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摘要：本文详细的介绍关于地铁车辆空调系统，在我国目前运行的现状进行阐述，并且从变频空调系统的基本原理、可靠性要求方面、控制模式选择的方面等，来对变频技术在地铁车辆空调系统中的应用进行简要的探究和分析。同时要地铁车辆空调系统在实际应用过程中出现的问题进行剖析，综合性的考虑车辆运行区间内，客流量的多少等实际的环境参数，力求能够使变频技术在地铁车辆空调系统中，真正的发挥出舒适和节能的功能效果。
关键词：变频技术；地铁车辆；空调系统；应用；变频压缩机
一、地铁车辆空调系统的简述
在地铁车辆空调系统设计中，主要包括了置顶式空调机组、通风系统和配套控制系统这三个部分。置顶式空调机组主要就是采取了一体式的空调机组，也就是我们常用到的压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器、风机，以及电器装置等，各个部分的配件都被安装在一个整体性的箱体内部，由此构成了一个完整的空调单元；通风系统就是为了实现通风这一功能而存在的，包括了进风口、排风口、送风管道、风机、降温及采暖、过滤器、控制系统，以及其他附属性的设备在内的一系列装置；配套控制系统就是指由控制主体、控制客体和控制媒体这三个方面组成的，同时具有自身目标性和功能性的一种管理系统。由此借助这些设置，使其能够通过这个整体单元上面的送回风口和电源连接器，与此同时，能够与室内通风系统和配套控制系统这两者之间实现紧密性的连接，形成了一个能够集中制冷、通风、控制三者为一体的空调通风系统。这个系统具有着设计结构紧凑、配件体积小、各配件之间互换性好的特性。
二、变频空调系统的原理
变频空调作为一种自动化的智能空调，制冷功能和工作原理与传统性的空调一致外，变频空调的控制系统、压缩机都有一定的变化，并且在此中间，加了一个变频器。变频空调系统的原理就是通过实际运行环境的温度、湿度、人员情况和热辐射程度等情况来确定，对电源的频率进行一定的处理之后，提供给压缩机的频率和转速也会随之跟着改变，进而控制了压缩机的排量问题，使之保持在一个稳定的运行状态之中，为乘车人员提供了一个安全、舒适、节能的乘车环境。如下图图1变频空调原理图、图2变频空调系统的工作原理。
三、变频空调系统的可靠性要求
3.1变频空调系统可靠性要求的基本功能
地铁车辆自身具有的特殊的运行条件，在运行的过程中，地铁车辆都安装了空调系统，且具有制冷、正常通风和紧急通风的功能等。一般地铁车辆在正常运行的情况下，包含了制冷和通风这两种模式，保障广大乘客舒适度和安全性，空调系统可以自动的转换模式运行，为乘客带来新鲜的空气，避免一些胸闷、头晕，或者窒息的状况发生。
3.2变频空调系统可靠性要求的保护功能
对于传统的地铁车辆空调系统中，将送风机、冷凝机、压缩机等装置联合装配，形成逻辑性的运行模式，依据逻辑步骤运行。若是前一步未实行，是不能进入下一步的，这样有利于避免压缩机在排气的情况下，避免压力过高或者过低的情况下，损坏压缩机，甚至是意外事故发生等。变频空调系统是一种自动化程度比较高的智能型的空调，更加具备变频空调系统可靠性要求的保护功能。所以，在地铁车辆空调系统设计的过程中，就应该要保证制冷、通风时的保护功能，进而来保障空调系统的安全可靠性。
3.3变频空调系统可靠性要求的配件
3.3.1制冷压缩机
空调系统中的压缩机就像人类的“心脏”，所以在设计的过程中，对其考考性要求是最高的。目前我国使用的压缩机，主要有螺杆压缩机、卧式压缩机、立式涡旋压缩机这三种。他们都是定速的压缩机，制冷和通风的效果与外界的温度变化是不能同步存在的，尤其还有就是启动的过程和运行的过程中，噪音影响过大。变频制冷压缩机结构简单、配减少、湿压缩敏感性弱、运转可靠性强、反应快、运行噪音弱的特点。并且根据客流量多少，室外温度差异变化多少来随之进行调整，使之达到最好的运行状态。
