變制冷劑流量空調(diào)系統(tǒng)在列車軟臥車廂中應(yīng)用新概念

變制冷劑流量空調(diào)系統(tǒng)在列車軟臥車廂中應(yīng)用新概念摘要：本文提出列車上使用變制冷劑流量(VRF)空調(diào)系統(tǒng)這一新概念,闡述VRF空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能性和舒適性等優(yōu)勢(shì)，并根據(jù)列車軟臥車廂的立面特點(diǎn),做VRF空調(diào)系統(tǒng)管路設(shè)計(jì)分析。關(guān)鍵字：變制冷劑流量空調(diào)系統(tǒng)列車軟臥車廂管路設(shè)計(jì)0前言我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展，客觀上對(duì)交通和運(yùn)輸提出了更高的要求。鐵路作為交通運(yùn)輸市場的傳統(tǒng)主導(dǎo)，近年來卻面臨著高速公路和民航運(yùn)輸?shù)木薮筇魬?zhàn)。近期國家不僅規(guī)劃建設(shè)跨省鐵路項(xiàng)目沿海鐵路（上?！獙幉ā钲凇愀劭焖勹F路），以實(shí)現(xiàn)全國范圍“四橫四縱”鐵路快速客運(yùn)通道構(gòu)想，而且正在積極籌建中巴鐵路，實(shí)現(xiàn)我國新疆與巴基斯坦的陸上交通，以及建設(shè)中緬鐵路—西南出海鐵路大通道，架設(shè)南亞大陸橋以加快我國西部大開發(fā)。中國鐵路網(wǎng)將在全球戰(zhàn)略定位的基礎(chǔ)上，具有新的戰(zhàn)略意義。對(duì)于鐵路客運(yùn)市場來說，實(shí)現(xiàn)客車的高速化、舒適化顯得尤為迫切。面對(duì)新的更高的要求，我國列車客車空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)一方面需要有條件的吸收引進(jìn)世界最新科技成果，一方面需要加強(qiáng)自主創(chuàng)新。目前我國現(xiàn)有使用的列車空調(diào)大部分采用單元式空調(diào)機(jī)組，這種列車空調(diào)的控制系統(tǒng)簡單,僅能通過控制機(jī)組的開停對(duì)機(jī)組進(jìn)行安全保護(hù)和對(duì)客車車廂內(nèi)進(jìn)行溫度控制,難以滿足極不穩(wěn)定的列車空調(diào)運(yùn)行工況,不能滿足乘客對(duì)舒適性的要求。又由于空調(diào)通風(fēng)機(jī)始終滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài),不能根據(jù)熱、濕負(fù)荷變化而調(diào)節(jié),造成嚴(yán)重的能耗浪費(fèi)。[2]變冷媒流量空調(diào)系統(tǒng)(VRF)，自1982年日本Dakin公司首先推出以來，二十幾年中得到迅速發(fā)展和推廣，已經(jīng)在民用建筑上被廣泛應(yīng)用。VRF系統(tǒng)的特點(diǎn)可以有效解決現(xiàn)有列車單元式空調(diào)機(jī)組的不足。1VRF系統(tǒng)的特點(diǎn)（1）VRF系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷情況，通過變頻控制器自動(dòng)調(diào)整壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速（變頻范圍50%~130%），使系統(tǒng)內(nèi)冷媒的循環(huán)流量得以改變，進(jìn)而對(duì)制冷量進(jìn)行自動(dòng)控制以符合使用要求，從而能保證在負(fù)荷變化范圍內(nèi)，壓縮機(jī)以較高的效率運(yùn)行。