（中车长春轨道客车股份有限公司检修研发部，130062，长春∥第一作者，工程师）

基于对照表焓差法的轻轨车辆空调机组制冷量测试方法

邴昱凯 梁 靓

（中车长春轨道客车股份有限公司检修研发部，130062，长春∥第一作者，工程师）

承建的海外轻轨车辆项目由于受当地施工条件、检修场地、检修周期等因素限制，在架修过程中无法对空调机组制冷量进行准确地测试。因此，针对出口中东某轻轨车辆架修项目，提出了一种基于对照表焓差法的车辆空调机组制冷量测试方法，通过该方法实现了对空调机组制冷量的测试与计算。实例测试与计算结果表明，该方法能够简便、直观、准确地评价机组制冷量，确保空调系统能安全、可靠、稳定地运行。

轻轨车辆；架修；空调机组；制冷量；焓差法

Author′saddressCRRC Changchun Railway Vehicles Co．，Ltd．，130062，Changchun，China

由于海外轻轨车辆项目受当地施工条件、检修场地、检修设备、检修周期、运输能力等影响，按照TB／T1804—2009《铁道客车空调机组》行业标准搭建焓差试验室并进行空调机组的性能试验十分困难。因此，针对出口中东某轻轨车辆架修项目，本文提出了一种基于焓差法的测试空调机组制冷量试验方法，能够简便、直观、准确地评价机组制冷量，确保空调机组能安全、可靠、稳定地运行。

1 空调机组维修测试

所涉及的空调机组运行条件及基本技术参数如表1所示。

表1 空调机组运行条件及基本技术参数

1．1 空调机组维修要求

根据空调机组的使用要求，空调机组经过5、6年的运行后，将进入车辆检修周期的架修阶段。必须对空调机组进行一次彻底检查、保养及修理，以确保空调机组的运行安全及工作效能。在空调机组维修前后，需进行性能试验，内容包括：

a）机组需从车上拆下，作全面清洗；

b）机组移至试验台（试验室）作性能试验；

c）若试验机组制冷量达到设计参数的90%以上，机组制冷系统不作分解，按检修规程进行部件维护及检修；

d）检修后进行制冷量性能试验，验证空调制冷能力。

1．2 标准焓差法测试要求

根据《铁道客车空调机组》行业标准，空调机组制冷量试验需按空气焓差法进行测量，测定空调机组室内侧进出口的空气干、湿球温度和空气流量。测试过程为：空调机组安置在焓差试验室，空调机组送风口接送风管道，在空调机组送风管处设置干、湿球温度传感器（试验室房间内不同位置侧设置两组干、湿球温度传感器），通过调节空调机组风阻来调整送风量（见图1）。

图1 空气焓差法试验设备布置

空调机组室内侧进气参数为干球温度29℃，湿球温度23℃；室外侧进气参数为干球温度35℃，湿球温度无要求。在此工况下进行制冷运行，待工况稳定后对送风量、干球和湿球温度进行检测。

空调机组的制冷量Q0通过采集到的数据（算术平均值）进行计算，计算公式如下：

式中：

L0——送风量；

VP——空气比容；

XP——空气含湿量；

hn——环境进风焓值；

hc——空调机组送风焓值。

标准焓差法试验结果准确，能有效地衡量机组制冷量，但是对试验环境及设备要求严格，且工作量大。由于条件限制，这种测试方法不适用于海外轻轨车辆空调机组的检修，故急需一种简易、准确的测试方法。

2 对照表焓差法性能测试

2．1 对照表焓差法的测试方法

焓差法主要通过送风、回风的焓差值来进行计算，并通过计算值和标准值的比较，确定制冷量是否达标，以此来判断空调机组的性能。从新造机组随机抽样，采用标准焓差法测量得到标准值，并拟合参数后形成标准值对照表。在性能测试过程中，主要使用的工具有：热球风速仪、锡纸板、胶带及温湿度测试仪。此法的主要优点在于其计算比对误差小，工装简易，节约时间。

2．2 标准值对照表

对照表中所有数据均是按照上述测试方法随机挑选同一批次2台型式试验合格的新造空调机组在焓差试验室（见图2）测取平均值的方法得出。

图2 空气焓差试验室实景

根据2台新造机组实测冷量的标准平均值，得出冷量与温度的关系曲线，再将标准值换算成对应的额定冷量后得出额定冷量表（见表2）。

表2 不同环境温度时的额定冷量表kW

2．2．1 冷量对照表

由于新造机组的冷量允许偏差±5%，因此判定维护机组的冷量大于等于新造机组的85%为合格，故冷量对照表（见表3）中的冷量均按新造机组额定冷量的85%得出。

2．2．2 回风湿度修正表

在焓差试验室利用随机挑选的新造机组，控制其他因素不变，按照只改变回风湿度的方式测量机组冷量，并拟合湿度与冷量的关系式，形成回风湿度修正表（见表4）。

2．2．3 风量修正表

在焓差试验室按照给定的风量通过控制风阻，测量随机挑选的新造机组冷量，并拟合风量与冷量的关系式，形成风量修正表（见表5）。

表3 不同环境温度时的冷量对照表kW

表4 回风湿度修正表

表5 风量修正表

2．3 对照表焓差法试验步骤

采用对照表焓差法进行性能测试，无需专门的焓差试验室。将拆卸后的空调机组放置在地面运转工装架上通电运行，开启机组的制冷模式。此时封堵新风口，并使用无纺布过滤棉在回风口适当放置阻力棉，尽可能使测试过程中的电流值接近拆卸前机组正常工作时的数值，使机组尽量按照额定风量运行。风量罩尺寸应尽量与送风口尺寸相近（560 mm×234mm），如无合适尺寸的风量罩也可通过过渡风筒引导连接。通过风量罩测量机组制冷运行时的风量（对于送风量较大的机组，采用风量罩测量相对比测量风速的方法更准确），以及机组送风口、回风口及冷凝器进口的温度和湿度，并采用多次测量取平均值的方法得出温度和湿度的平均值。具体测量温度和湿度的方法如下。