3.3.2变频器
变频空调就是依靠变频器来调节压缩机，进而来进行时效性的控制，包括了主回路、控制回路、保护回路。变频器的选择需要多方面综合性的考虑，如电压、频率、保护条件、切换条件等。
3.3.3节流装置
节流装置属于空调制冷系统中的一部分。如我们生活中，地铁的运行基本上保持着全天候的运行，变频空调工作的频率高、客流量大、范围广、制冷的空间范围大，进而制冷剂也会随之增加，其之间的流量变动速率也会增加。我们一般使用的节流装置就是电子膨胀阀，它自身具有反应快、容量大的特性。但是在高温情况下，地铁车辆内的温度差异大，电子膨胀阀的热负荷能力也会增强，变频的节流装置就会使之处于调节的运行状态，实现高效性的控制。
四、UIC温度曲线控制模式
4.1 UIC温度曲线
标准的UIC温度曲线是通过温度计算公式T=22+0.25（t-19）来确定的，当t<19℃时，系统按照T=22℃的情况运行；t>=19℃时，根据公式T=22+0.25（t-19）来运行。它可以自动的调节车厢内的温度，使之达到一个相对较为舒适的环境，不能人为的运作。就我国目前而言，地铁车辆空调系统中存在的制冷控制主要包括了两种形式，手动制冷和自动制冷。当然，自动制冷的前提是要人为的设置一定的温度，作为其目标温度值，目前存在的目标温度值有19℃、21℃、23℃、25℃、27℃等。但是由于自动性的制冷控制已经不能满足于舒适性和节能性的要求，所以利用UIC温度曲线，来合理的控制地铁车辆的各个因素参数，很好的解决该问题。
4.2 UIC温度曲线特点
4.2.1舒适性——符合人体学要求
人的身体对于外界的反应是最为敏感的。如果地铁车辆内的温度与室外的温度变化差异较大的情况下，人体会反映出来，有的甚至危害人体健康。所以UIC温度曲线能够合理的对室内温度进行有效的控制，使人保持处在一个舒适的环境下。
4.2.2节能性——符合节能性的机理
变频空调系统含射的范围广、调节转换明显、舒适度较高、温度适宜的特性，尤其其在运行期间，运行区间短、客流量大、室内温度差异显著，所以UIC温度曲线控制下的空调系统，更具有节能减耗的特点，有利于实现可持续性的发展。
4.2.3安全性——符合人文学的要求
任何事物的出现，都要“以人为本”，所以，变频空调系统的出现，更是为了满足人类愿望，实现舒适性和节能性的要求而存在的技术。
五、结语
综上所述，我们可以看出，地铁的空调系统存在的问题与客流量、周遭的环境因素有关，不仅影响其工作方式，而且导致其制冷效果出现混乱的情况，另外，由于地铁是全天候运行的交通工具，这样的情况下是不利于其长期的运行，对其压缩机、节流装置等不见都会造成严重的损伤。空调变频技术在地铁车辆空调系统中的应用是时代发展的必然结果，不仅可以缓解资源短缺的矛盾问题，而且还遵循了时代的发展要求和国家的发展需要。所以，我们应该要大力的将变频技术应用到地铁车辆空调系统之中，将舒适性和节能性这两个特性结合在一起，真正地做到可持续性的发展，而且在一定程度上，也可以促进我国地铁车辆空调系统的建设，进入一个发展的全新阶段。
参考文献：
[1]肖迎俊.变频节能技术在地铁车站通风空调系统应用[J].黑龙江冶金，2014-06-15.
[2]刘传乾.地铁车站中变频多联空调系统应用分析与设计[J].建筑热能通风空调，2013-04-25.
论文作者:刘雷
论文发表刊物:《基层建设》2016年6期
论文发表时间:2016/7/5
标签：空调系统论文; 地铁论文; 压缩机论文; 温度论文; 车辆论文; 空调论文; 装置论文; 《基层建设》2016年6期论文;