項目七

城市軌道交通車輛空調系統認知與維護《城市軌道交通車輛構造與檢修》任務一車輛空調系統的總體認知車輛空調設備的維護任務二任務三制冷系統的檢漏和制冷劑的充注目錄CONTENTS車輛空調系統的總體認知1.車輛空調系統概述2.車輛空調系統組成和布置3.空調機組4.風道系統5.廢排通風器和空氣凈化裝置6.緊急通風系統7.空調控制系統任務一一車輛空調系統概述任務一

車輛空調系統的總體認知

空調系統具有通風、制冷、采暖、排氣等功能，對客室和司機室進行空氣調節，以滿足乘客及司機的舒適性要求。

因此，在客室約1/4及3/4處安裝兩臺頂置單元式空調機組以滿足制冷和采暖需求；在司機室設1臺司機室送風單元和1臺司機室回風單元以滿足司機的舒適性要求；車頂端部設有可根據車內正壓變化情況自行調節排氣量的自然式排氣裝置；客室風道沿客室縱向方向通長布置，將經過空調機組處理的空氣輸送到室內，同時將客室內部分空氣收集后送回空調機組，風道的布置要確保無送風死角；客室空調機組內部設置輔助電加熱器，客室內座椅下部設電加熱器，冬季采暖采用空調機組內輔助電加熱和客室內電加熱器相結合的方式滿足采暖要求。

空調系統由2臺車頂單元式空調機組（包含輔助電加熱）、1臺空調控制柜、1套風道系統、1臺緊急通風逆變器、1套電加熱器、車頂設廢排通風器（頭車2個，中間車4個）及頭車設1臺司機室送風單元和1臺司機室回風單元組成。二車輛空調系統組成和布置任務一

車輛空調系統的總體認知空調系統布置如圖所示二車輛空調系統組成和布置任務一

車輛空調系統的總體認知

客室安裝兩臺頂置單元式空調機組，分別布置在車頂距約1/4、3/4處。每臺機組設置8個安裝座，通過減震器固定在車體安裝座上。

空調機組采用上送風下回風方式，空調機組送、回風口分別與風道送風口和回風口連接。

每臺空調機組由兩個獨立的制冷循環系統組成，空調機組可根據載客量信息自動調節新風量。三車輛空調機組任務一

車輛空調系統的總體認知

空調機組采用機械連接安裝于車頂上，送回風口分別位于距車體端部約1/4、3/4處，溫度傳感器安裝在空調回風口處。

空調機組與車體之間采用減振器連接，空調機組送、回風口通過車體送、回風口處的密封材料與空調機組進行壓接密封，機組安裝到車上時簡便、可靠，無需特殊的工具和復雜的操作程序。三車輛空調機組任務一

車輛空調系統的總體認知

空調機組底部粘貼阻尼材料和防寒材料，可有效的阻止機組噪聲傳入車內，同時可有效的防止機組底部出現冷凝水。

空調機組在工作時，空調機組底部設置冷凝水排水口，冷凝水可以順利地從空調機組底部的排水口排出；

冷凝水和雨水從平臺上的排水槽引到車端排至車下，不設單獨的排水管路。三車輛空調機組任務一

車輛空調系統的總體認知空調機組安裝方式三車輛空調機組任務一

車輛空調系統的總體認知風道系統客室風道采用靜壓式送風道，分為送風道與回風道。

風道布置在客室頂板骨架上，沿車體長度方向縱向布置；

送風口沿車體縱向中心線方向對稱布置在頂板上；

送風道布置在車頂兩側，回風道布置在空調回風口下部；

司機室頂部設司機室送風單元，從相鄰客室風道中將處理過的空氣引入司機室，提供司機室新風供應和空氣調節功能。四風道系統任務一

車輛空調系統的總體認知風道由風道斷面、靜壓腔、送風條縫和風道送風口組成。四風道系統任務一

車輛空調系統的總體認知風道布置風道組成風道系統司機室的排風通過安裝在司機室和客室間壁上的司機室回風單元來實現。司機室回風單元將司機室的排氣送回客室，實現司機室的風量循環。司機室回風單元內設電動風閥和通風機，司機室回風單元通風機與司機室送風單元通風機聯動，均由司機室送風單元的控制開關控制，從而實現司機室的風量平衡。司機室回風單元帶有一個風閥，當發生火災時可關閉風閥，從而把司機室與客室隔離開。當送風單元關閉后，回風單元電動風閥關閉。四風道系統任務一

