摘要：城市轨道交通为人们的出行带来极大便利，与此同时轨道交通的服务质量也在提升。轨道客车是一种城市常见交通工具，这种交通工具可以有效减少交通拥堵问题。为了提供更加优质的服务，提供舒适的乘车环境，需要在轨道客车中安装空调，所以对空调技术提出了很高要求。本文从制冷系统和制暖系统的工作原理入手，讨论目前轨道客车空调系统的缺陷，并分析轨道客车空调技术的新方向，希望对相关研究具有帮助作用。
关键词：轨道客车；空调技术；发展方向
在社会经济飞速发展的今天，人们对出行的要求也越来越高，如今我国的汽车数量逐年增加，但是驾车出行难免会遇到交通拥堵的情况，而地铁、轻轨等交通工具的出现可以避免拥堵问题，成为人们出行主要选择的方式。同时，在科技不断发展的背景下，轨道客车的乘坐舒适性也在提升，其中安装空调系统就是最明显的体现。空调最核心的技术是运行控制系统，这种运行控制系统和普通的空调完全不同，它是一个电脑化的控制系统，也是一个机器控制和人为控制相结合的管控系统，今后将在我国的轨道客车中得到更加深入的利用。
一、制冷系统和制暖系统的工作原理
在轨道客车中，空调按照用途可以分为舒适空调和精密空调，在轨道客车中，空调的利用可以为乘客打造冬暖夏凉的乘车环境，一般利用到舒适性空调，其包括了车顶单元式和分体式两种。如今的轨道客车空调可以在网络环境下得到操控，其中对于制冷系统来说，制冷原理主要是热量从高处向低处传递，然后借助温度和压力实现改变物质的形态，在这一过程中就会出现吸热和放热。在制冷的过程中，压缩机会加大压力，伴随着冷凝器的液化反应将热量释放出来，之后液体的压力会在膨胀阀中降低，然后液体在蒸发器中吸热和汽化。整体制冷的原理为氟利昂发生汽化反应，然后利用吹风机把冷风吹入到室内，达到温度下降的目标。从制暖系统的工作原理讲，就是将电加热器安装在空调的机组内部，这个组件并联于蒸发器旋管，处于供热条件下气流经过旋管会升高，然后借助送风机将热风送到车厢[1]。
二、目前轨道客车空调系统的缺陷
首先，乘车环境的舒适度不足。一方面，定速空调借助2台压缩机对制冷量进行有效调节，不过单机状态下制冷负荷较大，使得空调出现频繁的启停，乘客会感觉车厢内部的气流温度变化较大。另一方面，在夜间运行或者季节交替的情况下，如果室外的温度低于19℃，定速空调机组不能起到制冷作用，不利于车内的温度控制。一旦车厢内的乘客较多或者轨道客车行长时间驶到阳光照射充足的区域，将会导致车厢内部闷热。
其次，辅助供电负担过重。一方面，定速空调的能效比下降，比如制冷功率或者输入电功率为2.0为正常数值，但是在冬季制冷采用电加热的方法只能达到1.0，低于民用空调设备的正常数值，这就是定速空调的能效比下降导致赌辅助供电负荷加大的表现。另一方面，定速空调只能实现50%与100%的两极制冷量输出，借助压缩机的启停调节不同制冷量，这一过程会存在启停损耗多的问题，而开启电热器辅助除湿和增加热气旁通会进一步降低能耗比[2]。
再次，系统的可靠性不足。出现定速系统不能正常的软启动之后，压缩机和电机处于启动状态下可以监测到启动电流为额定电流的5-10倍，及时可以实现顺序启动，但是依然会对其它零部件的正常工作产生不利影响。
第四，存在噪音过大的问题。冷风机和定都空调压缩机都是在额定频率下满足启动的需要，一旦处于频繁的启动状态下会导致振动明显，噪音对乘客的出行感受也会带来不利影响。还有一种情况是冷风机和定都空调压缩机处于额定的频率下运行，不能根据外界的气温调速，使得振动与噪音始终频繁。
