城市轨道交通车辆构造项目七课件.pptx

1、项目7 1城轨交通车辆空调系统7.17.27.3热力学基础和空调原理 城轨交通车辆空调系统的发展与构成城轨交通车辆空调机组空调系统是城轨车辆调节车厢内空气的温度、湿度、洁净度和气流速度的装置，也是满足乘客乘坐安全和舒适的重要设备；城轨车辆空调系统主要由通风系统、空气冷却系统、空气加热系统、空气加（减）湿系统和自动控制系统等构成。项目7 城轨交通车辆空调系统7.1 热力学基础和空调原理 7.1.1 热力学基础1.湿空气的概念含有水蒸气的空气称为湿空气。大气中永远包含一定量的水蒸气，绝对干的空气在自然界中是不存在的，在空调系统中将干空气看作一个整体，湿空气=干空气+水蒸气。湿空气是干空气和水蒸气组

2、成的混合气体，湿空气的压力等于干空气的分压力Pg与水蒸气的分压力Pzq之和。7.1 热力学基础和空调原理 7.1.1 热力学基础1.湿空气的概念（1）饱和空气。湿空气中水蒸气分压力有一个最大值，这个最大值就称为该温度下的饱和水蒸气分压力Pbh在大气中，如从水蒸发为汽的数量与空气中水蒸气凝结为水的数量相等，此时大气中所含的水蒸气数量达到最大限度，即水蒸气处于饱和状态。这种湿空气就是干空气和饱和水蒸气的混合物，称为饱和空气。7.1 热力学基础和空调原理 7.1.1 热力学基础1.湿空气的概念（2）未饱和空气。湿空气中水蒸气的分压力低于其相同温度下的饱和空气水蒸气的分压力，这时的水蒸气处于过热状态，

3、这种湿空气就是干空气和过热水蒸气的混合物，称为未饱和空气。由此可见，在一定温度条件下，湿空气中水蒸气分压力的大小是衡量水蒸气含量即空气干燥或潮湿的指标。温度越高，水蒸气的分压力就越大。7.1 热力学基础和空调原理 7.1.1 热力学基础2.温度温度可以理解为空气分子热运动的结果，而湿空气是干空气和水蒸气的混合物。湿空气的温度就是干空气的温度，也就是水蒸气的温度，即 T=Tg=Tzq7.1 热力学基础和空调原理 7.1.1 热力学基础2.温度测量温度的仪器称为温度计。当温度计与物体之间不再有热量传递，或者说达到热平衡时，温度计的指示值不再变化，此时温度计的指示值就是被测物体的温度。温度计的种类很

4、多，常见的有液体温度计（如水银温度计、酒精温度计等）、气体温度计、电阻温度计、温差电偶温度计、比色温度计等。7.1 热力学基础和空调原理 7.1.1 热力学基础2.温度测量温度的标尺称为温标，工程上常用的温标又可以分为热力学温标、摄氏温标和华氏温标。（1）热力学温标。热力学温标又称开尔文温标或绝对温标，符号为T，单位为K。热力学温标在一个标准大气压下把纯水的冰点温度定义为273.16 K，把沸点温度定义为373.16 K，其间分为100等份，每等份称为热力学温度1度(1 K)。7.1 热力学基础和空调原理 7.1.1 热力学基础2.温度（2）摄氏温标。摄氏温标又称国际温标，符号为t，单位为。在

5、一个标准大气压下，把纯水的冰点温度定义为0，沸点温度定义为100，其间分成100等份，每一等份就叫1。若温度低于0 时，应在温度数字前面加“”号。（3）华氏温标。其符号本书用表示，单位为。华氏温标是在一个标准大气压下把纯水的冰点温度设定为32，沸点温度设定为212，其间分成180等份，每一等份就叫1。7.1 热力学基础和空调原理 7.1.1 热力学基础2.温度三种温标的换算关系如下：t=T273.16 或简化为 t=T273 T=t+273.16 K 或简化为 T=t+273 K 温度通常用摄氏温度t或者热力学温度T表示。F32+t59=。7.1 热力学基础和空调原理 7.1.1 热力学基础3

