20127716夏迅20127738范强龙轨道车辆变频空调的可推广性解决方案.doc

轨道车辆变频空调机组的应用及可推广性研究 组 员夏 迅 范强龙 指导老师： 殷 俊 成 绩： 2015.6.18摘要 从采用变频技术这个方面介绍轨道车辆变频节能空调机组节能原理。在上海轨道交通5号线上，选取列车进行了安装测试，介绍轨道车辆变频节能空调机组的实际应用效果，为变频空调在轨道车辆空调中的推广应用提供一定的借鉴作用。空调装置是轨道车辆系统的重要组成部分，在保证旅客舒适性方面具有重要作用，其能源消耗、环保舒适、可靠运行等方面一直以来都是轨道车辆空调行业的重要研究课题。目前我国能源利用现状令人堪忧，能源储备总量丰富，但人均不足，而且利用效率低，浪费严重。随着国际社会对环保要求的日益提高，我国也承诺：到2020年，单位GDP二氧化碳排放下降40%～45%；非化石能源比 重达到15%左右；森林面积增加4 000万亩，储蓄量比2005年增加13亿立方米。这使轨道交通行业包括轨道车辆及其空调装置，在节能减排方面的技术进步面临着新挑战和发展机遇。 关键词：城市轨道交通；列车；变频空调；节能  一.变频空调技术优势及应用 4 1.1变频空调的原理 4 1.2变频空调技术优势 4 1.3 变频空调技术应用 4 1.4 变频空调机组运行的可靠性 5 1.5 变频空调客室温度的舒适性 6 二.变频空调节能效果及数据分析 8 2.1制冷比较 8 2.2节电率比较 8 2.3低速运行下理论能效比提高 9 2.4低速运行下压缩机的容积效率提高 10 2.5低速运行下开关损耗减少 10 三． 变频空调机组的可推广性 10 四.结论 11 五．参考文献 11 一.变频空调技术优势及应用 1.1变频空调的原理 所谓的“变频空调”是与传统的“定频空调”相比较而产生的概念。众所周知，轨道交通空调常用电压为380伏、50赫兹，在这种条件下工作的空调称之为“定频空调”。由于供电频率不能改变，传统定频空调的压缩机转速基本不变，依靠其不断地“开、停”压缩机来调整室内温度。而与之相比，“变频空调”变频器改变压缩机供电频率，调节压缩机转速。依靠压缩机转速的快慢达到控制室温的目的，室温波动小、舒适度较好。 1.2变频空调技术优势 据清华大学热能系教授、博士生导师韩礼钟介绍,现在国内轨道车辆生产过程中大量使用的单冷定速空调,还是上世纪60年代从日本引进后改造而来,已大大落后于世界轨道车用空调的技术水平。 中国南方机车车辆总公司技术专家委员会委员宁德容认为,根据行业调查,我国现有铁路、地铁、城铁车用空调机组基本上是单冷定速空调,其中新造铁路车辆的98%仍采用单冷定速空调机组。目前我国刚上路运行的动车组空调大部分是日本、德国进口空调,其中从德国进口的仍是定速空调。我国轨道交通空调节能的空间很大。 变频空调技术是传统定速空调的产业升级技术,具有巨大节能潜力,在国外使用较为普遍。韩礼钟教授说,与传统定速空调相比,变频空调温度风速可调,节能环保,制造和运行成本低。2006年12月,长春轨道公司在轻轨车辆中改装我国朗进集团开发的变频热泵空调,多组试验显示,变频热泵空调比传统定速空调的节电率高达55%。清华大学热能系副教授李辉表 示,清华大学专家组多年实验显示,变频空调技术的节能节电潜力仍有较大空间,低频运行时其效率比定速空调高出1至2倍。 　　朗进集团董事长李敬茂说,新型变频节能空调的制造和维护成本也大大低于传统定速空调。目前,一节城市轻轨车厢采用国产的传统定速空调机组,总配套价格60万元左右,而采用新型变频热泵空调机组,总配套价格只有32万元左右,节约成本近50%。 1.3 变频空调技术应用 上海轨道交通5号线在我国轨道车辆变频空调技术应用上率先破冰。自2009年8月起，对现役空调机组进行改造，将原定频空调机组更换为变频热泵空调机组，共涉及17列列车，136台空调。实际运营结果表明，变频空调机组解决了原定频空调机组存在的诸多问题，同时在节能方面也取得了良好效果。 为验证变频空调实际运行节能效果，将其中2列列车作为变频空调定频空调耗电量对比的试验车辆，2列列车的TC1、MP1车厢均安装变频空调，MP2、TC2车厢均安装定频空调，每天记录每台空调耗电量，以计算变频空调的节电率。2009年10月，节能试验车辆开始运行，截至2010年10月共1年时间，制冷年度的平均节电率为31%，制暖年度的平均节电率为69.3%，全年平均节电率为50.15%，显示了变频空调比定频空调在节电能力上的优势。 1.4 变频空调机组运行的可靠性 变频空调机组的控制方式是：主控制板定时采集室内温度，由当前室内温度与设定温度的温差计