VRF空調(diào)系統(tǒng)在部分負(fù)荷時(shí)的能效比相當(dāng)高，當(dāng)部分負(fù)荷率在40%～60%之間變化時(shí)，VRF空調(diào)系統(tǒng)的能效比相對(duì)最高[4]?？梢姡熊囋诙嘧兊臍夂驐l件下，大部分時(shí)間空調(diào)處于低負(fù)荷工況，VRF空調(diào)系統(tǒng)在低負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)能耗小，能效比更高，故可有效地節(jié)約能源。（2）VRF空調(diào)系統(tǒng)擁有一套方便、專用的微電子系統(tǒng)，能提供控制、檢測(cè)、管理包括能量消耗等項(xiàng)目的各項(xiàng)功能，可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)越的控制功能：a．成組控制，通過遙控器連接機(jī)組；b．區(qū)域控制，將幾組作為一個(gè)區(qū)域，通過集中遙控器上的操作按鈕對(duì)其進(jìn)行控制；c．組塊控制，用集中檢測(cè)面板控制整個(gè)系統(tǒng)，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)站、主站傳送到集中檢測(cè)面板上。靈活的控制系統(tǒng)尤其適用于列車臥鋪車廂，可以分別獨(dú)立的對(duì)各包廂單元進(jìn)行調(diào)溫、除濕、控制風(fēng)速多功能控制，從而保證各臥鋪包廂的舒適性。（3）VRF系統(tǒng)由一臺(tái)室外機(jī)和數(shù)臺(tái)室內(nèi)機(jī)組成，因而又稱為多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)。多臺(tái)不同種類的室內(nèi)機(jī)由一個(gè)冷媒管路連接，每一臺(tái)室內(nèi)機(jī)可以根據(jù)控制單元的要求，進(jìn)行獨(dú)立的制冷或制熱的運(yùn)轉(zhuǎn)。目前變制冷劑流量最先進(jìn)的空調(diào)技術(shù)，室內(nèi)機(jī)數(shù)量可多達(dá)16臺(tái)，并可進(jìn)行獨(dú)立的控制；由于VRF技術(shù)解決了回油運(yùn)轉(zhuǎn)問題，使室外機(jī)與室內(nèi)機(jī)之間的冷媒管長度延至l00m，室內(nèi)機(jī)與室外機(jī)之間的高低差增加至50m，各室內(nèi)機(jī)之間高差可允許15m。2軟臥車廂的立面特點(diǎn)和負(fù)荷特點(diǎn)（1）軟臥車廂車體長25米，每節(jié)有10個(gè)包廂，依次排列相連接。各包廂尺寸相同、方位一致，包廂外是公共通道，沒有可供休息桌椅，乘客主要在包廂內(nèi)休息；（2）包廂尺寸：2.05×2×2.54（長×寬×高：米），每個(gè)包廂分上、下鋪共4個(gè)鋪位，包廂內(nèi)立面空間小，乘客只能在鋪位坐立和躺臥，其它活動(dòng)區(qū)域很小；（3）整節(jié)車廂呈狹長形，車內(nèi)定員為41人(包括1名乘務(wù)員)。車體6個(gè)表面均為散熱面，車廂冷、熱負(fù)荷大，各包廂冷、熱負(fù)荷基本相同；（4）車廂內(nèi)溫度冬季應(yīng)不低于22℃，夏季不高于26℃，應(yīng)保持空氣新鮮；（“鐵標(biāo)”規(guī)定）軟臥車廂相對(duì)硬座、硬臥車廂車內(nèi)人員少，新風(fēng)負(fù)荷和新風(fēng)量較??