CRH2空调系统技术学习

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1、第七章 空气调节系统时速200公里CRH2型动车组空调系统与国内客车空调系统有很大的区别，是一种全新的空调系统。通过与国内客车空调系统的比较，对CRH2型动车组空调系统进行简单介绍。CRH2型动车组车底安装的空调装置为每节车厢台、换气装置为每节车厢台。3、6号车厢内设置有空气净化机。驾驶室设单独的空调装置及车内压释放阀。第一节 客室空调装置图7-1 客室空调装置外形图 CRH2型动车组客室空调系统如图7-1 所示，下面针对其构成和技术参数进行介绍。一、基本技术规格（1）安装方式：准集中方式底架下安装。（2）主电路输入：单相交流、50Hz、400 % V（3）控制电路输入：单相交流、50Hz、1

2、0010% V 直流：10010% V（4）冷气控制方式：逆变器频率控制及压缩机运行台数控制。（5）暖气控制方式：电热器多级控制。（6）冷气能力a. 当标准条件为以下条件时为37.21kW（32,000kcal/h）/台以上。l 客室热交换器吸入空气干球温度：281.0l 客室热交换器吸入空气湿球温度：231.0l 客室外热交换器吸入空气干球温度：331.5b. 当超负荷条件为以下条件时为29.07kW（25,000kcal/h）/台以上。l 客室热交换器吸入空气干球温度：351.0l 客室热交换器吸入空气湿球温度：281.0l 客室外热交换器吸入空气干球温度：55l 无需因冷媒压力过大的保护

3、动作。（7）暖气能力：24kW/台以上（8）循环风量：在静压68mmAq时为60m3/min/台以上。（9）其它a. 夏季l 在气温为33、湿度为80及M2车150乘车时（150人乘车时），客室温度可保持在26以下。l 在气温为40、湿度为55及M2车100乘车时（100人乘车时），客室温度可保持在28以下。b. 冬季在气温为-15时，客室温度可保持在20以上。c. 对客室外热交换器设置防污损用过滤器。d. 采用便于进行客室外热交换器的清扫和便于拆卸排水泵的结构。e. 对故障的保护动作，以采用无需手动复位操作的自动复位方式为原则。f. 制冷剂R22g. 重量约730kgh. 车厢内外送风机：蒙

4、赛尔色(munsell)7.5BG-6/1.5二、空调装置主体构成设备的额定规格（1）电动压缩机2台l 型式：全封闭型涡旋压缩机（2极）l 额定功率：3.7kW ，线圈电阻约0.38（20）（2）室外电动送风机2台l 型式：电动机直接连接轴流型，FP51G-01l 风量：约150m3/min l 静止压力：176Pa(18mmAq) l 额定功率：1.5kWl 电 流:约6.1Al 转速：约1720rpm （4极） （3）室内电动送风机1台l 型式：电动机直接连接离心型 BFD-28GTA06l 风量：约65m3/min l 静止压力：784Pa(80mmAq) l 额定功率：1.5kW l

5、电 流: 约6.5Al 转速：约1885rpm （4极） （4）室外热交换器1个 l 型式：交错排列 翅片管l 散热片：铝制 l 冷却管：内面带沟槽的铜管（5）室内热交换器1个 l 型式：交错排列 翅片管l 散热片：铝制 l 冷却管：内面带沟槽的铜管 （6）电加热器1个 l 额定功率：24.0kW（8/8/8kW 档）l 元件：带散热片的护套型加热器（7）高压压力开关个l 型号名称：FNS-C135Q001（自动恢复型）l 动作压力：OFF 3.040.05Mpal 开闭压力差：0.06 0.06- 0.05 （8）低压压力开关个l 型号名称：LCB-JB24（自动恢复型）l 接通电路：0.0

6、30.03MPal 断开电路：0.100.03MPa（9）制冷剂干燥器个l 干 燥 材：分子筛（10）止回阀个l 型号名称：NRV-16S （11）电磁阀个l 型号名称：NEV-603DXF （12）电磁接触器个（HK1HK2HK3）l 型号名称：SD-N35l 线 圈：直流，100，119（20）l 辅助接点构成：2a2b （13）电磁接触器个（CFK1,CFK2）l 型号名称：SD-N12 l 线 圈：直流，100，1359（20）l 辅助接点构成：2a（14）电涌吸收器个（SD-N1235用）l 型号名称：UN-SA25（15）电磁接触器个（CHK,CPK1,CPK2）l 型号名称：SD

