空调客车客室温度过高及降速缓慢的成因与对策

2015-04-05胡远洋上海铁路局上海铁路车辆工贸有限公司

上海铁道增刊 2015年1期

胡远洋上海铁路局上海铁路车辆工贸有限公司

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客车实际运用过程中，由于空调系统相关设备故障或维护保养不及时，引起空调系统工作异常，造成客室温度过低、通风不良、过高或降速缓慢，从而引发旅客的不满，造成服务质量的降低，影响铁路的声誉。针对普速客车空调系统由于维护保养不及时引发该问题的原因进行分析，并探讨解决的办法。

空调客车；温度；过高；降速缓慢；对策

1 问题的提出

目前，我国铁路集中供电普速空调客车均采用车顶单元空调机组，通过空调控制柜的自动控制，实现空调系统的制冷、通风和制暖等功能，使旅客始终处于一个舒适的乘车环境中。但在客车实际运用过程中，由于空调系统相关设备故障或维护保养不及时，引起空调系统工作异常，造成客室温度过高、温度降速缓慢、通风不良或温度过低，引发旅客的不满甚至投诉，给铁路的形象和声誉造成不良影响。

本文仅就普速客车空调系统由于维护保养不及时，引起客室温度过高或降速缓慢的问题进行讨论，并研究解决的办法。

2 原因分析

普速空调客车客室温度过高和温度降速缓慢是指在正常情况下，空调系统始终处于制冷工况，客室温度超过了空调系统设定的控制温度，或者是温度降低缓慢，制冷效果差，给旅客造成了不适。当机组自身及风道等配套硬件良好时，由于维护保养不及时造成的空调客车客室温度过高或温度降速缓慢，主要有以下几个方面的原因：

2.1 空调通风系统滤网脏堵

空调系统的供风主要由两部分构成，一部分是车外新风，另一部分也是大部分是来自车内的回风，在机组内部混合腔内形成混合风，经蒸发器的换热后送入车内。经过这样不断地循环，通过与蒸发器的交换，达到降低车内温度的目的。为了保持循环风的清洁，在每一个环节的入口均设有滤网（也有的不设混合风滤网），以过滤掉其中的灰尘。

我国普速空调客车通风系统的回风和混合风滤网主要有两种形式，一种是尼龙滤网，另一种是无纺布滤网。根据EN 14750的规定，滤网的性能应满足EN 779的G3级的要求，即滤尘效果应达到80～90%。尼龙滤网与无纺布滤网相比较：尼龙滤网的优点是风阻小、造价低、易于清洗，但清洗周期短、容尘量低，而且滤尘效果没有无纺布滤网好，滤尘性能仅能达到EN 779规定G1级的要求，滤尘效果不超过65%；无纺布滤网的优点是容尘量大、清洗周期长、滤尘效果好，完全能够达到EN 779规定G3级的要求，但风阻大、造价高、不易清洗是它的缺点。正是由于这样的差别，造成了早期生产客车尼龙滤网被大量采用，无纺布滤网使用量相对较少。

在空气循环的过程中，容易脏堵的滤网主要是回风和混合风滤网。车内回风循环的过程中，大量的灰尘和绒絮被吸附在回风滤网上，特别空气中的湿度达到一定程度，这些物质会形成毡状，如果清理不及时会大大降低通风系统的回风量。在制冷初期，影响客室温度降低的速率，使客室温度下降缓慢，影响制冷效果，这种情况在无纺布滤网上表现得尤为严重。另外，由于尼龙滤网滤尘效果不好，或者回风滤网局部破损或尺寸过小，使大量灰尘能够进入到机组的混合腔，吸附在混合风滤网上。又由于凝露的作用，灰尘更容易粘附在混合风滤网上。一段时间以后，混合风滤网被脏堵，通风量严重不足，通过蒸发器空气流量减少，换热速度降低，造成客室温度降速缓慢。

2.2 空调换热器脏堵

空调客车的换热器有两个：一个是蒸发器，被气化了的制冷剂通过蒸发器与混合风进行热交换，吸收空气中的热量；另一个是冷凝器，高温高压的制冷剂通过冷凝器与大气交换，释放出热量。

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客车单元空调机组冷凝器为风冷式冷凝器，冷凝器长期处于车外，其散热靠冷凝风机将空气加速通过翅片，带走热量，与灰尘暴土柳絮接触，特别在湿度较大的地区，难免有灰土柳絮等粘附在冷凝器的翅片上，影响冷凝器的换热效率。严重时，由于冷凝器的热量散不出去，影响了系统的制冷效果，严重时系统内部压力过高，保护动作压缩机停止工作，使客室温度降速缓慢或不制冷。

对于蒸发器来说，由于回风滤网滤尘效果不好或破损或尺寸过小，混合风中携带的灰尘仍能够进入机组内部，在穿过蒸发器翅片的同时，会被吸附在翅片上，特别在出现凝露的状态下。长期积

累后，灰尘得不到清理，会使蒸发器脏堵，使混合风不能与蒸发器进行有效的冷量交换，使客室温度下降缓慢。严重时，造成蒸发器的“冰堵”，使空调系统几乎丧失制冷能力，客室温度居高不下。

