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1、动车组通风系统 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望动车组通风系统第一节第一节 通风系统的组成通风系统的组成通通风风系系统统是是空空调调装装置置的的重重要要组组成成部部分分，它它的的作作用用是是将将经经过过处处理理的的空空气气输输送送和和分分配配到到客客室室并并获获得得合合理理的的气气流流组组织织，同同时时还还将将客客室室内内污污浊浊的的空空气气排排出出室室外外，使使室室内内的的空空气气参参数数满满足足设设计计的的要要求。求。通通风风系系统统是是客客车车
2、空空调调装装置置中中唯唯一一不不分分季季节节而而长长期期运运转转的的系系统统，因因此此，它它的的质质量量状状态态直直接接影影响响到旅客的舒适性和空调装置的经济性到旅客的舒适性和空调装置的经济性 动车组通风系统按照工作动力来区分，通风系统可分为自然通风系统按照工作动力来区分，通风系统可分为自然通风系统和强迫通风系统。和强迫通风系统。图图3-13-1为为客客车车空空气气调调节节装装置置中中最最常常用用的的强强迫迫通通风风系系统统示示意图。意图。系系统统工工作作时时，在在通通风风机机组组的的作作用用下下，室室外外新新鲜鲜空空气气经经新新风风口口吸吸人人车车内内，经经滤滤尘尘器器过过滤滤并并与与回回风
3、风混混合合后后送送入入空空气气处处理理室室，经经过过蒸蒸发发器器冷冷却却或或者者由由电电预预热热器器预预热热，送送入入主主风风道道，再再由由各各送送风风口口均均匀匀地地送送入入室室内内。室室内内空空气气的的一一部部分分，经经回回风风口口、回回风风道道被被通通风风机机吸吸入入作作为为再再循循环环空空气气重重复复使使用用；另另一一部部分分则则经经由由排排风风口口和和排排风风扇扇排出车外。排出车外。图图3-1 3-1 客车空气调节原理客车空气调节原理图图动车组通风系统通通风风系系统统一一般般由由风风机机、进进排排风风装装置置、风风道道以以及及空空气气净净化化设设备备组组成成。高高速速列列车车的的通通
4、风风系系统统通通常常还包括还包括空气压力波动控制装置空气压力波动控制装置。动车组通风系统l一、通风机（组）一、通风机（组）通风机组是通风系统的动力装置，它由离心式通风机组是通风系统的动力装置，它由离心式通风机和电动机组成，一般安装在车辆端部平通风机和电动机组成，一般安装在车辆端部平顶板上部空间，也可以安装在车下部，其安装顶板上部空间，也可以安装在车下部，其安装处所主要取决于空气处理设备的位置。处所主要取决于空气处理设备的位置。动车组通风系统l二、风道二、风道风风道道的的作作用用是是输输导导空空气气。送送风风系系统统通通过过风风道道，把把处处理理好好的的新新鲜鲜空空气气输输送送到到客客车车车车厢
5、厢内内；排排风风系系统统通通过过风风道道，把把需需要要排排除除的的污污浊浊空空气气输输送送至至车车外外。风风道道的的形形状状和和布布置置将将直接影响车内的气流组织和空调效果。直接影响车内的气流组织和空调效果。动车组通风系统l二、风道二、风道空空调调列列车车的的风风道道可可以以由由各各种种不不同同的的材材料料制制成成，也也可可以以有有很很多多不不同同的的构构造造和和断断面面形形式式。在在客客车车空空调调装装置置中中，风风道道应应满满足足经经济济性性、耐耐腐腐蚀蚀、隔隔热热性性好好、重重量量轻轻和和易易于于加加工工等等方方面面的的要要求求。常常用用的的材材料料由由镀镀锌锌铁铁板板、铝铝合金板、玻璃
6、钢和胶合板等。合金板、玻璃钢和胶合板等。动车组通风系统u（一）主风道（一）主风道主风道的作用是将经过空气冷却器或预热器处理主风道的作用是将经过空气冷却器或预热器处理后的空气输送到客室内。后的空气输送到客室内。主风道的截面，一般有圆形和矩形两种。主风道的截面，一般有圆形和矩形两种。按风道截面沿长度方向是否变化，有变截面和等按风道截面沿长度方向是否变化，有变截面和等截面风道之分。截面风道之分。动车组通风系统u（二）回风道（二）回风道回回风风道道是是车车厢厢与与通通风风机机之之间间，用用于于传传输输再再循循环环空空气气的的通通道道。回回风风道道的的断断面面形形状状一一般般根根据据其其在在车车内内的的
