空調(diào)客車客室溫度過高及降速緩慢的成因與對策

胡遠(yuǎn)洋 上海鐵路局上海鐵路車輛工貿(mào)有限公司

空調(diào)客車客室溫度過高及降速緩慢的成因與對策

胡遠(yuǎn)洋 上海鐵路局上海鐵路車輛工貿(mào)有限公司

客車實際運(yùn)用過程中，由于空調(diào)系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備故障或維護(hù)保養(yǎng)不及時，引起空調(diào)系統(tǒng)工作異常，造成客室溫度過低、通風(fēng)不良、過高或降速緩慢，從而引發(fā)旅客的不滿，造成服務(wù)質(zhì)量的降低，影響鐵路的聲譽(yù)。針對普速客車空調(diào)系統(tǒng)由于維護(hù)保養(yǎng)不及時引發(fā)該問題的原因進(jìn)行分析，并探討解決的辦法。

空調(diào)客車；溫度；過高；降速緩慢；對策

1 問題的提出

目前，我國鐵路集中供電普速空調(diào)客車均采用車頂單元空調(diào)機(jī)組，通過空調(diào)控制柜的自動控制，實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的制冷、通風(fēng)和制暖等功能，使旅客始終處于一個舒適的乘車環(huán)境中。但在客車實際運(yùn)用過程中，由于空調(diào)系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備故障或維護(hù)保養(yǎng)不及時，引起空調(diào)系統(tǒng)工作異常，造成客室溫度過高、溫度降速緩慢、通風(fēng)不良或溫度過低，引發(fā)旅客的不滿甚至投訴，給鐵路的形象和聲譽(yù)造成不良影響。

本文僅就普速客車空調(diào)系統(tǒng)由于維護(hù)保養(yǎng)不及時，引起客室溫度過高或降速緩慢的問題進(jìn)行討論，并研究解決的辦法。

2 原因分析

普速空調(diào)客車客室溫度過高和溫度降速緩慢是指在正常情況下，空調(diào)系統(tǒng)始終處于制冷工況，客室溫度超過了空調(diào)系統(tǒng)設(shè)定的控制溫度，或者是溫度降低緩慢，制冷效果差，給旅客造成了不適。當(dāng)機(jī)組自身及風(fēng)道等配套硬件良好時，由于維護(hù)保養(yǎng)不及時造成的空調(diào)客車客室溫度過高或溫度降速緩慢，主要有以下幾個方面的原因：

2.1 空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)濾網(wǎng)臟堵

空調(diào)系統(tǒng)的供風(fēng)主要由兩部分構(gòu)成，一部分是車外新風(fēng)，另一部分也是大部分是來自車內(nèi)的回風(fēng)，在機(jī)組內(nèi)部混合腔內(nèi)形成混合風(fēng)，經(jīng)蒸發(fā)器的換熱后送入車內(nèi)。經(jīng)過這樣不斷地循環(huán)，通過與蒸發(fā)器的交換，達(dá)到降低車內(nèi)溫度的目的。為了保持循環(huán)風(fēng)的清潔，在每一個環(huán)節(jié)的入口均設(shè)有濾網(wǎng)（也有的不設(shè)混合風(fēng)濾網(wǎng)），以過濾掉其中的灰塵。

我國普速空調(diào)客車通風(fēng)系統(tǒng)的回風(fēng)和混合風(fēng)濾網(wǎng)主要有兩種形式，一種是尼龍濾網(wǎng)，另一種是無紡布濾網(wǎng)。根據(jù)EN 14750的規(guī)定，濾網(wǎng)的性能應(yīng)滿足EN 779的G3級的要求，即濾塵效果應(yīng)達(dá)到80～90%。尼龍濾網(wǎng)與無紡布濾網(wǎng)相比較：尼龍濾網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)是風(fēng)阻小、造價低、易于清洗，但清洗周期短、容塵量低，而且濾塵效果沒有無紡布濾網(wǎng)好，濾塵性能僅能達(dá)到EN 779規(guī)定G1級的要求，濾塵效果不超過65%；無紡布濾網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)是容塵量大、清洗周期長、濾塵效果好，完全能夠達(dá)到EN 779規(guī)定G3級的要求，但風(fēng)阻大、造價高、不易清洗是它的缺點(diǎn)。正是由于這樣的差別，造成了早期生產(chǎn)客車尼龍濾網(wǎng)被大量采用，無紡布濾網(wǎng)使用量相對較少。

