大連3號線增購車輛客室內通風系統(tǒng)淺析

邢淑梅　姜旭龍　唐聞天

[摘要]針對大連3號線增購車輛的結構形式，充分研究了該車體結構客室內空氣流通狀況，概述了車廂內空氣的形成原因、空調通風系統(tǒng)的組成及對廢排系統(tǒng)的選型和排風量的分析計算，保證選型及布置合理。

[關鍵詞]空調通風系統(tǒng)；廢排裝置；排風量計算；城軌車輛

0前言

對于大連3號線增購車輛的通風系統(tǒng)來說，主要由空調通風系統(tǒng)及廢排系統(tǒng)組成，它的作用是將車外新鮮空氣吸入并與車內再循環(huán)空氣混合，在濾清灰塵和雜質后，再送入到車廂內。同時排出車內多余的污濁空氣，以保證車內空氣的含氧量、潔凈度以及合理的流動速度和氣流組織?？照{通風系統(tǒng)包括送風、回風、新風，廢排系統(tǒng)包括排風。系統(tǒng)循環(huán)工作，保證客室內氣流的暢通，客室內空氣的新鮮。為乘客提供一個舒適的乘車環(huán)境，

1通風系統(tǒng)布置

大連3號線增購車輛為四節(jié)車輛編組，編組形式為Tc-Mp-Mp-Tc，頂棚及空調機組平臺均由大型的中空擠壓型材拼焊而成，單元式空調機組分別安裝在每節(jié)車廂車頂兩端1/4和3/4所設置的空調平臺處，每節(jié)車選用35kw的空調機組兩臺。空調控制系統(tǒng)安裝在車輛的I位端或者Ⅱ位端的客室空調柜內，每節(jié)車一個。風道布置在車輛的內裝頂棚上方，每節(jié)車一套，由兩段組成；廢排布置在車頂上。每車四個。空調通風及廢排系統(tǒng)的布置見圖1、圖2所示。

2空調通風系統(tǒng)

空調通風系統(tǒng)主要由空調機組、司機室送風單元、空調控制系統(tǒng)、風道等相關大部件組成?？照{系統(tǒng)的送風口作為車廂空氣流動的動力來源，對車廂內空氣流場的分布有著非常重要的影響。

2.1空調機組

采用具有成熟應用業(yè)績的薄型單元式空調機組，制冷能力為35kw，所有部件均安裝在不銹鋼殼體內，具有耐振、抗沖擊等特點，能適應風吹、日曬、雨淋等露天環(huán)境?？照{機組出回風方式為下出下回式，新風從機組兩側導人，送風經由車上風道朝兩邊均勻導人車內。

2.2司機室送風單元

司機室送風單元通過安裝吊座吊掛在司機室內裝頂棚上，端部通過風道與客室風道相連，空調機組內吹出的經過處理的空氣經過客室風道、過渡風道送入司機室送風單元，經送風單元內的風機吹入司機室內。

司機室送風單元的送風量可四檔調節(jié)，送風量分別為：0m³/h，240m³/h、450m³/h、645m³/h，送風單元運行在不同檔位時，能夠滿足不同的外界環(huán)境條件下司機室內的制冷量需求。

2.3空調控制系統(tǒng)

與空調機組配套的電氣控制柜安裝在車內，電氣控制柜通過連接器與空調機組相連?？照{控制系統(tǒng)采用微機控制器作為核心控制單元，通過一系列的元件共同完成空調系統(tǒng)的控制、保護和故障診斷功能?？照{裝置設有5種工況：手動、自動、通風、停止和間歇通風，并可通過本車控制裝置對空調進行控制，也可通過列車監(jiān)控系統(tǒng)進行控制和溫度設定。

2.4風道

大連3號線增購車輛風道包括送風風道和回風風道，送風風道采用靜壓一體式結構，回風風道采用直筒收口結構，均安裝在車頂內裝中頂上方，以保證出風口送風的均勻性和回風的流暢性。其工作原理為將經過空調機組過濾、冷卻的空氣經過風道進風口進入送風風道，在沿送風風道推進過程中進入靜壓箱進行靜壓平衡調節(jié)，使得送風風道在不同的截面上具有不同靜壓的空氣在靜壓箱中得到平衡，形成一定的靜壓值，將新鮮空氣送人客室?？褪覂鹊囊徊糠挚諝馔ㄟ^回風風道進入空調機組，與空調機組入的新鮮空氣混合，再送入客室，另一部分則通過廢排裝置，排出車外，實現(xiàn)客室內的空氣交換。其通風斷面圖如圖3所示。

