阐述轨道空调紧急通风研究

　　摘要：介绍了轨道车辆空调机组紧急通风的控制逻辑的三种控制方式，并对三种控制逻辑进行了对比分析。 

  　关键词：轨道车辆；空调机组；新风阀；回风阀；紧急通风 

　　引言 

　　随着我国经济的快速发展及城市化进程的加快，城市轨道交通行业也得到迅速发展，人们对出行要求也越来越高。轨道交通作为城市交通的重要交通工具，不仅肩负着环保、快捷、安全的使命，舒适性也是首要考虑的因素，因此一般的轨道车辆中都设有空调系统。 

　　轨道车辆的空调系统一般设有通风、制冷、制暖等功能。当车辆在运行过程中，因紧急情况不能从接触网取电时，列车辅助逆变器停止工作，空调失去赖以工作的主回路电源。此种情况下，乘客未疏散前封闭在相对密闭的列车车厢内，二氧化碳含量会随着时间的增加而快速升高。因此，空调系统设有紧急通风功能，此时空调回风口关闭，新风阀全部打开，空调全新风运行，给乘客提供新鲜空气。 

　　1 空调机组的主要部件 

　　一般空调机组主要由压缩机、冷凝风机、通风机、蒸发器、冷凝器、干燥过滤器、视液镜（ 带湿度指示） 、毛细管和保护元件等组成。针对紧急通风的过程，本文仅对各电机的功能进行说明。压缩机将冷媒气体压缩成高温高压的气体，并送往冷凝器。冷凝风机强化冷媒在冷凝器中的凝结放热。通风机经过降温或经电加热器加热升温的空气送入车厢内，调节车厢内的温度。 

　　2紧急通风的主要原理 

　　当车辆空调系统处于运行模式时，车辆主回路电源（ 一般为 AC 380 V或者AC 400 V） 故障时，空调系统进入紧急通风模式。紧急通风逆变器将列车蓄电池的 DC 110 V 逆变为三相交流电，供空调机组的通风机在降频降压下工作，空调机组的回风阀全关，新风阀全开，空调全新风运行，为车内提供新风，提高车厢内氧气含量，降低二氧化碳的含量。 

　　3 控制逻辑分类 

　　随着车辆控制系统的不断升级，空调系统控制不断优化，紧急通风功能的控制逻辑有多种控制方式，主要有三种控制逻辑。 

　　3.1由紧急通风逆变器检测紧急通风功能的启动及停止 

　　紧急通风逆变器得电后检测允许启动信号，延时一定时间后检测主电源电压。当检测到主电源失效时，发给空调控制盘紧急通风信号。空调控制盘在收到紧急通风信号后，断开所有电机的接触器，停止电机的运转。紧急通风逆变器在发出紧急通风信号 10s后，检测风机运转信号是否保持。若风机运转信号保持，则不向客室输出交流电源； 若无风机运转信号，则在15s 内向客室提供稳定的额定输出电压。无论任何情况，风机运转信号保持时，紧急通风逆变器都停止向客室通风机的输出"具体信号关系见图 1 

　　此种控制逻辑，紧急通风的启动及停止完全由紧急通风逆变器判定，紧急通风逆变器的控制逻辑复杂，逆变器也没有反馈状态信号给空调控制盘，一般适用于没有车辆网络通讯的情况。现新造的车辆均具有与空调控制系统通讯的功能，因此后续使用范围有限。 

　　3.2由紧急通风逆变器检侧紧急通风功能的启动及停止，增 

　　加了车体休眠信号 

　　当车体处于休眠状态时，主回路电源断开，按照本文 3.1的逻辑，空调系统会启动紧急通风功能，引起能源浪费，并且长期下来蓄电池亏电，降低蓄电池的寿命。为了避免在车体休眠状态下启动紧急通风，引入了休眠信号。当紧急通风逆变器收到车体休眠信号时，不启动紧急通风模式。具体信号关系见图2 

　　此种控制逻辑优于 3.1中的方式，增加了休眠信号，避免了蓄电池亏电"但是紧急通风逆变器的控制逻辑复杂，逆变器也没有反馈状态信号给空调控制盘，后续的发展前景也有限。 

　　3. 3由空调控制盘检测紧急通风功能的启动及停止 

　　随着列车网络控制系统的发展，空调控制盘和车体网络建立了网络通讯，可通过网络传递车辆电源信息等，由空调控制盘控制系统确定是否启动紧急通风模式。一般有两种方式： 车辆列车控制管理系统给空调控制盘发送“紧急通风”信号； 空调控制盘设有电源检测元件，检测到车体电源网络故障，主回路电源是否正常"此两种信号的执行方式，采取其中任意一种或者两个同时采用均可，一般根据项目的具体要求执行。 

　　当空调控制系统判定需要进入紧急通风模式时，并且空调系统处于运行（ 非停机） 模式，空调控制系统发送允许启动信号给紧急通风逆变器，同时控制盘上的紧急通风接触器吸合，紧急通风逆变器输出三相电源给空调系统的通风机供电，空调系统工作在紧急通风状态。紧急通风逆变器设有反馈信号送给空调控制盘。紧急通风逆变器故障时，逆变器状态信号断开，空调空调盘判定紧急通风逆变器故障，停止紧急通风。具体信号关系见图 3 

　　4 结语 

　　通过对地铁车辆空调系统紧急通风功能进行的介绍，可以看出，由空调控制盘检测紧急通风逆变器启动及停止的第三种控制逻辑简单！实用，紧急通风逆变器设有状态反馈信号，实现了紧急通风逆变器的闭环控制，兼顾了列车休眠模式下不启动紧急通风模式的功能。此种控制方式已在多个地铁项目得到应用，效果良好，值得后续继续推广。