動車組內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)

動車組車內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)北京交通大學(xué)機(jī)電學(xué)院張華2環(huán)境環(huán)境是以人類為主體的外部世界，即人類賴以生存和發(fā)展的各種因素的綜合體。人類環(huán)境可分為自然環(huán)境和人工環(huán)境。課程簡介3動車組車內(nèi)環(huán)境動車組車內(nèi)環(huán)境是以車廂圍護(hù)結(jié)構(gòu)為邊界，一切與乘車人相關(guān)的周圍事物的總稱。它屬于典型的人工環(huán)境。課程簡介4車內(nèi)環(huán)境控制車內(nèi)環(huán)境控制就是借助于各種技術(shù)手段對車內(nèi)的光照水平、噪聲水平，以及車內(nèi)空氣的溫度、濕度、速度和潔凈度進(jìn)行控制與調(diào)節(jié)，目的是使車內(nèi)環(huán)境保持理想的狀態(tài)。課程簡介5車內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)車內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)是使車內(nèi)環(huán)境達(dá)到預(yù)期要求的所有設(shè)備的集合體。它的基本功用是滿足車內(nèi)的照明和噪聲要求，并維持車廂中規(guī)定的空氣溫度、相對濕度、潔凈度和壓力。課程簡介6本課程的主要目的：

使我國的動車組運(yùn)用管理和維修人員對動車組車內(nèi)空氣環(huán)境控制系統(tǒng)的基本組成、工作原理、控制方式、以及常見故障等方面有一較為系統(tǒng)的了解。課程簡介7本課主要內(nèi)容：緒論第一章制冷與空調(diào)基本原理第二章動車組車內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及工作過程第三章動車組通風(fēng)系統(tǒng)第四章動車組制冷系統(tǒng)第五章動車組供熱及加濕系統(tǒng)第六章動車組空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行控制第七章典型動車組空調(diào)系統(tǒng)第八章動車組空調(diào)系統(tǒng)的故障分析與檢修課程簡介8緒論9§0-1動車組車內(nèi)環(huán)境一、動車組車內(nèi)環(huán)境的構(gòu)成動車組的車內(nèi)環(huán)境由多方面因素共同作用而構(gòu)成。包括：車內(nèi)空氣環(huán)境、車內(nèi)聲環(huán)境、以及車內(nèi)光環(huán)境。但本課程的內(nèi)容將不涉及聲、光環(huán)境。車內(nèi)空氣環(huán)境氣流組織主要由熱環(huán)境、濕環(huán)境、空氣品質(zhì)、氣流組織及振動等部分構(gòu)成。熱環(huán)境好壞由空氣溫度的高低來判定；濕環(huán)境的優(yōu)劣由空氣的濕度來表征；空氣品質(zhì)則由新風(fēng)(新鮮空氣)量的多少或空氣的潔凈度來進(jìn)行表征。10我國鐵路對空調(diào)旅客列車車內(nèi)空氣環(huán)境的基本要求：表：我國空調(diào)客車車內(nèi)空氣參數(shù)空調(diào)參數(shù)控制標(biāo)準(zhǔn)夏季冬季溫度范圍/[oC]相對濕度/[%]空氣流速/[m/s]新鮮空氣量/[m3/h·人]空氣中含塵量/[mg/m3]空氣中CO2容積濃度/[%]2428≤70≤0.252025≤1≤0.151820≥30≤0.201520≤1≤0.15§0-1動車組車內(nèi)環(huán)境一、動車組車內(nèi)環(huán)境的構(gòu)成11UIC553標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:空氣中的二氧化碳容積濃度不大于0.15%，空氣中的含塵量不得超過0.5mg/m3；客室內(nèi)人均新風(fēng)量夏季應(yīng)達(dá)到1520m3/h，冬季應(yīng)達(dá)到1015m3/h，司機(jī)室內(nèi)人均新風(fēng)量夏季應(yīng)達(dá)到30m3/h，冬季應(yīng)達(dá)到25m3/h。車內(nèi)平均微風(fēng)流速不允許超過0.3m/s，在制冷系統(tǒng)工作時(shí)，氣流速度要高于0.07m/s，以避免出現(xiàn)“靜態(tài)區(qū)域”?！?-1動車組車內(nèi)環(huán)境一、動車組車內(nèi)環(huán)境的構(gòu)成12圖：舒適性溫度與濕度的相關(guān)圖§0-1動車組車內(nèi)環(huán)境一、動車組車內(nèi)環(huán)境的構(gòu)成13§0-1動車組車內(nèi)環(huán)境一、動車組車內(nèi)環(huán)境的構(gòu)成按照UIC553標(biāo)準(zhǔn),最大空氣速度作為溫度的函數(shù)。14二、車內(nèi)空氣環(huán)境的特點(diǎn)各種健康狀況的人員在相對較長的時(shí)間內(nèi)保持近距離接觸，易于發(fā)生病菌傳播；列車單位空間的外表面積大，與外界的熱交換量大，車廂內(nèi)不易形成均勻的溫度場；車窗所占比例相對較大，易受陽光直射，因此由輻射熱引起的空調(diào)負(fù)荷較大。列車內(nèi)的人員密度大，二氧化碳及人體異味排放量大；車廂空間相對狹小，加上車內(nèi)設(shè)施布置緊密，因此不利于空氣流通，難以達(dá)到合理的氣流組織；§0-1動車組車內(nèi)環(huán)境15三、車內(nèi)空氣環(huán)境的影響因素