車輛空調系統的總體認知廢排通風器

廢排通風器為自然式排氣裝置，設置在車頂端部，TC車和MP車設兩個，M車設四個，根據車內正壓變化情況自行調節排氣口開度，從而調節排氣量，滿足車輛排風要求。五廢排通風器和空氣凈化裝置任務一

車輛空調系統的總體認知司機室氣流組織圖五廢排通風器和空氣凈化裝置任務一

車輛空調系統的總體認知空氣凈化裝置為提高車輛客室內空氣質量，有效去除車廂內的細菌及有機揮發物等有害物質，每臺空調機組內部均配備一臺空氣凈化裝置。空氣凈化裝置利用深頻紫外光與空氣中水分子和氧分子反應，釋放大量的光等離子團。這些光等離子體可殺滅空氣中及物體表面的細菌病毒等微生物，同時降解空氣中的有害化合物，從而達到殺菌、消毒、防霉、分解化學氣體、去除異味、沉降顆粒、清新空氣的作用。空氣凈化裝置安裝在空調機組內新風與回風混合處，在回風閥上部，并固定在安裝架上。五廢排通風器和空氣凈化裝置任務一

車輛空調系統的總體認知空氣凈化裝置五廢排通風器和空氣凈化裝置任務一

車輛空調系統的總體認知緊急通風系統在列車無受電或列車的兩臺輔助電源均出現故障時，緊急通風系統能提供客室和司機室通風45分鐘。當交流電源恢復時，自動轉入正常運行模式。緊急通風時僅利用空調機組的風機及廢排裝置，不再另外設置機械通風裝置。六緊急通風系統任務一

車輛空調系統的總體認知緊急通風系統1.應急供電緊急通風時，在三相380V、50Hz交流電源失效的情況下，由DC110V蓄電池組經緊急通風逆變器為空調機組及司機室送風單元通風機供電。2.通風空調機組僅通風機工作，此時新風/回風調節裝置自動將新風口完全打開、回風口關閉，僅向客室及司機室輸送新鮮空氣。每臺機組緊急通風量不少于2000m3/h。3.排氣客室排氣由設置在車頂的廢排裝置實現。排氣量與新風量相匹配，所有車門、車窗均關閉時，保證客室內維持一定的微正壓。六緊急通風系統任務一

車輛空調系統的總體認知空調控制系統每車設一臺空調控制柜，布置在車輛端部的電氣柜內，控制系統以控制器為核心，控制兩臺空調機組。分為集控和本控，可整列車集中控制，也可單車控制。

本控指通過設模式選擇開關，可實現對本車空調的控制。

集控指通過司機室TCMS顯示器進行對整列車空調控制。七空調控制系統任務一

車輛空調系統的總體認知車輛空調設備的維護1.車輛空調機組的結構及工作原理2.空調機組主要部件的認知任務二一車輛空調機組的結構及工作原理任務二

車輛空調設備的維護

車輛空調機組的結構頂置單元式空調機組各零部件組裝在箱體內，加蓋板后形成一個整體。空調機組分為室內側和室外側，室內側為蒸發腔，室外側分為壓縮機腔和冷凝腔。空調機組的通風機、蒸發器、電動回風調節閥等安裝在蒸發腔；壓縮機、高壓/低壓繼電器、干燥過濾器等安裝在壓縮機腔；冷凝風機和冷凝器等安裝在冷凝腔。組成制冷系統的部件及配管全部用銀釬焊連接，構成全封閉的制冷循環系統，常用制冷劑R407C封閉在制冷系統內。空調機組新風口處裝有新風過濾網，對機組新風進行過濾。

回風過濾網安裝在幅流風機格柵上，對客室回風空氣進行過濾。一車輛空調機組的結構及工作原理任務二

車輛空調設備的維護車輛空調機組的工作原理

如圖，由壓縮機壓縮成高溫高壓的R407C蒸氣，進入冷凝器，經外界空氣的強制冷卻，冷凝成常溫高壓的液體，進入毛細管節流降壓，變成低溫低壓的液體，然后進入蒸發器，吸收流過蒸發器的空氣熱量，蒸發成低溫低壓的蒸氣，被壓縮機吸入，完成一個制冷循環。壓縮機不斷工作，達到連續制冷的效果。二空調機組主要部件的認知任務二

