国内外空调技术的发展

国内外空调技术的发展我国铁道车辆空调发展现状自从改革开放以来，我国铁路事业不断发展创新，在数量和质量上都有很大的提高，尤其在列车行驶速度上更是取得了卓越的成就，车窗也从原来的可开闭式发展到现在的一体式密闭车体。车窗的发展必然带来客室客气交换为题，随之解决这一问题的机械就是空调机组。铁路客车空气调节机组（又称铁路客车空调机组）是对空气进行热湿处理在以一定的方式送入客车车厢，使车厢内空气的温度,湿度,流速及清洁度达到旅客舒适卫生的要求的一组机械设备。铁路客车空调机组主要分为两类：一类为车顶单元式空调机组（又称独立式空调机组），另一类为分体式空调机组（又称集中式空调机组）。两类机组均设有空调制冷系统,通风系统,空气加热系统和自动调节控制系统。目前我国客车用空调机组的主要型式是车顶单元式。分体式空调机组通常是将压缩机，冷凝器，冷凝风机和储液罐安装在车下而将通风机，蒸发器，膨胀阀和空气预热器等置于车顶的一端。这些机组的形式主要有KK-30和KK-50。分体式客车空调机组为我国传统型和前明主德国进口客车空调装置，适用于新型长途坐车空调。车顶单元式空调机组是将压缩机，冷凝风机，气液分离器，干燥过滤器，毛细管，通风机，蒸发器和空气预热器等集中在一个箱体里组成一个完整的单元，安装在车体的一端或两端，有的置于车体的中部。目前这类空调机组有KLD-29等。这种空调机组适用于铁路长途硬座车，硬卧车，软卧车等。一般每节客车车厢安装两台相同的单元式空调机组。我国从50年代开始生产空调客车，1958年，四方车辆机车厂设计了我国第一列铁路空调客车。1966—1968年，四方机车车辆厂又设计制造中越联运18型空调硬卧客车。1976年以后，为了满足旅游事业，四方厂生产了“广九”空调客车。1980—1981释放长试制了25.5m干线空调客车。从1980年后确定单元式空调机组为主导型。从客车的供电方式来看，客车空调经历了有本车供电向集中供电的转变。所谓本车供电指的是空调客车装置的用电有单车柴油发电机组供电。集中式供电是指全列车空调与制冷装置的用电由地面电站通过接触网中供电或有列车变挂的发电车集中供电。从空调机组安装来看，客车空调系统经历了由分装式空调机组向单元式空调机组过渡。从使用制冷机的种类看，早期用于空调设备的制冷剂是,使用开式压缩机及半密闭式压缩机回路中采用氟利昂R12;目前铁路客车空调较普遍采用R22。从压缩机种类看，客车空调系统使用的压缩机是全封闭式压缩机。国外铁道车辆空调技术的发展，以日本新干线的一系列车种为例。0系新干线电动车组，1964年在东海道新干线投入运营，它在车顶上分散安装10台到12台空调装置，采用不经过风道二直接将空调送风吹入客室的方式。虽然装置的台数多，检修负担重，但由于没有风道造成的损失，所以效率高100系新干线电动车组为了减轻车辆质量与减少维修，采用集中式安装空调系统。空调装置设置在车顶两端，因此形成空调送风经车顶棚风道至出风口采用条缝式结构，以消除气流感。300系新干线电动车组，为了适应270KM/h的时速，车辆实行轻量化，低重心化，车顶部平滑化等措施。空调与换气装置安装在车下，并且是一台集中式空调，换气装置。安装过滤器防止热交换器严重污染。由于安装在车下，空调送风风道长，因而损失增大，所以提高了送风机的静压。安装压力缓和装置的调节风门来适应高速运行带来的隧道压力增大的情况。700系新干线电动车组，在300系基础上安装了称为两级冷却系统的的新型空调系统，为了提高空调装置的制冷能力和实现装置的小型化。采用这种系统比300系循环空气量减少16%，而且制冷能力提高23%。由于速度的进一步提高，采用高静压的高速旋转涡轮式风扇，确保承受车外压力波动的足够静压山梨磁悬浮试验车辆空调装置，由于它的时速能够达到500Km/h，要求客车空调能适应停车/低速运行到高速运行的不同工况。起典型特征是室外热交换器的设置，常规引进冷却空气的方式是依靠静压利用室外空气，而磁悬浮则是主要依靠利用运行风，同时采用辅助的室外风扇来冷却室外热交换器的方式，可以实现风扇的小型化，轻量化及降低功耗。结果分析：目前我国的铁道车辆空调技术水平得到大幅提高。总的来说，世界列车向着快,稳,轻的方向发展，空调的发展必然向着轻量化，无污染化，节能化，小型化方向发展。现在使用的客车空调普遍存在体积大重量轻，而列车速度的快速提高，要求空调安装位置由车顶向着车下发展，安装到车下空调机组一定程度的会增加簧下质量，这与提速的技术指标相矛盾，所以空调势必向着轻量化发展。目前的制冷剂无论是R12或是R22都对大气或者臭氧层照成一定的损害，R12使用过程中会产生F离子，造成臭氧层破坏，R22属于碳弗化物，虽然对臭氧层的破坏要少一些，但是他是含碳化合物，或对温室效应产生一定贡献。现在机组工作时的功率都很大在几十千瓦，而且在这样大功率的机组下还存在新风量不足的现象，所以要开发新的技术提高新风量同时降低机组功率。参考文献《铁道车辆制冷与空气调节》张宝霞中国铁道出版社《地下铁道车辆空调技术参数探讨》《日本山梨磁悬浮试验线车辆用空调系统》《铁道车辆用空调设备环保型制冷剂的研制》《日本客车空调装置的现状和发展趋势》《地下铁道车辆空调技术参数探讨》