6、.湿度当空气未达到饱和时，空气中所含水蒸气的质量用湿度来表示，湿度常用绝对湿度、相对湿度来表示。（1）绝对湿度。1 湿空气中所含水蒸气的质量称为空气的绝对湿度，即 zq=Gzq/V （7-1）式中，zq为绝对湿度；Gzq为水蒸气的质量；V为湿空气的体积。同一绝对湿度的空气在不同的温度下其吸收水分的能力是不同的。在空调中常采用相对湿度来表示湿空气的干湿程度。3m7.1 热力学基础和空调原理 7.1.1 热力学基础3.湿度（2）相对湿度。1 湿空气中所含水蒸气的质量与同一温度下1 饱和空气中所含水蒸气的质量的比值，称为相对湿度，即 式中，为相对湿度；zq为绝对湿度；bh为同一湿度下饱和空气中所含水

7、蒸气的质量。从式（7-2）可看出,相对湿度反映了湿空气中所含水蒸气的分量接近饱和的程度，故亦可称为饱和度。3m3m7.1 热力学基础和空调原理 7.1.1 热力学基础3.湿度相对湿度可用由两支完全相同的温度计组成的干、湿球温度计来测量。其中一支温度计叫作干球温度计，用来测量空气的温度；另一支叫湿球温度计，其下端包着棉纱且浸在水中。空气相对湿度越小，水越容易蒸发，干、湿球温差越大；反之，空气相对湿度越大，干湿、球温差越小。7.1 热力学基础和空调原理 7.1.1 热力学基础4.含湿量与露点为了计算方便，采用1 kg干空气作为计算的标准。随1 kg干空气同时存在的水蒸气质量（g），称为湿空气的含湿

8、量，用符号d（g/kg）来表示。注意：这里是以1 kg干空气作为标准，而非1 kg湿空气，对于湿空气应是（1+d/1 000）kg。7.1 热力学基础和空调原理 7.1.1 热力学基础4.含湿量与露点在含湿量不变的条件下，空气中水蒸气刚好达到饱和时的温度或湿空气开始凝结时的温度称为露点。在空调技术中，常利用冷却方式使空气温度降到露点温度以下，以便水蒸气从空气中析出凝结成水，从而达到干燥空气的目的。空气的含湿量越大，它的露点温度就越高，物体表面也就越容易结霜。7.1 热力学基础和空调原理 7.1.1 热力学基础5.热量热量是能量变化的一种量度，表示物体在吸热或放热过程中所转移的热能。热量分显热和

9、潜热。显热是指物体在只改变温度而不改变其状态的过程中所转移的热量，如水的温度从20 升至80，这时水吸收的热量显热。显热=干空气的比热容温差+水蒸气的比热容温差 7.1 热力学基础和空调原理 7.1.1 热力学基础5.热量潜热是指物质在只改变状态（如熔解、液化等）而不改变温度的过程中所转移的热量，如将100 的水变为100 的水蒸气时，需要吸收的热量。依据物态变化，潜热可分为汽化热、液化热、熔化热、凝固热等。热量的法定单位是（焦），非法定单位是cal（卡）。英国等国家常用Btu和MBH作为热量单位，它们之间的关系是：1=0.238 8 cal，1 cal=4.186 8 J，1 Btu=252

10、 cal，1 MBH=103 Btu。7.1 热力学基础和空调原理 7.1.1 热力学基础6.焓焓是物体的一个热力学能状态函数，焓（H）由两部分组成。一部分是内能（U），另一部分是推进功（PV）。在空调工程中，对空气加热或冷却都是在定压条件下进行的。定压过程中热量的交换，可用湿空气的内能来计算。7.1 热力学基础和空调原理 7.1.2 空调系统的分类 人为处理空气的温度、湿度、洁净度和气流速度以达到满足舒适度要求的系统，称为空气调节系统，简称空调系统。空调系统可使某些场所获得具有一定温度、湿度和空气质量的空气，以满足使用者及生产过程的要求、改善劳动卫生和室内气候条件。7.1 热力学基础和空调原

