1、<p>　　CRH3G高速車(chē)二等座車(chē)采暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　摘 要：本文介紹為適應(yīng)高速運(yùn)營(yíng)的特殊環(huán)境，CRH3G高速車(chē)二等座車(chē)采暖系統(tǒng)采用最優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過(guò)采用合理的氣流組織以及溫度控制邏輯提高了車(chē)內(nèi)環(huán)境舒適性與可靠性。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：高速列車(chē) 采暖系統(tǒng) </p><p>　　高速列車(chē)的廣泛運(yùn)營(yíng)已成為我國(guó)在世界高速列車(chē)領(lǐng)域提高競(jìng)爭(zhēng)力

2、的重要標(biāo)志。伴隨動(dòng)車(chē)組在我國(guó)的快速發(fā)展，人民物質(zhì)生活水平和安全意識(shí)的提高，高速列車(chē)的安全性、可靠性以及車(chē)廂內(nèi)舒適性成為人們關(guān)注的重點(diǎn)，并提出了越來(lái)越高的要求。 </p><p>　　采暖系統(tǒng)對(duì)于高速列車(chē)的舒適性起著至關(guān)重要的作用，其性能的好壞直接關(guān)系到乘客的舒適性，是評(píng)價(jià)整車(chē)性能的一項(xiàng)重要指標(biāo) </p><p>　　本文介紹了CRH3G高速車(chē)二等座車(chē)采暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程。 </p>

3、;<p>　　一、采暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)依據(jù) </p><p>　　根據(jù)合同總體協(xié)議和總體技術(shù)條件，需要滿(mǎn)足如下條件： </p><p>　　環(huán)境溫度：-25℃～+40℃ </p><p>　　相對(duì)濕度為95%時(shí)，（該月月平均最低溫度為25℃） </p><p>　　必須保證系統(tǒng)高于最高溫度可操作性的溫差是：5℃。 </p>

4、<p>　　必須保證系統(tǒng)低于最低溫度10℃時(shí)能正常運(yùn)行。 </p><p>　　必須保證在EN 50155（參考22）條件下空調(diào)系統(tǒng)正常運(yùn)行。 </p><p>　　車(chē)頂及車(chē)下溫度范圍：-35～+70℃。 </p><p>　　車(chē)內(nèi)控制柜的溫度范圍：EN 50155（參考22）級(jí)別：T3。 </p><p>　　單車(chē)最大定員 88

5、人 </p><p>　　二、客室冷負(fù)荷計(jì)算 </p><p><b>　　1.計(jì)算條件 </b></p><p>　　室外空氣參數(shù)：tA=-25℃ </p><p>　　車(chē)內(nèi)空氣參數(shù)： tB=20℃ </p><p>　　新鮮空氣量：20 m3/h </p><p>　　

6、客室車(chē)體平均傳熱面積，按外表面積進(jìn)行計(jì)算：F=278 m2 </p><p>　　車(chē)體平均傳熱系數(shù)K=1.0 w/m2·k（靜止）。 </p><p>　　2.車(chē)內(nèi)冷負(fù)荷計(jì)算Q： </p><p>　　式中 Q-采暖設(shè)備的必要發(fā)熱量，W； </p><p>　　Q2-冬季隔熱壁的熱傳遞，W； </p><p>

7、;　　Q3-車(chē)內(nèi)人員發(fā)散的顯熱，W； </p><p>　　Q4-車(chē)內(nèi)機(jī)電設(shè)備散發(fā)的熱量，W； </p><p>　　Q5-加熱送入車(chē)內(nèi)新鮮空氣所需的熱量，W； </p><p>　　Q6-加熱車(chē)內(nèi)盥洗用熱水所消耗的熱量W（注：僅盥洗用熱水來(lái)源于采暖鍋爐時(shí)考慮） </p><p>　　經(jīng)過(guò)計(jì)算，采暖功率為42.2kw </p>

8、<p>　　三、采用合理的氣流組織 </p><p>　　隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的提高，高速車(chē)的發(fā)展，人們對(duì)乘坐舒適性提出了更高的要求，要在有限的空間內(nèi)達(dá)到舒適的乘車(chē)感受，必須通過(guò)合理的氣流組織來(lái)實(shí)現(xiàn)。經(jīng)過(guò)CFD仿真對(duì)比之后，采用車(chē)頂送暖風(fēng)和側(cè)墻兩側(cè)送暖風(fēng)的方式設(shè)計(jì)采暖系統(tǒng)。采暖流場(chǎng)如圖一所示。 </p><p>　　圖一 采暖模式流場(chǎng) </p><p>　　四

