新型市域列車的空調(diào)排水設(shè)計研究

摘要：本文主要通過對新型市域列車的空調(diào)機(jī)組冷凝水排水量進(jìn)行計算分析，深入探究新型市域列車的空調(diào)機(jī)組排水方案。在此過程中還會通過各種專業(yè)手段驗證空調(diào)機(jī)組在不同路段下的冷凝水排放及防水能力。希望本文能夠為新型市域列車的空調(diào)排水方案提供一些借鑒。

關(guān)鍵詞：市域列車;空調(diào)機(jī)組;排水方案

空調(diào)機(jī)組在運行過程中會產(chǎn)生冷凝水，如果不及時排出，就會影響機(jī)組正常運行。此外，雨水也是需要排出的主要目標(biāo)。冷凝水是由空氣中的水分在蒸發(fā)器上冷凝產(chǎn)生的水，主要通過接水盤的排水孔進(jìn)行排水。接下來本文將會重點對空調(diào)機(jī)組中的冷凝水排放問題進(jìn)行介紹，并提出一些相關(guān)結(jié)論。

1相關(guān)數(shù)據(jù)計算

1.1冷凝水排量壓力計算

冷凝水主要是順著專門的排水孔進(jìn)行排放，所以如果要確定機(jī)組是否順利排水，對冷凝水量進(jìn)行計算非常必要。整車空調(diào)機(jī)組產(chǎn)生的冷凝水不僅包含車廂新風(fēng)濕負(fù)荷產(chǎn)生的冷凝水，而且還包含車廂內(nèi)乘客人體濕負(fù)荷所產(chǎn)生的冷凝水。一般來說，每臺車廂都包括兩個空調(diào)機(jī)組，因此在進(jìn)行冷凝水量計算時，可以選取其中一個機(jī)組進(jìn)行計算，然后再進(jìn)行乘法計算。

除此之外，還需要對空調(diào)外靜壓進(jìn)行計算，需要收集的數(shù)據(jù)有單個通風(fēng)機(jī)的通風(fēng)量、靜壓、蒸發(fā)器及混合風(fēng)濾網(wǎng)阻力，然后通過公式計算得出結(jié)論。經(jīng)過相關(guān)計算可知，當(dāng)空調(diào)機(jī)組機(jī)外靜壓250Pa，若單個通風(fēng)機(jī)在通風(fēng)量為2125m3/h時靜壓400Pa，蒸發(fā)器及混合風(fēng)濾網(wǎng)阻力約70～80Pa時，水的負(fù)壓為80Pa。所以得出結(jié)論，當(dāng)冷凝水壓力達(dá)到80Pa壓力的水柱高度時，冷凝水即可順利排出。

但是上述情況是基于平穩(wěn)行駛時所得出的數(shù)據(jù)，列車在運行過程中可能還會遇到爬坡、緊急制動等情況，可能會對最終結(jié)果造成影響。

1.2坡道排水計算

一般來說，線路的最大坡度不會超過35‰，在此選取最大坡度下列車爬坡12min的極限工況進(jìn)行計算，以確保實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。在這種情況下，假設(shè)水已經(jīng)沒過排水口，根據(jù)冷凝水產(chǎn)生量計算出積水高度?？照{(diào)機(jī)組接水盤的高度為70mm，而在最大坡度下水的高度為53mm，距離上端還有一定距離，所以說在這個情況之下冷凝水不會溢出，能夠順利完成工作。

此外，空調(diào)機(jī)組一般是采用集中排水的方式，這種排水方式容易造成一端積水的情況，針對這種情況，設(shè)計人員可以在接水盤兩端添加連通管，當(dāng)一端積水時，連通管可以將一端的積水排到另外一個接水盤，然后再通過排水管排除，這樣就能避免一個接水盤獨自負(fù)擔(dān)排水工作，在提高了排水效率的同時還能保障空調(diào)機(jī)組的正常運行。

另外，蒸發(fā)器的翅片也需要進(jìn)行防水處理，常用的方法是在翅片表面涂一層防水涂料，這樣做的目的是為了讓冷凝水在其表面能夠迅速擴(kuò)散，避免出現(xiàn)水球，滯留在翅片上。這樣一來所有冷凝水都能通過翅片流入到接水盤中，最后再通過排水管排到外面去。

