先进轨道车辆空调简介-2015100801.ppt

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1、先进轨道车辆空调简介演讲人：韩冰2023年11月21日青岛四方车辆研究所有限公司主要内容主要内容三 装车业绩列车环控系统简介1 1空调机组方式分类及特点2 2我们的产品及业绩3 3变频节能轨道车辆空调结构及原理4 4变频空调产品六大优势5 5列车环控系统 列车环控系统包括：空调机组、风道及通风单元、空调控制器、空调供电系统、废排等，其中空调机组是整个系统的核心。1 1空调机组风道废排控制柜废排控制柜废排风道控制柜废排空调机组风道控制柜废排辅助供电系统空调机组风道空调机组方式分类及特点u列车空调按车型分为：机车空调，城轨列车空调，大铁路客室空调，动车组空调；u按结构形式分为：分体式空调、单元式空

2、调。u按技术特点可分为：定速空调，变频空调。u定速空调特点：结构简单、可靠、技术成熟、容易实现，通过控制压缩机启、停时间控制温度。u变频空调特点：启动电流小，不停机运转控温精确，调温速度快，环境适应性强，节能高效；压缩机寿命长、噪音低，功能扩展性强（容易实现低温除湿，直流供电，机电一体化等目标），技术先进，但需要变频器等复杂控制部件，对可靠性要求更高，整机成本比定速空调高。u变频空调以其显著的技术优势逐渐在工业及民用领域迅速普及。由于行业特点，至今轨道行业还是以定速空调为主，只有个别厂家在力推变频产品，且主要集中应用在城轨领域。2 235kW定速空调（普通B型地铁车辆空调机组）35kW重庆六号

3、线空调机组13年九月份开始装车载客运行，现已经装车一列，所有机组运行正常。我们的产品及业绩3 3我们的产品及业绩3 34.5kW机车空调（大同机务段HX2D）4.5kW机车空调13年七月份装车，机组各项指标达到或超过原空调（原空调制冷量4.5kW，我们的是5.6kW）并根据客户要求开发了强电和微电脑智能两种控制器系统，现机组运行正常。我们的产品及业绩3 329kW变频空调（大铁路客室）29kW大铁路变频空调机组实现了机电一体化，即控制、变频模块均已集成至空调机组内部，并且采用高效换热器技术。现已完成各种型式、振动试验、EMC等试验。以上空调机组均为我所自主开发，包括空调控制器模块、变频模块，以

4、及开发的直流供电技术，冷暖热泵技术等。我们的产品及业绩3 329kW有轨电车项目 KLRD-29BP型29kW变频热泵空调机组是为有轨电车开发的新一代空调设备。该空调装置符合有轨电车实际需求，从车辆风道系统到空调机组、控制单元全部实现自主设计、开发。该空调装置是采用变频热泵技术，整机能耗能较传统空调降低20%以上，且重量轻，噪声低，更加节能环保。我们的产品及业绩3 3型号制冷量制热量压缩机型式TTK20-5DR（机车）5kW5kW（热泵）变频TTK20-5DD（机车）5kW3kW（电热）定速TTK1-4.5GD（机车）4.5kW6kW（电热）定速TTK1-5.5GD（机车）5.5kW6kW（电

5、热）定速KL-29A（城轨）29kW 定速KL-35A（城轨）35kW 定速KLRD-29BP（城轨）29kW9kW（电热）/20kW（热泵）变频KLR-40BP（城轨）40kW30kW（热泵）变频KLD-29BP（大铁路）29kW2*3kW（电热）变频KLD-35BP（大铁路）35kW2*4.5kW（电热）变频KLD-40BP（大铁路）40kW2*4.5kW（电热）变频四方所现有和在研产品变频节能轨道车辆空调结构及原理变频节能轨道车辆空调结构及原理4 4 变频空调是在普通空调的基础上选用了变频专用压缩机，增加了变频控制系统。它的基本结构和制冷原理和普通空调相同。变频空调的主机是自动进行无级变