2.3 温控系统的误差

空调温控系统主要由两个部件组成：一是测温度元件--温度传感器，使用的是铂热电阻PT100；一是E5AXDAA型温度控制器或PLC可编程逻辑控制器。

温度传感器是将温度值转化为电阻值的器件，由于自身误差的存在，也会抬高客室温度。另外，温度传感器安装在回风口内，长期暴露在空气中，回风中的灰尘会吸附在传感器器上，影响了传感器的感温效果，造成温度测量误差，抬高客室控制温度值，使客室温度提高。如果再与传感器测量误差叠加，会使空调系统控制温度超出设定值更多；温度传感器在安装的过程中，至温控器间的接线连接不可靠产生接触电阻，也会增加测量误差，提高客室温度，造成客室温度长期居高。

温度控制器是根据温度传感器检测到通风系统的回风温度值（电阻值）来控制空调系统工作状态的器件。随着使用时间的延长，电子产品的设定值会发生飘移，或者人为设定的不精准，也会改变温控器的设定温度，影响到客室的温度。PLC可编程逻辑控制器中的温度模块设计时，已经考虑了各种工况，并且整个电路是固化在一起的，在精度上一般不会出现大问题。

3 应采取的对策

3.1 及时清洗滤网

在空调客车运用过程中，要及时清洗通风滤网，更换破损和尺寸过小的滤网，保证通风系统的良好，这是保证客室温度始终在设定的控制范围内的关键之一。一般来说，空调滤网的材料一旦确定，根据列车的运行区段、季节的变化，滤网的清洗周期基本也就确定了。尼龙材料回风滤网的清洗周期，一般在4天左右；无纺布滤网的清洗周期可以达到两周，甚至更长。由于有回风滤网的一遍过滤，进入混合腔混合风的清洁程度要好很多，混合风滤网的清洗周期要比回风滤网的清洗周期长很多。但是，由于尼龙滤网的过滤效果较差，或者回风滤网尺寸过小或破损，还是会有灰尘进入混合腔，还会造成混合风滤网的脏堵。具体滤网的清洗周期，还是要根据列车运行在什么区段、什么时间、什么季节，以及单程运行时间的长短等情况，通过实际运用的考察来确定。

3.2 定期清洗换热器

每年夏季到来之前，空调制冷将要开启使用之时，应对空调机组的冷凝器和蒸发器进行一次彻底的清洗，清楚污垢露出机体本色，保证换热器的换热效果。一般的空调机组换热器经过这样一次的清洗，基本能够保证一个夏季的正常使用。对于运行环境比较恶劣、夏季时间较长的地区，是否还要进行第二次清洗，可根据换热器脏堵的实际情况确定。

3.3 加强对温控系统的检修

空调机组定检时，要对温控系统进行严格的校对，把系统误差降到最小。除此之外，对运用过程中空调系统出现温度过高或降速缓慢的情况，在排除其它故障原因之后，也要在现车对温控系统进行校对。

温控器的校对应采用精度不低于1‰、测量范围满足100～120Ω的可变电阻箱进行。首先将可变电阻箱与温控器连接，在“工业铂热电阻（PT100）分度表”中找出所要检验温度点的电阻值，在可变电阻箱上调整出该电阻值，查看温控器的显示值（PV值）是否与所要检验温度点的温度相一致。若显示值大于或小于检验温度点的温度值，二者的差值即是温控器的误差。考虑在载客的情况下，一般客室温度不会超出15～30℃的范围，且温度与电阻值的变化为线性关系，建议选择15℃、20℃、25℃、30℃四个温度点进行检验就能保证温控器的精度。如有必要，也可以加测0℃和100℃两个温度点。

温度传感器的校对应采用精度不低于0.05%的测温仪进行。首先擦拭传感器体去除尘垢，检查温控器到传感器间的接线是否可靠连接。然后，将测温仪的探头放置在PT100的附近，待测温仪显示的读数稳定后，读取温度显示，再与空调控制柜内经过校准的温控器显示的读数（PV值）进行比较，二者的差值即是温度传感器的误差。为了提高传感器的检测精度，也可以对空调系统采取手动制冷和制暖的方式，来降低或提高客室温度以增加检测点，检测定点的选择范围应以空调系统的实际工作状况决定。

温控器误差的修正，可通过温控器内部的按键进行调整（在这里不详述，具体可参见“铁道车辆 2002年第11期空调客车温度控制系统测温误差的测定”），直到温控器的误差修正为0。根据“JB/T 8862-1997工业铂热电阻技术条件级分度表”的规定，温度传感器允许的A级误差应为±（0.15±0.002︳t︳）（其中︳t︳为检验点温度的绝对值）。由于温度传感器封装完成后，温度传感器的误差也就基本确定了，所以温度传感器的误差无法通过自身进行修正。

温控系统的误差，即温控器与传感器的误差之和，可以通过一定的方法进行修正。建议测得温度传感器的误差以后，将经校准过的温控器调整出一个偏差值，与传感器的误差相抵消，以最大限度地降低温控系统的误差。

3.4 及时发现和处理温度异常的空调机组

在列车运用过程中，车辆乘务员要经常巡视车厢，监控每一辆车车内的温度变化，发现车内温度过高或温度降速缓慢，要及时采取应对措施予以解决，如清扫滤网，调整温度控制参数。甚至可以临时采用手动控制措施，以维持空调系统的工作，将客室温度迅速降下来。对自身不能解决的问题，要在列车入库后，及时向库检进行交修，这也是减少旅客意见和投诉的一个重要措施。大胆试制新材料、试用新工艺，找出既滤尘效果好又方便维护保养的材料，改变目前空调滤网的现状，进一步提高系统的可靠性，使乘车环境更加舒适。