7、-N50l 线 圈：直流，100，547（20）l 辅助接点构成：2a2b（16）电涌吸收器个（SD-N50用）l 型号名称：UN-SA725MH（17）电磁接触器个（IVK）l 型号名称：SD-N95 l 线 圈：直流，100，408（20）l 辅助接点构成：2a2b（18）电涌吸收器个（SD-N95用）l 型号名称：UN-SA725MH（19）过电流继电器个（CPOCR1CPOCR2）l 型号名称：TH-N60KFl 加热器公称：42A（20）过电流继电器个（EFTHCFTH1CFTH2）l 型号名称：TH-N12TPl 加热器公称：9A（21）空气过滤器个（回风用）l 过滤网材料：VIL

8、EDON FS-1710（带褶加工品）（22）空气过滤器个（室外热交换器用）l 过滤网材料：VILEDON FS-1705（带褶加工品）（23）排水泵个l 型号名称CJV-0935Al 额定电压AC10010（24）漂浮开关个（排水高度检测用）l 型号名称：FSA-0801-CS3-A（25）配线用连接器插座（和车体侧面装配线连接用）型号名称个数备考接点大小GTC2A-32-M9PC1主电路用芯JL06-2A28-M1PC1控制电路用1627芯三、制冷剂循环系统如图7-2所示，制冷剂循环系统是由压缩机、室外热交换器、干燥器、毛细管、室内热交换器、蓄能器及配管构成，各设备及配管为焊接（钎焊）连接

9、的完全密封型，内充入R22制冷剂。l 压缩机：吸入低温的制冷气体，将其压缩为高温高压的制冷气体后送出。l 室外热交换器：用室外送风机送入的室外空气对高温高压的制冷气体进行冷却，使其形成常温（约50）的高压制冷液l 制冷剂干燥器：吸收制冷液中的水分。 l 毛细管：利用通道面积小的阻力管，使高压制冷液为低压的气液混合状态。制冷剂在减压的同时温度也将下降。l 室内热交换器：低温、低压的气液混合制冷剂，与通过室内热交换器室的室内空气进行热交换的同时变成气体。此时，室内空气的热量被制冷剂吸收，使温度下降。该冷风吸收车体的热负荷（换气、日照及车内外温度差等）和人体所产生的热量而变成暖空气，并被再次送入室内

10、热交换器。l 蓄能器：分离制冷气体和液体。 图7-2 制冷剂循环系统图四、运行控制比较两个温度感应器检测的温度平均化后的客室内温度和冷气标准温度，决定压缩机开/关控制和压缩机运行频率，向VVVF部下达频率指令，制冷运行模式见表7-1和图7-3。表7-1 制冷运行模式运行模式压缩机室内风扇室外风扇制冷能力运行模式CP1CP2EFCF自动制冷强制制冷断开670 Hz70 Hz65 Hz65 Hz100%自动强制560 Hz60 Hz60 Hz60 Hz86%440 Hz40 Hz60 Hz60 Hz57%360 Hz/-/60Hz60 Hz60 Hz43%减半减半240Hz/-/40Hz60 Hz

11、60 Hz29%1停止停止60 Hz停止0%断开+2.0+1.0+0.5制冷基准温度-0.5图7-3 制冷运行模式图（1）制冷控制高于制冷标准温度状态下保持其同一模式3分钟以上时提高运行模式一格。其运行继续到客室内温度下降到制冷标准温度为止。另外，在本控制当中，客室内温度上升，有提高运行模式要求时，比现有模式提高一个模式。（2）补充模式l 自动减半制冷自动制冷运行中，若遇减半运行指令时，在模式1-3之间进行自动运行。（若在模式4-6状态下运行，则减速到模式3运行频率，减速后只运行CP1一台）l 强制减半制冷强制制冷运行中，若下来减半运行指令，则采用模式3的固定运行。（当模式4，5，6运行时，先

