广东省江门市新会区江门中车轨道交通装备有限公司 529100
摘要：随着我国经济的迅速发展，轨道交通行业也飞速发展，人们对出行要求也越来越高，轨道交通作为人类的重要交通工具，不仅肩负着环保、快捷、安全的使命，舒适性也是首要考虑的因素，因此所有轨道车辆均设有空调系统。随着人们对空气质量要求的逐渐提高，人们对轨道车辆的要求不再仅仅局限于车辆的安全性和稳定性，还要求这一城市交通不可或缺的交通工具能为人们提供较好的舒适性，良好的空气质量等。
关键词：城市轨道交通；车辆空调；研究
引言
随着城市轨道交通车辆控制技术的不断成熟，人们逐渐提高对乘坐舒适性的要求，由于车厢密闭及人流量大等问题的存在，使空调系统成为轨道车辆中保证乘坐体验的重要机构。因此，需加强城市轨道交通车辆空调研究。
1轨道车辆空调的结构设计
目前，轨道车辆一般是使用集中单元式的空调机组，机组是被安装到车辆顶部的，控制空调的单元位于车厢电器间。空调机组的出风口以及位于车顶部的均匀静压风道，彼此间是通过软连接的方式进行的，依据车长的方向对均匀静压风道进行设置，中间为主风道，静压腔与送风格栅位于两侧。
2城市轨道交通车辆空调结构布局分析
当前我国城市轨道交通车辆空调结构，依据送回风形式的不同可以分为4种，分别是双侧送风、回风型;双侧送风、底部双回风型;底部双侧送风、单回风型;单侧送风、底部单回风型。下面就双侧送风、底部双回风的城市轨道车辆空调结构形式进行分析。该空调机组主要分为5种功能段，分别是左右蒸发室、冷凝室、蒸发室盖、冷凝室盖等。不同功能段的用途是不同的，具有冷却、送风、回风以及除湿的效果。送风机、冷凝风机、冷凝器、压缩机、蒸发器等部件处于机组的不同功能段。
3城市轨道交通车辆空调安装
车辆空调壳体模型完成之后，需要将送风机、冷凝风机、冷凝器、蒸发器以及压缩机等部件安装到壳体中，同时进行干涉校验，对部件安装的位置以及局部的合理性进行分析，使其满足设计需要。SolidWork、中对装配体进行干涉检查时，主要有两种，分别是动态和静态。装配空调机组时，有运动关系零件间的装配是比较少的，因此主要通过静态干涉的方法进行检查。此外还需要科学的布置制冷管路以及电控兀器件，保证空调机组的设计顺利完成。
4传统的城市轨道交通通风空调系统
4.1构成
（1）区间隧道通风系统：隧道是轨道交通过程中不可缺少的一种运输路径，尤其是在地铁中运用更是无处不在，而在这些轨道中通常存在余湿、余热和空气不畅通等问题，这些问题不仅造成了地下环境的污染，更多地带来了很大的安全隐患。区间隧道通风系统就是为了隧道内部的排、送烟与排、送风而设计的，一般都是在隧道出现阻塞和火灾的时候起到关键性作用，分为自然通风和机械通风两种。（2）车站通风、空调系统：车站是乘客搭乘轨道交通的起点，具有人数多、滞留时间长和环境复杂等诸多特点，所以车站的空气环境一直以来都是十分差，车站通风目前也已经成为了空调系统的一项重要工作。（3）车站设备及管理用房通风空调系统：轨道交通的内部工作人员和设备管理人员一直都是恶劣空气环境的最大受害者，同时设备运转的空气环境也有相应的标准，所以设备及管理用房的空调通风十分重要。（4）空调水系统：空调的一个重要作用就是冷却空气，目前我国轨道交通用来冷却空调空气是空调水系统。
4.2特点
（1）城市轨道交通空调系统的内部设置较为复杂，系统构成十分广泛，没有一步到位、直接操控的简化方式可使用，所以控制运行很不方便。（2）整个系统的占地很大，能耗较高。系统不仅占用了大量的空间资源，更造成了空间浪费。较高的能耗与绿色环保、节约能源的现在社会发展主题相互对立，问题突出。（3）系统优化和技术创新，以及新产品、新技术、新工艺的应用方面进展缓慢；许多基础设备不能完全满足先进的系统要求。