；包廂內(nèi)舒適性要求高，各鋪位空間溫度場和微風(fēng)速場應(yīng)盡可能均勻穩(wěn)定。根據(jù)軟臥車廂的立面特點(diǎn)和負(fù)荷特點(diǎn)，VRF空調(diào)系統(tǒng)的多聯(lián)機(jī)方式符合列車軟臥緊湊包廂分隔的立面形式,適用于軟臥車廂狹長空間的冷量輸送。本文提出采用變冷媒流量空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)替代單元式空調(diào)機(jī)組的新思路，對(duì)列車軟臥車廂使用VRF空調(diào)系統(tǒng)做管路設(shè)計(jì)。3列車軟臥車廂VRF空調(diào)系統(tǒng)管路設(shè)計(jì)3.1新風(fēng)管路倆如誦圖廁1恒，列車軟計(jì)臥車廂采伙用中VR橡F歐空調(diào)送風(fēng)敗系范統(tǒng)派,跑外部空氣秤通過車體純一側(cè)新風(fēng)導(dǎo)口、新風(fēng)翅吸入箱，紙經(jīng)過濾網(wǎng)破過濾后進(jìn)未入全熱交究換器，與捎車廂內(nèi)排休風(fēng)熱濕交繭換后，新偵風(fēng)由新風(fēng)研管道送至當(dāng)每個(gè)臥鋪坊包廂吊頂魚內(nèi)的靜壓猾箱。新風(fēng)自與室內(nèi)機(jī)捧處理后的撤回風(fēng)在其吼中充分混氣合后送至膽各個(gè)軟臥濱包廂中。情圖笑1假垃軟臥車轎廂饞VR昨F駐系統(tǒng)送風(fēng)積示意圖嶺3.2都禽回風(fēng)管路洽軟臥包廂簡頂部送風(fēng)對(duì)在室內(nèi)循廳環(huán)后，沿朽包廂底部馬的出風(fēng)格件柵排出到古包廂外的軟行人走廊脊。如略圖講2戀，在每個(gè)蝶臥鋪間吊拋頂上分別扭安裝一臺(tái)干室內(nèi)機(jī)組蛋，室內(nèi)機(jī)嶄連接回風(fēng)風(fēng)口設(shè)置在壤臥鋪間對(duì)樣面車窗以督上，回風(fēng)顫經(jīng)由走廊峽側(cè)壁吸入臺(tái)回風(fēng)口，貍再由回風(fēng)球管引入室滅內(nèi)機(jī)處理缺。這種送禮回風(fēng)方式渡，不同于河列車單元糖空調(diào)機(jī)組池僅在車廂封走道門外蟻吊頂處設(shè)蛙置一個(gè)的轟集中回風(fēng)性口，防止茫集中回風(fēng)限混雜的煙奸氣在負(fù)壓晚作用下又普誘引入車賴廂臥鋪間炸，從而有占效避免空湊氣二次污老染。乏圖謀2輕蹈軟臥包廂棗送回、風(fēng)衰示意圖怖3.3指六排風(fēng)系統(tǒng)拔VR蛋F?？照{(diào)系統(tǒng)章的排風(fēng)一喝部分由全暖熱交換器稍與新風(fēng)熱坑量交換后貿(mào)排出。設(shè)舟計(jì)時(shí)，室壯內(nèi)排風(fēng)可噸以從車廂完內(nèi)臥鋪包盒廂吊頂上略接小段風(fēng)鳴管直接吸烏入，經(jīng)過擦換熱機(jī)熱嗓交換后連柳接由排風(fēng)繁管引至車敵廂底部排庭出。另外與部分廢排作氣由廢排豎風(fēng)機(jī)通過亞車底的橫貢向風(fēng)道與壟軟臥車廂嚴(yán)包廂外走孝廊側(cè)壁的亂風(fēng)道相連跌，吸入廢配排氣至車虛體外，為單保證車廂線內(nèi)正壓，租廢排風(fēng)機(jī)游與壓力?；o(hù)閥連接徑。祥3.4蓄蒼冷凝水管恢管路設(shè)計(jì)績VR圖F閣空調(diào)系統(tǒng)諒的每臺(tái)室針內(nèi)機(jī)都引淺出一條冷揚(yáng)凝水管，符并由一條鳳總冷凝管旦道順次的孩按君照衡1械%古的坡度連給接，一起魂排到列車影洗漱間或顆衛(wèi)生間。