7、安安装装位位置置和和空空间间大大小小而而确确定定。回回风风道道在在客客室室一一端端与与回回风风口口相相连连。客客车车上上的的回回风风口口大大部部分分设设在在客客室室内内通通风风机机端端端端壁壁的的下下部部，采采用用集集中中回风方式。回风方式。动车组通风系统u（三）排风道（三）排风道排排风风道道是是用用来来排排除除车车内内污污浊浊空空气气的的，所所以以其其一一端端是是连连接接在在排排风风口口，而而另另一一端端与与排排风风扇扇相相连连或或与与自自然然通通风风器器连连接接。由由于于外外界界新新鲜鲜空空气气不不断断被被送送入入车车内内，与与其其等等量量的的车车内内污污浊浊空空气气就就由由排排风风口口，
8、经经排排风道被排出车外，以保持车内压力恒定。风道被排出车外，以保持车内压力恒定。动车组通风系统l三、吸风口、送风口及其调节板三、吸风口、送风口及其调节板u（一）吸风口（一）吸风口u吸风口也称吸风口也称新风口新风口或或进风口进风口，它是新鲜空气的，它是新鲜空气的吸入口。吸风口一般布置在装有通风机端的车吸入口。吸风口一般布置在装有通风机端的车门上部，也有设置在车端上部和车顶上部的。门上部，也有设置在车端上部和车顶上部的。动车组通风系统u（二）送风口（二）送风口送送风风口口的的作作用用是是给给车车厢厢分分配配空空气气。它它的的形形式式对对射射流流的的扩扩散散及及空空间间内内气气流流流流型型的的形形成
9、成有有直直接接影影响响。送送风风口口处处一一般般都都装装有散流器（送风器）有散流器（送风器）集集中中送送风风的的通通风风系系统统，其其送送风风口口一一般般都都沿沿车车顶顶棚棚或或侧侧壁壁均均匀匀布布置置。图图3-23-2为为常常用用的的送送风风口口型型式式，其其中中图图（a a）为为圆圆盘盘式散流器，图（式散流器，图（b b）、（）、（c c）、（）、（d d）为直片式散流器。）为直片式散流器。（三）调节板（三）调节板调调节节板板的的作作用用就就是是调调节节通通过过风风道道的的空空气气流流量量，其其结结构构根根据据风道截面形状而定。风道截面形状而定。第三章 动车组通风系统图图3-2 3-2 送
10、风口型式举例送风口型式举例动车组通风系统l四、车内空气净化设备四、车内空气净化设备空气过滤器空气过滤器n空气中总是不同程度的含有各种灰尘和杂质。空气中总是不同程度的含有各种灰尘和杂质。过多的灰尘进入车内，不仅会影响旅客的舒适过多的灰尘进入车内，不仅会影响旅客的舒适和健康，也不利于空气处理设备的正常工作。和健康，也不利于空气处理设备的正常工作。因此，通风系统中设有因此，通风系统中设有空气过滤器空气过滤器。动车组通风系统表3-1 空气过滤器的分类性能指标名称粒径（m）效率（%）阻力（Pa）粗效过滤器5.080E2050中效过滤器1.070E4080高中效过滤器1.099E70100亚高效过滤器0.
11、599.9E95120高效过滤器A0.199.99E99.9190B99.999E99.99220C99.9999E99.999250D在20%额定风量下，E99.999280动车组通风系统u1、粗效过滤器、粗效过滤器粗粗效效过过滤滤器器的的滤滤材材多多采采用用玻玻璃璃纤纤维维、人人造造纤纤维维、金金属属网网丝及粗孔聚氨酯泡塑料等。丝及粗孔聚氨酯泡塑料等。u2、中效过滤器、中效过滤器中中效效过过滤滤器器的的主主要要滤滤料料是是玻玻璃璃纤纤维维(直直径径比比粗粗效效过过滤滤器器的的玻玻璃璃纤纤维维直直径径小小，约约为为1010 m)m)、人人造造纤纤维维(涤涤纶纶、丙丙纶纶、脯纶等脯纶等)合成的
12、无纺布及中细孔聚乙烯泡沫塑料等。合成的无纺布及中细孔聚乙烯泡沫塑料等。u3、高效过滤器、高效过滤器滤料一般是用超细玻璃纤维或合成纤维加工制成的滤纸。滤料一般是用超细玻璃纤维或合成纤维加工制成的滤纸。动车组通风系统l五、空气压力波动控制装置五、空气压力波动控制装置n乘坐高速列车或飞机有时会因频繁的耳鸣现象乘坐高速列车或飞机有时会因频繁的耳鸣现象而感到不适。而感到不适。这种现象因由室内外的气压差而这种现象因由室内外的气压差而出现出现。如如果果车车内内空空气气压压力力的的变变化化量量及及变变化化速速度度超超过过一一定定值值，则则会会刺刺激激旅旅客客的的耳耳鼓鼓膜膜，引引起起耳耳胀胀耳耳痛痛，从而影响
