摘要： 目前我国铁路空调客车冬季取暖仍然以电加热器取暖为主，电加热器取暖方式操作简单、基本满足客车取暖的要求。但是，由于现在能源状况趋于紧张，对于冬季取暖仍然以电加热器取暖为主的铁路客车而言，就显得有些浪费能源。借助已得到广泛应用的房间热泵空调技术，通过理论计算与分析，对在南方地区运行的铁路空调客车冬季采用热泵取暖的可行性、经济性、可靠性等方面进行分析，认证了铁路空调客车冬季采用热泵空调取暖的可行性。

关键词： 铁路客车 热泵 供热 分析

1 铁路客车供热现状及问题
随着铁路运行速度的不断提高，客车空调化是必然的进程，如何使铁路空调客车安全、快速、舒适、健康、高效运行，是铁路大提速的重要课题。目前我国铁路客车冬季取暖以电加热器取暖为主，电加热器取暖方式操作简单、基本满足客车取暖的要求；北方地区部分客车采用燃煤炉独立温水取暖装置，该装置也能达到客车取暖的要求，但乘务员操作强度增加，客室空气易被煤灰与煤烟污染；而电加热器耗电量太大，热效率不高，使用成本偏高，有的客车为了降低能耗，或避免火灾隐患，确保行车安全，行车中关闭车顶空调机组内新风预热器或通风机，以减少新风量，这样严重影响了客室的空气品质，在南方地区运行的客车，其车厢两侧的电加热器使用时 间极短，使用效率极低。因此上述两种取暖都不是理想的取暖方式。近年来热泵技术在空调制冷行业得到广泛应用，技术也日益成熟，本文侧重于对铁路客车空调冬季采用热泵取暖进行探讨。

2 热泵技术在空调客车上使用的可行性分析
2．1 冬季客车热负荷计算

2．1．1 车内所需要的供热量

冬季铁路客车车内所需热量的计算公式为：Q=Q1 Q6-Q3-Q5 (kW)

式中：

Q1——车内外温差通过车体隔热壁损耗的热量，并考虑车门窗泄漏的热损失，一般泄漏热损失按(0．1～0．15)Q1计算，则：Q1=(1．1～1．15)KF( tB—tH) (kW)

Q6——送入车内Gkg／s空气所需的加热量，Q6=GC’p(tn—tc)=GHC’p(tB—tH) (kW)

其中tH——车内空气设计计算温度(℃)；

tB——外气设计计算温度(℃)；

tn——空气加热后的送风温度(℃)；

tc——空气加热前的混合空气温度(℃)；

C’p——一空气比热(kJ／kg.K)；

Q3——n名旅客每小时散发的显热量，每人小时按64.55W计算；

Q5——通风机与照明等散发的热量。

计算时，取外气温度为-7℃，车内温度为18℃，泄漏的热损失系数为1.15，车体传热系数K=1.5W/(m2.K)，车体传热面积F=310m2 来计算，则有：

Q1=1．15KF( tB—tH)=1.15*1.5*310*（18-（-7））=13.369 （kW）

硬座车所需热量：取定员为119人，新风量为20m3/h.人，则：

Q6=GHC’p(tB—tH)=16.726 kW

Q=22.414 kW

硬卧车所需热量：取定员为67人，新风量为20 m3/h 人

Q6= 9.417 (kW)

Q= 18.461kW

软卧车所需热量：取定员为37人，新风量为20 m3/h 人

Q6= 5.2(kW)

Q= 16.181kW

2．1．2 单元式空调机组热泵循环供热量的理论计算

根据不同工况下制冷量换算公式Q0b=Q0aλbqvb/λaqva，可计算出不同工况下的制冷量。对于KLD-29PQ和KLD-40PQ而言，其名义制冷量Q0a=29.07 kW和Q0a=40.7 kW时，查相关图得λb、λa；再由制冷系统换热器计算公式QK=Q0 W，可得到在不同外气条件下，单元式空调机组一个制冷系统热泵循环时的产热量分别如表1所示：