刘小龙

摘 要：近些年来，市场经济发展，城市化建设进程加快，交通事业也获得了长足的发展，城市开始出现轨道交通并快速发展。轨道交通车辆中的空调机组冷凝水排放是研究和关注的重点内容，本文就轨道车辆空调机组冷凝水排放的设计要点进行阐述分析。

关键词：轨道车辆；空调机组；冷凝水；排放；设计要点

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.034

如今城市交通发展遇到了一定的难题，为满足经济发展需要，开始快速发展轨道交通，在轨道交通车辆中，车辆空调系统是重要的部件，如果空调机组冷凝水不能顺利的排放，就会从空调机组漏到车厢中，使车辆中的设备以及乘客被淋，导致车内设备出现损坏，轨道交通车辆也会无法正常稳定运行。

1 轨道车辆空调的结构设计

目前，轨道车辆一般是使用集中单元式的空调机组，机组是被安装到车辆顶部的，控制空调的单元位于车厢电器间。空调机组的出风口以及位于车顶部的均匀静压风道，彼此间是通过软连接的方式进行的，依据车长的方向对均匀静压风道进行设置，中间为主风道，静压腔与送风格栅位于两侧。

2 轨道车辆排水系统结构分析

一般情况下是利用蒸发器下的排水盘对车辆空调中的冷凝水进行收集的，收集排出冷凝水的方法有两种，其一，发挥集中排水结构优势，从排水盘的位置接排水管，使其与车辆上的排水管连通，让水能够顺利排到车辆轨道上，在车辆排水管上设置水封。其二是将排水口开在空调机组排水盘下，收集的冷凝水通过排水口排到车顶的集水盘中，通过车上的排水管排到车外，水封一般设置空调排水口处。

为使车辆上乘客更加舒适，车厢中的温度一般在24℃左右，湿度在60%左右，使车厢中的空气能够进入到空调机组中，并与车外新鲜的空气混合到一起，比例在1：2左右，在南方地区运行时，新风湿度在80%以上，最高可达到100%。当混合的空气通过蒸发器翅片时会有大量的冷凝水出现，若冷凝水不能顺利的排放，冷凝水就会漏入到车厢中，导致车厢中的设备以及乘客被淋，车内设备遭受损坏，无法正常运行。

空调机组的冷凝水主要通过两种方法进入到车厢中，首先是直接从蒸发器表面被通风机吹入到送风风道中[1]；其次是排水盘排水堵塞，导致机组内部的水面升高，车辆行驶过程中会出现振动现象，所以冷凝水会通过到回风口进入到车厢中。

3 避免冷凝水从蒸发器进入送风风道设计

为使通风机不会吸入蒸发器表面上的水，不仅要保证水滴的下落高度，还需要保证通风机吸力下水滴的水平位移小于挡水板与蒸发器之间的距离。减少水滴下落到挡水板的时间、使蒸发器迎面风速降低，并增加距离，使水滴不会吸入到通风机中。减少水滴下落到挡水板的时间也就是说要缩短蒸发器与挡水板之间的距离[2]，提高挡水板的高度，但是会增加阻力，噪声以及风速也都变大。将蒸发器迎面风速进行降低也就是使蒸发器的尺寸、翅片间距增大，或者降低通风量。为使换热面积得到保证，增加翅片间距也就是使蒸发器的外形尺寸变大[3]。空调机组一般是在轨道车辆顶部进行安装的，因此其重量和外形就必须严格控制，但是蒸发器的尺寸以及挡水板距离就很难增加。所以需要科学计算设计，不能对车辆送风需要产生影响，减少机组通风量，科学设计蒸发器与挡水板，避免通风机内部进入蒸发器表面的冷凝水。

4 排水盘与排水结构设计

为使排水更加顺畅，就要对排水盘、排水结构进行科学的设计。排水盘的挡水板是有内倾角度的，将防水结构设置在列车运动方向上，避免车辆行驶时出现振动等问题，导致水花飞溅。

对冷凝水进行排放时，一般会受到两个作用相反的力，也就是重力和负压吸力，此外，摩擦力、表面张力也会对其产生影响。

车辆空调机组运行时，机组的内部、外部是有压力差的，如果贮水高度比较低，重力比较小，重力小于阻止水排放的力，排水盘中的水不能被排出到机组外部。排水盘中的水达到一定高度后，重力大于阻止水排放的力，排水盘中的冷凝水开始排放，其速度為水流速，当重力小于阻止水排放的力，排水停止。

所以，排水盘中的排水是间歇性的，由于摩擦力不大，为减少表面张力需要对排水孔的形状进行变化。在设计中，对于机组内外压力差而出现的吸力对排水的影响，需要给予充分研究和考虑。车辆风道会对机组内外压力差产生较大的影响。车辆排水管在与集中排水结构直接连接时，由于车辆上的排水管中已经有了水封，因此负压问题的克服是比较容易的，能够使排水工作顺利推进。但是水封设置会占用很大部分车辆空间，如果出现排水不畅，责任划分不明确，所以一般不会使用这种结构。

一般而言，空调机组内的冷凝水都是由空调厂家排出的，这会增加排水口的负压，一般情况下是将密封隔层、迷宫型结构设置在排水口的位置，从而使负压得到有效处理，保证冷凝水能够顺利从排水盘中排出。但在蒸发器的作用下，空气中的灰尘遇水湿润，会变成泥尘，堆积到密封隔层、迷宫型结构中，使得排水管中无法顺利开展。由于迷宫结构是比较复杂的，因此堵塞后的清理工作也存在很大的难度。

所以一般对负压排水进行设计时，通常依据双级水封原理。对于第一级水封，依据旁通原理计算旁通的面积，空气流动方向是根据冷凝水高度的变化而发生变化的，从而形成水封，有效解决空气中负压的问题，使冷凝水顺利进入到二级变断面排水管水封中。对于第二级水封，利用变断面排水管，科学计算排水管的直径、封堵面积等，保证满足排水量的实际需要，为形成水封，需要减少动压，并降低风速。第一级水封应该是可以拆卸的，保证清理维护便利。

5 结束语

当前上述设计已经得到了实际运用，但是轨道车辆空调机组冷凝水排放问题还有很多地方需要研究，以期望减少能源消耗，有保证排水顺利。

参考文献：

[1]臧兴旺，李永富.高速轨道列车空调排水系统研究[J].科技创新与生产力，2017（07）：116-118.

[2]宁宇，李永安，赵淑敏.吊顶式空调机组冷凝水外溢原因分析及解决方案[J].制冷与空调（四川），2015，29（04）：423-426+439.

[3]蔡建桢.空调机组冷凝水渗漏现象分析及处置[J].铁道建筑技术，2013（12）：112-114.