探析地铁列车车辆空调控制系统研究与设计.docxVIP

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探析地铁列车车辆空调控制系统研究与设计

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摘要：随着我国科学技术的高速发展，城市现代化建设的进程也在逐渐的推进当中，目前，地铁已经成为了我国重要的一种交通工具，为人们出行带来了诸多便利。在地铁列车车辆空调控制系统进行合理化设计，能够保障地铁的平稳运行，使得人们可以更加舒适的乘坐地铁。为此本文主要针对地铁列车车辆空调控制系统研究与设计进行分析。

关键词：地铁；空调控制系统；温度；空调机组

前言：传统的城市交通能够为人们体用的服务形式有限，同时交通安全系数相比较地铁比较低。地铁作为一种高效率的交通工具，越来越受到人们的喜爱。为了更好的为人们提供良好的交通服务，就需要对其车辆的空调控制系统进行合理化的设计，以此保障车辆内部的舒适温度，使地铁的优势得到进一步发挥。

1车载空调机组结构以及工作原理

机组的结构

列车空调机组主要由分体式和单元式两种结构类型所组成，两种类型中，分体式结构类型的列车，底部会安装空调控制柜，而在空调的出风口处和车厢顶部的送风口衔接处，需要利用管道进行连接。设计过程中，需要在车厢的内顶板上开孔，以实现送风的功能。一般来说，回风口和回风管道会在车厢的侧壁行李架之下，并且都是沿着列车的长度放向进行布置的。列车的回风，一部分需要经过回风管道抵达车厢的空调机组附近，而一部分则需要返回到列车的空调机组当中，此外还有一部分需要经过排风机顺利的排出车外。这种分体式的空调机组结构上比较复杂，在修理的过程中比较困难，因此在我国的列车上，基本上采用的是单元式的结构类型。

单元式的空调机组主要采用顶置的构造，从空调机组的送风方式上看，需要通过车厢内上部的送风管道将风传输到车厢当中。空调机组下方的回风口，是集中回风的位置。单元式的空调机组，需要将压缩机、冷凝器、节流装置以及蒸发器等各种设备，全部安装在同一个机箱当中，进而形成一个完整的空调机组单元，安装在车厢的上部位置。下图1为单元式空调机组结构。

图1单元式空调机组结构

地铁空调机组的工作原理

地铁空调机组中，风力基本上由一台独立的压缩机压缩输出，输出主要分为两路，在风通过了蒸发器、节流阀以及冷凝器之后，便能够形成相应的回路，最终再次回到压缩机当中。在压缩机当中，含有能量调节阀，可以对压缩机的工作状态进行调节。在空调启动回风系统的过程中，其运行模式为平送平回，能够在两端来回送风。在列车当中，还设有专门的回风口以及回风管道，空调在送风的过程中，需要同车厢的顶部送风管道进行连接，之后再将内部气体同外界的新鲜空气结合，完成过滤和冷凝之后，便可以输送到列车的车厢当中。由于列车当中的废气一般来说会大于常压下的空气，为此需要将废排风机安装到列车的外部。

2地铁列车空调控制系统的整体设计

2.1硬件设计

在对列车的空调控制系统进行设计的过程中，需要对不同方案的合理性进行对比，确定最终方案。本设计方案中，上位机的功能主要是对数据进行处理、显示以及对历史数据进行相应的处理。而下位机则是需要对现场数据进行采集以及控制。在上位机和下位机的运行中，可以实现信息数据的网络传输，这样就会使列车当中的控制系统在操作方面比较便捷，这样的系统构架上，也能够实现对成本的有效控制，避免一些不需要的数据转换模块出现。

2.1.1列车空调机组硬件系统的设计

在地铁当中，每一节独立的车厢基本上都会安装两个空调机组。空调机组安装的目的，是为了对车厢内部空气进行制冷，鉴于机组当中同样含有电加热器，因此还可以实现对车厢内部的供暖。内置的变频装置，能够对空调机组进行有针对性的控制。之后再依据空调系统当中的相关原件，来对车内的实际温度进行控制。空调中的变频装置，能够实现对空调机组的压缩机、冷凝风机以及蒸发风机的变频控制，同时还能够对电加热器进行开断的控制，以此实现对车厢内部温度的调节。

2.1.2压缩机

压缩机是空调机组当中的核心部件，在运行的过程中，可以通过对压缩机电源频率的调节，来制压缩机的工作状态，进而实现对系统制冷效果的调节。在空调机组的制冷剂循环过程中，压缩机可以很好的让压缩制冷剂以及驱动循环功能实现。

2.1.3电加热

在冬季来临的时候，由于车厢内部的温度会明显下降，为此这个时候的空调机组的工作频率也会相应的下降。在车厢内的温度在零下2摄氏度以下的时候，需要通过电加热的方式，来提升车厢内的温度。

2.1.4冷凝风机

在空调的机组当中，安装了两台冷凝风机，在这两台风机运行的过程中，外部的空气会被风机从两侧进行吸入，之后经过冷凝器进行换热。

2.1.5现场控制器ACCU设计

由于每一个列车上都有两个空调机组，为此需要在每一个空调机组上都安装相应的控制器ACCU系统，以实现对空调机组的有效控制，并对其各种构成部件进行相应的组