（1）在所测风口截面上，均匀分布温度（湿度）测点不得少于12个。全部测点的平均测量值即为平均温度（湿度）。

（2）平均温度（湿度）测量必须连续测量3次，每次测量的平均温度（湿度）之间的偏差应不大于5%，取3次平均温度（湿度）的平均值作为所测风口的温度（湿度）。

（3）所有测点按顺序测量2次，每次测量的平均值之间偏差应不大于10%。

在获得风量、温度及湿度的相关数据后，根据焓湿图或相关软件可以查出此时的送、回风焓差，并通过焓差法冷量计算公式计算得出冷量，最终与给定的冷量对照表进行对比，由此判断空调机组的性能是否达标。焓差法冷量计算公式为

式中：

Q——冷量，kW；

L——风量，m3／h；

h1——回风焓值，kJ／kg；

h2——送风焓值，kJ／kg；

ρ——空气密度，kg／m3。

为了简化现场计算难度，也可用式（1）计算冷量。

2．4 计算实例

2．4．1 实际冷量计算

测量得出：环境干球温度42．5℃，相对湿度30%；送风口干球温度23．2℃，相对湿度86%，焓值63．01kJ／kg，密度1．19kg／m3；回风口温度32．1℃，相对湿度62%，焓值81．01kJ／kg，密度1．16 kg／m3；用风量罩测出送风风量5 327m3／h。根据式（2）计算得到实际冷量为31．30kW。

2．4．2 冷量对照表对应冷量计算

此时环境温度42．5℃，回风口温度32．1℃，通过冷量对照表（见表3）可知：当环境温度为40℃、室内温度为32℃时，冷量值为29．1kW；当环境温度为45℃，室内温度为32℃时，冷量值为27．6kW；当环境温度为40℃，室内温度为36℃时，冷量值为32．2 kW；当环境温度为45℃，室内温度为36℃时，冷量值为30．8kW。利用插值法计算可得当前环境温度（42．5℃）下，回风温度为32℃、36℃、32．1℃时对应的冷量分别为28．4kW、31．5kW、31．4kW。

当前回风口相对湿度为62%，经查回风湿度修正表（见表4），可得此时的冷量为33．3kW。

若此时环境温度上升2℃，则实际冷量衰减2%，此时风量正好为5 327m3／h，风量修正系数为1．01，因此，最终所得冷量为33．0kW。

2．4．3 结果判定

实测冷量＜对照表冷量，因此，判定机组制冷性能不满足额定的90%。

2．5 与标准焓差试验室测量的差别

焓差试验室的冷量也是采用焓差法来计算，但是试验室可以维持额定工况所需要的温度、湿度及风量。而本文所提出的冷量测试方法是利用现场有限的施工及运维条件，通过空调厂家在焓差试验室模拟现场各种温度、湿度、风量与冷量的关系所得出的对照表，对比判定机组制冷性能是否合格的一种筒化方法。

3 结语

对照表焓差法性能测试的计算比对误差小，精准度高，能够以简单的对比方法对空调机组性能进行测试，且能够满足相关的技术标准。在不具备精密测试的条件下，使得空调机组制冷量的测试得以实现，且具备较好的可行性和可操作性，值得应用推广。

［1］ 国际铁路联盟（UIC）．客车通风、采暖和空调：UIC 553—2004［S］．巴黎：国际铁路联盟，2004．

［2］ 中华人民共和国铁道部．铁道客车空调机组：TB／T 1804—2009［S］．北京：中国铁道出版社，2010．

［3］ 中国人民解放军总装备部．可靠性鉴定和验收试验：GJB 899A—2009［S］．北京：中国人民解放军总装备部，2009．

Test Method for Refrigerating Volume of LRT Vehicle Air Condition Unit Based on Enthalpy

BING Yukai，LIANG Liang

Due to the limitation of local construction environment，maintenance site and maintenance cycle，it is difficult to test the refrigeration volume of the air conditioning unit accurately in the process of oversea light rail transit vehicle repairing．For the repair project of the LRT vehicle exported to a country in the Middle East，an optimization method of enthalpy difference is proposed in this article．The test and calculation of the air conditioning refrigeration volume are realized by applying this method．The experiment results show that the optimization method used to evaluation the air conditioning refrigeration volume is simple，intuitive and accurate，it can ensure safe and reliable operation of the air conditioning system．

light rail transit（LRT）vehicle；maintenance project；air conditioning unit；refrigeration volume；enthalpy difference method

U270．7；U270．38＋3

10．16037／j．1007－869x．2017．02．012

2016－09－20）