13、乘客的舒适性。从而影响乘客的舒适性。动车组通风系统l五、空气压力波动控制装置五、空气压力波动控制装置n据日本在新干线上进行调查的结果：当车内压据日本在新干线上进行调查的结果：当车内压力在力在-0.2kPa以下时，开启车门时有以下时，开启车门时有“耳感不适耳感不适”的现象；当车内压力在的现象；当车内压力在+0.2kPa以上时，同样以上时，同样也存在开启车门时发生也存在开启车门时发生“耳感不适耳感不适”；超过；超过+0.5kPa时，车门一打开，旅客将感到极度不适。时，车门一打开，旅客将感到极度不适。动车组通风系统l五、空气压力波动控制装置五、空气压力波动控制装置n车内气压对人体舒适性的影响可以用压
14、力变化车内气压对人体舒适性的影响可以用压力变化速度来评价，评价指标分为七级：第一级为速度来评价，评价指标分为七级：第一级为200Pa/s，它对应于没有不舒适感觉；第七级为，它对应于没有不舒适感觉；第七级为300Pa/s，它对应于强烈不舒适感觉；可以忍耐，它对应于强烈不舒适感觉；可以忍耐值为三级，约为值为三级，约为233.4Pa/s 动车组通风系统l五、空气压力波动控制装置五、空气压力波动控制装置n针对上述问题，世界各国对高速列车都有自已的针对上述问题，世界各国对高速列车都有自已的具体要求。如日本要求车内的最大压力变化率，具体要求。如日本要求车内的最大压力变化率，新车不超过新车不超过200 20
15、0 Pa/s，旧车不超过，旧车不超过300 300 Pa/s；德；德国规定的压力变化率范围为：国规定的压力变化率范围为：200200400 400 Pa/s 动车组通风系统l五、空气压力波动控制装置五、空气压力波动控制装置n我国铁道部在高速动车组的招标文件中也对车我国铁道部在高速动车组的招标文件中也对车内气压的舒适性作了具体要求：在各车厢的地内气压的舒适性作了具体要求：在各车厢的地板下安装板下安装1 1台给排气一体型连续换气装置以控制台给排气一体型连续换气装置以控制车内压力波动。压力变化的最大值不得超过车内压力波动。压力变化的最大值不得超过10001000 Pa，压力变化率不应超过压力变化率不
16、应超过200 200 Pa/s。动车组通风系统为为了了减减少少压压力力波波的的影影响响，保保证证旅旅客客的的舒舒适适度度，一一方方面面高高速速车车辆辆必必须须采采取取良良好好的的空空气气压压力力密密封封，列列车车空空调调装装置置的的进进排排气气口口应应避避开开低低压压或或涡涡流流区区布布置置，另另一一方方面面需需要要加加装装可可控控的的间间歇歇或或连连续续作作用用式式进进排排气气控控制制装装置置，以以便便在在车车外外压压力力发发生生变变化化时时调调节节进进排排气气口口的的工工作作状状态态，防防止止车车内内空空气气压压力力变变化化过过大大，并并保保持持一一定定的的的的正正压压（一一般般不不小小于
17、于30 30 PaPa）。目目前前，各各国国解解决压力波动问题的方式不尽相同。决压力波动问题的方式不尽相同。动车组通风系统日日本本新新干干线线车车辆辆在在换换气气系系统统中中采采用用压压力力缓缓和和装装置置解解决决车车内内气气压压波波动动问问题题，其其实实用用产产品品主主要要有有：截截止止阀阀、高高速速高高压压风风机机、无无源源压压力力缓缓和和装装置置以以及及有有源源压压力力缓缓和装置。和装置。动车组通风系统图图3-3 3-3 压力缓和装置的作用效果压力缓和装置的作用效果动车组通风系统对对于于最最高高速速度度达达到到300300km/h高高速速列列车车（500500系系列列）来来说说，由由于于
18、列列车车外外表表面面的的压压力力变变动动可可高高达达7.5kPa，已已有有的的连连续续换换气气装装置置也也不不能能满满足足要要求求，所所以以日日本本在在原原有有换换气气装装置的基础上开发了新的置的基础上开发了新的“压力缓和装置压力缓和装置”。日日本本新新研研制制的的风风量量控控制制式式换换气气系系统统 (即即换换气气控控制制阀阀)示示于于图图3-43-4，该该系系统统的的进进、排排风风口口由由电电磁磁阀阀开开闭闭，电电磁磁阀阀受车内、外压力传感器和进、出隧道信息的控制。受车内、外压力传感器和进、出隧道信息的控制。第三章 动车组通风系统图图3-4 3-4 风量控制式换气系统风量控制式换气系统动车
19、组通风系统一一旦旦压压力力传传感感器器监监测测到到车车内内、外外压压力力的的变变化化超超过过一一定定值值，则则电电磁磁阀阀动动作作。通通过过调调节节阀阀门门开开度度，保保持持进进气气口口和和排排气气口口的的平平衡衡，使使车车内内压压力力变变化化更更小小，提高了列提高了列车车运行舒适度。运行舒适度。动车组通风系统第二节第二节 合理的气流组织合理的气流组织l一、气流组织的概念一、气流组织的概念气气流流组组织织是是通通风风的的核核心心环环节节。为为了了使使客客车车车车厢厢内内空空气气的的温温度度、湿湿度度、流流速速等等指指标标符符合合人人体体的的舒舒适适性性要要求求，必必须须使使车车内内空空气气合合
