz运行）（约18m3/h人）

鼓风机静压

（大气吸进20℃换算）

供气排气均

约3kPa（53Hz运行时）

约4kPa（60Hz运行时）

鼓风机轴功率

（大气吸进、20℃换算）

供气排气均

约8.2kw（53Hz运行时）

约11.2kw（60Hz运行时）

最大鼓风机静压

（大气吸进、20℃换算）

供气排气均

约3.7kPa（53Hz运行时）

约5.5kPa（60Hz运行时）

重量

约110kg（包括电机）

图7-9连续换气装置示意图

为换气装置提供电源的逆变器，根据设备布局需要，紧靠换气装置安装或距离较远地方安装。

换气装置用逆变器参数表如表7-4所示。

表7-4换气装置用逆变器参数

型号

SJ300-220HFS-KE2

逆

名称容量

20kVA

相数

３相输出

变

输出电压

以下图的Ｖ／Ｆ模式为依据

输出频率

0.5～70Hz

器

规

频率精度

所有的频率帯±0.35Hz（最大频率70Hzの±0.5%）

（at25±10℃）

格

启动方法

低频起动　0.5→70Hz之间的加速时间约为20秒

停止方法

ＬＡＤ（线性･Accelerating･驱动）减速70→0.5Hz的减速时间30秒

Ｖ／Ｆ模式

　输出电压［V］

　　　440　　　　　　　　　　依赖于受电电压

　　　　　　　　　60　　70　　频率［Hz］

电

主回路

AC400V+20-18%，50Hz±5%单相（浪涌电压高峰值838V以下）

源

控制回路

DC100V±10%（瞬间停机、浪涌surge、电压没有变动）

启动频率

0.5Hz

输

出

运行频率

低速时（160km/h以下）：

53Hz

高速时（160km/h以上）：

60Hz

运行回转速度

低速时（160km/h以下）：

3,180min-1

高速时（160km/h以上）：

3,600min-1

负

负荷机械名称

车辆换气用电扇

荷

使用范围

0.5～63Hz

负荷电机

12kW（at63Hz）

环

周围温度

0～45℃

境

湿度

20～90%RH（没有结露水）

速度

切换信号

输入信号　CF1－CM1

信号

信号和频率间的关系

CF1－CM1＝断开时：

53Hz

CF1－CM1＝短路时：

60Hz

重量

逆变器：

15kg、继电器单元：

20kg、变压器：

24kg

连接图

单巻变压器

　３次电源　AC440V+20-18%逆变器　　　电机

三、风量分配

时速200公里动车组空调风量分配主要靠截面大小变化及导流板的设置来实现，它的风量分配很细很具体，图7-10为1#车风量分配情况（包括司机室空调）。

图7-11为空调送风道与机组车下风道连接时送风道内所用导流板形状示意图，它的作用是分配送入主送风道内送风口两侧的风量。

图7-101#车风量分配情况

图7-11导流板形状示意图

以上风量分配的方法是根据车体各部分的负荷与总负荷的比值及总送风量确定的送风量值，各部分送风量的实现主要依靠风道试验模型进行试验得来。

各部分送风量的实现对我们国内现有情况来讲是个难点，我们公司自己生产的车要达到此状态，必须对此类车型通风系统进行系统的研究，形成一定的理论体系，并且进行大量的试验才能实现。

四、结构特点

（1）车下风道多为消音风道，在变径及风道入口的风道都为吸音风道，吸音材与吸音风道多采用吸音板与风道铆接。

（2）风道连接处利用大量的导流装置，既可以减小风道阻力同时也可以实现风量分配的功能，图八所示就是起风量分配作用的导流板。

（3）风道在端部及风口连接处大都采用圆滑弧线过渡，尽量减小阻力，且保证气流通畅。

（4）地板内主送风道纵向通过枕梁位置时，采用变截面风道。

（5）保温方面，车下风道及地板内风道，外表面粘贴厚5的保温材，窗间风道为复合风道，内部为硬质胶片，内外表面粘贴厚4的保温材，车上客室送风道外表面也粘贴厚5的保温材，以防止夏天高湿度状况下冷凝水的产生。

五、空气净化机

CRH2动车组3、6号车厢设置有空气净化机。

空气净化机有右侧用（ＢＱ０２Ｅ０）和左侧用（ＢＱ０２Ｆ０）两种、每辆设置2台右侧用、2台左侧用，共计4台。

空气净化机采用过滤器和电气集尘组合的集尘方式。

（1）结构形式

空气净化机的结构形式如图7-12所示。

图7-12空气净化机结构图

（2）性能规格

空气净化机的性能规格如表7-5所示。

表7-5性能规格

项　　目

规格・性能

型号　　　　　

ＢＱ０２Ｅ０（右侧规格）／ＢＱ０２Ｆ０（左侧规格）

输　入　电　源

ＡＣ１００Ｖ　５０Ｈｚ

消耗　电　力

Ｈｉ运行时、４４Ｗ±２０％

输　入　电　流

Ｈｉ运行时、０．７６Ａ±１５％

处　理　风　量

Ｈｉ运行时、２ｍ３／ｍｉｎ以上

集尘効率

（0.5μｍD.O.P）

７０％以上

电离器（ionizer）电压

＋６ｋＶ

电离器电流

２００μＡ

集电极（器）

（collector）电压

＋２．５ｋＶ

外形尺寸

本体

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