車輛空調設備的維護

1.壓縮機

壓縮機是制冷系統中的核心設備，是制冷系統的動力來源。它將電能轉換為機械能，把低溫低壓氣態制冷劑壓縮成高溫高壓氣體，推動著制冷劑在制冷系統中不斷循環流動，起著壓縮和輸送制冷劑蒸汽的作用。常見的制冷壓縮機有活塞式制冷壓縮機、螺桿式制冷壓縮機、渦旋式制冷壓縮機、離心式制冷壓縮機、滾動轉子式制冷壓縮機。在車輛空調系統中使用較多的是螺桿式和渦旋式制冷壓縮機。二空調機組主要部件的認知任務二

車輛空調設備的維護

2.熱交換器（包括蒸發器和冷凝器）

蒸發器和冷凝器是空調機組進行熱交換的設備。

通過蒸發器和冷凝器將客室內的熱量及壓縮機做功產生的熱量散發到外部環境。二空調機組主要部件的認知任務二

車輛空調設備的維護（1）蒸發器

制冷劑流經蒸發器時與銅管和翅片表面接觸的空氣（來自客室的回風）進行熱量交換，使蒸發器周圍空氣溫度降低，再由通風機（又稱蒸發風機）將冷卻的空氣送入客室。蒸發器

二空調機組主要部件的認知任務二

車輛空調設備的維護（2）冷凝器

由壓縮機壓縮后形成的高溫高壓制冷劑蒸汽進入冷凝器，在冷凝器內將熱量釋放給周圍空氣，并由冷凝風機加速空氣流通，提高換熱效率。冷凝器

二空調機組主要部件的認知任務二

車輛空調設備的維護3.通風機（又稱蒸發風機）

車內循環空氣被通風機從回風口吸入與新風混合后通過蒸發器冷卻，并由出風口吹出，向車內送出冷風。

城市軌道交通車輛空調通風系統通常采用整體式并聯雙進風離心風機，其安裝方便、穩定性高，噪聲少。整體式并聯雙進風離心風機

二空調機組主要部件的認知任務二

車輛空調設備的維護4.冷凝風機

由冷凝風機吸入的空氣，在冷凝器周圍與冷凝器管內制冷劑蒸汽進行熱量交換后，從頂向排出。

冷凝風機的作用就是提高冷凝器的換熱效率。

城市軌道交通車輛空調通風系統通常采用大風量低噪聲整體式冷凝風機。冷凝風機

二空調機組主要部件的認知任務二

車輛空調設備的維護5.制冷配件（1）壓力開關

當壓縮機的吸氣溫度到達下限值時，低壓壓力開關便切斷電路對壓縮機進行保護，當恢復正常時，開關自動復位。

當壓縮機的排氣溫度到達上限值時，

高壓壓力力開關便切斷電路對壓縮機進行保護，當恢復正常時，開關自動復位。低壓壓力開關

高壓壓力開關

二空調機組主要部件的認知任務二

車輛空調設備的維護（2）干燥過濾器

干燥過濾器安裝在高壓液體管路上，用于干燥過濾制冷劑。干燥過濾器

二空調機組主要部件的認知任務二

車輛空調設備的維護（3）電磁閥

電磁閥安裝在冷凝器出口部位，當壓縮機停止時關閉。防止壓縮機開啟時，大量制冷氣體進入壓縮機，從而損壞壓縮機。

電磁閥屬于常閉型。電磁閥

二空調機組主要部件的認知任務二

車輛空調設備的維護（4）單向閥

單向閥安裝在壓縮機排氣管路上，防止壓縮機停止工作時，高壓氣體返回壓縮腔，從而損壞壓縮機。單向閥

二空調機組主要部件的認知任務二

車輛空調設備的維護（5）視液鏡

視液鏡安裝于干燥過濾器出口的后方，通過視液鏡可以觀察制冷劑的情況。視液鏡

二空調機組主要部件的認知任務二

車輛空調設備的維護6.新、回風調節閥

新、回風調節閥根據運行工況自動調節風量，用電動執行器驅動。

新風調節閥

回風調節閥二空調機組主要部件的認知任務二

車輛空調設備的維護7.新風及回風過濾網

新風過濾網

回風過濾網

