城市轨道交通具有运送乘客量大、站点密集、乘客上下车较为频繁、乘车舒适性要求高等特点。考虑到各城市具体运营环境的差异和日益增长的乘车需求，城市轨道交通车辆空调系统要具备以下特点及要求：

1.小型轻量化

小型轻量化是城市轨道交通车辆空调系统的显著特点。由于城市轨道交通车辆一般比铁路车辆体积小、高度低、乘客运载量大，而空调机通常置于车顶部，故城市轨道交通车辆空调机的体积和质量会受到一定的限制。所以小型、轻量化是空调机要考虑的一个现实条件。近年来，多家制冷设备有限公司连续采用一系列新技术来缩小空调机体积。如：采用卧式涡旋式压缩机；换热器采用内螺纹管，增强换热效果，减少换热器体积；采用带亲水膜的轻质铝翅片，降低换热器质量；引进高效进口风机等，在保证流量、噪声等要求下降低了体积及重量。北京地铁的第一台拥有我国自主知识产权的国产化地铁空调机组充分采用了以上新技术。

2.可靠性高

①车辆空调机的耐振性能要好。车辆在运用过程中会产生较大振动，因此车辆空调系统要具备耐振性能。我国铁路标准TB/T 1804—2009 对车辆空调设备做了抗振要求及试验标准。这个标准对运行条件优于铁路车辆的城轨车辆空调系统来说，应该是完全适用的。

②耐腐蚀性好。现在城市的污染程度较大，尤其是沿海城市的盐雾影响，对暴露在大气当中的空调机的电动机、换热器壳体的耐腐蚀要求较高，因此空调机在设计、制造当中要充分考虑到这点。如采用防护等级较高的电动机，并在电动机外部配合处增加电动机防护技术措施，在换热器上采用耐酸、碱、盐雾腐蚀的覆膜铝翅片，并采用不锈钢板材制造空调机壳体，可有效防止腐蚀发生，延长空调机的使用寿命。

③根据车辆运行特点，空调机组制冷系统尽量采用多系统，避免使用单系统的空调机组。因为如采用单系统，当制冷系统出现问题时，整个空调机组就不能为车辆提供冷量，而多系统的空调机，当某一个系统出现故障时，另外的系统还可以工作，为车辆提供一定的冷量。以下是采用多系统的优点：

a.制冷系统故障对双系统或多系统的影响小；

b.双系统或多系统的空调机能使车内达到较稳定的温度；

c.由于双系统或多系统的空调压缩机交替运行，故压缩机磨损寿命长；

d.由于双系统或多系统的空调压缩机分步启动，故启动电流冲击小。

3.免维护程度高、可维修性好

安装于城市轨道交通车辆上的空调机并不能像地面制冷机组那样，可以给检修、维护人员一个易于监视的环境和空间。根据干线铁路车辆空调的使用经验，在条件允许的情况下空调制冷系统应尽量使用单元式、全封闭式制冷循环系统，并提高免维护的元件使用率，尽可能不采用分体式空调机。以下是全封闭制冷循环系统的优点：

①出厂前所有制冷系统部件均焊接，故系统密封性好；

②出厂前充入定量制冷剂，因在性能试验后发货，无泄漏，所以性能与质量稳定，可靠性高；

③由于可省掉储液器、管路接头，以及避免充入过多的制冷剂，故重量轻；

④因为系统无泄漏，故制冷系统的维修周期长；

⑤因为管路元件少，系统不泄漏，故制冷系统维护工作量少，适合城市轨道交通车辆。

4.制冷能力强

现代城市轨道交通车辆客室基本采用全密封结构，而且为保证大流量旅客上下车的时间和效率（每站停30 s），每侧设置3～5个客室车门。由于城市轨道交通站间距短（一般800～2 000 m），客室车门频繁开启，因此，客室内部制冷损耗大、制冷效率低，要达到和保持使人体感觉舒适的微气候条件，必须加大空调系统的制冷能力（一般应为计算制冷量的110%～120%）。如果没有足够的制冷能力，不断的制冷损耗会使空调系统长时间工作也达不到规定的微气候条件，也就失去了空调装置的作用和意义。

5.对新风量的要求高(www.daowen.com)

城市轨道交通车辆载客量大，人员众多，在客室内，由于人的呼吸，车内氧气减少，二氧化碳（CO2）含量增加，车内过多的二氧化碳（CO2）会使旅客感到气闷、疲劳，当增加到一定浓度后就会影响人的健康。此外，车内还可能产生其他有害气体，使车内空气变得污浊。因此，必须不断更换车内的空气，使车内空气保持一定的新鲜程度。因此，按照卫生标准和要求，每人必须有20～25 m3/h 的新鲜空气量即新风量的要求。空调机组应设有可自动调节的新风口和回风口。新风调节机构可保证从全开到全闭范围内调整新风量，回风口的气流调节装置可确保制冷和紧急通风功能的需要。调节机构设置调节挡板，用于调节新风、回风的混合比例。新风阀与排气阀同步，根据车辆载客量的不同，可调节不同的开度，改变新风量。

6.对微风速及送风均匀性的要求

城轨客车车内的空气流速同样影响人体的散热。车内空气流速的增大可以加速人体表面的对流散热，促进人体表面汗液的蒸发，从而增加散热效果。通过试验，夏季人体对空气流速有感觉的极限近似为0.15～0.25 m/s。城市轨道交通车辆送风均匀性是靠通风系统来保证的。经空调机组处理过的空气只有通过通风系统送往车内，才能保证车内温度均匀性，同时保证送风均匀，因此，通风系统是车辆空气调节的重要组成部分，该系统的好坏直接影响着车内的温度均匀性及送风均匀性，它可制约空调机组在车辆中的性能发挥。目前，我国城市轨道交通车辆普遍采用静压风道，这种静压风道能够降低噪声，使送风均匀。