在空氣循環(huán)的過程中，容易臟堵的濾網(wǎng)主要是回風(fēng)和混合風(fēng)濾網(wǎng)。車內(nèi)回風(fēng)循環(huán)的過程中，大量的灰塵和絨絮被吸附在回風(fēng)濾網(wǎng)上，特別空氣中的濕度達(dá)到一定程度，這些物質(zhì)會形成氈狀，如果清理不及時會大大降低通風(fēng)系統(tǒng)的回風(fēng)量。在制冷初期，影響客室溫度降低的速率，使客室溫度下降緩慢，影響制冷效果，這種情況在無紡布濾網(wǎng)上表現(xiàn)得尤為嚴(yán)重。另外，由于尼龍濾網(wǎng)濾塵效果不好，或者回風(fēng)濾網(wǎng)局部破損或尺寸過小，使大量灰塵能夠進(jìn)入到機(jī)組的混合腔，吸附在混合風(fēng)濾網(wǎng)上。又由于凝露的作用，灰塵更容易粘附在混合風(fēng)濾網(wǎng)上。一段時間以后，混合風(fēng)濾網(wǎng)被臟堵，通風(fēng)量嚴(yán)重不足，通過蒸發(fā)器空氣流量減少，換熱速度降低，造成客室溫度降速緩慢。

2.2 空調(diào)換熱器臟堵

空調(diào)客車的換熱器有兩個：一個是蒸發(fā)器，被氣化了的制冷劑通過蒸發(fā)器與混合風(fēng)進(jìn)行熱交換，吸收空氣中的熱量；另一個是冷凝器，高溫高壓的制冷劑通過冷凝器與大氣交換，釋放出熱量。

黨務(wù)公開是新時代繼續(xù)推進(jìn)全面從嚴(yán)治黨的重要舉措，有必要進(jìn)一步強(qiáng)化。針對當(dāng)前存在的突出問題，必須多措并舉，確保黨務(wù)公開工作進(jìn)一步貫徹和落實。

客車單元空調(diào)機(jī)組冷凝器為風(fēng)冷式冷凝器，冷凝器長期處于車外，其散熱靠冷凝風(fēng)機(jī)將空氣加速通過翅片，帶走熱量，與灰塵暴土柳絮接觸，特別在濕度較大的地區(qū)，難免有灰土柳絮等粘附在冷凝器的翅片上，影響冷凝器的換熱效率。嚴(yán)重時，由于冷凝器的熱量散不出去，影響了系統(tǒng)的制冷效果，嚴(yán)重時系統(tǒng)內(nèi)部壓力過高，保護(hù)動作壓縮機(jī)停止工作，使客室溫度降速緩慢或不制冷。

對于蒸發(fā)器來說，由于回風(fēng)濾網(wǎng)濾塵效果不好或破損或尺寸過小，混合風(fēng)中攜帶的灰塵仍能夠進(jìn)入機(jī)組內(nèi)部，在穿過蒸發(fā)器翅片的同時，會被吸附在翅片上，特別在出現(xiàn)凝露的狀態(tài)下。長期積

累后，灰塵得不到清理，會使蒸發(fā)器臟堵，使混合風(fēng)不能與蒸發(fā)器進(jìn)行有效的冷量交換，使客室溫度下降緩慢。嚴(yán)重時，造成蒸發(fā)器的“冰堵”，使空調(diào)系統(tǒng)幾乎喪失制冷能力，客室溫度居高不下。

2.3 溫控系統(tǒng)的誤差

空調(diào)溫控系統(tǒng)主要由兩個部件組成：一是測溫度元件--溫度傳感器，使用的是鉑熱電阻PT100；一是E5AXDAA型溫度控制器或PLC可編程邏輯控制器。