3廢排系統(tǒng)

空調系統(tǒng)將車內回風和室外新風以一定的比例混合，經過濾、冷卻或加熱后送人主風道，再通過各送風口將處理后的空氣送入客室和其它用風的地方，客室內的一部分空氣經廢排裝置排出車外，另一部分供循環(huán)使用。排風系統(tǒng)是整個車輛空調系統(tǒng)的重要組成部分之一。主要有兩種形式，一種是通風器（如排風風帽或廢排裝置）排風系統(tǒng)，另一種是風機與通風器串聯(lián)工作的排風系統(tǒng)。對于大連3號線增購車輛來說，所選用的是機械式廢排裝置。

3.1機械式廢排裝置

機械式廢排裝置是利用調節(jié)風門的開啟與閉合將客室內氣體排出車外，不是強迫排風，僅依靠車內正壓排出多余空氣。當客室內沒有正壓時，調節(jié)風門保持閉合狀態(tài)；當客室內有正壓時。調節(jié)風門打開，并根據客室內正壓的大小，調節(jié)風門開放的角度。客室內正壓越大，風門的開度也越大。在火災等特殊情況下，車內新風關閉，車內正壓消失，此時，廢排裝置也處于關閉狀態(tài)。

3.2廢排裝置排風量計算

按照大連3號線增購車輛空調和采暖要求，空調機組正常工作時每輛車新風量為2600m³/h，緊急通風量為4000m³/h，而且在車門均關閉時，客室正壓為30～50Pa。廢排裝置排風量的計算如下：

廢排風門通風面積為45×415×4=0，075m²，隔柵通風面積為21×21×108×2=0.095m²。則在風門全開時排風沒有阻力，不受影響。且風門減小后重量減輕，開度增大。

在20Pa時的開度為60%，排風面積A₁=0.045m²。

則在20Pa時，每個廢排裝置的排風量L₁：

在30Pa時的開度為70%，排風面積A₂=0，0525m²。

在正常情況下的廢排風速v₁：

則在30Pa時，每個廢排裝置的排風量L₂：

保守起見，正常情況下每個廢排裝置排風量取值到L₁=900m³/h。

在50Pa時的開度為大于90%，排風面積A₃=0.0675m²。

在緊急通風（50Pa時）情況下的廢排風速v₃：

則在50Pa時，每個廢排裝置的排風量L₃：

保守起見，緊急通風時每個廢排裝置的廢排風量取值到L₃=1800m³/h。

3.3廢排裝置的布置

在原有3號線車輛的基礎上適當增大廢排量的同時，也充分考慮了整車的氣流狀況，合理布置了廢排裝置在整車上的位置。其中Tc布置4臺廢排裝置，Mp布置4臺廢排裝置，每列車共布置16臺廢排裝置，則整列車在正常狀況下總的排風量為：16×900=14400m³/h，大于要求的排風量：4×2600=10400m³/h；在緊急狀況下總的排風量為：16×1800=28800m³/h，大于要求的排風量：4×4000=16000m³/h。通過對廢排裝置排風量的計算，合理設計布置廢排裝置的位置，大連3號線增購車輛不會出現(xiàn)因客室內正壓過高而導致塞拉門關不上的問題。

4結語

地鐵車輛上的通風系統(tǒng)對于乘客乘車環(huán)境的舒適性起到決定性作用，只有對通風系統(tǒng)進行合理的阻力設計與配比，對車輛內風道及廢排裝置的布置進行合理的設計布置，才能正確指導空調通風系統(tǒng)的設計選型。大連3號線增購車輛整車聯(lián)調效果理想，送風均勻，完全能夠起到置換客室內空氣的作用，保證客室內空氣的新鮮度，為乘客提供了一個舒適的乘車環(huán)境。

[責任編輯：楊玉潔]