20、理理地地流流动动，通通常常把把对对车内空气流动和分布的控制称为气流组织。车内空气流动和分布的控制称为气流组织。动车组通风系统气流组织设计的任务就是通过合理地选择气流组织设计的任务就是通过合理地选择送风口、回风口及排风口的数量和位置来送风口、回风口及排风口的数量和位置来组织车内空气的流动，使车厢内形成比较组织车内空气的流动，使车厢内形成比较均匀而稳定的温度、湿度、气流速度和清均匀而稳定的温度、湿度、气流速度和清洁度，以满足乘客舒适感的要求。洁度，以满足乘客舒适感的要求。影影响响气气流流组组织织的的因因素素很很多多，如如送送风风口口和和回回风风口口的的位位置置、型型式式、大大小小、数数量量，送送风
21、风射射流流参参数数(送送风风温温差差和和送送风风速速度度)，车车内内设设施施的布置和大小，以及各种热源分状况等。的布置和大小，以及各种热源分状况等。动车组通风系统u二、人体舒适性对气流组织的要求二、人体舒适性对气流组织的要求 u1 1、对温度梯度的要求、对温度梯度的要求在在工工作作区区内内的的地地面面上上方方1.1m1.1m和和0.1m0.1m之之间间的的温温差差不不应应大大于于3 3度。度。u2 2、对风速的要求、对风速的要求舒舒适适性性空空调调冬冬季季室室内内风风速速不不应应大大于于0.2m/s0.2m/s，夏夏季季不不应应大大于于0.3m/s0.3m/s。动车组通风系统l三、气流组织的方
22、式三、气流组织的方式空空调调客客车车内内部部的的温温度度、相相对对湿湿度度、气气流流速速度度、污污染染物物浓浓度度等等都都应应满满足足有有一一定定的的要要求求，而而这这些些参参数数都都直直接接受受车车内内空气流动和分布状况影响。空气流动和分布状况影响。气气流流组组织织形形式式多多种种多多样样，分分类类方方法法也也各各有有所所不不同同，例例如如，按按送送、回回风风口口的的布布置置可可分分为为“上上送送下下回回”、“上上送送上上回回”、“下下送送上上回回”及及“中中送送风风”等等形形式式；按按气气流流的的组组织织方方式式又又可可分分为为混混合合式式、置置换换式式、单单向向流流式式和和局局部部式式等
23、等4 4种形式等等。种形式等等。动车组通风系统u1 1、混合式气流组织、混合式气流组织混混合合式式气气流流组组织织，即即混混合合式式通通风风，它它通通常常是是将将经经过过空空调调系系统统处处理理的的空空气气，以以远远大大于于使使用用空空间间所所要要求求的的速速度度供供给给送送风风口口，并并且且送送风风温温度度可可以以高高于于、低低于于或或等等于于使使用用空空间间的的空空气气温温度度。从从送送风风口口喷喷射射出出的的送送风风射射流流不不断断卷卷吸吸室室内内空空气气，使使射射流流流流量量不不断断增增加加；射射流流边边界界与与周周围围气气体体不不断断进进行行动动量量、能能量量和和质质量量交交换换，使
24、使射射流流的的速速度度和和射射流流与与室室内内空空气气的的温温度度差差不不断断减减小小。工工作作区区则则位位于于射射流流的的末末端端或或射射流流的的回回流流区区。由由此此可可见见，混混合合式式通通风风的的气气流流组组织织方方法法使使工工作作区区气气流流的的速速度度、温温度度、湿湿度度和和空空气气品品质质均均匀匀一一致致，实现全室性空调。实现全室性空调。动车组通风系统u1 1、混合式气流组织、混合式气流组织按按照照送送风风口口的的位位置置，混混合合式式气气流流组组织织又又分分为为以以下三种方式。下三种方式。u 侧送风侧送风 u 顶送风顶送风u 下送风下送风 动车组通风系统u 侧送风侧送风 u特点
25、：特点：工作区处于回流区中。送风与室内空气工作区处于回流区中。送风与室内空气混合充分，工作区的风速较低，温湿度比较均混合充分，工作区的风速较低，温湿度比较均匀。适用于恒温恒湿的空调房间。排出空气的匀。适用于恒温恒湿的空调房间。排出空气的污染物浓度或温度基本上等于工作区的浓度和污染物浓度或温度基本上等于工作区的浓度和温度。温度。第三章 动车组通风系统图图3-5 3-5 侧送风的室内气流分布侧送风的室内气流分布(a)(a)上侧送、同侧下回；上侧送、同侧下回；(b)(b)上侧送、对侧下回；上侧送、对侧下回；(c)(c)上侧送、上侧回；上侧送、上侧回；(d)(d)双侧送、双侧下回；双侧送、双侧下回；(