最后，制冷剂的节流选用问题。定速空调借助热力膨胀阀和毛细管节流，不过在系统的产期运行后存在速度慢和精度差的问题，不能适应外界温差大的情况。很多的轨道客车使用R407C这种绿色环保制冷剂，将其用于定速压缩机，不过R407C这种制冷剂为混合物，出现泄漏问题后要全部放空，之后重新注入，导致大量的制冷剂浪费。此外，出现制冷剂组分变化之后也会造成空调运行效率下降，甚至出现空调压缩机损坏的情况。
三、轨道客车空调技术的新方向
首先，智能变频。在当前的轨道客车空调技术利用中，智能化技术得到了越来越多的利用，如今借助家用和商用的永磁同步技术和矢量控制技术可以有效提升空调机组的换热效率以及可靠性。其中变频空调模糊频率控制技术的利用可以实时分析车厢温度变化，然后对变化的频率进行调节，让制冷量输出匹配车厢负荷温度变化，进而为乘客提供更加舒适的环境。在轨道客车中利用的变频空调热力学技术，主要是借助电子膨胀阀对制冷剂的流量控制，相较于热力膨胀阀体现出调节范围大、响应速度快、能耗小的特点，可以对废排电机变频调速进行同步控制，让排风量处于合理的水平，同时可以凭借车重信号以及开关门信号对车内部的压力以及新风量控制，避免出现冷气或者热气散失的情况，进而起到了有效的节能作用[3]。
其次，环境保护。在轨道客车的空调系统中，制冷剂质量对制冷效果会产生一定影响，同时使用过程中也可能对大气造成一定的破坏，利用 R410A这种环保型的制冷剂，可以体现出更加明显的制冷或者制热效果，这种制冷剂是由两种制冷剂混合后形成的近共沸制冷剂，一旦出现制冷剂的泄漏为题，管理人员可以在不全部放掉或者抽空的情况下补充。
再次，温度适宜。在空调机组中利用到了智能检测技术以及自适应控制技术，当室外的环境温度处于10-50℃时都可以实现低温制冷的需要，进而解决了车厢人员密度大、季节交替时空调机组不能制冷的问题，具体说来：在室外温度处于-13-15℃时空调机组的热泵制热系统会运行，如果室外温度低于-13℃时，电加热器制热开始运行。此外，根据车厢内的负荷情况对制冷量输出实时调节，实际温度和设计温度误差小于1℃。
最后，减重静音。为了减轻空调的重量，可以对高效换热器技术利用，高效换热器利用了小口径的螺纹铜管，可以加大换热面积，而微通道换热器技术的利用可以进一步提升换热效率，在降低重量方面的优势更加明显。同时，可以优化蒸发单元以及冷凝单元的结构布局和风场，降低空调机组的高度。在科学的系统匹配计算之后，可以优化风场的布局，减少冷凝器和蒸发器的尺寸，在降低空调机组高度方面也有良好的效果。新型节能变频空调采用电机一体化设计，对空调机组进行控制，减少线缆的数量，合理对控制柜的尺寸进行控制，减少了设备与零部件的接触，在减少噪音的同时，间接起到了减重的效果[4]。
结束语：
综上所述，如今铁路客车在城市的交通体系中起到了越来越重要的作用，在保证轨道客车的安全运行同时，也需要提供更加舒适的乘车环境，在空调系统的日常管理中，需要分析系统故障和出现的原因，但是人工检测方法效率较低，因此今后需要对智能化技术有效利用，根据室内外的温度自动调节车厢内温度，大力应用智能变频技术、重视减重静音，同时要选择环保型的制冷剂达到环保的目标，最终进一步促进我国交通事业的发展。
参考文献：
[1]蒲栋,高菲.轨道客车空调系统新风量分析[J].城市轨道交通研究,2019,22(07):141-144.
[2]马智超.浅论轨道客车空调系统常见故障分析[J].当代化工研究,2019(04):70-71.
[3]欧阳仲志.轨道客车空调新风量的分析[J].铁道车辆,2018,56(03):1-4.
[4]欧阳仲志.动车组和轨道客车节能研究[J].铁道车辆,2015,53(08):17-21.