11、理 7.1.2 空调系统的分类（1）根据空气调节目的的不同，空调系统可分为舒适性空调和工业性空调，城轨车辆空调为舒适性空调。（2）按空气处理设备集中程度的不同，空调系统可分为集中空调系统、半集中空调系统和局部式空调系统。（3）按负担冷热负荷的介质不同，空调系统可分为全空气系统、空气-水系统和制冷剂式系统。（4）按冷却介质种类的不同，空调系统可分为直接蒸发式系统和间接冷却式系统。7.1 热力学基础和空调原理 7.1.2 空调系统的分类 直接蒸发式系统。制冷剂直接在冷却盘管内蒸发，吸取盘管外的空气热量。其适用于空调负荷不大、空调房间比较集中的场合。间接冷却式系统。制冷剂在专用的蒸发器内蒸发吸热，冷

12、却冷冻水（又称制冷剂水），冷冻水由水泵输送到专用的水冷式表面冷却器冷却空气。其适用于空调负荷较大、房间分散、控制要求较高的场合。（5）按采用新风量的不同，空调系统可分为直流式系统、闭式系统和混合式系统。7.1 热力学基础和空调原理 7.1.3 制冷与空调的概念 制冷与空调是相互关联而又各自独立的两个领域。为了使某一物质或某一区域的温度低于环境温度，并维持所需的低温，就需要不断地从其中取出热量，并转移到周围介质中去，这个过程就是制冷过程。空调就是空气调节，是指将外界空气（湿空气）经过一定的处理并用一定的方式送入室内，使室内空气的温度、相对湿度、气流速度、洁净度等控制在一定范围内。7.1 热力学基

13、础和空调原理 7.1.3 制冷与空调的概念 城轨车辆的空调属普通制冷，普通制冷常用的制冷方法有相变制冷、节流制冷和膨胀制冷等。（1）相变制冷。物质在状态变化过程中，如熔化、汽化和升华等，都要吸收热量，因此它们都有制冷作用。利用相变制冷，系统所能达到的温度取决于物质相变的温度，而系统所获得的制冷量取决于该物质的相变潜热。7.1 热力学基础和空调原理 7.1.3 制冷与空调的概念 目前，广泛采用的相变循环制冷方式有以下两种：蒸气压缩制冷循环。（图7-1）吸收式制冷循环。吸收式制冷循环利用热源所提供的热能，使工质产生循环，它用吸收器、发生器等部件代替压缩机，并采用两种工质：低沸点的工质称为制冷剂，高

14、沸点的工质称为吸收剂，而其他部件的作用和原理与蒸气压缩制冷循环基本相同。7.1 热力学基础和空调原理 图7-1 蒸气压缩制冷循环原理7.1 热力学基础和空调原理 7.1.3 制冷与空调的概念（2）节流制冷。一定压力的流体在管内流动过程中，若管子的某一部分的横截面积突然缩小，则流体会由于局部的作用而降压，这种现象称为节流，节流后流体温度会降低。因此，节流后的低温气体可以作为制冷源，而且节流降温还可以使气体液化。7.1 热力学基础和空调原理 7.1.3 制冷与空调的概念（3）膨胀制冷。高压气体绝缘膨胀一方面可以降低温度，产生制冷作用；另一方面膨胀过程还会对外做功，回收能量，提高制冷装置的效率。气体

15、在节流与膨胀过程都有降温制冷的作用，但气体绝热节流制冷的初温必须低于转换温度，而气体绝热膨胀后，温度总是降低的。因此，实际应用中常根据需要来选择适当的制冷方式。7.1 热力学基础和空调原理 7.1.4 城轨交通车辆空调制冷装置的基本工作原理 城轨车辆空调制冷一般使用R134a作制冷剂，采用蒸气压缩制冷方式，制冷循环包括蒸发过程、压缩过程、冷凝过程和节流过程。7.1 热力学基础和空调原理 7.1.4 城轨交通车辆空调制冷装置的基本工作原理 （1）蒸发过程。蒸发过程是在蒸发器中进行的。液态制冷剂在蒸发器中蒸发时吸收热量，使其周围的介质温度降低或保持一定的低温状态，从而达到制冷的目的。蒸发器制冷量主

