中國鐵路列車空調(diào)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢分析

中國鐵路列車空調(diào)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢分析

一、中國鐵路列車空調(diào)行業(yè)概況

（1）產(chǎn)品定義及屬性

空調(diào)即空氣調(diào)節(jié)器。是指用人工手段，對建筑或構(gòu)筑物內(nèi)環(huán)境空氣的溫度、濕度、流速等參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制的設(shè)備。鐵路列車空調(diào)指空調(diào)在鐵路列車這樣特定場合的使用。

（2）鐵路列車空調(diào)產(chǎn)品分類

隨著鐵路系統(tǒng)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，列車作為一種重要交通工具，經(jīng)歷了從低速度逐漸提升為高速的發(fā)展過程。鐵路軌道交通分為普速鐵路、快速鐵路和高速鐵路，因此鐵路列車空調(diào)可分為普速鐵路空調(diào)、快速鐵路空調(diào)、高速鐵路空調(diào)。

二、中國旅客列車空調(diào)的發(fā)展現(xiàn)狀

列車空調(diào)系統(tǒng)主要由空調(diào)機(jī)組和控制系統(tǒng)組成，空調(diào)機(jī)組由結(jié)構(gòu)部分、系統(tǒng)部分和控制器組成，其中，結(jié)構(gòu)部分包括空調(diào)外殼和機(jī)組防護(hù)罩等，系統(tǒng)部分包括蒸發(fā)器、冷凝器和變頻壓縮機(jī)；控制器包括主控制器、人機(jī)交互控制器及緊急通風(fēng)逆變模塊；控制系統(tǒng)包括獨(dú)立控制和集中控制，獨(dú)立控制通過每節(jié)車廂安裝的車控器對空調(diào)機(jī)組進(jìn)行控制，同時(shí)，通過列車總線和通訊將所有車控器系統(tǒng)連接，從而實(shí)現(xiàn)對所有空調(diào)機(jī)組的集中控制。

（1）動(dòng)車組、地鐵空調(diào)規(guī)模占比超97%

根據(jù)《2019-2025年中國鐵路列車空調(diào)市場專項(xiàng)調(diào)查及發(fā)展趨勢分析報(bào)告》數(shù)據(jù)顯示：隨著我國鐵路客運(yùn)事業(yè)的迅速發(fā)展，新型集中供電全空調(diào)高速旅客列車將逐步替代舊型車體的旅客列車。2018年我國鐵路列車空調(diào)市場規(guī)模為32.92億元，其中普通火車客車空調(diào)規(guī)模0.88億元，動(dòng)車組空調(diào)規(guī)模18.9億元，地鐵空調(diào)及其他空調(diào)規(guī)模13.14億元。

（2）中國鐵路列車空調(diào)產(chǎn)值33.8億元

目前，我國軌道交通空調(diào)生產(chǎn)企業(yè)主要有：廣州鼎漢、石家莊國祥、上海法維萊、廣州中車軌道、山東朗進(jìn)、江蘇新譽(yù)、上海松芝制冷、金鑫美萊克及上?？铺┑鹊?。

2018年全國鐵路列車空調(diào)產(chǎn)值規(guī)模33.8億元，相比2017年減少了2.7億元。

廣州鼎漢軌道交通車輛裝備有限公司（“廣州鼎漢”）在江門生產(chǎn)基地發(fā)布了三款空調(diào)新產(chǎn)品，包括二氧化碳空調(diào)（CO2制冷劑空調(diào)）、DC1500V直供電空調(diào)、軌道車輛智慧空調(diào)系統(tǒng)，代表著軌道交通空調(diào)面向綠色化、節(jié)能化、智能化發(fā)展的技術(shù)前瞻性。其中，自主研發(fā)的CO2列車空調(diào)打破了國外對相關(guān)產(chǎn)品的技術(shù)壟斷，在軌道列車空調(diào)朝著綠色節(jié)能環(huán)保的發(fā)展方向上具有里程碑的意義。

新型環(huán)保制冷劑研究與應(yīng)用推廣的需求日益緊迫，以CO2制冷劑為代表的天然工質(zhì)受到日益關(guān)注。因此，針對軌道車輛空調(diào)系統(tǒng)，上海交通大學(xué)制冷所與廣州鼎漢合作研究，不斷試驗(yàn)和摸索，攻克CO2空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)難點(diǎn)，最終成功研發(fā)并發(fā)布CO2列車空調(diào)，為環(huán)境保護(hù)做出積極貢獻(xiàn)。