6、速的，它可以根据目标空间情况自动提供所需的冷（热）量；当室内温度达到期望值后，空调主机则以能够准确保持这一温度的恒定速度运转，实现“不停机运转”，从而保证环境温度的稳定，定速空调通过控制压缩机启、停时间控制温度。变频节能轨道车辆空调结构及原理1.空调机组分两套独立制冷系统共四大部件：蒸发器、冷凝器、变频压缩机、膨胀阀；2.空调机组控制器包括主控制器、车厢空调机组人机交互控制器、压缩机驱动变频器；3.空调系统部件包括汽分、高低压开关、干燥过滤器、四通阀两个（实现制冷制暖切换）等；4.温度检测部分包括压缩机排气温度传感器、回风温度传感器、外气温度传感器及蒸发、冷凝温度传感器。冷凝器冷凝器压缩机压缩

7、机室外风机室外风机控制器控制器通风机通风机蒸发器蒸发器膨胀阀膨胀阀4 4 空调机组的控制模式主要分为自动、手动制冷、手动制暖、通风、停止等几个模式。自动状态时空调机组根据外部环境温度及客室内的温差确定机组的运行模式，设定温度按照UIC553曲线设定。手动制冷和手动制暖按照TMS设定温度及设定工作模式运行。变频空调原理示意框图 变频空调工作原理空调系统原理图空调系统原理图变频节能热泵空调工作原理变频节能热泵空调工作原理节能环保节能环保1 1一体化设计一体化设计2 2变频无级调速更舒适变频无级调速更舒适4 4热泵制热更节能热泵制热更节能 5 5直流电源供电成本低直流电源供电成本低6 6启动电流小启

8、动电流小3 3变频空调产品六大优势变频空调产品六大优势5 5变频空调产品六大优势变频空调产品六大优势5 5轨道交通行业定速空调与变频空调比较定速空调定速空调变频空调变频空调能耗能耗1约0.7启动电流启动电流额定电流的3倍以上额定电流的00.3倍控温精度控温精度 2 1 除湿效果除湿效果差好直流供电直流供电不行可以机电一体化机电一体化难容易热泵热泵难容易控制柜控制柜大小或不需要逆变电源容量逆变电源容量额定输入功率的2倍额定输入功率的01.2倍综合成本综合成本高低维护成本维护成本低稍高技术实现技术实现容易复杂(1)(1)节能环保节能环保变频节能：节电30以上（深圳地铁公司官方实测数据）频率降低效率

9、提高：制冷剂流量减少，相对换热面积增加，效率提高;低频压机容积效率提高，效率提高。季节负荷变化:采用热力学自动优化系统，始终以最高效率运行,当负荷减少时频率降低，用电减少。（在春、秋季或早、晚环境温度不太高时，定速空调通过频繁启动来控制温度，而制冷系统从启动到正常额定运行需要一定时间，在此期间空调消耗功率不变但效率低，造成能源浪费。）变频空调产品六大优势变频空调产品六大优势5 5空调机组控制框图：空调机组控制框图：TMS TMS列车通讯总线列车通讯总线车控器车控器1 1车控器车控器2 2车控器车控器3 3车控器车控器4 4车控器车控器4 4车控器车控器5 5车控器车控器6 6空空调调A A空空

10、调调B B空空调调A A空空调调B B空空调调A A空空调调B B空空调调A A空空调调B B空空调调A A空空调调B B空空调调A A空空调调B B 空调机组接收到TMS的指令，运行制冷或制热模式。空调机组自动检测各温度传感器的参数，并根据客室温度与设定温度的温差，自动调节压缩机的运行频率。当温差较大时，压缩机高频运转，大冷量运行，迅速降低客室温度。当温差较小时，压缩机低频率运行，维持客室温度，保障舒适性。(2)(2)一体化设计一体化设计变频空调产品六大优势变频空调产品六大优势5 5 新设计的变频空调，将原空调机组、空调控制柜、空调逆新设计的变频空调，将原空调机组、空调控制柜、空调逆变电源（

