摘要：沈阳地铁电客车空调系統采用顶置单元式变频空调机组，采用机电一体化设计，每节车配置两台，采用环保制冷剂R407C。通过对多年来电客车运行表现的分析，沈阳地铁一、二号线电客车空调系统在使用过程中体现出了一些在原有设计上的不足，现针对其中主要项点进行分析并提出改进方案，以期不断提升设备各项性能，更好地服务乘客。
关键词：沈阳地铁;电客车空调;系统优化
一、空调滴水问题
（一）原因分析
电客车客室空调滴水现象在制冷季节时有发生。客室空调滴水通常有两类主要原因：空调机组内形成的冷凝水吹入客室和送风口凝露。
1.空调机组内冷凝水进入客室
空调系统在制冷工况下通过气流在蒸发器表面的热交换来实现制冷，在这个过程中必然会产生冷凝水。正常情况下，析出的冷凝水经机组底部排水孔至车顶，再经车辆端部两侧的排水管排至车下。若排放通道畅通，且无其他外力影响，机组内冷凝水可以正常排放，否则，冷凝水就会以以下两种方式侵入客室：
机组冷凝水由送风口吹入客室。机组内顶板的排水口堵塞，车体排水管堵塞，空调机组安装不水平等原因会导致机组内冷凝水不断蓄积;通风机的运转为回风流动提供了风场动力，同时会在蒸发器内形成负压，当蒸发器室的进风通道（包括蒸发器翅片及滤网、风道）不畅通时，蒸发器室内的负压会不断增大，空调机组积水飞溅后便会随送风（正压）被吹出空调出风口。进风通道堵塞越严重，蒸发器室的负压越大，客室滴水越严重，同时会使送风口出风量变小，影响乘客舒适度。
机组冷凝水由回风口处滴入客室。当空调机组接水盘内冷凝水存积过多时，随着列车运行产生的晃动会导致存水倾溅，由回风侧滴入客室。
2.送风口凝露
当含水蒸气的空气遇冷使其温度降至露点温度以下时，水份便会以液态的形式析出，并附着在冷表面上。由于空调制冷的特性，夏季制冷模式下空调送风口处出风温度较低，使出风口处附近的客室面板成为了“冷表面”，空气中的水分在一定条件下便在此处凝结。同时，乘车高峰客室内空气流动性差、送风机排布方向等原因仍然对凝露的产生起到了一定加剧作用。
（二）优化方案
1.接水盘、排水管改进方案
为防止冷凝水排放不良导致客室漏水，对接水盘进行改进：将接水盘回风侧高度提高至 50mm，送风侧高度提高至 80mm 且增加倒扣式折弯，提高接水盘的蓄水能力，从而减少机组冷凝水向客室吹送的几率。
为保证冷凝水顺利排出，对排水管结构进行优化：在冷凝水出口位置设置下沉排水孔，使排水更为顺畅，从而降低接水盘积水高度;孔径大小由原有的25mm扩大至31mm，既能保证冷凝水顺利、及时排出，又可减小进风面积，防止空气倒吸导致的排水不畅、水泡等不良现象;此外在排水管与接水盘对接处设置防水盖板，防止空气进入导致冷凝水飞溅。
2.滤网改进
空调机组新风滤网、回风滤网的传统形式为不锈钢和尼龙材质，由检修部门每月对其进行更换。使用过的滤网由检修人员进行清洗、晾晒，再供后续更换使用。受滤网本身结构形式限制，滤网夹层中的污垢无法完全清洁，导致滤网的透过性和清洁度随时间累积不断下降，对其功能造成影响。
为解决上述问题，采用新型滤棉，可随车辆修程的需要一次性换新，在保证净化等级（G3）的前提下，减少检修人员滤网清洗工作量，同时与原有形式相比，滤棉定期更换可保证新风、回风的透过性，从而减少因滤网脏堵而造成的蒸发器室负压加大，缓解冷凝水吹送滴落。
二、空调机组噪声问题
（一）噪声源分析
排除由设备故障所导致的空调异响和噪声，在空调运行过程中所产生的噪声主要分为流体流动噪声和机械振动噪声。
（二）优化方案
1.主动消噪
通过对噪声源即空调系统主要部件进行改良，以降低其所产生的流体流动和机械振动。空调机组噪声来源主要包括轴流风机、送风机、压缩机等主要部件，排除由故障因素造成的异响，则从以下角度进行优化。
轴流风机：风机扇叶采用锯齿结构，同时采用下垂叶片前缘、增加叶片弦长的方式以减小层流自激噪声。经实验，该方案下风机噪声相较原方案减小了6.4dB（A）。
送风机：在既有线运营中，存在空调送风机因长期振动导致安装不平稳以致出现异常响声的问题。通过提高离心风机动平衡等级（由G4.0升级到G2.5），控制风机整体振动速度（≤1.1mm/s，标准规定为4.5mm/s），有效控制风机因振动引起的噪声。
优化冷凝器、蒸发器结构设计，合理布局，增大换热器迎风面积，减小风速，减小换热器整体阻力，减少换热器翅片和空气流体的摩擦声，从而有效减小噪声。
优化压缩机选型，选用交流变频卧式涡旋压缩机，通过交流变频控制，降低振动与噪声。此款交流变频压缩机在额定工况下的噪声低至 61dB（A）。
2.被动消噪
通过对噪声在传播路径上进行阻隔，从而达到消噪的目的。
在外壳设计上，底板尽可能采用整体板折弯形式，减少焊接，增加结构强度、降低振动及共振。空调机壳主要由5块大板拼接而成，并在内部设置多组底板加强筋增加结构强度。
对机组内部包括压缩机、轴流风机、送风机等在内的主要部件进行减震加强固定。对压缩机加装减震器、安装加强筋;冷凝风机、雨水分离器等部件安装进行优化，在安装面板与机壳之间添加减震橡胶条，可以避免空调运行过程中钣金接触摩擦产生的噪声。
在送风机外部及其所在腔体顶板、周围侧板粘贴吸音棉，在不影响送风的前提下，降低送风噪声。在空调机组内壁粘贴吸音隔热材料，选用性能优良的福乐斯吸音降噪材料，可以有效降低车内噪声。
三、结束语
空调系统的性能和表现对正线运营服务质量起到了重要作用，关系到乘客的乘车舒适性。在空调设计方案中针对空调漏水、机组噪声等项点进行方案优化，可进一步提升乘客乘车舒适度。
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