（3）鐵路列車空調(diào)價(jià)格有所下降

目前，國內(nèi)動(dòng)車組空調(diào)價(jià)格在三十萬以上，地鐵空調(diào)價(jià)格在11萬元/套左右。國內(nèi)鐵路列車空調(diào)整體均價(jià)呈現(xiàn)下降態(tài)勢，如下圖所示：

三、中國列車空調(diào)目前存在的問題

（1）車廂內(nèi)的通風(fēng)

與建筑空調(diào)工況相比，列車空調(diào)運(yùn)行工況有很大不同。雖然列車內(nèi)的控制溫度是一定的，但是由于列車作為一種交通工具，搭乘的乘客數(shù)量不固定。特別是中國地理情況決定了很多長途列車跨越的地區(qū)氣候狀態(tài)變化較大，室外溫度發(fā)生較大變化，這樣會(huì)影響列車空調(diào)的負(fù)荷。而且搭乘的旅客來自不同的地域，人們對舒適的要求也不盡相同。目前列車基本上采用定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)，沒有考慮室外溫度以及人員活動(dòng)量變化對空調(diào)負(fù)荷的影響，例如夏季列車夜間運(yùn)行時(shí)，空調(diào)系統(tǒng)按定風(fēng)量運(yùn)行，室外氣溫降低，而且當(dāng)乘客逐漸入睡的時(shí)候，車廂內(nèi)的溫度會(huì)逐漸降低，乘客會(huì)有熱不舒適感，同時(shí)造成能源的白白浪費(fèi)。

（2）空調(diào)列車裝飾材料

空調(diào)列車在設(shè)計(jì)和制造時(shí)，為了滿足裝修和空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的需要，使用了大量的裝飾及保溫保濕等材料，這些材料會(huì)釋放出甲醛、苯、甲苯、乙醛等揮發(fā)性有機(jī)物（VOC）。雖然VOC的濃度都不是很高，低于CO2的濃度，但較之CO2,揮發(fā)性的有機(jī)物對人體健康構(gòu)成更大的威脅。

（3）列車空調(diào)的管理運(yùn)行

在列車運(yùn)行過程中，會(huì)出現(xiàn)有些車廂溫度高，有些車廂溫度低的情況。列車管理人員沒有能夠根據(jù)實(shí)際情況，來確定空調(diào)運(yùn)行參數(shù)，車廂內(nèi)就會(huì)很熱。

實(shí)際調(diào)查過程中也顯示，車輛空調(diào)制冷劑的泄漏現(xiàn)象嚴(yán)重，有些車輛幾乎運(yùn)行一次就要重新充注制冷劑，否則會(huì)明顯影響制冷效果。因此加強(qiáng)對管理人員的技術(shù)培訓(xùn)和車輛空調(diào)裝置的定期維護(hù)，對提高空調(diào)使用效果及使用壽命、降低運(yùn)行成本也是非常重要的，也有利于環(huán)保節(jié)能。

四、中國列車空調(diào)行業(yè)改善措施

（1）新風(fēng)量不足是導(dǎo)致列車車廂內(nèi)空氣質(zhì)量惡化的原因之一。我國《公共交通工具衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB9673-1996）中規(guī)定，客車內(nèi)夏季新風(fēng)量不少于20m3/人.h。只有保證一定的新風(fēng)量，才能稀釋室內(nèi)的CO2和其他有害氣體濃度，增加室內(nèi)氧氣含量。在列車超員嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)注意加強(qiáng)通風(fēng)，增加換氣量，從而保證室內(nèi)良好的空氣品質(zhì)，滿足人們的健康需要。

（2）為了提供更有效的熱舒適環(huán)境且節(jié)能，列車應(yīng)采用變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)，送風(fēng)量根據(jù)列車空調(diào)負(fù)荷的變化而變化，與定風(fēng)量系統(tǒng)相比，將會(huì)有很大的節(jié)能潛力。

（3）在進(jìn)行新車體內(nèi)裝修時(shí)應(yīng)采用環(huán)保型原材料，在投入運(yùn)營前，車輛廠應(yīng)請有資質(zhì)的部門對車廂進(jìn)行揮發(fā)性有機(jī)物的檢測，待揮發(fā)性有機(jī)物濃度降至合格標(biāo)準(zhǔn)后，方可投入使用。盡量減少列車超員，保證車廂空氣質(zhì)量相對穩(wěn)定。

（4）由于中國旅客列車超載情況比較嚴(yán)重，通過減少客流量來減輕車廂空氣質(zhì)量的惡化顯然不現(xiàn)實(shí)，而通過通風(fēng)換氣的方式改善車廂內(nèi)的空氣質(zhì)量也有--定限度，所以應(yīng)采用空氣凈化裝置來改善空氣質(zhì)量。