12、减速到模式3的运行频率再进行减速后CP1台运行。设定模式3以下的按设定模式进行运行。）l 传输故障当空调显示设定器的发报，两分钟以上出现无收报时，判断为传输故障。故障前状态若是自动运行，则用模式1-3的自动运行，若强制运行在模式4，5，6中，则用模式3的固定运行。若在模式3以下，则继续原运行状态。l 切换模式2和3时，若运行中的A压缩机（CP1或CP2）停机，而下一次启动若是模式2和3，则启动B压缩机（CP2或CP1）（3）运行模式切换时的制约l 出现运行模式进位要求时，将切换至符合要求的运行模式。l 出现运行模式降位要求时，将切换至符合要求的运行模式。l 各运行模式26，至少将保持在同一模式

13、30s。l 频率上升/下降的速度为 5 Hz/s。（4）室外风扇起动时的制约室外风扇的启动在CVCF运行频率减速到30HZ并经过2s钟后（启动时就有启动压缩机要求时，室内风扇启动后4s）进行。室外风扇1启动2s钟后启动室外风扇2。（5）压缩机运行时的制约l 控制电源复位后的头台压缩机启动以及停机5分钟以上的压缩机重新启动时，依运行模式4进行3分钟运行。另外，在次运行中若以瞬间停机和其它条件停机时，下次启动也依运行模式4进行3分钟运行后完成。l 压缩机最短连续运行3分钟。在此运行中出现运行停机指令以及运行状态转换时，继续3分钟运行后，进行运行停机以及运行状态转换。出现故障时，立即停机。l 除上述

14、第1项外，移到该档运行模式。l 压缩机一旦停机后，7s钟内禁止再启动。l 控制电源复位后7s钟内不启动压缩机。l 室内风扇以及室外风扇停机中或停机时，不能运行压缩机。l 室内风扇与空调运行模式无关，常开。l 两台室外风扇，在模式26时运行。但是，自动制冷运行中，若漂浮开关1和2均继续开通1分钟以上时，与运行模式无关，开动室外风扇，同时开启空调冷凝水排水泵。五、电气配线由芯的配线用连接器(CN1)向主电路供给单相，400（不稳定），由27芯的配线用连接器(CN2)提供控制电路电源。（1）单相400电源经逆变器装置变换为3相40Hz/12570Hz/200的电源提供给压缩机(CP1CP2)。（2）

15、车内送风机(EF)，室外送风机(CF1CF2)同样使用逆变器装置上变换过来的相，60Hz/200V，65Hz/217电源。（3）电热器(H1H2H3)，则不通过逆变器，使用单相，400电源加热。六、空调显示设定器的显示和设定1通常状态在通常状态下，不接受如图7-4显示的开关信息。 图中、(1)(2)(3)无刻字减半CPURUN暖气制冷运行率强制 总括设定温度 CH车内温度 DATA DOWNDATA变更维修状态CPURESET预备(1)(2)(3)空调装置空调装置 自车 传输错误 故障 故障试验FAULTRESET（1）显示设定器图7-4 空调显示设定器（2）内容空调显示设定器的内容如表7-2

16、所示表7-2 空调显示设定器的内容记入文字构成部件用 途内 容显 示 部设定温度CH7SEG LED2红显示设定温度显示设定温度车内温度DATA7SEG LED3红显示车内温度显示传感器检测温度的平均值运 行 率空调装置(1)LED绿空调装置 运行状态灯亮：领域6的运行(2)LED绿 灯亮：领域4,5,6的运行(3)LED绿 灯亮：领域2,3,4,5,6的运行空调装置(1)LED绿空調装置 运行状態灯亮：领域6的运行(2)LED绿 灯亮：领域4,5,6的运行(3)LED绿 灯亮：领域2,3,4,5,6的运行全体LED绿显示全体空调运行灯亮：依据车上监控装置的指令运行自车LED绿显示自身空调运行

17、灯亮：依据自身设定的运行传送错误LED红车上监控装置间的传送错误灯亮：传送错误 熄灯：正常故障1LED红显示No.1空调机器故障灯亮：故障 熄灯：正常故障2LED红显示No.2空调机器故障灯亮：故障 熄灯：正常操作部按钮开关更新设定温度设置温度的显示内容+1更新按钮开关更新设定温度设置温度的显示内容-1更新强制照明 开关黄强制运行的设定灯亮中、强制运行制冷照明 开关绿制冷设定显示（全体状态）灯亮：制冷制热照明 开关红制热设定显示（全体状态）灯亮：制热减半照明 开关黄减半运行显示灯亮：减半运行 熄灯：通常CPU RESET红空调显示设定器复位按动操作复位FAULT RESET红空调装置复位按动操