溫度傳感器是將溫度值轉(zhuǎn)化為電阻值的器件，由于自身誤差的存在，也會抬高客室溫度。另外，溫度傳感器安裝在回風(fēng)口內(nèi)，長期暴露在空氣中，回風(fēng)中的灰塵會吸附在傳感器器上，影響了傳感器的感溫效果，造成溫度測量誤差，抬高客室控制溫度值，使客室溫度提高。如果再與傳感器測量誤差疊加，會使空調(diào)系統(tǒng)控制溫度超出設(shè)定值更多；溫度傳感器在安裝的過程中，至溫控器間的接線連接不可靠產(chǎn)生接觸電阻，也會增加測量誤差，提高客室溫度，造成客室溫度長期居高。

溫度控制器是根據(jù)溫度傳感器檢測到通風(fēng)系統(tǒng)的回風(fēng)溫度值（電阻值）來控制空調(diào)系統(tǒng)工作狀態(tài)的器件。隨著使用時間的延長，電子產(chǎn)品的設(shè)定值會發(fā)生飄移，或者人為設(shè)定的不精準(zhǔn)，也會改變溫控器的設(shè)定溫度，影響到客室的溫度。PLC可編程邏輯控制器中的溫度模塊設(shè)計時，已經(jīng)考慮了各種工況，并且整個電路是固化在一起的，在精度上一般不會出現(xiàn)大問題。

3 應(yīng)采取的對策

3.1 及時清洗濾網(wǎng)

在空調(diào)客車運(yùn)用過程中，要及時清洗通風(fēng)濾網(wǎng)，更換破損和尺寸過小的濾網(wǎng)，保證通風(fēng)系統(tǒng)的良好，這是保證客室溫度始終在設(shè)定的控制范圍內(nèi)的關(guān)鍵之一。一般來說，空調(diào)濾網(wǎng)的材料一旦確定，根據(jù)列車的運(yùn)行區(qū)段、季節(jié)的變化，濾網(wǎng)的清洗周期基本也就確定了。尼龍材料回風(fēng)濾網(wǎng)的清洗周期，一般在4天左右；無紡布濾網(wǎng)的清洗周期可以達(dá)到兩周，甚至更長。由于有回風(fēng)濾網(wǎng)的一遍過濾，進(jìn)入混合腔混合風(fēng)的清潔程度要好很多，混合風(fēng)濾網(wǎng)的清洗周期要比回風(fēng)濾網(wǎng)的清洗周期長很多。但是，由于尼龍濾網(wǎng)的過濾效果較差，或者回風(fēng)濾網(wǎng)尺寸過小或破損，還是會有灰塵進(jìn)入混合腔，還會造成混合風(fēng)濾網(wǎng)的臟堵。具體濾網(wǎng)的清洗周期，還是要根據(jù)列車運(yùn)行在什么區(qū)段、什么時間、什么季節(jié)，以及單程運(yùn)行時間的長短等情況，通過實際運(yùn)用的考察來確定。

3.2 定期清洗換熱器

每年夏季到來之前，空調(diào)制冷將要開啟使用之時，應(yīng)對空調(diào)機(jī)組的冷凝器和蒸發(fā)器進(jìn)行一次徹底的清洗，清楚污垢露出機(jī)體本色，保證換熱器的換熱效果。一般的空調(diào)機(jī)組換熱器經(jīng)過這樣一次的清洗，基本能夠保證一個夏季的正常使用。對于運(yùn)行環(huán)境比較惡劣、夏季時間較長的地區(qū)，是否還要進(jìn)行第二次清洗，可根據(jù)換熱器臟堵的實際情況確定。

3.3 加強(qiáng)對溫控系統(tǒng)的檢修

空調(diào)機(jī)組定檢時，要對溫控系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格的校對，把系統(tǒng)誤差降到最小。除此之外，對運(yùn)用過程中空調(diào)系統(tǒng)出現(xiàn)溫度過高或降速緩慢的情況，在排除其它故障原因之后，也要在現(xiàn)車對溫控系統(tǒng)進(jìn)行校對。

溫控器的校對應(yīng)采用精度不低于1‰、測量范圍滿足100～120Ω的可變電阻箱進(jìn)行。首先將可變電阻箱與溫控器連接，在“工業(yè)鉑熱電阻（PT100）分度表”中找出所要檢驗溫度點(diǎn)的電阻值，在可變電阻箱上調(diào)整出該電阻值，查看溫控器的顯示值（PV值）是否與所要檢驗溫度點(diǎn)的溫度相一致。若顯示值大于或小于檢驗溫度點(diǎn)的溫度值，二者的差值即是溫控器的誤差。考慮在載客的情況下，一般客室溫度不會超出15～30℃的范圍，且溫度與電阻值的變化為線性關(guān)系，建議選擇15℃、20℃、25℃、30℃四個溫度點(diǎn)進(jìn)行檢驗就能保證溫控器的精度。如有必要，也可以加測0℃和100℃兩個溫度點(diǎn)。