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5城市轨道交通车辆空调壳体设计
一般有两种方法进行参数化设计，首先是通过程序进行三维参数化设计，这种方法的编程量是比较大的，要有专门的程序设计人员进行操作，其拓展和灵活性不强。其次是使用CAD系统的参数化功能对模型进行变量驱动，对模型的约束关系以及几何尺寸进行控制。在编辑模型时，用户直接对变量修改就可以，优势是比较明显的，本文研究的SolidWorks软件与第二种相适应[2]。
5.1建立空调壳体的骨架模型
结合客户的要求，对空调外型尺寸以及空调机组横截面形状需要对空调壳体的骨架模型进行建立。依据客户提供的数据对顶面、底面宽度、最大高度、倾斜角进行确定，并利用机组长度以及冷凝器长度对蒸发单位长度、冷凝单元长度进行计算。对于送风和回风口需要与客户进行协商，最终确定。
5.2建立三维模型
依据功能段可以将空调壳体分为5部分，分别是左、右蒸发室壳体、冷凝室壳体、蒸发室盖、冷凝室盖。空调壳体是由钣金件构成的，先进行铆接，然后再焊接。建模的过程如下。左、右蒸发室壳体模型的建立是相同的，左、右蒸发室壳体外型尺寸的底面宽度、蒸发单元长度、最大高度以及倾斜角等参数是由外部几何复制壳体骨架模型得到的，并且与骨架模型是同步的。蒸发室壳体主要包括15件钣金件，骨架模型会影响外型尺寸的大小。
6城市轨道交通通风空调系统发展的新趋势
6.1多功能设备集成系统
多功能主要体现在地下空间的通风与空调系统进行有机的功能组合，还体现在区间空调和车站空调系统的优化整合。另外，在新型集成系统中，还可将较为先进的自动清洗空气滤芯、风机变频等新型技术应用在集成系统之中，让系统具备更加先进和完善的功能。
6.2智能系统控制，以实现节能降耗
空调系统高能耗一方面是由于设备本身正常运行就要消耗较多的能量，另一方面也是由于不合理的设备控制导致能量的非正常消耗。为改善这一现象，一方面可通过节能降耗设备的研发，另一方面可以在设备控制方面下工夫，比如说根据载客量和当时的环境温度进行轨道车辆车厢内的温度和风量调节，从乘客感受出发而不是以单一的温度和湿度为目标。这种人性化、智能化的控制方案不仅能让车厢内乘客获得更好的乘坐体验，还能起到较好的节能降耗作用。
6.3改善城市轨道交通系统内部空气质量
在以往，人们设计和使用空调系统的目的就是温度和湿度，对于空气质量问题只是在最近几年才逐渐引起人们的重视。随着人们对空气质量要求的提高，在城市轨道交通（地下环境）中的空气质量情况也逐渐被人们重视起来。我们需要一些先进的技术为旅客创造清洁、舒适的乘车环境，例如静电除尘、活性炭和HEPA过滤网技术等都是比较先进的空气净化技术，所以就需要工作人员和技术人员进行努力研究真正做到空调系统的完善。
结束语
综上所述，城市轨道交通车辆空调系统正常工作是保证乘车体验和乘车舒适性的基础，因此加强空调系统研究尤为重要。基于此，本文对此进行了简要的分析，希望可以为相关同仁提供一定的借鉴。
参考文献
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[5]徐向彬,龙静.地铁车辆空调温度控制模型研究[J].制冷与空调,2016, 16(06):83-86.
论文作者:陈道明
论文发表刊物:《基层建设》2018年第27期
论文发表时间:2018/10/23
标签：空调论文; 壳体论文; 车辆论文; 空调系统论文; 轨道交通论文; 模型论文; 机组论文; 《基层建设》2018年第27期论文;