18、作复位2变迁表在这里显示在空调显示设定器的面板上操作时的状态变迁，如图7-5所示。各个操作后的状态显示在操作后进行。另外、各操作后、进行状态的判定、向车上监控装置传送。实际运行状态根据车上监控装置的传送内容来选择。（空调显示设定器上的变更的空调运行状态根据车上监控装置的传送内容实施。另外、在空调显示设定器上被变更的内容、在向车上监控装置传送后的10秒内强制性地显示。）接收到从车上监控装置传输的指令时、立即转换到2-1的表中显示的状态。而且，车上监控装置间的传送错误时继续选择发生传送错误以前的运行状态。另外，启动电源时传送错误的情况下,选择空调显示设定器记忆的“电源OFF以前的空调状态”。但在显

19、示设定器上操作时要及时反映该操作。（即使设定温度也一样）从车上监控装置发出的指令有变更的情况下、除去空调显示设定器的设定变更发出后的10秒钟要立即向指令变更内容转换。强制制冷制冷制热強制制热送风强制强制制冷制热强制强制制冷制热制冷强制待机制冷强制待机制热制热强制强制2秒钟无操作2秒钟无操作制热制冷制热制冷文字：空调状态文字：按下空调显示设定器面板表面的开关操作 ：根据操作开关显示转换到箭头所指状态。 关于从送风状态开始的手动操作、在强制操作后的2秒钟内没有操作制冷或制热的情况下为无效。图7-5 显示在空调显示设定器的面板上操作时的状态变迁七、与国内空调机组比较的主要不同点（1）制热量大，24K

20、W国内从未有过，国内现有机组最大9KW。（2）机外静压大，68mmAq(666 Pa)，国内机组一般在180280Pa之间，原因主要在于时速200公里动车组通风系统复杂，风道内阻力大。（3）总风量相对较小，机组制冷量37.21kW，风量为3600m3/h，而国内机组29 kW时，风量最少也有4500m3/h。（4）在列车空调上第一次使用变频控制技术。（5）机组内空调冷凝水采用排水泵排出。（6）主电路输入：单相交流、50Hz、400 % V，国内车为三相交流380V。第二节 通风系统一、通风系统结构介绍客室空调机组安装在车下，通过特殊螺栓与底架横梁连接，空调装置的送风口与设在客室地板中部的主送风

21、道通过车下风道连通，并通过窗间风道与顶板位置处的客室送风道连通；回风口与吸入车内空气的回风道连接，回风道又通过车下风道与机组回风口连通。制冷送风时，从回风道吸入的客室内空气与换气装置通过新风道送入的新鲜外气相混合，经设置在客室空调机组回风口处的回风过滤网，进入空调蒸发器，在蒸发器内进行热交换，冷却为冷空气。该冷空气经车下风道、地板中送风道、窗间风道、客室送风道从客室行李架下送风口及窗上送风口吹入客室，向乘客提供冷风。暖气输送时，从回风道吸入空气，同样与新鲜空气混合，通过设置在空调装置回风口的过滤网，进入空调机组，在机组内由电热元件加热，通过相同路径，向乘客提供暖风。另外，通风系统中设置的换气装

22、置也通过特殊螺栓安装在底架横梁上，换气装置即国内空调新风装置与废排装置的结合体，换气装置采用双向风机原理，排出车内的废气(废气包括两部风，一部分为从回风道中排出气体，另外一部分为从车下厕所独立废排风道排出气体)，并向空调机组提供新风，正常运行时，它可以保证从室内排出多少风量就可补充多少新风，从而保证车内空气压力恒定。图7-6、图7-7、图7-8为空调通风系统中各部件。 图7-6 空调通风系统各部件（1） 图7-7 空调通风系统中各部件（2） 图7-8 空调通风系统各部件（3）二、连续换气装置为防止客室外压力变化影响客室内，地板下安装了客室通风用供排气一体的连续换气装置，如图7-9所示。客室内通