新風過濾網用以去除新風中的灰塵和雜物，安裝在新風調節閥上，可從回風口更換。

回風過濾網用以去除回風中的灰塵和雜物，安裝在蒸發器前，可從回風口更換。二空調機組主要部件的認知任務二

車輛空調設備的維護8.變頻器

變頻器用于控制壓縮機運行頻率，達到節能效果。

變頻器二空調機組主要部件的認知任務二

車輛空調設備的維護9.逆變器

逆變器用于在主回路交流電源失電的情況下給空調系統風機進行供電，以維持車廂良好通風狀況。

逆變器二空調機組主要部件的認知任務二

車輛空調設備的維護10.空氣凈化器

空氣凈化器用于對車廂內的循環風進行殺毒、滅菌作用，達到清新車內空氣效果。

空氣凈化器制冷系統的檢漏和制冷劑的充注1.制冷劑2.制冷系統的檢漏任務三一制冷劑任務三

制冷系統的檢漏和制冷劑的充注制冷劑制冷劑也稱冷工質，它是制冷機中的工作介質，它在制冷機系統中循環流動，通過自身熱力狀態的變化與外界發生能量交換，從而實現制冷的目的。制冷劑按化學組成主要分三類：

無機物（如NH3、CO2、H2O等）、氟利昂【二氟二氯甲烷（R12）、二氟一氯甲烷（R22）一氟三氯甲烷（R11）等】、碳氫化合物【甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、乙烯（C2H4）、丙烯（C3H6）等】；按沸騰溫度高低分：

高溫制冷劑、中溫制冷劑和低溫制冷劑。制冷劑采用“R（表示制冷劑）+數字/字母”的方法表示，如R717、R22、R407C等。二制冷系統的檢漏任務三

制冷系統的檢漏和制冷劑的充注制冷系統的檢漏將制冷設備通過管路連接后形成一個封閉的制冷系統，對該系統進行的氣密性試驗稱為系統檢漏(簡稱檢漏)。制冷系統的氣密性是檢測和衡量制冷裝置質量及安裝的一個重要指標，因為系統的泄漏不僅會造成制冷劑滲出或外界空氣進入，影響制冷裝置正常運行，而且還會造成經濟損失，污染環境。因此，制冷設備在交付生產運行前要求調試人員對系統認真檢漏，排查各泄漏點。

系統檢漏是整個調試工作中的主要項目，必須認真負責、細致耐心地進行。二制冷系統的檢漏任務三

制冷系統的檢漏和制冷劑的充注制冷系統的泄漏部位，主要發生在蒸發管路、冷凝管路的焊接處及管路彎頭處。由于管路焊接不良、安裝不當等原因均可引起系統泄漏。此外，因紫銅管材質問題，如砂眼、過脆或連接部位多次振動后出現裂紋，也會產生漏洞或裂口。二制冷系統的檢漏任務三

制冷系統的檢漏和制冷劑的充注常用的檢漏方法有下列幾種：1.壓力檢漏壓力檢漏是將一定壓力的空氣或氮氣充入制冷系統，使設備和管道受內壓，以檢查安裝，修理后的接頭、焊縫、設備、管材等是否有泄漏點，能否滿足使用要求。充氣壓力與制冷系統所用制冷劑相關。2.聲響檢漏聲響檢漏是在系統靜止狀態下，有無微弱的“咝咝”聲音，以此來判斷是否泄漏和泄漏部位。該方法主要用于檢測系統較嚴重的泄漏點，一般在打壓試漏的同時進行。當壓力達到0.3MPa左右時，聽聲響進行判斷。二制冷系統的檢漏任務三

制冷系統的檢漏和制冷劑的充注3.目測檢漏目測檢漏是通過目測檢查系統連接接頭等容易泄漏的部位有無油跡、油滴等存在，以發現泄漏點。該方法主要用于系統運行后的維修檢漏。因制冷劑泄漏時總會夾帶一些潤滑油出來，所以在泄漏處會有油跡。4.表壓檢漏用低壓壓力表或復合式壓力表的低壓部分檢查制冷系統的低壓壓力，表壓壓力在某一要求壓力以下，即表明制冷劑不足。二制冷系統的檢漏任務三