26、e)(e)上部两侧送，上回；上部两侧送，上回；(f)(f)中侧送、下回、上排中侧送、下回、上排动车组通风系统图图3-6 3-6 顶送风的室内气流分布顶送风的室内气流分布(a)(a)散流器平送、顶棚回风；散流器平送、顶棚回风；(b)(b)散流器向下送风、下侧回风散流器向下送风、下侧回风动车组通风系统u 顶送风顶送风u图图3-6(a)3-6(a)中，工作区基本上处于混合空气中。中，工作区基本上处于混合空气中。图图3-6(b)3-6(b)中，中，工作区位于向下流工作区位于向下流动动的气流中，的气流中，在向下流在向下流动动的上部是射流混合区。的上部是射流混合区。这种流型的这种流型的通风效率和换气效率通
27、风效率和换气效率都比图都比图3-6(a)3-6(a)的高，主要的高，主要用于有较高净化要求的场合。用于有较高净化要求的场合。动车组通风系统图图3-7 3-7 下送风的室内气流分布下送风的室内气流分布动车组通风系统u 下送风下送风 u此种送此种送风风方式是将新方式是将新鲜鲜空气直接送入工作区。空气直接送入工作区。为满为满足人体足人体舒适性要求，送舒适性要求，送风风温差必然小于上送温差必然小于上送风风方式，因而送方式，因而送风风量量需要加大。同需要加大。同时为时为保保证证乘客没有乘客没有“吹吹风风”感，送感，送风风速度也不速度也不能太大，一般不宜超能太大，一般不宜超过过0.50.50.70.7m/
28、s。这样这样就必就必须须增大送增大送风风口的面口的面积积或数量，因而或数量，因而给风给风口布置口布置带带来困来困难难。此外，地面。此外，地面容易集聚容易集聚脏脏物，物，这这将会影响送将会影响送风风的清的清洁洁度。度。主要主要优点是，优点是，新鲜空气首先通过工作区，如果配以顶部排风，则车上部新鲜空气首先通过工作区，如果配以顶部排风，则车上部余热可以不进入工作区而被直接排走余热可以不进入工作区而被直接排走。动车组通风系统u2 2、置换式气流组织、置换式气流组织置置换换式式气气流流组组织织，是是基基于于空空气气的的密密度度差差而而形形成成热热气气流流上上升升、冷气流下降的原理实现通风换气的，即置换通
29、风。冷气流下降的原理实现通风换气的，即置换通风。置置换换通通风风的的送送风风温温度度通通常常低低于于室室内内空空气气温温度度2 24 4 C C，密密度度较较大大的的送送风风气气流流将将沿沿地地面面扩扩散散开开来来，在在下下部部形形成成一一层层温温度较低的送风气流。度较低的送风气流。动车组通风系统新新鲜鲜清清洁洁空空气气直直接接送送入入工工作作区区，由由于于在在工工作作区区内内无无大大的的空空气气流流动动，污污染染物物的的横横向向扩扩散散速速度度很很慢慢，从从而而直直接接被被上上升升气气流流带带到到上上部部非非人人活活动动的的高高温温混混合合区区，最最终终被被房房间间顶顶部部的的排排风风口口排
30、排出出，这这样样就就可可以以保保证证人人体体处处于于一一个个相相对对清清洁洁的的空空气气环环境境中中，从从而而有有效效地提高了工作区的空气品质地提高了工作区的空气品质。动车组通风系统置置换换通通风风气气流流分分布布的的特特点点是是：工工作作区区内内气气流流近近似似于于单单向向流流；通通风风效效率率和和温温度度效效率率都都很很高高，换换气气效效率率也也较较高高；既既节节省省冷冷量量，又又有有较较高高的的室室内内空气品质。空气品质。动车组通风系统图图3-8 3-8 置换通风的室内气流分布置换通风的室内气流分布动车组通风系统n3、单向流式气流组织、单向流式气流组织n气流在空间的断面上均匀分布。气流在
31、空间的断面上均匀分布。图图3-9 3-9 单向流的室内气流分布单向流的室内气流分布动车组通风系统4、局部式气流组织、局部式气流组织局局部部式式气气流流组组织织就就是是将将经经过过通通风风空空调调系系统统处处理理的的空空气气送送入入到到受受控控空空间间的的局局部部位位置置，如如飞飞机机和和列列车车的的座座椅椅、办办公公室室的的办办公公桌桌、车车间间的的工工作作岗岗位位等等，这样这样的气流的气流组织组织方式又称之方式又称之为为局部通局部通风风。动车组通风系统图图3-10 3-10 座椅送风的局部气流分布座椅送风的局部气流分布动车组通风系统四、气流组织的评价四、气流组织的评价 1 1、空气年龄、空气