23、风采用给排气用电动鼓风箱连续进行，并且其结构采用在通过隧道时能控制客室外压力急剧变化的结构。另外，为了降低噪声，根据不同车速，换气装置设置了高低两种转速。车速160km/h以下为53Hz（3180rpm）低速运行，160km/h以上为60Hz（3600rpm）高速运行，主要参数如表7-3所示。表7-3 装置相关参数表型式FK204A用途客室通风构造地板下安装供排气一体横轴型多叶片风扇。叶片形式多片式叶片直径供气：395排气：395叶片数25片转速低速（运行速度160km/h以下，53Hz运行）：3180rpm高速（运行速度160km/h以上，60Hz运行）：3600rpm额定值风量供 气：约2

24、1m3/min（53Hz运行）(约16m3/h人)排气均：约24m3/min（60Hz运行）(约18m3/h人)鼓风机静压(大气吸进 20换算)供气排气均约3kPa（53Hz运行时）约4kPa（60Hz运行时）鼓风机轴功率（大气吸进、20换算）供气排气均约8.2kw（53Hz运行时）约11.2kw（60Hz运行时）最大鼓风机静压（大气吸进、20换算）供气排气均约3.7kPa（53Hz运行时）约5.5kPa（60Hz运行时）重量约110kg（包括电机）图7-9 连续换气装置示意图为换气装置提供电源的逆变器，根据设备布局需要，紧靠换气装置安装或距离较远地方安装。换气装置用逆变器参数表如表7-4所示

25、。表7-4 换气装置用逆变器参数型号SJ300-220HFS-KE2逆名称容量20kVA相数相输出变输出电压以下图的模式为依据输出频率0.570Hz器规频率精度所有的频率帯 0.35Hz（最大频率70Hz0.5%）（at 2510）格启动方法低频起动0.570Hz之间的加速时间约为20秒停止方法(线性Accelerating驱动)减速700.5Hz的减速时间30秒模式输出电压V 440依赖于受电电压 6070频率Hz电主回路AC400V+20-18%，50Hz5%单相（浪涌电压高峰值838V以下）源控制回路DC100V10%（瞬间停机、浪涌surge、电压没有变动）启动频率0.5Hz输出运行频

26、率低速时（160km/h以下）：53Hz高速时（160km/h以上）：60Hz运行回转速度低速时（160km/h以下）：3,180min-1高速时（160km/h以上）：3,600min-1负负荷机械名称车辆换气用电扇荷使用范围0.563Hz负荷电机12kW（at 63Hz）环周围温度045境湿度2090%RH（没有结露水）速度切换信号输入信号CF1CM1信号信号和频率间的关系CF1CM1断开时：53HzCF1CM1短路时：60Hz重量逆变器：15kg、继电器单元：20kg、变压器：24kgUVW连接图单巻变压器 次电源 AC440V+20-18% 逆变器 电机三、风量分配时速200公里动车组

27、空调风量分配主要靠截面大小变化及导流板的设置来实现，它的风量分配很细很具体，图7-10为1#车风量分配情况（包括司机室空调）。图7-11为空调送风道与机组车下风道连接时送风道内所用导流板形状示意图，它的作用是分配送入主送风道内送风口两侧的风量。 图7-10 1#车风量分配情况图7-11 导流板形状示意图以上风量分配的方法是根据车体各部分的负荷与总负荷的比值及总送风量确定的送风量值，各部分送风量的实现主要依靠风道试验模型进行试验得来。各部分送风量的实现对我们国内现有情况来讲是个难点，我们公司自己生产的车要达到此状态，必须对此类车型通风系统进行系统的研究，形成一定的理论体系，并且进行大量的试验才能

28、实现。四、结构特点（1）车下风道多为消音风道，在变径及风道入口的风道都为吸音风道，吸音材与吸音风道多采用吸音板与风道铆接。（2）风道连接处利用大量的导流装置，既可以减小风道阻力同时也可以实现风量分配的功能，图八所示就是起风量分配作用的导流板。（3）风道在端部及风口连接处大都采用圆滑弧线过渡，尽量减小阻力，且保证气流通畅。（4）地板内主送风道纵向通过枕梁位置时，采用变截面风道。（5）保温方面，车下风道及地板内风道，外表面粘贴厚5的保温材，窗间风道为复合风道，内部为硬质胶片，内外表面粘贴厚4的保温材，车上客室送风道外表面也粘贴厚5的保温材，以防止夏天高湿度状况下冷凝水的产生。五、空气净化机CRH2