16、要取决于液态制冷剂在蒸发器内的蒸发量。气态制冷剂流经蒸发器时不发生相变，不产生制冷效应，因而应限制毛细管的节流汽化效应，使流入蒸发器的制冷剂必须是液态制冷剂。另外，蒸发温度降低，相应的制冷量也略为降低，并会使压缩机的功耗增加，循环的制冷系数下降。7.1 热力学基础和空调原理 7.1.4 城轨交通车辆空调制冷装置的基本工作原理 （2）压缩过程。压缩过程在压缩机中进行，这是一个升压升温的过程。压缩机将从蒸发器流出的低压制冷剂蒸气压缩，使蒸气的压力提高到与冷凝温度对应的冷凝压力，从而保证制冷剂蒸气能在常温下被冷凝液化。而制冷剂经压缩机压缩后，温度也升高了。（3）冷凝过程。冷凝过程在冷凝器中进行，它是

17、一个恒压放热过程。为了让制冷剂蒸气能被反复使用，需将蒸发器流出的制冷剂蒸气冷凝还原为液态，向环境介质放热。7.1 热力学基础和空调原理 7.1.4 城轨交通车辆空调制冷装置的基本工作原理 （4）节流过程。电冰箱的节流阀是又细又长的毛细管。由于制冷器冷凝得到的液态制冷剂的冷凝温度和冷凝压力要高于蒸发温度和蒸发压力，在进入蒸发器前需让它降压降温。液态制冷剂通过毛细管时由于流动阻力而降压，并伴随着一定程度的散热和少许的汽化，因此节流过程是一个降压降温的过程。节流汽化的制冷剂量越大，蒸发器中的制冷量就越少，因而必须减少节流汽化。7.1 热力学基础和空调原理 7.1.5 城轨交通车辆空调工况分析城轨车辆

18、空调装置的基本功能是调节车厢内空气的温度和湿度，属于舒适性空调，基本工况为制冷、制热。7.1 热力学基础和空调原理 7.1.5 城轨交通车辆空调工况分析空调装置要不断把车厢内的多余热量转移到室外，使车厢内温度保持在一个较低的范围内。它包括两个循环：制冷循环和空气循环。（1）制冷循环。空调采用蒸气压缩制冷循环方式，它包括蒸发、压缩、冷凝和节流4个热力过程。（2）空气循环。空气循环是利用机内电风扇强迫车厢内外空气按一定的路线对流，以提高换热器的热交换效率。空调的空气循环包括室内空气循环、室外空气循环和新风系统。1.制冷工况7.1 热力学基础和空调原理 7.1.5 城轨交通车辆空调工况分析空调制热方

19、式有两种：一种是电热，即电流通过电热丝发热；另一种是热泵制热，即气态制冷剂冷凝放热。在制冷循环中，冷凝器进行的冷凝过程是一个放热过程，蒸发器内进行的蒸发是一个吸热过程，如果将室内侧的蒸发器改作冷凝器，而将室外侧的冷凝器改作蒸发器，空调器就从制冷状态转变为制热状态，而热泵型空调器就是根据这个原理设计的，如图7-2所示。在空调器制冷系统中，加一个电磁四通转向阀，以切换高低压制冷剂在管道中的流向，使空调器既能制冷，又能制热。2.制热工况7.1 热力学基础和空调原理 图7-2 热泵型空调器运行原理(a)制冷工况 (b)制热工况7.1 热力学基础和空调原理 典型案例此空调机组采用顶置式安装，采用单冷形式