（5）為了保持該型列車空氣衛(wèi)生質(zhì)量，應(yīng)保證空調(diào)設(shè)備至少每4h運(yùn)行通風(fēng)模式，同時(shí)減少旅客吸煙，定時(shí)開啟列車上的車窗以加強(qiáng)通風(fēng)換氣。

五、中國鐵路列車空調(diào)發(fā)展方向分析

鐵路列車空調(diào)系統(tǒng)發(fā)展展望隨著軌道交通建設(shè)規(guī)模的壯大，以及建設(shè)速度的加快和技術(shù)水平的提高，空調(diào)系統(tǒng)也將取得越來越快的發(fā)展。從國家工程建設(shè)發(fā)展和人員等多方面需求上分析，其未來發(fā)展方向?qū)⑹恰鞍踩】?、?jīng)濟(jì)節(jié)能、環(huán)保美觀”。

1、城市軌道交通通風(fēng)空調(diào)多功能設(shè)備集成系統(tǒng)

多功能主要體現(xiàn)在地下空間的通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)的功能組合，還體現(xiàn)在區(qū)間空調(diào)和車站空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化整合。另外，在新型集成系統(tǒng)中，還可將較為先進(jìn)的自動(dòng)清洗空氣濾芯、風(fēng)機(jī)變頻等新型技術(shù)應(yīng)用在集成系統(tǒng)之中，讓系統(tǒng)具備更加先進(jìn)和完善的功能。

2、開展耐寒耐高溫技術(shù)研究，改善列車特殊環(huán)境下的運(yùn)行性能

我國氣候類型復(fù)雜，長途列車跨越的地理?xiàng)l件多變，途徑高溫、高寒、風(fēng)沙區(qū)域時(shí)，必須考慮特殊條件下系統(tǒng)的安全與節(jié)能措施。首先，應(yīng)提高車輛整體保溫性能，除了以對人體及環(huán)境無害、隔熱性能良好、便于安裝作為標(biāo)準(zhǔn)選擇適用的保溫材料外，還應(yīng)開發(fā)新的保溫材料。目前在防寒保溫方面我國主要采用的技術(shù)是車體選用防寒材和對車體冷橋進(jìn)行處理以減小冷橋?qū)圀w整體傳熱的影響。在隔熱方面，主要是在車身上涂裝隔熱涂料和使用隔熱性能好的玻璃車窗（如真空玻璃、低輻射鍍膜玻璃）。同時(shí)，改進(jìn)車體結(jié)構(gòu)，優(yōu)化局部設(shè)計(jì)，減小列車?yán)錁驅(qū)圀w整體傳熱的影響，避免出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象”。

在沙塵較多地區(qū)，冷凝風(fēng)容易將沙塵吸人冷凝腔，造成沙塵在整個(gè)冷凝腔內(nèi)堆積，影響空調(diào)系統(tǒng)正常運(yùn)行?？稍O(shè)置導(dǎo)沙板、帶自動(dòng)排沙裝置的冷凝腔等措施，進(jìn)行防沙、排沙。

3、進(jìn)行空調(diào)系統(tǒng)壓力保護(hù)技術(shù)研究，為高速列車的產(chǎn)業(yè)化提供技術(shù)支持

列車高速運(yùn)行過程中不可避免地要產(chǎn)生壓力波，傳入車內(nèi)的壓力波對旅客乘坐舒適度有重大影響，為了保證乘坐舒適度，就必須對高速列車空調(diào)系統(tǒng)采取良好的壓力保護(hù)措施?？照{(diào)系統(tǒng)需要針對空氣壓力的變化，結(jié)合人員的健康要求，提出合理有效的控制標(biāo)準(zhǔn)，并會(huì)同有關(guān)專業(yè)共同解決。在空調(diào)系統(tǒng)中，可以通過線路信號、壓力表探測系統(tǒng)、清洗模式等方式，啟動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)的壓力保護(hù)裝置，提高列車乘坐舒適度。

4、能系統(tǒng)控制，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗

傳統(tǒng)鐵路列車空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行能耗較高，南方城市約50％的運(yùn)營能耗為空調(diào)系統(tǒng)耗能，北方城市能耗也達(dá)到運(yùn)行總能耗的近1/3。在空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與運(yùn)行方面，應(yīng)注重節(jié)能措施的綜合運(yùn)行，降低系統(tǒng)運(yùn)行能耗。

空調(diào)系統(tǒng)高能耗一方面是由于設(shè)備本身正常運(yùn)行就要消耗較多的