摘要：由于科学技术的不断发展，人们开始逐渐重视绿色节能环保，在城市轨车辆的设计中，这一理念也已得到重视。调节空调机组的制冷能力，可以达到提高车内温度精度和节约能源的双重目的，旅客对提高舒适度的要求和业主对节能的要求都越来越高，随着更多的项目开始使用节能技术产品，将推动节能空调在轨道车辆上的普及应用，因此研究空调系统的节能对整车能耗的节能及舒适性具有重大意义。
关键词：轨道车辆；空调；节能
随着城市轨道交通事业的迅速发展，列车的设计水平和要求不断提高，对车内环境的舒适性也提出了更高的要求。为了提供舒适的乘车环境，车辆配备了空调设备。车辆空调系统不仅关系到乘客的舒适、安全性，而且直接影响车辆的一次投资和运营成本。同时，随着世界能源问题日益严重，世界各国对能源消耗的高度重视，空调节能措施也日趋受到高度重视，因此，在满足车辆舒适性条件下，采用新技术或有效的空调节能控制方案来控制和减少空调装置的能耗成为发展铁路交通的重要课题之一。
1 变频空调的工作原理
变频空调是指空调机组根据负荷的大小其制冷能力在一定范围内进行连续变化的空调。在结构上和定频空调的主要区别是配套的压缩机是可变速的变频压缩机，有能变频的控制器和能配合压缩机容量变化而改变节流性能的电子膨胀阀。变频压缩机的电动机转速是根据室内空调负荷而成比例变化的，当室内温度与设定点温度差值较大，需要急速降温或升温时，空调负荷加大，压缩机转速就加快，制冷量或制热量就按比例增加；当室内温度达到设定点温度时，压缩机就处于低速运转从而保持室温不变。在压缩机工作过程中，微电脑系统控制变频压缩机的同时，还控制电子膨胀阀的开启度，以保持适当的制冷剂流量，从而直接改变蒸发器中制冷剂的流量使其状态发生改变。压缩机的转速与膨胀阀的开启度相对应，使过热度不至于太大，蒸发器的能力得到最大限度的发挥，从而使制冷实现高效率的控制。
2 车辆热负荷的组成
空调装置的热负荷主要由车体隔热壁的传热、太阳辐射热、车内旅客散发的显热与潜热、新风热负荷及机电设备散发的热量组成。目前，在空调系统的设计中，主要采取以下几种途径，达到节能降耗的目的。
1、降低车体传热系数，增强车体的隔热性能，从而减少车体传热及太阳辐射热主要靠车体内贴保温材料来实现，但是受车体及内装结构空间影响，保温材的厚度限制，车体传热系数降低空间有限。
2、根据载客量的多少，自动对新风量进行多档调节为了能够对乘客自身的舒适度以及健康进行充分保证，空调系统在一定程度上是按照车辆定员进行设定的，般按照10m3 /h 每人设定，传统空调系统在车辆运行过程中新风量不可调节，但乘客的人数是不断变化的，不会一直满载，在乘客人数较少时，如果按照定员载荷设定值，势必造成新风热负荷的浪费。通过机组内的二氧化碳传感器或对车辆荷载的相关信号进行接受，进一步对新风量实施自动多档风量调节，这样做的目的能充分保证对不同数量乘客的新风量需求进行满足，对新风节能这一作用进行充分的体现。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于新风负荷来说，它在整个空调系统的热负荷中大约能够占三分之一，由于对新风负荷进行有效的降低能对空调系统节能发挥着不可忽视的作用，通过试验可知，新风可调的空调机组以及不可调机组同时都在两列城轨列车中，保证都在正常、稳定运行的过程中，在一定程度上对能耗量以及客流量、耗电量等实施测量和统计，得出采用可调新风门空调机组的列车空调节能量约为12-18%。