20、、计算机控制并具有自诊断功能。每辆车安装制冷能力为29 kW的空调机组两台。图7-3 某地铁2号线空调机组7.2 城轨交通车辆空调系统的发展与构成 7.2.1 城轨交通车辆空调系统的发展城轨车辆客室内的空气调节已经成为城轨车辆舒适乘坐环境的重要标志，目前我国国内新造的城轨交通车辆均安装了空气调节装置。随着城市化进程的加快，乘客对城轨车辆空调系统的舒适性要求也越来越高，城轨运营部门对空调的舒适性和节能提出了更高的要求。目前，我国采用的轨道车辆空调类型多是传统的单冷型空调机组，有电预热器，可对新风进行预热。随着变频技术逐步成熟，变频冷暖空调不仅能够有效地改进非变频空调系统的某些不足，还能使空调设备

21、的输出功率随着负荷的增减而变化，起到明显的节能、节省运行费用的作用。7.2 城轨交通车辆空调系统的发展与构成 7.2.2 城轨交通车辆空调系统的构成城轨车辆空调系统一般由通风系统、空气冷却系统、空气加热系统、空气加（减）湿系统以及自动控制系统构成。其作用是将一定量的车外新鲜空气和车内再循环空气混合，经过滤、冷却或加热、减湿或加湿等处理后，以一定的流速送入车内，并将车内一定量的污浊空气排出车外，从而控制客室内温度、湿度、风速、清洁度及噪声，并使之达到规定标准，以提高车内的舒适性，改善乘车环境。7.2 城轨交通车辆空调系统的发展与构成 7.2.2 城轨交通车辆空调系统的构成通风系统的作用是将车外新

22、鲜空气吸入并与车内再循环空气混合，在滤清灰尘和杂质后，再压送分配到车内，同时排出车内多余的污浊空气，以保证车内空气的洁净度以及合理的流动速度和气流组织。通风系统一般由通风机组、空气过滤器、新风口、送风道、回风口、回风道、废排气口等组成。1.通风系统7.2 城轨交通车辆空调系统的发展与构成 7.2.2 城轨交通车辆空调系统的构成城轨交通车辆车内空气的品质和气流组织不仅关系到乘坐舒适度，还直接关系到乘客的乘坐安全。城轨交通车辆对车内空气是有一定要求的。1.通风系统（1）城轨交通车辆对风压的要求（2）城轨交通车辆对风速的要求（3）城轨交通车辆对送风布置的要求（4）城轨交通车辆对新风量的要求（5）城轨

23、交通车辆对废排风量的要求（6）城轨交通车辆对应急通风的要求7.2 城轨交通车辆空调系统的发展与构成 7.2.2 城轨交通车辆空调系统的构成通风系统是车辆空气调节的重要组成部分。城轨交通车辆的空调装置通风系统的通风量为新鲜空气量和再循环空气量之和。空调机组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。1.通风系统7.2 城轨交通车辆空调系统的发展与构成 7.2.2 城轨交通车辆空调系统的构

24、成空气冷却系统（也称制冷系统）的作用是对车内的空气进行降温、减湿处理，使车内空气的温度与相对湿度保持在规定的范围内。为保证制冷系统安全、有效地工作，制冷系统除压缩机、蒸发器、冷凝器、节流装置四大件外，还配有储液器、干燥过滤器、气液分离器等辅助设备。空气冷却系统通常集中在空调机组内，为单元式机组装置。目前，国内城轨交通车辆多用的是单冷式空调机组，此外也兼具空气加热功能的冷暖空调机组。2.空气冷却系统7.2 城轨交通车辆空调系统的发展与构成 7.2.2 城轨交通车辆空调系统的构成空气加热系统与空气冷却系统的作用相反，其是对车内的空气进行加热处理。车辆空气加热方式主要有电加热、热泵制热和电（热泵）辅

25、助加热。（1）电加热。电加热是通过空调机组中的电加热器对新风进行预热，再与客室高温回风混合来保持车内温度的方式。一种是热风机电加热，主要设备是空气预热器；另一种是地面电加热，其主要设备是客室电加热器。一般布置在座椅下或车内侧墙上，如某地铁2号线的电加热器就安装在座椅下。3.空气加热系统7.2 城轨交通车辆空调系统的发展与构成 7.2.2 城轨交通车辆空调系统的构成（2）热泵制热。热泵制热是利用空调机组制冷系统转换蒸发器和冷凝器后的制热功能来实现的。热泵制热提高了机组的利用率，我国南方一些城市的城轨车辆较适合采用此种方式。（3）电（热泵）辅助加热。电（热泵）辅助加热是机组制热与客室电加热混合使用

