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[摘 要]通过描述变频空调的技术优势，低地板车选用变频空调机组，来降低整列车能耗、重量，并详细说明了低地板空调机组选型、工作原理、控制技术方案、制冷系统方案、机组结构方案。
[关键词]变频空调、减重、节能、节约成本
中图分类号：U270.383 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）11-0256-02
正文：空调系统是保证轨道车辆乘客舒适性的关键组成因素，但空调一直是轨道车辆能耗较高的部件，对整列车而言辅助逆变器的容量和重量大大增加。
低地板现代有轨电车参照成熟城市轨道交通车辆空调机组的先进技术和经验，对整车空调系统（包括空调机组、风道、排风及空调控制装置等）综合考虑，进行系统优化设计。
变频空调机组具有冷暖两用，起动电流小，冷热量能随负荷实时调节，客室温度控制精确，舒适性高的特点。
1、变频空调的实例应用及优势
变频空调轨道车辆应用已是一种趋势，上海轨道交通5号线在2009年8月17列列车共136台使用变频空调机组，通过2008年9月到2010年9月一年的运行以及与定频空调机组比较得出制冷年度的平均节电率为31%，制暖年度的平均节电率为69.3%，全年平均节电率为50.15%，由此可见，变频空调具有节能降耗的优点，是适应社会发展的；通过对比分析，变频空调的故障率更低，可靠性更高；由于变频空调温度曲线与UIC553标准温度曲线基本一致，由此可见，变频空调更舒适。
2.低地板变频空调机组
2.1 主要参数确定
夏季环境温度为33℃，相对湿度：70%RH，载客量是AW2（315人）情况下，系统能够达到车内温度≤27±1℃；相对湿度 ≤65%RH：确定变频空调的制冷功率为25KW；冬季在环境温度为-15℃，相对湿度65%条件下系统能够达到车内温度12℃，额定制暖量16kW。
变频空调机组采用单元顶置一体式变频冷暖型（热泵），供电电源：主回路：DC750V（DC500V～900V，最高电压不大于DC1000V），循环风量：≥2450m？/h，机外余压120Pa，新风量：≥780m？/h。
2.2 工作原理
制冷原理：空调机组的制冷回路由压缩机、冷凝器、电子膨胀阀、蒸发器、四通阀等主要部件组成，通过铜管钎焊连接形成封闭的制冷系统。在制冷回路中，压缩机将低温低压的气态制冷剂压缩成高温高压的过热气体进入冷凝器，通过冷凝风机使外界空气与冷凝器进行强制换热，冷凝成液体。冷凝器内的液体通过电子膨胀阀进行节流降压进入到蒸发器，通过通风机使客客室与外界新风组成的混合空气与换热器进行强制换热，蒸发器内的液体蒸发成为低压气体，再被压缩机吸入，完成一个制冷循环。压缩机连续工作，达到连续制冷的效果。车内空气被通风机从回风口吸入与新风混合后经过蒸发器除湿降温，并由出风口吹出，向车内提供冷量，在制冷系统连续工作下使车内温度逐渐降低，并由空调机组本身自动控制车内温度，车内温度可在22～28℃范围内调节。
制暖原理：供暖时制冷剂在制冷回路中的流动方向通过四通阀的换向与制冷时相反，室外冷凝器和客室蒸发器的作用互换。由压缩机将制冷剂压缩成高温高压的过热气体，通过四通阀切换进入蒸发器，由通风机进行强制换热，客室冷空气经过蒸发器加热后送到车内，达到制暖目的。蒸发器中的热蒸汽经过客室冷空气的冷凝后变成液体，进入电子膨胀阀降压成低温液体，进入冷凝器蒸发。当外界温度较低时，室外侧冷凝器会产生结霜现象，结霜到一定程度后，空调会自动判断并进行除霜。除霜时，两个系统分别进行，保证空调出风口无冷风吹出。
2.3 控制技术方案
空调机组工作模式分为集控和车控两种模式。每个车厢装有一台车控器，通过列车总线和DDU通讯，车控器将DDU下达的命令传达给两台空调机组。通过车控器也可对本节车厢的两台空调机组进行单独控制（见图1）：