3、多级能量调节。目前空调系统较多采用2 压缩机两套制冷回路系统，主要是通过了启停压缩机进行制冷量的调节。但是轨道交通，车厢内的负荷随人流、天气 、运行过程中的路径会存在相对来说比较大的波动，因此空调机组冷量需求也是经常变化的。这就需要空调机组根据热负荷的变化进行压缩机的分级控制，机组的能量调节的范围更为宽广。采用可以进行卸载功能，也就是所谓的非热气旁通等压塑机，能在一定程度上保证质量量分别为0%、35%、50%、70%、85%、100%的多级调节。但是依然是为一种不连续的调节形式，仍然不能避免压缩机的开关损耗，无法可以取满足车辆负荷变化方面对于制冷量的实际调节需求。同时压缩机的频繁启停造成客室内温度的波动范围较大，舒适性较差。
3 变频压缩机中的节能技术
所谓的变频压缩机而言，不仅存在着高效和节能等优点，也是存在着控制精度高等优点，在制冷空调中进行应用可以对变速控制更好的实现，从而保证制冷压缩机技术的发展。变频空调结合压缩机自身的传输能够更加有效的去进行调节和改变制冷量的供给需求。在变频空调工作的时候，通常情况下将会进行大功率和风量的制冷，快速的去达到设定温度，在达到设定温度后，才能促进压缩机达到低转速以及能耗低等状况。如果空调在运行过程中对符合工况进行抵制的过程中，对于设定空调来说，是通过开停压缩机的对其制冷的能力进行调节，对压缩器频繁的进行启停，就会导致能耗出现增加现象。但是对于变频空调而言，其自动化的调节能够更好的去适应压缩机运行中的频率，从而可以达到不停机运转的一个目的，同时也是可以更好的去实现节能。为了对年度能耗进行有效降低，能够实现节能，需要高效控制压缩机的实际运行，合理运用车辆空调控制器，在温度传感器的利用下对车内回风的温度以及新风温度等进行反馈，对“无极”调速进行有效实现，保证压缩机在实际工作过程中一直处于良好状态，对舒适度提高的基础上，还能对实现节能。
4 压缩机在并联工作过程中的有效节能
对于压缩机并联技术来说，在一定程度上指的就是制冷系统中能够把两个或者相对比较多的小冷量压缩机进行并联适应，通过对其进行应用可以充分的去大体冷量压缩机的技术。在轨道车辆空调机组之中，通常情况下将会存在着两个独立的制冷系统，并且这两个独立的制冷系统可以对两台压缩机进行配置，同时还能将其进行并联应用。第一对空调机组高度进行有效的降低，需要在最大限度上去避免应用卧式压缩机。在整个轨道车辆中，特别是地铁轨道车辆，空调机组主要是在车辆顶部上进行相应的安装，如果使用的是立式旋涡压缩机，空调压缩机组是存在着较高的一个尺寸，但是由于在车辆界限等方面存在限制，直接的导致了很多地铁轻轨在设计空调机组中都是设计为一个薄型的结果，从而对卧式压缩机组进行应用。但是对于对于这种卧式压缩机而言，价格相对较为昂贵，可以应用压缩并联的技术可以让立式涡旋压缩机组进行替换，这样做的目的不仅能对空调机组自身的高度尺度进行降低，有效的降低空调机组的成本。第二对节能控制进行充分实现，通过利用压缩机并联技术而言，是需要四台压缩机，因此需要对压缩机工作中的数量进行合理控制，从而去实现四级制冷量调节，对能源进行有效的节约。
总之，对空调机组在制冷过程中的能力进行调节，在一定程度上能加强车内温度，同时还能对能源有效的节约，因为目前游客对于舒适程度提出了更高的要求，并且业主也提出节能方面需求，因为项目也是逐渐对节能技术产品进行应用，带动轨道交通车辆可以不断的应用节能空调，推动节能空调技术的不断发展和完善。城市轨道交通车辆采用变频空调符合目前全社会节能降耗的趋势要求，值得大力推广应用。
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论文作者:李剑
论文发表刊物:《防护工程》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/10
标签：压缩机论文; 空调论文; 机组论文; 节能论文; 车辆论文; 负荷论文; 空调系统论文; 《防护工程》2018年第36期论文;