26、的方式。在空调机组中加装特定设备（空气预热器或热泵），由空调机组完成预加热，再由客室电加热设备进行加热。3.空气加热系统7.2 城轨交通车辆空调系统的发展与构成 7.2.2 城轨交通车辆空调系统的构成4.空气加（减）湿系统空气加（减）湿系统的作用是对车内的空气湿度进行调节。客室内空气的相对湿度也是影响人体舒适度的重要因素，当人体周围的相对湿度较大时，将要影响人体的蒸发散热，而使人们感到闷热。当人体周围的相对湿度较小时，人体的水分随人体热辐射散发，而使人们感到干燥。按照卫生标准和要求，相对湿度应在40%70%。7.2 城轨交通车辆空调系统的发展与构成 7.2.2 城轨交通车辆空调系统的构成5.自

27、动控制系统自动控制系统的主要作用是控制通风、制冷或采暖系统的运行及停止。其余的控制任务是为让空调顺利工作提供一系列保障和辅助措施。空调控制系统一般采用计算机控制方式，空调装置设有四种工况：手动、自动、通风和停止。支持集中控制和本车控制，可通过本车控制装置对空调进行控制，通过司机室内的显示器进行控制。在手动工况时，空调机组根据各自的温度控制器所设定的温度进行客室内温度控制。在自动工况时，空调机组根据外界环境温度自动调节客室内温度。目前，国内城轨交通车辆空调控制采用微处理器的控制系统，主要设备有本车空调控制柜、司机控制屏以及它们之间连接的通信设备。7.3 城轨交通车辆空调机组 7.3.1 城轨交通

28、车辆空调机组的形式 城轨车辆空调机组可为城轨车辆的司机室和客室提供冷风和新鲜空气，以提高司机驾驶和乘客乘坐的舒适度。城轨车辆空调机组主要由空调机、司机室送风单元、风道、送风格栅、幅流风机、废排装置、控制装置等组成。城轨车辆空调系统有单机组形式和双机组形式。7.3 城轨交通车辆空调机组 7.3.1 城轨交通车辆空调机组的形式（1）单机组形式。即一辆车设有一台单元式空调机组，通常设在车顶中部。单机组形式虽然节省了初装费用，但机组送风机功率要足够大以满足整节车辆的通风要求，也存在车内风速不均匀的问题。（2）双机组形式。即一辆车设有两台单元式空调机组，空调机组通常分别设在车顶两端。双机组形式是目前城轨

29、交通车辆常用的空调形式。7.3 城轨交通车辆空调机组 7.3.2 城轨交通车辆空调机组的分类 城轨车辆空调机组按不同的方法可分为不同的类型。（1）按功能不同，分为冷风型、电热冷热风型、热泵冷热风型、热泵辅助电热型。（2）按结构不同，分为整体式、分体式。（3）按使用气候环境温度的不同，分为T 1（45）、T 2（50）、T 3（55）。7.3 城轨交通车辆空调机组 7.3.3 城轨交通车辆空调机组的主要部件 空调机组各零部件组装在一个不锈钢板制成的箱体内，加盖板后形成一个整体。空调机组内通常有两套独立的制冷系统，主要部件包括2台全封闭制冷压缩机、2台冷凝器、2组毛细管、2台蒸发器、2个干燥过滤器

30、、2台离心风机、2台轴流风机、2个气液分离器、1个回风电动阀、2个新风电动阀、1个新风感温头、1个回风感温头等。7.3 城轨交通车辆空调机组 7.3.3 城轨交通车辆空调机组的主要部件 （1）制冷压缩机的分类。根据工作原理的不同，制冷压缩机可分为容积型和速度型。容积型。容积型主要有活塞式压缩机和螺杆（涡旋）式压缩机，它们通过活塞（或螺杆、涡旋）在气缸中运动所形成的可变工作容积来完成制冷剂蒸气的压缩和输送。速度型。速度型压缩机是指透平式压缩机，也称离心式压缩机。它是用高速旋转的叶轮使制冷剂蒸气产生压力，同时获得动能，然后通过扩压器、蜗壳使蒸气的动能转变为压力能，从而完成压缩和输送制冷工质的任务。