32、年龄(Age of air)(Age of air)空空气气质质点点的的年年龄龄简简称称空空气气年年龄龄，是是指指空空气气质质点点自自进进入入房房间间至至到到达室内某点达室内某点所所经历经历的的时间时间。空空气气年年龄龄，从从表表面面意意义义上上讲讲是是空空气气在在室室内内被被测测点点上上的的停停留留时时间间。而而实际实际意意义义是指旧空气被新空气所代替的速度是指旧空气被新空气所代替的速度。空空气气从从送送风风口口进进入入车车内内后后的的流流动动过过程程中中，不不断断掺掺混混污污染染物物，空空气气的的清清洁洁程程度度和和新新鲜鲜程程度度将将不不断断下下降降。因因此此，空空气气年年龄龄短短，预预
33、示示着着到到达达该该处处的的空空气气可可能能掺掺混混的的污污染染物物少少，排排除除污污染染物物的的能能力力愈强。显然，愈强。显然，空气年龄评价了空气流动状态的合理性空气年龄评价了空气流动状态的合理性。动车组通风系统图图3-11 3-11 空气年龄示意图空气年龄示意图空气通过房间所需最短时空气通过房间所需最短时间间 是房间容积是房间容积V与单与单位时间换气量位时间换气量G之比。之比。动车组通风系统2 2、换气效率换气效率(Air exchange efficiency)换换气气效效率率 是是评评价价换换气气效效果果优优劣劣的的一一个个指指标标，它它是是气气流流分分布布的的特特性性参参数数，与与污
34、污染染物物无无关关。它它定定义义为为理理论论上上最最短短的的换换气气时时间间与与实实际际换换气气时时间间之之比比，即即（分分母母为为置置换换室室内内全全部部现现存存空空气气的的时时间间，是是室室内内平平均均空空气年气年龄龄的的2 2倍倍）动车组通风系统 是基于空气年龄的指标，因此它反映了空气流动是基于空气年龄的指标，因此它反映了空气流动状态合理性。最理想的气流分布状态合理性。最理想的气流分布=1=10000 ，一般，一般的气流分布的气流分布 。一一般般混混合合通通风风=50%=50%，而而置置换换通通风风=50%-=50%-100100 。换换气气效效率率=1=10000只只有有在在理理想想的
35、的活活塞塞流流时时才才有有可可能能实现实现。动车组通风系统 4 4、通、通风风效率效率(Ventilation efficiency)通通风风效效率率又又称称混混合合效效率率，定定义义为为实实际际参参与与工工作作区区内内稀稀释释污污染染物物的的风风量量与与总总送送入入风风量量之之比比，或或是是送送、排排风风污污染染物物浓浓度度之之差差与与送送风风、工工作作区区污污染染物物浓浓度度之差的比，即之差的比，即动车组通风系统 由此可见，由此可见，Ev也表示通风或空调系统排出污染物的能力，也表示通风或空调系统排出污染物的能力，因此也称为排污效率。当送入房间空气与污染物混合均匀，因此也称为排污效率。当送入
36、房间空气与污染物混合均匀，排风的污染物浓度等于工作区浓度时，排风的污染物浓度等于工作区浓度时，Ev=1。一般的混合。一般的混合通风的气流分布形式，通风的气流分布形式，Ev1。但是，若清洁空气由下部直。但是，若清洁空气由下部直接送到工作区时，工作区的污染物浓度可能小于排风的浓度，接送到工作区时，工作区的污染物浓度可能小于排风的浓度，这时这时Ev1。Ev不仅与气流分布有着密切关系，而且还与污不仅与气流分布有着密切关系，而且还与污染物分布有关。污染源位于排风口处，染物分布有关。污染源位于排风口处，Ev增大。增大。动车组通风系统温度效率温度效率 下送风上排风送风方式下送风上排风送风方式 的值大于的值大
37、于1 1，且具有较高的，且具有较高的通风效率，这是该种通风方式受到重视的主要原因。通风效率，这是该种通风方式受到重视的主要原因。动车组通风系统图3-14 不同送风方式的、值动车组通风系统第三节第三节 空气净化空气净化l一、空气净化的概念一、空气净化的概念空空气气净净化化系系指指去去除除空空气气中中的的污污染染物物质质，控控制制房房间间或或空空间间内内空空气气达达到到洁洁净净要要求求。对对于于铁铁路路空空调调客客车车来来说说，进进入入车车内内的的空空气气由由车车外外空空气气和和车车内内循循环环空空气气两两部部分分构构成成。车车外外空空气气由由于于受受到到环环境境污污染染，空空气气中中包包括括粉粉