7.对气流组织及废排量的要求

城市轨道交通车辆通常车内乘客较多，车辆内部要求做到全面送风，即使是空调机回风口区域，也要设送风口，否则气流会受拥挤人群扰动、阻塞，回风往往越过空调机回风口区乘客头顶回到空调机内，此处乘客感觉不到气流；而且在超员的情况下，回风温度也较高，不能带给乘客相应的凉爽感觉，满足舒适需要。城轨车辆的空调装置通风系统送入车内的空气中通常含有部分再循环空气和新鲜空气，其通风量为新鲜空气量和再循环空气量之和。一定数量的新风量进入，可以保证客室内的正压，有效地防止外界未经处理的空气及灰尘的渗入。但是，由于城轨车辆载客量大，故客室内所需新风量大，使空调系统的通风量增大，从而也使客室的正压值增大。为保证客室内的一定正压，同时又要平衡所需要的新风量带来的正压过大，需将客室内多余的空气排出车外，因此，城轨车辆一般需设置废排口或废排装置。对于采用塞拉门系统的城轨车辆来说，客室内正压过大会使最后关闭的塞拉门关门阻力剧增，从而不能保证车辆的正常运行。因此，客室正压值一般应在9.81～29.4 Pa。城轨车辆废排口或废排装置的废排量应略小于或等于新风量，一般为新风量的90%～95%。

8.对供电特性的要求

现代城市轨道交通车辆为全部采用VVVF 逆变器控制的交流传动系统，辅助供电系统采用静止逆变器（SIV）。一般情况下每列车设置有两组静止逆变器（SIV）及两组蓄电池组。静止逆变器（SIV）将接收到的直流1 500 V 或750 V 高压电变换成三相380 V/50 Hz交流电、110 V 直流电及24 V 直流电，作为客室照明、空调系统及各系统控制设备电源，同时可向蓄电池组充电，并满足不同负载的供电需求。城轨车辆的空调装置其压缩机、冷凝器风机、蒸发器风机一般采用SIV 提供的三相380 V/50 Hz 交流电工作，控制系统采用110 V 直流电。

9.空调系统故障状态下的运行及紧急通风的要求

根据城市轨道交通车辆的运行特点和可靠性要求，一般每节车辆采用两套空调机组，并且由每列车的两套辅助逆变器（SIV）分别供电。这样做可保证两种故障状态时的车辆正常运行：

①当每节车辆中一台空调机组故障或制冷系统出现问题时，另外一台机组还可正常工作或为车辆提供一定的制冷量，保证车辆的正常运行。

②当一台辅助逆变器（SIV）故障时，另外一台辅助逆变器（SIV）可保证每节车辆空调机组的制冷能力可自动减半或保证一台空调机组正常工作。

③当两台辅助逆变器（SIV）同时故障或外部供电系统故障，接触网或送电轨停电时，空调系统应自动转入紧急通风状态，此时由蓄电池提供DC 110 V 电源，制冷压缩机和冷凝风机全部停止运转，仅通过专用逆变器给蒸发器风机提供交流电源使其工作，保证客室正常通风。同时，回风调节挡板将回风关闭，新风阀全部打开，输送空气全部为新鲜空气，以维持客室内的氧气含量及空气流动。在紧急通风状态下，蓄电池应保证通风系统45 min 应急通风。

10.自动化程度高

城市轨道交通车辆与铁路车辆运行情况及车辆配置人员不同。通常在城市轨道交通车辆运行当中不配有车辆设备巡检员，这就要求城市轨道交通车辆空调系统有较高的自动运行能力，能够在出现问题时自动处理，对非故障问题有自我保护及自我恢复能力；同时，对故障能够自我诊断及存储，以便车辆进站后能够及时修复。

现代城市轨道交通车辆空调系统等都采用了微处理器控制。该控制系统能够对偶发性非故障现象进行自我判断，对于实际故障能够诊断记录，可通过手提电脑进行手动调试。该控制器还可以进行通信，实现上位机的集中控制功能。控制系统的主要任务是以温度信号为判据，控制制冷或采暖系统的运行及停止。当温度过高时，开启压缩机制冷；温度过低时，开启加热器采暖；温度适中时，仅开通风使车内空气循环，保持一定量的新风。这样使车厢保持适宜的温度和湿度，为乘客和乘务人员创造良好、舒适的环境。

11.满足噪声要求

随着人们生活水平的提高，对环境污染的要求和控制水平也越来越高。轨道交通也属于噪声污染源之一，尤其是对沿线居民、办公人员的影响更大，因而噪声限值越来越严。一般来说，现代城市轨道交通车辆对空调装置的噪声要求是：列车处于静止状态和自由声场内，所有辅助设备正常运行时，客室内部沿车辆中心线、距离地板面1.5 m 高处至少测量3个点，测得的噪声级不超过69 dB（A）；在空调回风口下方测得的噪声级不超过72 dB（A）；对空调机组本身，要求在名义工况下距空调机组中心线1.5 m 处，空调机组整机噪声级不大于70 dB（A）。

12.满足电磁兼容性要求

车辆的自动化程度越高，车辆设备及信号控制系统电磁环境越复杂，电子部件信号系统要适应此电磁环境。因此，空调系统控制装置要在预期的电磁环境中能正常工作，且无性能降低或故障，电磁兼容性是要预先考虑的，要遵照车辆运行的电磁环境进行功能设计。