变制冷剂流量空调系统在列车软卧车厢中应用新概念

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1、变制冷剂流量空调系统在列车软卧车厢中应用新概念朱春刘国丹张旭摘要：本文提出列车上使用变制冷剂流量(VRF)空调系统这一新概念,阐述VRF空调系统的节能性和舒适性等优势，并根据列车软卧车厢的立面特点,做VRF空调系统管路设计分析。关键词：变制冷剂流量空调系统列车软卧车厢管路设计0前言我国经济的持续高速发展，客观上对交通和运输提出了更高的要求。铁路作为交通运输市场的传统主导，近年来却面临着高速公路和民航运输的巨大挑战。近期国家不仅规划建设跨省铁路项目沿海铁路（上海—宁波—深圳—香港快速铁路），以实现全国范围“四横四纵”

2、铁路快速客运通道构想，而且正在积极筹建中巴铁路，实现我国新疆与巴基斯坦的陆上交通，以及建设中缅铁路—西南出海铁路大通道，架设南亚大陆桥以加快我国西部大开发。中国铁路网将在全球战略定位的基础上，具有新的战略意义。对于铁路客运市场来说，实现客车的高速化、舒适化显得尤为迫切。面对新的更高的要求，我国列车客车空调通风系统一方面需要有条件的吸收引进世界最新科技成果，一方面需要加强自主创新。目前我国现有使用的列车空调大部分采用单元式空调机组，这种列车空调的控制系统简单,仅能通过控制机组的开停对机组进行安全保护和对客车车厢内进行

3、温度控制,难以满足极不稳定的列车空调运行工况,不能满足乘客对舒适性的要求。又由于空调通风机始终满负荷运转状态,不能根据热、湿负荷变化而调节,造成严重的能耗浪费。[2]变冷媒流量空调系统(VRF)，自1982年日本Dakin公司首先推出以来，二十几年中得到迅速发展和推广，已经在民用建筑上被广泛应用。VRF系统的特点可以有效解决现有列车单元式空调机组的不足。1VRF系统的特点（1）VRF系统根据系统负荷情况，通过变频控制器自动调整压缩机转速（变频范围50%~130%），使系统内冷媒的循环流量得以改变，进而对制冷量进行自

4、动控制以符合使用要求，从而能保证在负荷变化范围内，压缩机以较高的效率运行。VRF空调系统在部分负荷时的能效比相当高，当部分负荷率在40%～60%之间变化时，VRF空调系统的能效比相对最高[4]。可见，列车在多变的气候条件下，大部分时间空调处于低负荷工况，VRF空调系统在低负荷状态下运行时能耗小，能效比更高，故可有效地节约能源。（2）VRF空调系统拥有一套方便、专用的微电子系统，能提供控制、检测、管理包括能量消耗等项目的各项功能，可以实现优越的控制功能：a．成组控制，通过遥控器连接机组；b．区域控制，将几组作为一个区

5、域，通过集中遥控器上的操作按钮对其进行控制；c．组块控制，用集中检测面板控制整个系统，监控数据通过数据站、主站传送到集中检测面板上。灵活的控制系统尤其适用于列车卧铺车厢，可以分别独立的对各包厢单元进行调温、除湿、控制风速多功能控制，从而保证各卧铺包厢的舒适性。（3）VRF系统由一台室外机和数台室内机组成，因而又称为多联机空调系统。多台不同种类的室内机由一个冷媒管路连接，每一台室内机可以根据控制单元的要求，进行独立的制冷或制热的运转。目前变制冷剂流量最先进的空调技术，室内机数量可多达16台，并可进行独立的控制；由于V

6、RF技术解决了回油运转问题，使室外机与室内机之间的冷媒管长度延至l00m，室内机与室外机之间的高低差增加至50m，各室内机之间高差可允许15m。2软卧车厢的立面特点和负荷特点（1）软卧车厢车体长25米，每节有10个包厢，依次排列相连接。各包厢尺寸相同、方位一致，包厢外是公共通道，没有可供休息桌椅，乘客主要在包厢内休息；（2）包厢尺寸：2.05×2×2.54（长×宽×高：米），每个包厢分上、下铺共4个铺位，包厢内立面空间小，乘客只能在铺位坐立和躺卧，其它活动区域很小；（3）整节车厢呈狭长形，车内定员为41人(包括1名

7、乘务员)。车体6个表面均为散热面，车厢冷、热负荷大，各包厢冷、热负荷基本相同；（4）车厢内温度冬季应不低于22℃，夏季不高于26℃，应保持空气新鲜；（“铁标”规定）软卧车厢相对硬座、硬卧车厢车内人员少，新风负荷和新风量较小；包厢内舒适性要求高，各铺位空间温度场和微风速场应尽可能均匀稳定。根据软卧车厢的立面特点和负荷特点，VRF空调系统的多联机方式符合列车软卧紧凑包厢分隔的立面形式,适用于软卧车厢狭长空间的冷量输送。本文提出采用变冷媒流量空调通风系统替代单元式空调机组的新思路，对列车软卧车厢使用VRF空调系统做管路设

8、计。3列车软卧车厢VRF空调系统管路设计3.1新风管路如图1，列车软卧车厢采用VRF空调送风系统,外部空气通过车体一侧新风口、新风吸入箱，经过滤网过滤后进入全热交换器，与车厢内排风热湿交换后，新风由新风管道送至每个卧铺包厢吊顶内的静压箱。新风与室内机处理后的回风在其中充分混合后送至各个软卧包厢中。图1软卧车厢VRF系统送风示意图3.2回风管路软卧包厢顶部送风