車內(nèi)空氣環(huán)境在受到外部和內(nèi)部熱源綜合作用的同時(shí)，也會受到外部和內(nèi)部濕源以及外部和內(nèi)部污染源的綜合作用。外部熱源：主要是指太陽和大氣；內(nèi)部熱源：包括人體以及與人活動相關(guān)的照明、機(jī)電設(shè)備或其他一些能量消耗產(chǎn)生的熱量。外部濕源：車外大氣由于水分的蒸發(fā)而形成的濕空氣。車內(nèi)濕源：人體是基本的濕源，此外還包括與乘客活動相關(guān)的生活用水、飲食、餐飲等濕源?！?-1動車組車內(nèi)環(huán)境16

為了減少車廂“熱負(fù)荷”(或“冷負(fù)荷”)，就必須注意車廂的密封性和隔熱性；車廂的密封性和隔熱性的優(yōu)劣，一方面會對空調(diào)利用率產(chǎn)生影響，另一方面也會對列車運(yùn)行噪聲的大小產(chǎn)生影響。

三、車內(nèi)空氣環(huán)境的影響因素§0-1動車組車內(nèi)環(huán)境17§0-2車內(nèi)熱環(huán)境的綜合評價(jià)方法一、人體的“熱平衡”與“熱舒適感”人體熱負(fù)荷，即產(chǎn)熱率與散熱率之差人體新陳代謝產(chǎn)熱率

人體與周圍環(huán)境的對流換熱率人體與環(huán)境的輻射換熱率人體蒸發(fā)散熱率人體處于熱平衡狀態(tài)

體溫升高體溫下降18人體的“熱平衡”是達(dá)到人體熱舒適的必要條件。當(dāng)達(dá)到熱平衡狀態(tài)時(shí)，如果對流換熱約占總散熱量的25%30%，輻射散熱量占45%50%，呼吸和蒸發(fā)散熱量占25%30%時(shí)，人體才能達(dá)到熱舒適狀態(tài)，能達(dá)到這種適宜比例的環(huán)境便是人體熱舒適的充分條件。一、人體的“熱平衡”與“熱舒適感”§0-2車內(nèi)熱環(huán)境的綜合評價(jià)方法19二、影響“人體熱舒適”的因素“人體熱舒適”是人們對周圍熱環(huán)境感到滿意的一種“主觀感覺”，是多種因素綜合作用的結(jié)果。人對環(huán)境的要求常因體質(zhì)、年齡、性別、習(xí)慣和健康狀況而不一樣。但在正常情況下，多數(shù)人的要求還是大致相同的。適宜的溫度，適宜的濕度、適宜的氣流速度和清潔的空氣，構(gòu)成了舒適性環(huán)境的基本要素?！粋€(gè)完整的列車空氣環(huán)境控制系統(tǒng)是通過調(diào)節(jié)溫度、濕度、風(fēng)速和潔凈度等，來達(dá)到營造車廂內(nèi)舒適環(huán)境的目的。§0-2車內(nèi)熱環(huán)境的綜合評價(jià)方法20溫度：車內(nèi)空氣溫度是熱舒適性的重要影響因素，因?yàn)槿藗儗囟茸蠲舾小Ｈ梭w最感舒適的溫度在冬季為20℃

23℃

，夏季則不宜超過27℃

。

濕度：環(huán)境空氣(車內(nèi))濕度的過大或過小，都對人體的健康不利，很容易導(dǎo)致人們生病。根據(jù)現(xiàn)代科學(xué)研究試驗(yàn)，40％60％的環(huán)境空氣相對濕度對人體的健康最有利，人們的抗病能力也最強(qiáng)。二、影響“人體熱舒適”的因素§0-2車內(nèi)熱環(huán)境的綜合評價(jià)方法21空氣流速：空氣流速對人體舒適度也有相當(dāng)大的影響。舒適環(huán)境要求人體附近的空氣流速應(yīng)足夠大，以排除人體產(chǎn)生的熱量，但是又不應(yīng)有明顯的吹風(fēng)感覺。一般講，在單個(gè)人體周圍，空氣流速為0.25m/s左右時(shí)，普通的人會感到舒適。專家建議，人居環(huán)境的風(fēng)速，在夏季以不小于0.15m/s，冬季以不大于0.3m/s為宜。二、影響“人體熱舒適”的因素§0-2車內(nèi)熱環(huán)境的綜合評價(jià)方法22三、熱環(huán)境的綜合評價(jià)方法

1.有效溫度ETET(EffectiveTemperature)是以空氣溫度、空氣濕度和氣流速度為影響因素而制定的綜合評價(jià)溫度?！?-2車內(nèi)熱環(huán)境的綜合評價(jià)方法232.預(yù)測熱感指數(shù)PMV(PredictedMeanVote)熱感覺標(biāo)尺熱感覺很冷冷稍冷舒適稍熱熱很熱PMV值-3-2-10+1+2+3PPD（%）100752552575100§0-2車內(nèi)熱環(huán)境的綜合評價(jià)方法三、熱環(huán)境的綜合評價(jià)方法

室內(nèi)熱舒適性指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)：國際－0.5≤PM