大连3号线增购车辆客室内通风系统浅析

邢淑梅　姜旭龙　唐闻天

[摘要]针对大连3号线增购车辆的结构形式，充分研究了该车体结构客室内空气流通状况，概述了车厢内空气的形成原因、空调通风系统的组成及对废排系统的选型和排风量的分析计算，保证选型及布置合理。

[关键词]空调通风系统；废排装置；排风量计算；城轨车辆

0前言

对于大连3号线增购车辆的通风系统来说，主要由空调通风系统及废排系统组成，它的作用是将车外新鲜空气吸入并与车内再循环空气混合，在滤清灰尘和杂质后，再送入到车厢内。同时排出车内多余的污浊空气，以保证车内空气的含氧量、洁净度以及合理的流动速度和气流组织。空调通风系统包括送风、回风、新风，废排系统包括排风。系统循环工作，保证客室内气流的畅通，客室内空气的新鲜。为乘客提供一个舒适的乘车环境，

1通风系统布置

大连3号线增购车辆为四节车辆编组，编组形式为Tc-Mp-Mp-Tc，顶棚及空调机组平台均由大型的中空挤压型材拼焊而成，单元式空调机组分别安装在每节车厢车顶两端1/4和3/4所设置的空调平台处，每节车选用35kw的空调机组两台。空调控制系统安装在车辆的I位端或者Ⅱ位端的客室空调柜内，每节车一个。风道布置在车辆的内装顶棚上方，每节车一套，由两段组成；废排布置在车顶上。每车四个。空调通风及废排系统的布置见图1、图2所示。

2空调通风系统

空调通风系统主要由空调机组、司机室送风单元、空调控制系统、风道等相关大部件组成。空调系统的送风口作为车厢空气流动的动力来源，对车厢内空气流场的分布有着非常重要的影响。

2.1空调机组

采用具有成熟应用业绩的薄型单元式空调机组，制冷能力为35kw，所有部件均安装在不锈钢壳体内，具有耐振、抗冲击等特点，能适应风吹、日晒、雨淋等露天环境。空调机组出回风方式为下出下回式，新风从机组两侧导人，送风经由车上风道朝两边均匀导人车内。

2.2司机室送风单元

司机室送风单元通过安装吊座吊挂在司机室内装顶棚上，端部通过风道与客室风道相连，空调机组内吹出的经过处理的空气经过客室风道、过渡风道送入司机室送风单元，经送风单元内的风机吹入司机室内。

司机室送风单元的送风量可四档调节，送风量分别为：0m³/h，240m³/h、450m³/h、645m³/h，送风单元运行在不同档位时，能够满足不同的外界环境条件下司机室内的制冷量需求。

2.3空调控制系统

与空调机组配套的电气控制柜安装在车内，电气控制柜通过连接器与空调机组相连。空调控制系统采用微机控制器作为核心控制单元，通过一系列的元件共同完成空调系统的控制、保护和故障诊断功能。空调装置设有5种工况：手动、自动、通风、停止和间歇通风，并可通过本车控制装置对空调进行控制，也可通过列车监控系统进行控制和温度设定。

2.4风道

大连3号线增购车辆风道包括送风风道和回风风道，送风风道采用静压一体式结构，回风风道采用直筒收口结构，均安装在车顶内装中顶上方，以保证出风口送风的均匀性和回风的流畅性。其工作原理为将经过空调机组过滤、冷却的空气经过风道进风口进入送风风道，在沿送风风道推进过程中进入静压箱进行静压平衡调节，使得送风风道在不同的截面上具有不同静压的空气在静压箱中得到平衡，形成一定的静压值，将新鲜空气送人客室。客室内的一部分空气通过回风风道进入空调机组，与空调机组入的新鲜空气混合，再送入客室，另一部分则通过废排装置，排出车外，实现客室内的空气交换。其通风断面图如图3所示。

3废排系统

空调系统将车内回风和室外新风以一定的比例混合，经过滤、冷却或加热后送人主风道，再通过各送风口将处理后的空气送入客室和其它用风的地方，客室内的一部分空气经废排装置排出车外，另一部分供循环使用。排风系统是整个车辆空调系统的重要组成部分之一。主要有两种形式，一种是通风器（如排风风帽或废排装置）排风系统，另一种是风机与通风器串联工作的排风系统。对于大连3号线增购车辆来说，所选用的是机械式废排装置。

3.1机械式废排装置

机械式废排装置是利用调节风门的开启与闭合将客室内气体排出车外，不是强迫排风，仅依靠车内正压排出多余空气。当客室内没有正压时，调节风门保持闭合状态；当客室内有正压时。调节风门打开，并根据客室内正压的大小，调节风门开放的角度。客室内正压越大，风门的开度也越大。在火灾等特殊情况下，车内新风关闭，车内正压消失，此时，废排装置也处于关闭状态。

3.2废排装置排风量计算

按照大连3号线增购车辆空调和采暖要求，空调机组正常工作时每辆车新风量为2600m³/h，紧急通风量为4000m³/h，而且在车门均关闭时，客室正压为30～50Pa。废排装置排风量的计算如下：

废排风门通风面积为45×415×4=0，075m²，隔栅通风面积为21×21×108×2=0.095m²。则在风门全开时排风没有阻力，不受影响。且风门减小后重量减轻，开度增大。

在20Pa时的开度为60%，排风面积A₁=0.045m²。

则在20Pa时，每个废排装置的排风量L₁：

在30Pa时的开度为70%，排风面积A₂=0，0525m²。

在正常情况下的废排风速v₁：

则在30Pa时，每个废排装置的排风量L₂：

保守起见，正常情况下每个废排装置排风量取值到L₁=900m³/h。

在50Pa时的开度为大于90%，排风面积A₃=0.0675m²。

在紧急通风（50Pa时）情况下的废排风速v₃：

则在50Pa时，每个废排裝置的排风量L₃：

保守起见，紧急通风时每个废排装置的废排风量取值到L₃=1800m³/h。

3.3废排装置的布置

在原有3号线车辆的基础上适当增大废排量的同时，也充分考虑了整车的气流状况，合理布置了废排装置在整车上的位置。其中Tc布置4台废排装置，Mp布置4台废排装置，每列车共布置16台废排装置，则整列车在正常状况下总的排风量为：16×900=14400m³/h，大于要求的排风量：4×2600=10400m³/h；在紧急状况下总的排风量为：16×1800=28800m³/h，大于要求的排风量：4×4000=16000m³/h。通过对废排装置排风量的计算，合理设计布置废排装置的位置，大连3号线增购车辆不会出现因客室内正压过高而导致塞拉门关不上的问题。

4结语

地铁车辆上的通风系统对于乘客乘车环境的舒适性起到决定性作用，只有对通风系统进行合理的阻力设计与配比，对车辆内风道及废排装置的布置进行合理的设计布置，才能正确指导空调通风系统的设计选型。大连3号线增购车辆整车联调效果理想，送风均匀，完全能够起到置换客室内空气的作用，保证客室内空气的新鲜度，为乘客提供了一个舒适的乘车环境。

[责任编辑：杨玉洁]