车辆空调用强制通风电加热器相关标准及设计应用常用的车辆用空调强制通风用电热器标准是铁标TB/T2704-2016《铁路客车及动车组电取暖器》,对于出口欧洲的车辆用空调内强制通风的电加热器可依据参考法国标准NF F 13-835《Railway rolling stock-Electric air heaters shielded ele-ments,with forced ventilation》。

    TB/T 2704-2016《铁路客车及动车组电取暖器》是在TB/T 2704-2005《铁路客车电取暖器》基础上,主要增加了强制通风电取暖器相关内容,对强制通风电取暖器噪音和热惰性进行了规定,为动车组用电取暖器提供了设计、试验和检验标准。NF F 13-835《Railway rolling stock-Electric air heatersshielded elements,with forced ventilation》规定了铁道车辆用强制通风套管式空气电加热器的性能、批准条件、产品的检验及试验条件。两个标准各有侧重点,在设计、验证时可相互参考,合理指导设计。

    电加热器设计方案阶段,可参考NF F 13-835标准关于功率密度≤120 k W/m2和单位载荷(光管≤2.2 W/cm2;翅片管≤3.6 W/cm2)的规定,结合安装布局,对电热器功率要求进行可行性评估;对此两项参数不能满足标准规定的电热器要及时与车厂方沟通,修改设计方案,以在方案阶段有效控制风险,避免装车运行的安全风险和运行稳定可靠性。电加热器详细设计阶段,须严格执行TB/T 2704-2016标准,该标准在试验和检验等方面要求较NF F 13-835标准规定的更详细,在一些试验项点较法标全面,如噪音、启动电流、变形、冲水、低温、湿热态介电、高压回路漏电测量、难燃试验、接地电阻、泄漏电流和超温保护性能等可能直接影响安全可靠运用的试验项点等。

    电加热器设计和安装车辆用电加热器主要由安装框架、管式加热元件(翅片管或光管)、超温保护元件等组成。加热器本体保护元件一般有一级超温保护器和二级超温保护器,一级超温保护器为自动复位型,二级保护器须人为干预复位。表1电加热器主要设计项点及建议序号项点建议或参考依据1功率设计按NFF13835或JB/T 4088-2012标准校验加热器的功率密度和单位载荷,设计合理的加热器设计方案(功率密度、单位载荷符合标准)2电加热器安装框架及紧固件采用耐热不锈钢材质加热元件按JB/T 4088-2012,JB/T2379-1993标准要求4电线高温区域采用耐高温200℃阻燃电线电缆,其他区域引线采用低烟无卤导线或依客户技术条件要求连接器或接线端子满足客户技术要求下考虑便于维护的接线方式空调内电加热器安装注意气流均匀、防水绝缘等事项。

    空调机组内电加热器安装位置首先应确保加热器发热元件处于通风畅通区域,局部的通风不畅可能导致加热管局部表面温度过高,存在安全风险。空调机组内主电加热器的安装位置如图1所示,其一般安装在蒸发器下游,这时需注意加热器与冷凝水盘上沿的相对关系,在设计时,加热器的下排电加热管与水盘上沿高度H应尽量小;如果条件允许,使加热器最下排管在水盘高度之上;当无法满足时,同时适当加大L尺寸,以保证气流均匀吹过下排加热管或通过CFD气流流场模拟分析较合理确定结构布局,确保气流均匀通过蒸发器和电加热器,同时考虑夏季制没过加热器管,在样机开发试验时,须进行必要的试验验证。