制冷系統的檢漏和制冷劑的充注5.肥皂水檢漏肥皂水檢漏是在安裝、維修中普遍采用且簡便易行的檢漏方法，特別是中、大型制冷系統，基本上都使用這種方法尋找泄漏點。在打壓試驗而保壓24h后，發現壓力有明顯下降，說明有泄漏。將壓力提高到打壓壓力，用毛刷將肥皂液直接涂抹在接頭縫隙、焊縫等易漏處，仔細觀察該處是否形成氣泡。查出泄漏點應做好標記，若在接頭處發現泄漏，應設法旋緊后再次檢漏，待全部檢漏完畢后，再進行補漏。對于不易直接觀察的部位，可利用鏡面反射和手電筒檢查。檢漏結束后，應將所涂的肥皂水擦干，以防腐蝕。二制冷系統的檢漏任務三

制冷系統的檢漏和制冷劑的充注6.浸水檢漏浸水檢漏的靈敏度高于肥皂水檢漏，這種方法通常用于小型氟利昂制冷機組。當采用浸水檢漏時，應拆除系統中不允許接觸水的設備(如各種繼電器、電器控制設備等)。浸水最好用清潔的溫水，因為溫水的表面張力小于冷水，容易形成氣泡。若再配以較強光源照射，則泄漏部位極易發現。浸水檢漏后，應立即用壓縮空氣將表面吹干，以防止腐蝕金屬。二制冷系統的檢漏任務三

制冷系統的檢漏和制冷劑的充注7.鹵素檢漏燈和電子檢漏儀檢漏鹵素檢漏燈是以乙醇或甲醇作燃料的噴燈，如圖所示。氟利昂制冷劑中含有氟(F)氯(Cl)溴(Br)等鹵素成分，當它們與燈內灼熱的銅皮相接觸，便會產生不同顏色的火焰，根據泄漏量的不同，顏色相應地由微綠變為淺綠、深綠直至紫綠色。鹵素檢漏燈結構

二制冷系統的檢漏任務三

制冷系統的檢漏和制冷劑的充注

7.鹵素檢漏燈和電子檢漏儀檢漏

電子檢漏儀又稱為鹵素檢漏儀，是根據氟利昂在電場的作用下極易電離形成離子流，并通過微安表可檢出的原理來檢測泄漏部位和泄漏量的。電加熱絲將陽極加熱到800℃左右，在陰極與陽極之間加上直流電壓，形成一個電場。從探嘴吸入白金筒內的氟利昂遇到熱的陽極，即發生電離而使陽極電流增大，引起微安表的指針偏轉。如果將信號經放大器放大后，還能推動蜂鳴器報警或從電流表顯示讀數。目前國產的電子檢漏儀都采用電子放大器將信號放大，其檢漏精度為年泄漏量5g。鹵素檢漏儀靈敏度較高，主要用于系統充入制冷劑后的精檢，尋找難以發現的漏點。在有鹵素物質或其他煙霧污染的環境下不能使用，以免誤檢。二制冷系統的檢漏任務三

制冷系統的檢漏和制冷劑的充注電子檢漏儀原理圖

二制冷系統的檢漏任務三

制冷系統的檢漏和制冷劑的充注8.真空檢漏制冷系統經壓力檢漏合格后，還須進行真空檢漏。其目的是:①檢查制冷系統在低壓狀態下的氣密性，防止設備和管路有單向泄漏，防止外界空氣的不斷滲入。若在抽真空過程中系統一直達不到要求的真空度，表明系統有泄漏。②去除系統中的水分。③排除系統內的不凝結氣體(空氣、氮氣等)。二制冷系統的檢漏任務三

制冷系統的檢漏和制冷劑的充注8.真空檢漏

（1）利用真空泵抽真空單元式客車空調機組，是由全封閉壓縮機組成的制冷系統。抽真空是借助真空泵來完成的，即:1）用連接管將帶壓力真空表的修理閥與真空泵、壓縮機連接起來。2）打開修理閥，開啟真空泵，注意觀察壓力真空表讀數的變化，是否向零刻度以下方向移動，如沒有，說明系統仍有泄漏。3）當真空壓力表指針達到或接近10Pa時，先關閉修理閥，然后停止真空泵運轉，抽真空過程結