接水盤的設(shè)置也有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，首先高度需要達(dá)標(biāo)，以確保冷凝水不會流出。其次，接水盤的設(shè)計采用45°向內(nèi)彎折的形式，當(dāng)風(fēng)場在里面形成向內(nèi)的旋渦時也不會受到影響，冷凝水還是會按照既定的路線流出去，而不會出現(xiàn)在送風(fēng)腔里。

2空調(diào)排水結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1避免冷凝水從蒸發(fā)器進(jìn)入送風(fēng)風(fēng)道設(shè)計

蒸發(fā)器表面仍存在一部分水，要想避免通風(fēng)器吸入這部分水必須要對空調(diào)排水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)置，使其能夠在保證水滴下落高度的同時還能保證通風(fēng)機(jī)的吸水距離小于擋水板和蒸發(fā)器之間的距離。此外，還需要盡量減少水滴降落到擋水板上面的時間。對此，可以減少蒸發(fā)器和擋水板之間的距離，但是如果這樣設(shè)置，兩者之間的阻力就會增加，而且風(fēng)速也會增加，容易產(chǎn)生噪音。針對這個問題，可以采取合理設(shè)計蒸發(fā)器尺寸，加大翅片間距等方法解決。

空調(diào)機(jī)組一般是安裝在列車的頂部，所以在安裝過程中需要嚴(yán)格控制其重量和尺寸，避免影響列車運行，加大安全隱患。此外，由于空調(diào)制冷能力的硬性要求，擋水板距離和蒸發(fā)器尺寸很難匹配，因此，施工設(shè)計人員在進(jìn)行施工設(shè)計時應(yīng)當(dāng)對這兩者的位置進(jìn)行合理配置，通過多次模擬試驗確定最終數(shù)據(jù)，使其不僅能夠順利完成工作，而且能夠盡量減少尺寸，減輕重量。

2.2排水盤和排水結(jié)構(gòu)設(shè)置

冷凝水的排放容易受到外力作用的影響，主要是重力和負(fù)壓吸力，這兩個力的大小關(guān)系會直接影響冷凝水排放。例如，當(dāng)重力小于負(fù)壓吸力時，冷凝水就無法順利排出機(jī)組，而重力大于負(fù)壓吸力時，冷凝水就可以順利排放。所以說，排水盤排水具有間歇性。此外，由于空調(diào)機(jī)組內(nèi)的冷凝水都是由管道排出的，所以也會增加排水口的負(fù)壓。一般來說，廠家為了有效控制負(fù)壓，會將密封隔層、迷宮型結(jié)構(gòu)設(shè)置在排水口的位置，這樣確實能夠取得不錯的效果。但是由于蒸發(fā)器的存在，空氣中的灰塵遇到水可能會變成泥塵沉積在排水管，而這一結(jié)構(gòu)設(shè)置就會加大清理工作難度。

所以，在進(jìn)行負(fù)壓排水設(shè)計時，應(yīng)當(dāng)盡量采用雙水封的設(shè)計結(jié)構(gòu)。即第一層水封可以根據(jù)空氣流動方向調(diào)整冷凝水高度，從而形成水封，起到降低空氣負(fù)壓的作用，使得冷凝水能夠順利流入二級水封中，然后二級水封可以利用變斷面排水管，科學(xué)計算排水管直徑、封堵面積等，保證冷凝水排水量。注意在設(shè)置第一層水封時應(yīng)當(dāng)采取可拆卸式設(shè)置，以降低后期清理工作難度。

3結(jié)束語

綜上所述，為了保證新型市域列車空調(diào)排水系統(tǒng)正常工作，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)置，在保證冷凝水順利排出的同時，還能減少機(jī)組尺寸，減少施工投入并降低后期護(hù)理難度。在此基礎(chǔ)之上，列車才能為乘客提供更好的出行服務(wù)，提高乘客出行體驗。

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作者簡介：林煥新（1990年4月）漢族;籍貫：廣東省潮州市;職稱：機(jī)械制造工程師（中級職稱），大學(xué)本科學(xué)歷，研究方向：列車空調(diào)設(shè)備機(jī)械制造，高端裝備制造。