29、动车组3、6号车厢设置有空气净化机。空气净化机有右侧用（）和左侧用（）两种、每辆设置2台右侧用、2台左侧用，共计4台。空气净化机采用过滤器和电气集尘组合的集尘方式。（1）结构形式空气净化机的结构形式如图7-12所示。图7-12 空气净化机结构图（2）性能规格空气净化机的性能规格如表7-5所示。表7-5 性能规格项目规格性能型 号（右侧规格）（左侧规格）输入电源消 耗电力运行时、输入电流运行时、处理风量运行时、以上集尘効率（0.5D.O.P）以上电离器(ionizer)电压电离器电流集电极(器)(collector)电压外形尺寸本体(L)(D)（H）集尘电极(L)(D)(H)除臭过滤网(L)(D

30、)(H)空气过滤网(L)(D)(H)质 量以下（没有结露）六、通风系统特点（1）厕所和通过台纳入空调范围。（2）卫生间内设置直排车外的废排通道。（3）采暖方式采用内置于空调机组的电加热装置。（4）动车组设置有吸烟车。（5）每节车厢均设置应急通风功能(国产化阶段第18列开始)。第三节 司机室空调换气装置一、概述驾驶室设置了驾驶室专用的空调装置，如图7-13所示，布置图如图7-14所示。该制冷装置、采用逆变器方式，作为输入电源接受交流V，和主回路控制回路一起在装置内进行直流变换驱动。空调装置由室外机、台室内机、电源箱、变压器、控制面板个部件构成。电源是由主变压器辅助(3次)绕组供给的单相、400V

31、、50Hz、通过司机室的空调主断路器(CabUCN)输入到用于司机室空调的变压器。用于司机室空调的变压器将输入的电压降压至单相交流电的288V、12V，分别输出到各个逆变器，变换为直流电，如表7-6所示。表7-6 电源种类电源种类电压负荷主电路DC228V用于驱动压缩机控制电路DC12V冷凝器、通风机电机、冷却风扇等用于控制通过控制面板的风量切换开关、可以进行三级的风量切换(High、Medium、Low)并使用温度调节纽设定温度。司机室空调的控制在电源箱内的控制装置中进行，通过对由热敏电阻(THF1、THF2)得到的室内机吹风口的空气温度和由控制面板提供的设定温度进行比较来实施控制。图 7-

32、13 系统搭载布局图7-14 驾驶室空调装置系统图二、空调装置规格额定规格及性能如表7-5所示。表7-5 空调装置额定规格及性能项 目性能备 注主回路单相AC400V50/60HzDC288V压缩机驱动用控制回路单相AC400V50/60HzDC12V送风机、继电器驱动用制冷容量3045kcal/h26090kcal/h室外热交换器吸入温度33室内热交换器吸入温度28相対湿度65%输入（逆变器部）约2kw2約4kw1） 冷气能力：7.1kW(6,090kcal/h/台以上)2） 暖气能力：2kW/台以上3） 冷煤：HFC134a(R134a)4） 循环风量：冷气时为5.5m3/min以上暖气时

33、为2.0m3/min以上5） 其它l 夏季：在气温为33、湿度为80时，司机室温度可保持在26以下。l 冬季：在气温为-15时，司机室温度可保持在20以上。三、车内压力释放阀1概要为了保持车内的气密性，提高了换气装置的静压，有时会发生车内外压差的情况，所以在驾驶室罩内气密壁上设置有车内压释放阀，结构如图7-5所示。车内压释放阀是为了气密的保持、用圆盘状的阀来开闭的构造速度截止于km/h以上，在此以下就会开放车内压。动作由气缸驱动来完成。2规格参数（1）本体 材质：组装品 有効开口面积：,mm2（2）电磁阀 型号：形电磁阀 动作电压（额定）：（，） 动作空气压（额定）：, 使用温度范围： 保养：年免维修（3）气缸 形式：形空气压气缸 气缸内径 ：mm 冲程 ：mm 使用压力范围：,车内压开放阀外形图7-15 车内压力释放阀结构及动作示意图21互联网络