38、尘尘、烟烟雾雾、微微生生物物、花花粉粉等等悬悬浮浮污污染染物物，以以及及如如COCO、SOSO2 2等等各各种种有有害害气气体体；车车内内循循环环空空气气受受到到人人的的活活动动和和工工作作过过程程的的污污染染，如如人人体体呼呼出出COCO2 2、身身体体散散发发出出体体味味并并可可能能带带有有病病菌菌，这这些些都都会会影影响乘客的健康。响乘客的健康。动车组通风系统l因此，列车空气调节设备必须包含空气净化装因此，列车空气调节设备必须包含空气净化装置。通过净化处理，使进入车内的空气达到所置。通过净化处理，使进入车内的空气达到所要求的洁净度。要求的洁净度。空空气气洁洁净净度度通通常常用用洁洁净净空
39、空气气环环境境中中空空气气含含尘尘量量多少来表示。多少来表示。动车组通风系统二、内部空二、内部空间间空气空气净净化的要求化的要求1 1、一一般般净净化化：对对送送入入空空气气只只要要求求进进行行一一般般的的净净化化处处理理，大大多多数数以以控控制制温温、湿湿度度为为主主的的民民用用与与工工业建筑空调工程均属于此类；业建筑空调工程均属于此类；2 2、中中等等净净化化；对对空空气气中中悬悬浮浮微微粒粒的的质质量量浓浓度度有有一一定定要要求求，空空调调客客车车车车厢厢内内空空气气中中的的含含尘尘量量 1mg1mgm m3 3等等；3 3、超超净净净净化化：对对空空气气中中悬悬浮浮微微粒粒的的大大小小
40、和和数数量量均均有有严严格格要要求求。超超净净净净化化用用以以满满足足某某些些生生产产工工艺艺和科学实验对高洁净度生产环境的特殊要求。和科学实验对高洁净度生产环境的特殊要求。动车组通风系统l三、空气净化处理三、空气净化处理u1 1、空气品质处理技术简介、空气品质处理技术简介空空气气净净化化处处理理通通常常可可以以通通过过以以下下技技术术手手段段来来完成：完成：纤纤维维过过滤滤技技术术、静静电电过过滤滤技技术术、吸吸附附技技术术、光光催催化化技技术术、负负离离子子技技术术、臭臭氧氧技技术术、低低温温等离子技术以及上述技术的组合等。等离子技术以及上述技术的组合等。动车组通风系统l纤维过滤技术纤维过
41、滤技术属于表面过滤技术，空气中的微属于表面过滤技术，空气中的微粒在纤维过滤材料的表面被捕集。纤维过滤材粒在纤维过滤材料的表面被捕集。纤维过滤材料对微粒的捕集主要是借助料对微粒的捕集主要是借助筛滤作用、惯性碰筛滤作用、惯性碰撞作用、拦截作用、以及扩散作用撞作用、拦截作用、以及扩散作用等机理的单等机理的单独或联合作用来实现的。独或联合作用来实现的。静电过滤技术静电过滤技术也称静电除尘技术。也称静电除尘技术。静电过滤器工作原理静电过滤器工作原理动车组通风系统l吸附技术吸附技术作为空气净化的主要方法而被广泛应作为空气净化的主要方法而被广泛应用。其原理是，用。其原理是，固体表面上的分子力处于不平固体表面
42、上的分子力处于不平衡或不饱和状态，由于这种不饱和的结果，衡或不饱和状态，由于这种不饱和的结果，固固体会把与其接触的气体或液体溶质吸引到自己体会把与其接触的气体或液体溶质吸引到自己的表面上，从而使其残余力得到平衡。固体表的表面上，从而使其残余力得到平衡。固体表面进行的这种物质浓缩现象就是面进行的这种物质浓缩现象就是吸附现象吸附现象。目目前前在在空空气气品品质质处处理理中中应应用用较较广广的的吸吸附附剂剂主主要要是是颗粒活性炭和活性炭纤维颗粒活性炭和活性炭纤维。动车组通风系统l光催化净化光催化净化是基于光催化剂在是基于光催化剂在紫外线紫外线照射下具照射下具有的氧化还原能力而净化污染物的一项技术。有
43、的氧化还原能力而净化污染物的一项技术。光催化是以光为能量激活催化剂，反应在常温光催化是以光为能量激活催化剂，反应在常温下就能进行。在光催化反应中，用紫外光为光下就能进行。在光催化反应中，用紫外光为光源，激发产生的源，激发产生的活性自由基活性自由基与污染物反应，将与污染物反应，将空气中的微量有害气体及人体散发的异味气体空气中的微量有害气体及人体散发的异味气体彻底分解为无臭、无害产物，因此可以从彻底分解为无臭、无害产物，因此可以从根本根本上消除室内空气污染物对人体健康的危害。上消除室内空气污染物对人体健康的危害。动车组通风系统空空气气负负离离子子净净化化空空气气的的原原理理是是，空空气气负负离离子
44、子能能够够附附着着在在固固相相或或液液相相污污染染物物微微粒粒上上形形成成大大离离子子，大大离离子子会会借借助助凝凝结结和和吸吸附附作作用用而而沉沉降降下下来来。以以此实现对空气的净化。此实现对空气的净化。动车组通风系统l臭氧臭氧（O3）是一种强氧化剂。臭氧在室内空气净化中的）是一种强氧化剂。臭氧在室内空气净化中的应用是将臭氧直接与室内空气混合，或将臭氧直接释放应用是将臭氧直接与室内空气混合，或将臭氧直接释放到室内空气中去，利用臭氧极强的到室内空气中去，利用臭氧极强的氧化作用氧化作用，达到灭菌，达到灭菌消毒的目的。消毒的目的。由由于于将将臭臭氧氧直直接接释释放放到到空空气气中中，整整个个室室内
