车辆制冷与空调第八章--1客车空调系统

第八章车辆空调系统第八章现代铁路车辆设备空气调节的定义空气调节就是把经过一定处理之后的空气，以一定方式送入室内，使室内空气的温度、湿度、洁净度和气流速度控制在适当范围内，也就是说，空气调节是调节和控制空气品质的一门技术。第八章现代铁路车辆设备空调的分类（按用途来分）：为人们创造舒适的生活环境的舒适空调为生产技术创造必需的环境条件的精密空调(亦称恒温恒湿)。客车空气调节是用于为旅客创造舒适的旅途生活条件．属于舒适空调。第八章现代铁路车辆设备第一节空调系统的组成和结构形式第八章现代铁路车辆设备一、客车空气调节装置的组成客车空气调节装置主要由：通风系统、空气冷却系统、空气加热系统、空气加湿系统自动控制系统等五个基本部分组成。第八章现代铁路车辆设备1、通风系统通风系统起着空气的滤清、空气的输送及空气的分配等作用。通风机将车外新鲜空气吸入车内与再循环空气混合，并滤清灰尘和杂质后，再送入客室内．同时排出客室内多余的污浊空气，以保持客室内空气的洁净度和空气的流动速度。第八章现代铁路车辆设备2、空气冷却系统空气冷却系统用于处理由通风机吸入的车内外的空气，以保证夏季客室内空气的温度达到指定的范围。由于空气冷却器的表面温度通常低于空气的露点，因此．空气在通过空气冷却器冷却过程的同时也得到了减湿处理，从而保证了夏季客室内空气的相对湿度也在要求的范围之内。第八章现代铁路车辆设备3、空气加热系统在冬季，空气加热系统对进入车内空气的进行预热，同时对客室内热损失的补偿，从而保证冬季车内空气的温度达到指定的范围。第八章现代铁路车辆设备4、空气加湿系统在冬季，当空气被加热而温度提高之后，其相对湿度就可能比较低，空调装置必须对空气进行加湿处理。客车一般采用喷雾加湿和电极加湿器对空气进行加湿处理。第八章现代铁路车辆设备5、自动控制系统自动控制系统包括自动调节和控制各种空气参数的仪表和设备。使得空调装置按照给定的调节方案，控制空调各系统的工作，从而保证车内的空气参数维持在设计的范围内。第八章现代铁路车辆设备二、车辆空气调节装置的结构形式目前在客车采用的空气调节装置有分体式单元式两种形式。第八章现代铁路车辆设备1、分体式空调机组分体式空调机组是将制冷系统分成两个部分，一部分为空气冷、热处理和输送设备，置于车内端部，并通过通风道、送风器送人车内，一般上送风，下回风，从车端墙新风口引入新风。一部分为压缩冷凝部分，置于车下。第八章现代铁路车辆设备分体式客车空调机组示意图蒸发器压缩机冷凝器车内风道通风机第八章现代铁路车辆设备分体式客车空调机组的特点分体式空气调节装置的压缩冷凝机组安装在车下，故重心较低，而且通风系统设在车顶部，风道容易布置，但对制冷机组的保养、检查必须在车外进行，同时由于制冷设备管路长，容易产生泄漏。第八章现代铁路车辆设备2、单元式空调机组单元式空调机组是将压缩机、冷凝器、冷凝风机、气液分离器、干燥过滤器、毛细管(或膨胀阀）、通风机、蒸发器和空气预热器等集中安装在一个箱体里组成一个完整的单元。第八章现代铁路车辆设备KLD29单元式空调机组外形图第八章现代铁路车辆设备单元式空调机组结构示意图第八章现代铁路车辆设备车上单元式空调机组安装空调机组空调机组通风道第八章现代铁路车辆设备车下单元式空调机组安装示意车内送风道空调机组回风道第八章现代铁路车辆设备单元式空调机组的特点单元式空调机组制冷设备管路大为缩短，不但可以节省大量有色金属，还可减少泄漏，且体积小、重量轻，结构紧凑、机组互换性好和检修方便。第八章现代铁路车辆设备3、典型的车辆空调机组的应用第八章现代铁路车辆设备车中央布置的单元式空调机组第八章现代铁路车辆设备多台车上单元式空调机组安装第八章现代铁路车辆设备双层客车的单元式空调机组单元式空调机组单元式空调机组送风道第八章现代铁路车辆设备餐车的单元式空调机组第八章现代铁路车辆设备KLD40PV单元式空调机组结构图1-冷凝风机2-冷凝器3-减震器4-气液分离器5-压力开关6-制冷压缩机7-蒸发器风机8-电加热器9-蒸发器10-新风调节器11-过滤网12-插头第八章现代铁路车辆设备KLD29单元式空调机组结构图1-冷凝风机2-冷凝器3-减震器4-气液分离器5-压力开关6-制冷压缩机7-蒸发器风机8-电加热器9-蒸发器10-新风调节器11-过滤网12-插头第八章现代铁路车辆设备地铁车辆用单元式空调机组结构图第八章现代铁路车辆设备Air-handlingunit空气处理单元Compressor/condenserunits压缩机/冷凝机单元HVACCompactunitdriverscab司机室HVAC单元Exhaustairunit排风单元Exhaustairunit排风单元Controlpanelwithemergencyinverter带应急变频器的控制柜CRH1型动车组空调系统图第八章现代铁路车辆设备CRH2动车组空调系统的布置换气装置空调装置送风道回风道第八章现代铁路车辆设备CRH5动车组空调装置H0823004123456713492578项目描述1.