洛阳地铁电客车空调漏水问题分析

李燕艳，王 亮

(洛阳市轨道交通集团有限责任公司，河南 洛阳 471023)

1 冷凝水产生

洛阳地铁1号线每节车采用2台额定制冷量37 kW、额定制热量10 kW的顶置单元式空调机组，安装在车顶约1/4和3/4处的空调井，采用下部送风、底部回风形式，送风量8 000 m3/h，其中新风量2 800 m3/h、紧急通风量3 200m3/h。空调风道系统位于电客车车厢内上顶部，高湿度空气在机组内的蒸发器、客室内的送风口两个位置均可以冷凝产生水蒸气。比如，含水蒸气的湿空气从机组新风口和回风道进入蒸发器翅片，热交换时会产生冷凝水及高湿度空气。空调系统漏水的原因主要是空调制冷送风过程中产生冷凝水，其产生过程如图1所示。

图1 冷凝水产生过程

2 冷凝水排放

每个空调安装平台设有4个排水槽，空调机组下方布置有排水孔，通过4个排水槽将空调平台内的冷凝水及雨水排至车体雨檐，再经雨檐排至车下，排水槽与雨檐之间设计了一定的高度差。

正常情况下，蒸发器翅片上产生的冷凝水经过机组内地板、内底板排水孔进入车顶排水管道后排列车外，但是空调客室内送风口产生的冷凝水不能通过车顶空调平台排水，只能直接滴落到客室内。

3 原因分析

3.1 蒸发器翅片上产生的冷凝水

机组内蒸发器翅片产生的冷凝水正常情况下经过车顶排水管排到车外，但是空气湿负荷过大、冷凝水排放不及时或者机组内部排水孔堵塞等原因可导致冷凝水排放不畅或者空气排放不畅，进而导致回风口或送风口冷凝水滴落问题。蒸发器翅片上产生的冷凝水造成客室空调漏水的原因如图2所示。

图2 蒸发器翅片冷凝水漏水原因

3.2 客室送风口产生冷凝水

客室送风口产生的冷凝水造成客室漏水的原因如图3所示。当送风温度低于空气中水蒸气的冷凝温度、空气湿度过大且气流组织差时，送风口就会产生冷凝水，进而造成送风口漏水。空调系统的送风温度由空调系统控制器直接调节控制，送风温度符合制冷需求的最佳温度曲线。湿度负荷大和送风温度低的影响因素比较单一，主要受外界环境和空调控制器温度设定影响。客室气流组织的影响因素较多，分析如下：

图3 送风口漏水原因

(1)送风、回风、排风气流短路造成客室气流组织较差。电客车客室内的送风、排风和回风口均在客室内顶部区域，间隔较小，导致空气气流短路。当电客车客室中人员较多时，气流短路现象愈发明显，这样空调机组的送风空气与客室内空气在未完全热湿交换的情况下就被吸入回风口或排放到车外。

(2)风道布置不合理造成客室气流组织较差。当一节车的一台空调机组出现故障不能正常工作时，客室两端就会出现温度不同、湿度不同的情况，温度较高的空气接触温度过低一侧的送风口时就容易发生空气中的水蒸气冷凝成水珠的情况。比如在夏季制冷工况下，列车MVB总线通信中断使空调压缩机启停指令不能有效传达，可能出现一侧空调机组开启制冷工况，而一侧空调机组开启通风工况，使得客室内一端空气温度偏高，在客室空气的流动过程中，未经除湿处理的这部分空气与另一端制冷正常的空调机组的送风口格栅接触产生冷凝水。

(3)送风口面板选型不合理造成送风口气流分布不均匀，出风阻力大，造成客室气流组织较差。

(4)乘客较多、湿度分布不均匀、空气流动性差，造成客室气流组织较差。当车厢中乘客较多时，乘客的阻挡和气流的短路容易造成送风口向下送风困难，空气主要在客室上方流动，空气流动性极差。如遇阴雨天气，乘客较多，携带的湿空气较多，客室下部的湿气随温度的升高容易接触到较冷的送风口面板，当达到空气中湿气的露点时，会在送风口面板上形成露珠，进而造成空调漏水。

4 解决方案

4.1 蒸发器翅片上产生冷凝水

定期疏通清洗排水孔、道，定期清洗蒸发器过滤网；定期检查蒸发器翅片避免翅片脏堵，以及空调机组安装是否水平。

4.2 客室送风口产生冷凝水

(1)优化空调控制器的制冷曲线，使空调系统按照最佳运行曲线运行，避免送风温度过低。

(2)改善客室气流组织。在车辆设计阶段，优化空调送风面板选型，使用送风均匀且送风阻力较小的送风面板；提高送风速度、加大单位时间送风量不仅可以使气流短路距离延长，还可以减弱气流短路程度，变频空调可以很好地根据客室内湿度及热度分布而变化送风速率。

(3)控制车厢湿度。客运组织人员可控制阴雨季节的乘客携带湿量，比如站厅布置雨伞袋子和吸水地毯，减少乘客的雨水携带量。调度组织也可在阴雨天气加大上线列车数量，缩短行车间隔，减少乘客拥挤现象，从而改善车厢湿度。