45、内空空间间，包包括括该该空空间间内内的的所所有有物物品品周周围围，都都充充满满了了臭臭氧氧气气体体，因因而而消消毒毒灭灭菌菌范范围围广广。臭臭氧氧能能够够氧氧化化有有机机物物，因因而而也也能能和和构构成成人人体体的的有有机机物物发发生生反反应应，因因此此，如如果果使使用用不不当当，臭臭氧氧也也能能危害人体健康。危害人体健康。动车组通风系统l低温等离子体低温等离子体对对空气的空气的净净化包括三个方面，即化包括三个方面，即荷荷电电除除尘尘、有害气体的催化有害气体的催化净净化化和和负负离子离子净净化化等。等。它不它不仅仅能能够够分解气分解气态污态污染物，染物，还还可以从气流中分可以从气流中分离出离出
46、颗颗粒物，如有毒的化学物粒物，如有毒的化学物质质和病菌和病菌悬悬浮浮颗颗粒粒物等。另外，低温等离子体物等。另外，低温等离子体还还具有具有调节调节离子平衡离子平衡的功能。所以，从理的功能。所以，从理论论上上说说，它在空气，它在空气净净化方面化方面有着其它有着其它净净化方法无法比化方法无法比拟拟的的优优点。点。动车组通风系统l2 2、空气颗粒状污染物的净化处理、空气颗粒状污染物的净化处理l空气净化处理的首要任务是除掉空气中的悬浮空气净化处理的首要任务是除掉空气中的悬浮微粒。根据悬浮微粒的来源，达到净化目标的微粒。根据悬浮微粒的来源，达到净化目标的技术措施主要包括技术措施主要包括空气过滤空气过滤和和
47、气流组织气流组织。空空气气过过滤滤是是利利用用过过滤滤装装置置，将将送送入入洁洁净净空空间间的的空空气气中中的的悬悬浮浮微微粒粒去去除除，从从而而保保证证进进入入房房间间的的空空气气达达到到要要求求的的洁洁净净度度，这这是是空空气气净净化化处处理理的的基本方式。基本方式。动车组通风系统在在空空气气过过滤滤中中，利利用用滤滤料料孔孔隙隙，将将大大于于孔孔隙隙尺尺寸寸的的尘尘粒粒阻阻留留下下来来的的现现象象称称为为筛筛滤滤作作用用。实实际际上上空空气气过过滤滤器器的的过过滤滤作作用用是是比比较较复复杂杂的的，其其主主要机理有：要机理有：u (1)(1)惯性作用惯性作用u (2)(2)扩散作用扩散作
48、用 u (3)(3)静电作用静电作用 u (4)(4)吸附作用吸附作用 动车组通风系统u3 3、空气的除臭、灭菌和离子化、空气的除臭、灭菌和离子化u(1)(1)气相污染物处理及空气除臭气相污染物处理及空气除臭u空调净化系统常采用的气相污染物净化方式有：空调净化系统常采用的气相污染物净化方式有：u a.a.洗涤吸收洗涤吸收u b.b.活性碳吸附器活性碳吸附器u c.c.化学吸附化学吸附u d.d.光触媒净化光触媒净化u e.e.稀释稀释u(2)(2)空气灭菌空气灭菌 空气灭菌可采用过滤和消毒两类方式。空气灭菌可采用过滤和消毒两类方式。动车组通风系统第四节第四节 诱导通风诱导通风采用诱导器做末端装
49、置（送回风口）的空调系采用诱导器做末端装置（送回风口）的空调系统称为诱导通风系统。诱导通风是客车空调中统称为诱导通风系统。诱导通风是客车空调中的另一种通风形式。的另一种通风形式。第三章 动车组通风系统图图3-16 TGV-PSE3-16 TGV-PSE列车诱导空调的气流组织列车诱导空调的气流组织1-1-诱导器；诱导器；2-2-回风；回风；3-3-送风送风动车组通风系统l一、诱导通风的工作原理一、诱导通风的工作原理诱诱导导通通风风系系统统由由一一次次风风（新新风风）系系统统、诱诱导导器器及及二二次次风风系系统统组组成成。图图3-173-17为为诱诱导导通通风风的的示示意意图。图。动车组通风系统图
50、图3-17 3-17 诱导空调系统诱导空调系统1-1-混合箱；混合箱；2-2-喷嘴；喷嘴；3-3-静压室；静压室；4-4-通风机；通风机；5-5-集中空气处理箱集中空气处理箱动车组通风系统l二、诱导器简介二、诱导器简介诱诱导导器器是是诱诱导导通通风风的的送送风风设设备备，它它由由外外壳壳、喷喷嘴嘴、静静压压箱箱和和一一次次风风联联接接管管热热交交换换器器（盘盘管管）等组成。等组成。第三章 动车组通风系统图图3-183-18诱导器的结构示意图诱导器的结构示意图(a)(a)立式；立式；(b)(b)卧式；卧式；(c)(c)立式双面立式双面1-1-一次风连接管；一次风连接管；2-2-静压箱；静压箱；3