11、采用直流电供电时）全部集成到新的空调机组内，实现变电源（采用直流电供电时）全部集成到新的空调机组内，实现三合一设计。三合一设计。变频空调产品六大优势变频空调产品六大优势5 5冷暖一体化：热泵型冷暖两用车辆空调，弥补了目前定速车辆空调不能制热的不足。机电一体化：安装简单-产品采用先进的集成技术，使得该产品体积小、重量轻。变频器与空调机组实现了一体化组装，使车辆设备布置简单，安装简易、操作安全。配电简单-与外在的电气连接只是两个航空插头，节约了布线成本和车辆空间。变频空调产品六大优势变频空调产品六大优势5 5控制柜设计：控制柜设计：控制柜只需安装空气保护开关和车控器即可，控制柜尺寸减控制柜只需安装

12、空气保护开关和车控器即可，控制柜尺寸减小。小。车控器车控器 180*100*42mm180*100*42mm返回返回变频空调产品六大优势变频空调产品六大优势5 5(3)(3)启动电流小启动电流小 变频器驱动压机，启动电流从零开始，对电源无大电流冲击现象。整列车的空调机组可随时/同时启动，不必分别延时启动。通过压缩机运行频率的变化控制，不比通过频繁启停压缩机控制温度，使压缩机寿命延长（压缩机寿命主要指标是启停次数）。变频空调产品六大优势变频空调产品六大优势5 5（4 4）变频无级调速更舒适变频无级调速更舒适 通过压缩机运行频率的变化控制，可以调节空调机组的制冷/制热量，使车室温度的变化更平稳，波

13、动小（与目标温度差距大时，高频运转，快速制冷/热；接近目标温度时低频率运行，产生较少制冷/热量，起维持稳定作用），以及温度较低时的低频运行除湿功能，使乘客更加舒适。（定速空调由于接近目标温度时，压缩机频繁停止和启动，除湿效果不好。）采用UIC553控制模式的变频空调，完全符合UIC553标准，新风量根据载荷信号自动调整，客室环境更舒适。变频空调产品六大优势变频空调产品六大优势5 5电电1W1W客室客室1W1W热热 泵泵电电1W1W热热泵泵室外吸热室外吸热2W2W客室客室3W3W COP=3 COP=3电加热电加热 COP=1 COP=1电加热取暖与空调热泵节电对比电加热取暖与空调热泵节电对比（

14、5 5）热泵制热更节能）热泵制热更节能 变频空调产品六大优势变频空调产品六大优势5 5（6 6）直流电源供电成本低）直流电源供电成本低 变频空调机组可直接用DC600V或DC750V供电，由内部变频器控制压缩机，风扇电机等工作，省去空调逆变电源，优化车辆电源结构。新设计变频空调时，将原空调机组、空调控制柜、空调逆变电源（采用直流电供电时）全部集成到空调机组内，实现三合一设计。以地铁空调为例如采用直流供电技术，整车可省下逆变及控制部分采购成本。三相整流AC380V直流稳压DC540V压缩机变频驱动单元压缩机DC540V变频变压接触器AC380V执行部件通风机,冷凝风机,电加热等温度检测控制输出上

15、电控制,接触器控制,风门控制,变频驱动单元控制等上电控制高/低压力监测,电源监测,电流监测,过热监测等车网络通讯车室温度,送风温度,系统盘管温度,系统排气温度,新风温度等 主控制单元DC110/24V对外通讯系统保护DC600V直 流稳压压缩机变频驱动单元压缩机变频变压逆变驱动单元执行部件通风机,冷凝风机,电加热等温 度检测控 制输出上电控制,变频驱动控制,风门控制等上 电控制高/低压力监测,电源监测,电流监测,过热监测等车网络通讯车室温度,送风温度,系统盘管温度,系统排气温度,新风温度等主控制单元通讯系 统保护DC110/24VAC380VAC380V供电变频空调原理图供电变频空调原理图DC600VDC600V供电变频空调原理图供电变频空调原理图变频空调产品六大优势变频空调产品六大优势5 52023年11月21日 CRRC感谢观看！