2.3.1 集控模式
集控模式是DDU命令通过列车总线与车控器通讯，经由车控器对空调进行模式和温度设定，控制空调运转。
2.3.2 车控模式
车控模式是通过车控器对单节车空调机组进行单独的模式和温度设定控制。
2.4 机组结构方案
变频空调机组根据车体结构确定了最终外型尺寸：（L×W×H）2000 ×1870×550mm。空调机组由蒸发部分、冷凝部分组成，通过中隔板密封隔离。空调机组采用下送下回方式，与风道风口对应，可满足车体连接的电气接插件安装和风道连接拆装在车顶完成。机组布局（如图2）：
2.5 车控器
车控器是变频空调机组的控制装置，它与空调机组实现了一体化设计，体积小，操作简单，大大减小了控制柜的尺寸，节省了车内空间和整车重量。
车控器安装在客室控制柜内或者客室侧墙位置，
车控器具有触摸式人机界面，通过触摸屏来实现空调机组运行模式控制。
车控器具有故障下载功能，故障信息存储和故障分析处理。
车控器的外形尺寸240*204*70mm，（见图3）
2.6 变频空调机组供电方式
为了顺应我国对环保节能的要求，低地板试验车采用变频空调机组，同时采用第三轨受流的方式，DC750V直接给空调供电，不通过辅助逆变器供电，空调机组内是直流压缩机和直流风机，不用直-交-直的变换，这不仅降低了整列车辅助逆变的容量和重量，同時节省了变频过程的能耗，节省了整列车成本。
低地板有两个逆变电源，每个600kg，变频空调机组不使用逆变电源，所以逆变电源由35kw减小到15kw，重量由600kg减小到100kg，减小了500kg。一列车就可以减小1000kg。15KW逆变电源成本比35kw逆变电源节约大约12万元，每列车可节省24万元。
3.结论
低地板变频空调采用DC750V供电，空调机组减小了整车重量，节约公司生产成本，减少整车辅助逆变器的供电容量，并达到了节能减排的目的。为以后的项目奠定了基础。
作者简介
任小玲（1980年8月1号）、女、硕士学位、工程师、空调系统；
刘大伟（1980年7月7号）、男、大学本科，工程师，售后服务
[关键词]变频空调、减重、节能、节约成本
中图分类号：U270.383 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）11-0256-02
正文：空调系统是保证轨道车辆乘客舒适性的关键组成因素，但空调一直是轨道车辆能耗较高的部件，对整列车而言辅助逆变器的容量和重量大大增加。
低地板现代有轨电车参照成熟城市轨道交通车辆空调机组的先进技术和经验，对整车空调系统（包括空调机组、风道、排风及空调控制装置等）综合考虑，进行系统优化设计。
变频空调机组具有冷暖两用，起动电流小，冷热量能随负荷实时调节，客室温度控制精确，舒适性高的特点。
1、变频空调的实例应用及优势
变频空调轨道车辆应用已是一种趋势，上海轨道交通5号线在2009年8月17列列车共136台使用变频空调机组，通过2008年9月到2010年9月一年的运行以及与定频空调机组比较得出制冷年度的平均节电率为31%，制暖年度的平均节电率为69.3%，全年平均节电率为50.15%，由此可见，变频空调具有节能降耗的优点，是适应社会发展的；通过对比分析，变频空调的故障率更低，可靠性更高；由于变频空调温度曲线与UIC553标准温度曲线基本一致，由此可见，变频空调更舒适。
2.低地板变频空调机组
2.1 主要参数确定
夏季环境温度为33℃，相对湿度：70%RH，载客量是AW2（315人）情况下，系统能够达到车内温度≤27±1℃；相对湿度 ≤65%RH：确定变频空调的制冷功率为25KW；冬季在环境温度为-15℃，相对湿度65%条件下系统能够达到车内温度12℃，额定制暖量16kW。
