《车辆构造》第6章 空调系统.ppt

城市轨道交通车辆构造;;【学习目标】1.能掌握湿空气的基本概念，湿空气的四个基本物理参数和热量的概念、特点。2.能掌握常见的制冷方法的原理和特点。3.能掌握城市轨道交通车辆空调制冷装置的基本工作原理。4.能掌握城市轨道交通车辆客室内空气参数的要求，客室内空调方案的确定及热负荷计算。5.能掌握制冷剂的概念、分类及性能，常用制冷剂的特点及应用，冷冻油的性能要求及选用原则。 6.能掌握活塞式、螺杆式制冷压缩机的结构特点和工作过程。7.能掌握空调制冷装置中的换热器、辅助设备和自控元件的特点。8.能掌握上海地铁和南京地铁空调系统的特点。;【教学建议】 1.教学场地：在教室、互联网多媒体教室及空调实训室中进行，课后可实地参观。2.设备要求：至少具有能连接互联网的多媒体教室一个，或能放视频投影的设备及课???。3.课时要求：课堂讲授6课时；实际操作4课时。;一、压力 1.饱和空气2.未饱和空气二、温度(1)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；热力学温标是在一个标准大气压下定义纯水的冰点温度为273.16K，沸点温度为373.16K，其间分为100等份，每等份称为热力学温度1度(1K)。(2)摄氏温标　又叫国际温标，符号为t，单位为℃；在一个标准大气压下，把纯水的冰点温度定为0℃，沸点温度定为100℃，其间分成100等份，每一等份就叫1℃。;(3)华氏温标　其符号本书用θ表示，单位为℉。(4)三种温标的换算关系三、湿度和露点1.绝对湿度2.相对湿度;图6-2　水的潜热与显热的关系;第二节　制冷与空调的基本原理;图6-3　蒸气压缩制冷循环原理;2.节流制冷3.膨胀制冷二、城轨车辆空调制冷装置的基本工作原理1.制冷循环过程;图6-5　蒸气压缩制冷循环系统图;(1)蒸发过程　蒸发过程是在蒸发器中进行的。(2)压缩过程　压缩过程在压缩机中进行，这是一个升压升温过程。(3)冷凝过程　冷凝过程在冷凝器中进行，它是一个恒压放热过程。(4)节流过程　电冰箱的节流阀是又细又长的毛细管。2.制冷剂液体过冷和吸气过热对制冷循环的影响;(1)制冷剂液体过冷的影响　制冷剂在冷凝器中被冷凝成液体后，如果液体制冷剂继续向外放热，换句话说液体制冷剂继续被冷凝，就会使制冷剂液体的温度低于饱和温度(这是指对应于冷凝压力的冷凝温度)而成为过冷液体。(2)吸气过热的影响　在理论循环中，假定由蒸发器流出和被压缩机吸入的制冷剂都是饱和蒸气，从蒸发器出口至压缩机吸入口之间的管路不存在热交换。(3)回热制冷循环　为了限制节流汽化，从冷凝器出来的液态制冷剂应进一步降温，使其过冷。;图6-6　回热制冷循环;三、空调装置的基本工作原理1.制冷工况(1)制冷循环　空调采用蒸气压缩制冷循环方式，它包括压缩、冷凝、节流和蒸发四个热力过程，制冷剂经节流降压后，在室内侧的蒸发器中等压蒸发，吸收汽化热，变成低温低压的蒸气，然后经过压缩机压缩，变成高温高压的蒸气，最后在室外侧的冷凝器中冷凝成液体，放出液化热。(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路线对流，以提高换热器的热交换效率。;2.制热工况;第三节　城轨车辆客室内空气参数的确定;第四节　制冷剂与冷冻油;(3)高温低压制冷剂　冷凝压力在0.2～0.3MPa之间，正常汽化温度大于0℃，主要有R11、R21、R113和R114等，多用于空调系统的离心式压缩机(大宾馆的中央空调)。3.制冷剂的性能;(1)物理性能　临界温度比环境温度高，在常温或普通低温下可冷凝成液体，因为制冷循环的冷凝温度如果接近临界温度，节流损失就很大，制冷循环的经济性能势必不好；在制冷温度范围内，制冷剂的饱和蒸发压力应稍高于大气压，以免空气漏入制冷系统；冷凝压力不能过高，一般不超过1.5～2.2MPa，以免设备过于笨重，压缩机功耗太大；同时，冷凝压力与蒸发压力之比也不能过大，以免压缩机排气温度过高；凝固温度尽可能低，以便获得更低的蒸发温度；单位容积制冷量要大，以提高压缩机的能效比，减少设备的体积；;热导率要高，以提高热交换器的效率；粘度和密度要小，以减少制冷剂在流动过程中的能量损耗；能与润滑油互溶或混合，而且不影响润滑油的润滑性能和电气性能，也不降低制冷剂本身的热力学性能。(2)化学性能　化学稳定性好，在高温下不分解；对金属和其他材料无腐蚀作用；与冷冻油不发生化学反应。(3)安全性能　在一般条件下，不燃烧、不爆炸，无毒、无臭、无味，不污染环境。(4)经济性能　价格低廉，易于购买、储运。二、常用制冷剂;1. R12(CHCl2F2，二氟二氯甲烷)2. R22(CHCLF2，二氟一氯甲烷)3. R5024.新型制冷剂代替剂(1)R12的替代物　比较成熟的有两类：一类是氢氟烃，