31、1.制冷压缩机 7.3 城轨交通车辆空调机组 7.3.3 城轨交通车辆空调机组的主要部件 （2）常用制冷压缩机。我国部分轨道车辆的空调装置采用涡旋式制冷压缩机。涡旋式制冷压缩机由一个固定的渐开涡旋盘和一个呈偏心回旋平动的渐开线运动涡旋盘组成可压缩容积的压缩机。全封闭卧式涡旋式压缩机，是将电动机、压缩机构及供油系统组装在同一个密封的机壳内。制冷压缩机通过橡胶减振器安装在空调机组箱体内。制冷压缩机的作用是将来自蒸发器的低温低压的制冷剂气体压缩成高温高压的气体，并送往冷凝器。1.制冷压缩机 7.3 城轨交通车辆空调机组 图7-4 城轨车辆常用的卧式涡旋式制冷压缩机7.3 城轨交通车辆空调机组 7.3

32、.3 城轨交通车辆空调机组的主要部件 （3）小型涡旋式压缩机的特点。从结构及工作原理来看，小型涡旋式压缩机具有以下特点：效率高。力矩变化小，振动小，噪声低。结构简单，体积小，重量轻，运动零部件少。1.制冷压缩机 7.3 城轨交通车辆空调机组 7.3.3 城轨交通车辆空调机组的主要部件 送风装置主要由离心风机和轴流风机组成。2.送风装置 图7-5 离心风机7.3 城轨交通车辆空调机组 图7-6 轴流风机7.3 城轨交通车辆空调机组 7.3.3 城轨交通车辆空调机组的主要部件 蒸发器和冷凝器是最主要的换热器。它们的传热效果直接影响制冷机的重量尺寸和经济性。蒸发器将低温低压的气液混合的制冷剂在蒸发器

33、内蒸发，当车内循环空气和新鲜空气混合后，通过蒸发器时进行热交换。这时，空气的热量被蒸发器内的制冷剂吸收，温度降低。车辆空调的冷却介质是车辆循环空气，蒸发器通常为铜管套铝肋片的直接蒸发式空气冷却器。3.换热装置 7.3 城轨交通车辆空调机组 7.3.3 城轨交通车辆空调机组的主要部件 冷凝器根据冷却介质和冷却方式的不同，可分为水冷式冷凝器、空气冷却式冷凝器和蒸发式冷凝器。城轨车辆空调冷凝器属空气冷却式冷凝器，其结构形式与蒸发器相同。高温高压的制冷剂气体通过冷凝器时，在外界空气的强制冷却下，变成常温(约50)高压的制冷剂液体。3.换热装置 7.3 城轨交通车辆空调机组 7.3.3 城轨交通车辆空调

34、机组的主要部件 当高压液体制冷剂流经膨胀机构时，起到节流降压的作用。膨胀机构除了起节流作用以外，还起调节进入蒸发器制冷剂流量的作用。膨胀机构的种类很多，根据它们的应用范围，可分为：手动膨胀阀，用于工业用的制冷装置；热力膨胀阀，用于工业、商业和空气调节装置；电子膨胀阀，用途与热力膨胀阀相同；毛细管，用于家用制冷装置；浮球调节阀，用于工业、商业和生活用制冷装置。城轨交通车辆制冷装置中一般采用毛细管，它为一组内径极小的细长铜管；城轨交通车辆制冷装置中也常采用热力膨胀阀。4.膨胀机构 7.3 城轨交通车辆空调机组 7.3.3 城轨交通车辆空调机组的主要部件 城轨的制冷设备中除了必需的制冷压缩机、冷凝器