9、、采暖系統(tǒng)功率分布 </p><p>　　CRH3G動(dòng)車(chē)采暖系統(tǒng)在CRH3平臺(tái)采暖系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，將CRH3集成在空調(diào)機(jī)組的加熱器功率降低，取消集成在消音風(fēng)道中的風(fēng)道再加熱器，減輕空調(diào)機(jī)組以及風(fēng)道的防火壓力；同時(shí)在側(cè)墻兩側(cè)配有加熱器，平均每排座椅側(cè)墻處布置310W電加熱器，加強(qiáng)乘客腿部加熱效果；通過(guò)臺(tái)塞拉門(mén)罩板內(nèi)部設(shè)置風(fēng)扇加熱器，阻止外部冷空氣進(jìn)入車(chē)內(nèi)提高旅客舒適性。 </p><p&

10、gt;　　根據(jù)本車(chē)平斷面圖及其設(shè)計(jì)規(guī)范要求，整車(chē)的電熱器布置如下： </p><p>　　客室兩側(cè)墻電熱功率：10.2KW；分為全熱、半熱兩檔控制 </p><p>　　衛(wèi)生間加熱功率600X2=1.2 KW；與通過(guò)臺(tái)加熱器相同控制 </p><p>　　端部加熱功率1000X4=4 KW；單獨(dú)控制 </p><p>　　空調(diào)機(jī)組加熱器功率2

11、7 KW；分為三檔控制； </p><p>　　總功率為42.2 KW </p><p><b>　　客室加熱器 </b></p><p>　　根據(jù)CRH3G動(dòng)車(chē)的旅客界面布置，結(jié)合側(cè)墻以及座椅的安裝環(huán)境，設(shè)計(jì)了客室加熱器的型式，加熱管使用套片形式散熱片。接線(xiàn)盒防水等級(jí)為IP54。圖二客室加熱器型式及安裝方式。 </p><

12、p>　　圖二室加熱器型式 圖三溫度調(diào)節(jié)曲線(xiàn) </p><p><b>　　五、安全可靠性 </b></p><p>　　采暖裝置均設(shè)有溫度保護(hù)：空調(diào)機(jī)組內(nèi)部加熱器設(shè)有一級(jí)保護(hù)溫控器在90℃±10℃斷開(kāi)，70℃±10℃復(fù)位，二級(jí)保護(hù)溫控器在165℃±10℃斷開(kāi)，空調(diào)機(jī)組內(nèi)部加熱器在額定工作條件下，電加熱裝置達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的時(shí)間不超過(guò)20

13、分鐘，即來(lái)自加熱裝置的空氣不應(yīng)發(fā)生10℃/min的溫度變化，加熱器保持穩(wěn)定狀態(tài)運(yùn)行，停止加熱器和通風(fēng)，在電加熱周?chē)h(huán)境任意一點(diǎn)產(chǎn)生大于200℃的溫度上升現(xiàn)象，并且不得出現(xiàn)二級(jí)溫控保護(hù)斷開(kāi)。客室加熱器采用一級(jí)溫控保護(hù)70℃溫控器動(dòng)作，210℃加熱管二級(jí)熔斷保護(hù)。通過(guò)臺(tái)加熱器采用90℃可恢復(fù)、150℃不可恢復(fù)式保護(hù)器及35℃出風(fēng)溫度保護(hù) ，運(yùn)行安全可靠 </p><p><b>　　六、溫度控制 </

14、b></p><p>　　按國(guó)際鐵路聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)UIC553：1990《客車(chē)通風(fēng)、采暖和空調(diào)》規(guī)定的溫度調(diào)節(jié)曲線(xiàn)調(diào)節(jié)車(chē)內(nèi)溫度。如圖三所示 </p><p>　　CRH3G二等座車(chē)設(shè)有新風(fēng)溫度傳感器、回風(fēng)溫度傳感器、送風(fēng)溫度傳感器、客室溫度傳感器、門(mén)廊溫度傳感器，加熱器用PI函數(shù)調(diào)節(jié)，以PWM模式運(yùn)行，PWM周期為90s。每個(gè)加熱器的設(shè)定點(diǎn)溫度與參考溫度由被加熱區(qū)域決定。各區(qū)域的實(shí)際溫度通

15、過(guò)各個(gè)區(qū)域的溫度傳感器獲得。并滿(mǎn)足-2℃-+2℃可調(diào)。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1] TB/T 2704-2005 鐵道客車(chē)電取暖器 </p><p>　　[2]曹艷華 高速動(dòng)車(chē)組的空調(diào)舒適性 科技專(zhuān)論 2013年第7期 </p><p>　　作者簡(jiǎn)介：胡傳捷，女，工學(xué)學(xué)士