变制冷剂流量空调系统在列车软卧车厢中应用新概念论文

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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论文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”铁路快速客运通道构想，而且正在积极筹建

2、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.freel，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名乘务员)。车体6个表面

3、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

4、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在室内循环后，沿包厢底部的出风格栅排出到包厢外的行人走廊。如图2，在每个卧铺间吊顶上分别安装一台室内机组，室内机连接回风口设置在卧铺间对面车窗以上，回风经由走廊侧壁吸入回风口，再由回风管引入室内机处理。这种送回风方式，不同于列车单元空调机组仅在车厢走道门外吊顶处设置

5、一个的集中回风口，防止集中回风混杂的烟气在负压作用下又诱引入车厢卧铺间，从而有效避免空气二次污染。图2软卧包厢送回、风示意图3.3排风系统VRF空调系统的排风一部分由全热交换器与新风热量交换后排出。设计时，室内排风可以从车厢内卧铺包厢吊顶上接小段风管直接吸入，经过换热机热交换后连接由排风管引至车厢底部排出。另外部分废排气由废排风机通过车底的横向风道与软卧车厢包厢外走廊侧壁的风道相连，吸入废排气至车体外，为保证车厢内正压，废排风机与压力保护阀连接。3.4冷凝水管管路设计VRF空调系统的每台室内机都引出一条冷凝水管，并由一条总冷凝管道顺次的按照1%的坡度连接，

6、一起排到列车洗漱间或卫生间。冷凝水管直接从室内机的凝水盘底部引出，凝水盘不存水，可以减少滋生细菌现象发生。3.5冷媒管路设计VRF空调系统室外机与室内机冷媒配管连接方式有三种：线性分流方式、端管分流方式和组合方式。制冷压缩机吸气管路过长会引起制冷系统的制冷能力降低和单位制冷量耗电量的增加，所以必须综合考虑配管与节能两方面的因素。软卧车厢上选用的是线性分流方式，如图3所示。通过冷媒分歧管和管道接头将各室内机顺次连接在一起，这种配管方式特别适用于列车车厢这种纵深较长的空间。因每间包厢外形尺寸相当，空调负荷也相当，室内机选择同一型号，并且安装在各包厢吊顶同一标高

7、上，所以冷媒管路设计简单，不需要分区。目前冷媒配管采用同径化管道系统技术，只需冷媒主管道管径相同就可以应用。由于采用统一管径，管道施工和管径选择大量简化，系统运行稳定并且易于维护。图3软卧车厢VRF空调系统冷媒管路线性分布方式根据车厢尺寸和室内、外机的布置，设计配管长度为60m。VRF系统室内机以冷媒R22作为传热介质，其传送的冷量几乎是以等流量水的10倍、空气的20倍，所以列车车厢空调的冷媒配管管径很小，（以10HP的室外机为例，对应冷媒管管径φ28.6mm，外加不足10mm厚的高效的橡塑保温材料。）无需如传统的空调系统那样占据大量的管道空间。系统采用冷

8、媒直接蒸发式供冷，省去了水系统换热的能量传递环节，从而减少了输送耗