溫度傳感器的校對應(yīng)采用精度不低于0.05%的測溫儀進(jìn)行。首先擦拭傳感器體去除塵垢，檢查溫控器到傳感器間的接線是否可靠連接。然后，將測溫儀的探頭放置在PT100的附近，待測溫儀顯示的讀數(shù)穩(wěn)定后，讀取溫度顯示，再與空調(diào)控制柜內(nèi)經(jīng)過校準(zhǔn)的溫控器顯示的讀數(shù)（PV值）進(jìn)行比較，二者的差值即是溫度傳感器的誤差。為了提高傳感器的檢測精度，也可以對空調(diào)系統(tǒng)采取手動制冷和制暖的方式，來降低或提高客室溫度以增加檢測點(diǎn)，檢測定點(diǎn)的選擇范圍應(yīng)以空調(diào)系統(tǒng)的實際工作狀況決定。

溫控器誤差的修正，可通過溫控器內(nèi)部的按鍵進(jìn)行調(diào)整（在這里不詳述，具體可參見“鐵道車輛 2002年第11期空調(diào)客車溫度控制系統(tǒng)測溫誤差的測定”），直到溫控器的誤差修正為0。根據(jù)“JB/T 8862-1997工業(yè)鉑熱電阻技術(shù)條件級分度表”的規(guī)定，溫度傳感器允許的A級誤差應(yīng)為±（0.15±0.002︳t︳）（其中︳t︳為檢驗點(diǎn)溫度的絕對值）。由于溫度傳感器封裝完成后，溫度傳感器的誤差也就基本確定了，所以溫度傳感器的誤差無法通過自身進(jìn)行修正。

溫控系統(tǒng)的誤差，即溫控器與傳感器的誤差之和，可以通過一定的方法進(jìn)行修正。建議測得溫度傳感器的誤差以后，將經(jīng)校準(zhǔn)過的溫控器調(diào)整出一個偏差值，與傳感器的誤差相抵消，以最大限度地降低溫控系統(tǒng)的誤差。

3.4 及時發(fā)現(xiàn)和處理溫度異常的空調(diào)機(jī)組

在列車運(yùn)用過程中，車輛乘務(wù)員要經(jīng)常巡視車廂，監(jiān)控每一輛車車內(nèi)的溫度變化，發(fā)現(xiàn)車內(nèi)溫度過高或溫度降速緩慢，要及時采取應(yīng)對措施予以解決，如清掃濾網(wǎng)，調(diào)整溫度控制參數(shù)。甚至可以臨時采用手動控制措施，以維持空調(diào)系統(tǒng)的工作，將客室溫度迅速降下來。對自身不能解決的問題，要在列車入庫后，及時向庫檢進(jìn)行交修，這也是減少旅客意見和投訴的一個重要措施。大膽試制新材料、試用新工藝，找出既濾塵效果好又方便維護(hù)保養(yǎng)的材料，改變目前空調(diào)濾網(wǎng)的現(xiàn)狀，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性，使乘車環(huán)境更加舒適。

4 結(jié)論和建議

通過對空調(diào)系統(tǒng)濾網(wǎng)和換熱器制定合理的清洗周期，并進(jìn)行及時徹底的清洗；定期對空調(diào)系統(tǒng)的測、控溫度誤差進(jìn)行校對，最大限度地消除系統(tǒng)誤差；提高車輛乘務(wù)人員的應(yīng)急處理能力，及時發(fā)現(xiàn)和正確處理出現(xiàn)的問題；通過這些措施來提高空調(diào)系統(tǒng)維護(hù)保養(yǎng)水平，減少以致消滅旅客的意見和投訴。

建議空調(diào)機(jī)組制造工廠和科研院所

責(zé)任編輯：萬寶安 宋立成

來稿日期：2015-01-20