变频空调机组采用单元顶置一体式变频冷暖型（热泵），供电电源：主回路：DC750V（DC500V～900V，最高电压不大于DC1000V），循环风量：≥2450m？/h，机外余压120Pa，新风量：≥780m？/h。
2.2 工作原理
制冷原理：空调机组的制冷回路由压缩机、冷凝器、电子膨胀阀、蒸发器、四通阀等主要部件组成，通过铜管钎焊连接形成封闭的制冷系统。在制冷回路中，压缩机将低温低压的气态制冷剂压缩成高温高压的过热气体进入冷凝器，通过冷凝风机使外界空气与冷凝器进行强制换热，冷凝成液体。冷凝器内的液体通过电子膨胀阀进行节流降压进入到蒸发器，通过通风机使客客室与外界新风组成的混合空气与换热器进行强制换热，蒸发器内的液体蒸发成为低压气体，再被压缩机吸入，完成一个制冷循环。压缩机连续工作，达到连续制冷的效果。车内空气被通风机从回风口吸入与新风混合后经过蒸发器除湿降温，并由出风口吹出，向车内提供冷量，在制冷系统连续工作下使车内温度逐渐降低，并由空调机组本身自动控制车内温度，车内温度可在22～28℃范围内调节。
制暖原理：供暖时制冷剂在制冷回路中的流动方向通过四通阀的换向与制冷时相反，室外冷凝器和客室蒸发器的作用互换。由压缩机将制冷剂压缩成高温高压的过热气体，通过四通阀切换进入蒸发器，由通风机进行强制换热，客室冷空气经过蒸发器加热后送到车内，达到制暖目的。蒸发器中的热蒸汽经过客室冷空气的冷凝后变成液体，进入电子膨胀阀降压成低温液体，进入冷凝器蒸发。当外界温度较低时，室外侧冷凝器会产生结霜现象，结霜到一定程度后，空调会自动判断并进行除霜。除霜时，两个系统分别进行，保证空调出风口无冷风吹出。
2.3 控制技术方案
空调机组工作模式分为集控和车控两种模式。每个车厢装有一台车控器，通过列车总线和DDU通讯，车控器将DDU下达的命令传达给两台空调机组。通过车控器也可对本节车厢的两台空调机组进行单独控制（见图1）：
2.3.1 集控模式
集控模式是DDU命令通过列车总线与车控器通讯，经由车控器对空调进行模式和温度设定，控制空调运转。
2.3.2 车控模式
车控模式是通过车控器对单节车空调机组进行单独的模式和温度设定控制。
2.4 机组结构方案
变频空调机组根据车体结构确定了最终外型尺寸：（L×W×H）2000 ×1870×550mm。空调机组由蒸发部分、冷凝部分组成，通过中隔板密封隔离。空调机组采用下送下回方式，与风道风口对应，可满足车体连接的电气接插件安装和风道连接拆装在车顶完成。机组布局（如图2）：
2.5 车控器
车控器是变频空调机组的控制装置，它与空调机组实现了一体化设计，体积小，操作简单，大大减小了控制柜的尺寸，节省了车内空间和整车重量。
车控器安装在客室控制柜内或者客室侧墙位置，
车控器具有触摸式人机界面，通过触摸屏来实现空调机组运行模式控制。
车控器具有故障下载功能，故障信息存储和故障分析处理。
车控器的外形尺寸240*204*70mm，（见图3）
2.6 变频空调机组供电方式
为了顺应我国对环保节能的要求，低地板试验车采用变频空调机组，同时采用第三轨受流的方式，DC750V直接给空调供电，不通过辅助逆变器供电，空调机组内是直流压缩机和直流风机，不用直-交-直的变换，这不仅降低了整列车辅助逆变的容量和重量，同時节省了变频过程的能耗，节省了整列车成本。
低地板有两个逆变电源，每个600kg，变频空调机组不使用逆变电源，所以逆变电源由35kw减小到15kw，重量由600kg减小到100kg，减小了500kg。一列车就可以减小1000kg。15KW逆变电源成本比35kw逆变电源节约大约12万元，每列车可节省24万元。
3.结论
低地板变频空调采用DC750V供电，空调机组减小了整车重量，节约公司生产成本，减少整车辅助逆变器的供电容量，并达到了节能减排的目的。为以后的项目奠定了基础。
作者简介
任小玲（1980年8月1号）、女、硕士学位、工程师、空调系统；
刘大伟（1980年7月7号）、男、大学本科，工程师，售后服务