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文檔簡介
1、<p> CRH3G高速車二等座車采暖系統(tǒng)設計</p><p> 摘 要:本文介紹為適應高速運營的特殊環(huán)境,CRH3G高速車二等座車采暖系統(tǒng)采用最優(yōu)化設計,通過采用合理的氣流組織以及溫度控制邏輯提高了車內環(huán)境舒適性與可靠性。 </p><p> 關鍵詞:高速列車 采暖系統(tǒng) </p><p> 高速列車的廣泛運營已成為我國在世界高速列車領域提高競爭力
2、的重要標志。伴隨動車組在我國的快速發(fā)展,人民物質生活水平和安全意識的提高,高速列車的安全性、可靠性以及車廂內舒適性成為人們關注的重點,并提出了越來越高的要求。 </p><p> 采暖系統(tǒng)對于高速列車的舒適性起著至關重要的作用,其性能的好壞直接關系到乘客的舒適性,是評價整車性能的一項重要指標 </p><p> 本文介紹了CRH3G高速車二等座車采暖系統(tǒng)的設計過程。 </p>
3、;<p> 一、采暖系統(tǒng)設計依據 </p><p> 根據合同總體協(xié)議和總體技術條件,需要滿足如下條件: </p><p> 環(huán)境溫度:-25℃~+40℃ </p><p> 相對濕度為95%時,(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℃時能正常運行。 </p><p> 必須保證在EN 50155(參考22)條件下空調系統(tǒng)正常運行。 </p><p> 車頂及車下溫度范圍:-35~+70℃。 </p><p> 車內控制柜的溫度范圍:EN 50155(參考22)級別:T3。 </p><p> 單車最大定員 88
5、人 </p><p> 二、客室冷負荷計算 </p><p><b> 1.計算條件 </b></p><p> 室外空氣參數:tA=-25℃ </p><p> 車內空氣參數: tB=20℃ </p><p> 新鮮空氣量:20 m3/h </p><p>
6、客室車體平均傳熱面積,按外表面積進行計算:F=278 m2 </p><p> 車體平均傳熱系數K=1.0 w/m2·k(靜止)。 </p><p> 2.車內冷負荷計算Q: </p><p> 式中 Q-采暖設備的必要發(fā)熱量,W; </p><p> Q2-冬季隔熱壁的熱傳遞,W; </p><p>
7、; Q3-車內人員發(fā)散的顯熱,W; </p><p> Q4-車內機電設備散發(fā)的熱量,W; </p><p> Q5-加熱送入車內新鮮空氣所需的熱量,W; </p><p> Q6-加熱車內盥洗用熱水所消耗的熱量W(注:僅盥洗用熱水來源于采暖鍋爐時考慮) </p><p> 經過計算,采暖功率為42.2kw </p>
8、<p> 三、采用合理的氣流組織 </p><p> 隨著我國經濟水平的提高,高速車的發(fā)展,人們對乘坐舒適性提出了更高的要求,要在有限的空間內達到舒適的乘車感受,必須通過合理的氣流組織來實現。經過CFD仿真對比之后,采用車頂送暖風和側墻兩側送暖風的方式設計采暖系統(tǒng)。采暖流場如圖一所示。 </p><p> 圖一 采暖模式流場 </p><p> 四
9、、采暖系統(tǒng)功率分布 </p><p> CRH3G動車采暖系統(tǒng)在CRH3平臺采暖系統(tǒng)基礎上進行優(yōu)化設計,將CRH3集成在空調機組的加熱器功率降低,取消集成在消音風道中的風道再加熱器,減輕空調機組以及風道的防火壓力;同時在側墻兩側配有加熱器,平均每排座椅側墻處布置310W電加熱器,加強乘客腿部加熱效果;通過臺塞拉門罩板內部設置風扇加熱器,阻止外部冷空氣進入車內提高旅客舒適性。 </p><p&
10、gt; 根據本車平斷面圖及其設計規(guī)范要求,整車的電熱器布置如下: </p><p> 客室兩側墻電熱功率: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;與通過臺加熱器相同控制 </p><p> 端部加熱功率1000X4=4 KW;單獨控制 </p><p> 空調機組加熱器功率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CRH3G動車的旅客界面布置,結合側墻以及座椅的安裝環(huán)境,設計了客室加熱器的型式,加熱管使用套片形式散熱片。接線盒防水等級為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 圖三溫度調節(jié)曲線 </p><p><b> 五、安全可靠性 </b></p><p> 采暖裝置均設有溫度保護:空調機組內部加熱器設有一級保護溫控器在90℃±10℃斷開,70℃±10℃復位,二級保護溫控器在165℃±10℃斷開,空調機組內部加熱器在額定工作條件下,電加熱裝置達到穩(wěn)定狀態(tài)的時間不超過20
13、分鐘,即來自加熱裝置的空氣不應發(fā)生10℃/min的溫度變化,加熱器保持穩(wěn)定狀態(tài)運行,停止加熱器和通風,在電加熱周圍環(huán)境任意一點產生大于200℃的溫度上升現象,并且不得出現二級溫控保護斷開??褪壹訜崞鞑捎靡患墱乜乇Wo70℃溫控器動作,210℃加熱管二級熔斷保護。通過臺加熱器采用90℃可恢復、150℃不可恢復式保護器及35℃出風溫度保護 ,運行安全可靠 </p><p><b> 六、溫度控制 </
14、b></p><p> 按國際鐵路聯(lián)盟標準UIC553:1990《客車通風、采暖和空調》規(guī)定的溫度調節(jié)曲線調節(jié)車內溫度。如圖三所示 </p><p> CRH3G二等座車設有新風溫度傳感器、回風溫度傳感器、送風溫度傳感器、客室溫度傳感器、門廊溫度傳感器,加熱器用PI函數調節(jié),以PWM模式運行,PWM周期為90s。每個加熱器的設定點溫度與參考溫度由被加熱區(qū)域決定。各區(qū)域的實際溫度通
15、過各個區(qū)域的溫度傳感器獲得。并滿足-2℃-+2℃可調。 </p><p><b> 參考文獻 </b></p><p> [1] TB/T 2704-2005 鐵道客車電取暖器 </p><p> [2]曹艷華 高速動車組的空調舒適性 科技專論 2013年第7期 </p><p> 作者簡介:胡傳捷,女,工學學士
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