弦冷凝水管濕直接從室活內(nèi)機(jī)的凝幣水盤底部科引出，凝耀水盤不存蓬水，可以耳減少滋生沈細(xì)菌現(xiàn)象妖發(fā)生。刃3.5克革冷媒管路證設(shè)計(jì)肚VR級(jí)F滑空調(diào)系統(tǒng)陡室外機(jī)與異室內(nèi)機(jī)冷渡媒配管連跳接方式有束三種：線劫性分流方飄式、端管捎分流方式咐和組合方學(xué)式。制冷辯壓縮機(jī)吸收氣管路過舒長會(huì)引起邪制冷系統(tǒng)墓的制冷能相力降低和棒單位制冷顏量耗電量兵的增加，蒸所以必須縫綜合考慮偉配管與節(jié)虛能兩方面醫(yī)的因素。姨軟臥車廂運(yùn)上選用的霉是線性分梯流方式，喇如斬圖偷3柜所示。通獎(jiǎng)過冷媒分擇歧管和管手道接頭將話各室內(nèi)機(jī)撒順次連接遺在一起，大這種配管皮方式特別遼適用于列嚷車車廂這箏種縱深較活長的空間漆。因每間菌包廂外形器尺寸相當(dāng)恨，空調(diào)負(fù)摟荷也相當(dāng)難，室內(nèi)機(jī)劈選擇同一坡型號(hào)，并賄且安裝在停各包廂吊伙頂同一標(biāo)配高上，所筆以冷媒管葵路設(shè)計(jì)簡能單，不需連要分區(qū)?；蚰壳袄涿绞九涔懿捎谜裢瑥交軤幍老到y(tǒng)技鞋術(shù)，只需歌冷媒主管微道管徑相喇同就可以繼應(yīng)用。由留于采用統(tǒng)存一管徑，寇管道施工啟和管徑選樓擇大量簡真化，系統(tǒng)丙運(yùn)行穩(wěn)定漁并且易于攏維護(hù)。悅圖港3盛軟臥車列廂替VR校F占空調(diào)系統(tǒng)置冷媒管路臭線性分布鉗方式為根據(jù)車廂奧尺寸和室欺內(nèi)、外機(jī)昂的布置，仍設(shè)計(jì)配管淋長度溝為假60卡m每。薦VR態(tài)F葬系統(tǒng)室內(nèi)墻機(jī)以冷藍(lán)媒絹R2零2殊作為傳熱已介質(zhì)，其為傳送的冷拌量幾乎是靈以等流量柿水雅的蒜1英0浴倍、空氣戀的忌2慕0毀倍，所以撥列車車廂涉空調(diào)的冷席媒配管管頃徑很小，鵲（階以和10H輛P嘩的室外機(jī)盛為例，對(duì)桂應(yīng)冷媒管應(yīng)管允徑認(rèn)φ院28.6植m挨m優(yōu)，外加不咐足蹈10m浸m石厚的高效罷的橡塑保劍溫材料。券）無需如繡傳統(tǒng)的嘴空調(diào)系統(tǒng)脫那樣占據(jù)漸大量的管報(bào)道空間。繁系統(tǒng)采用附冷媒直接昆蒸發(fā)式供揀冷，省去食了水系統(tǒng)滿換熱的能結(jié)量傳遞環(huán)鑰節(jié)，從而飛減少了輸午送耗能及搞冷媒輸送吹中的能量仗損失。4結(jié)論坡變制冷劑瞧通風(fēng)空調(diào)茄系統(tǒng)既能俯體現(xiàn)車廂喇內(nèi)各包廂脾的立面和肚負(fù)荷一致立性，又可柄以滿足各園包廂空調(diào)效的獨(dú)立性弓控制和舒儉適性調(diào)節(jié)懷要撇求歐,荷同時(shí)實(shí)現(xiàn)愧列車低負(fù)脆荷條件下遣的節(jié)能。忍通過管路藍(lán)設(shè)玻計(jì)霸,姿信說明軟臥禮車廂使?fàn)坑梅踁R秀F糖空調(diào)系統(tǒng)暈的可行性徹。列車采梅用薦VR蜘F姜空調(diào)系統(tǒng)心的舒適性厲和安全性喜需要進(jìn)一漁步研究和飄實(shí)驗(yàn)分析雹。參考文獻(xiàn)李1貞.碗彥啟瓶森凡.借論多聯(lián)式街空調(diào)機(jī)亂組蒜.旗暖通空畝調(diào)站,200耐2,32甩(5):浪2關(guān)～煙4菠2燙.洪劉希巷女襪.濫變頻技術(shù)晨在列車空悶調(diào)系統(tǒng)中盡應(yīng)用的思冠