35、、蒸发器和膨胀机构外，还有许多改善制冷系数和保证运转安全不可缺少的辅助设备，主要有干燥过滤器、吸气过滤器、气液分离器、储液器等。5.辅助设备 7.3 城轨交通车辆空调机组 7.3.3 城轨交通车辆空调机组的主要部件 （1）干燥过滤器。干燥过滤器用于吸附制冷剂中的水分，清除制冷剂中的机械杂质，如金属屑及氧化物等。干燥过滤器是将滤网固定在容器内，并封入干燥剂，当制冷剂通过其中时，起到过滤和干燥的作用。（2）吸气过滤器。吸气过滤器安装在压缩机的吸气管上，过滤吸气制冷剂中的残余杂质。（3）气液分离器。气液分离器一般用于分离蒸发器所排出的低压蒸气中的液滴，可防止活塞式制冷压缩机的液击。（4）储液器。储液

36、器用于储存制冷剂液体，通常在大型制冷装置中使用。5.辅助设备 7.3 城轨交通车辆空调机组 7.3.3 城轨交通车辆空调机组的主要部件 为保证城轨制冷设备的运行安全，在系统中常装有压力保护器件，以便压力达到规定的极限值时，压缩机能自动停车。（1）高压压力开关。当制冷系统的压力异常高时，高压开关动作，停止压缩机的运转，保护制冷系统。高压开关的复位方式为自动复位。（2）低压压力开关。当制冷系统的压力异常低时，低压开关动作，停止压缩机的运转，保护制冷系统。低压开关的复位方式为自动复位。6.压力保护装置 7.3 城轨交通车辆空调机组 7.3.3 城轨交通车辆空调机组的主要部件 城轨车辆制冷装置中的阀门

37、主要有电磁阀和逆止阀。电磁阀是一种自动开启的阀门，用于自动接通和切断制冷系统的管路，广泛应用于空调机组中。逆止阀安装在制冷设备和管路上，起着接通和切断制冷剂通道的作用。（1）旁通电磁阀。为保证压缩机在长时间停止后以及温度较低情况下启动时的轴承润滑，需要在一定时间内（从压缩机启动开始30 s）打开电磁阀。7.阀门 7.3 城轨交通车辆空调机组 7.3.3 城轨交通车辆空调机组的主要部件 （2）容量控制电磁阀。此电磁阀配合压缩机内能量调节机构可以控制压缩机的容量，通过两个电磁阀的开闭及每台机组两台压缩机工作状态的组合，进行全运转以及控制容量运转（约70%）的切换，可实现空调机组多级能量调节，制冷能

38、力实现100%、70%、50%共三档。（3）液管电磁阀。其安置在冷凝器出口，用于防止压缩机停止时制冷剂液倒流入压缩机侧，防止造成再次启动时润滑不良。（4）逆止阀。安装在压缩机的排气管上，在压缩机停止工作时，防止制冷剂液从排气管逆流回压缩机侧。7.阀门 7.3 城轨交通车辆空调机组 7.3.3 城轨交通车辆空调机组的主要部件 制冷装置中各单个设备或部件需用管道连接才能构成完整的系统，制冷剂所产生的冷量也要通过管道才能输送至需要冷量的地方。若将制冷压缩机比作制冷系统的心脏，那么管道就是血管。因此管道尺寸确定的正确与否，直接影响制冷机的能力，甚至影响制冷机的正常运转。管道采用的材质一般有铜管（不适于氨机）或无缝钢管。管路之间的连接采用焊接。8.管道 7.3 城轨交通车辆空调机组 7.3.3 城轨交通车辆空调机组的主要部件 空调机组有许多工作点温度需要控制。首先是被冷却对象温度恒定；此外，排气温度等必须在安全范围以内。为此，用温度调节器实现调节或者用温度控制器作为电开关，发出电气指令，使执行器对装置的相应部分完成控制动作。常采用传感器与温控器进行温度控制。传感器用作温度检测，一般采用热电偶或热敏电阻作为传感器；温控器多使用电子调节器。9.温度控制装置 Thank You!68