回风阀门2.蒸发风机3.蒸发器4.电加热器5.膨胀阀6.冷凝器7.压缩机8.冷凝风机9.新风阀门1-回风阀门2-蒸发风机3-蒸发器4-加热器5-膨胀阀6-冷凝器7-压缩机8-冷凝风机9-新风阀门压缩机冷凝风机蒸发风机冷凝器膨胀阀蒸发器第八章现代铁路车辆设备CRH5动车组空调系统的布置空调机组控制柜送风道循环风道第八章现代铁路车辆设备第一节完第八章现代铁路车辆设备第二节湿空气的焓湿图第八章现代铁路车辆设备1、湿空气的参数在空气调节中，常用的湿空气参数有：压力（包括大气压力、水蒸气饱和分压力）温度（干球温度、湿球温度、露点温度）湿度（绝对湿度、相对湿度、含湿量）焓第八章现代铁路车辆设备2、焓湿图简介在第一章里，我们讨论了和空气调节有关的几个湿空气的主要参数，即温度、相对湿度、含湿量、焓以及水蒸气饱和分压力，并建立了它们和大气压力B之间的关系式。为了应用方便，在一定大气压力下，上述主要参数之间的关系可以用图线表示出来，这个图线即空气调节工程上常常用到的焓湿图。第八章现代铁路车辆设备湿空气的焓湿图示意第八章现代铁路车辆设备焓湿图是以湿空气的焓为纵坐标，含湿量为横坐标来绘制的。为使图线清晰，将纵坐标与横坐标之间布置成135度的夹角。hh135度dd第八章现代铁路车辆设备①等d线h135度dd=常数d的数值第八章现代铁路车辆设备②等h线h135度dh=常数h的数值第八章现代铁路车辆设备③等t线1.005(25011.863)htdth135度dt的数值t=常数t的数值100%25011.8630thdtConst第八章现代铁路车辆设备④等相对湿度线（等φ线）h135度d100%等相对湿度线是一组向上凸的线φ=常数φ的数值()0.622()0.6220.6221sbsbbbptdpptppp第八章现代铁路车辆设备⑤水蒸气分压力（Pv）线h100%0.6220.622vbvvbpdppppPV的数值PV=常数第八章现代铁路车辆设备⑥热湿比（角系数)2121hhhddddh0ⅣⅠⅡⅢ表示过程方向与特征角系数：是将热湿比的数值设置在焓湿图半圆形标识上而得名4000热湿比计算公式第八章现代铁路车辆设备热湿比（角系数)将焓湿图分成四个象限Ⅰ象限:0,0hdⅡ象限:0,0hdⅢ象限:0,0hdⅣ象限:0,0hd第八章现代铁路车辆设备3、湿空气的焓湿图应用①确定湿空气状态当大气压力量为一定时，H、d、t、φ四个参数中，只要知道其中任意两个，就可根据焓湿图确定湿空气其余的参数。第八章现代铁路车辆设备②确定湿空气露点温度tdht100%vptd露点温度td是等Pv下的饱和湿空气d第八章现代铁路车辆设备③确定湿空气湿球温度tw湿球温度tw是绝热（等焓下的）饱和温度ht100%twdh=常数第八章现代铁路车辆设备④利用干球温度,湿球温度确定湿空气状态干湿球温度计1ttwtd1t=tw=td第八章现代铁路车辆设备t100%twdh=常数h湿球温度tw在绝热（等焓）下与干球温度线的交点湿空气状态点第八章现代铁路车辆设备⑤确定湿空气湿球温度tw第八章现代铁路车辆设备⑤不同状态空气的混合后状态的确定d1d2ma2ma1d3ma3h3h1h2混合后质量流量混合前质量流量1混合前质量流量2第八章现代铁路车辆设备混合过程分析（一般设为绝热混合过程）123aaammm112233aaamdmdmd混合前后质量平衡混合前后水蒸气质量平衡混合前后热量平衡112233aaamhmhmh第八章现代铁路车辆设备112233aaamdmdmd132213aamddmdd由水蒸气质量平衡公式可得第八章现代铁路车辆设备•由热量公式可得112233aaamhmhmh132213aamhhmhh第八章现代铁路车辆设备最后可得：32133213hhhhdddd132213aamhhmhh132213aamddmdd第八章现代铁路车辆设备混合过程在焓湿图上的表示dh112h3h23ma1ma2h1d1d2d3第八章现代铁路车辆设备混合过程的结论①混合后的状态点一点在混合前两种空气状态的连线上。求混合后空气的状态，只要在图上把参与混合的两种空气状态点联成直线。第八章现代铁路车辆设备②混合后的状态点满足杠杆原理根据其质量按公式来分割该直线，即可找出混合后的状态点3。112233aaamhmhmh第八章现代铁路车辆设备第二节完第八章现代铁路车辆设备第三节典型的空气处理过程在焓湿图上的表示第八章现代铁路车辆设备在空气调节中，我们对某一状态的空气进行加热、加湿、冷却、除湿后送入车内，处理后的空气的状态由于车内的热量Q和湿量W的影响会发生变化。需要对空气的状态变化的因素和结果进行分析第八章现代铁路车辆设备在焓湿图上可以用一个点表示湿空气的状态，我们可以用许多状态点连成的线表示湿空气的状态变化过程。因此，可以焓湿图分析空气的状态变化。第八章现代铁路车辆设备在空气调节中，把某一状态的冷(热）空气送入车内，冷（热）空气吸收（放出）了车内的热（冷）负荷Q和湿负荷W，它的状态就要发生变化。第八章现代铁路车辆设备空气处理示意图d1d2G2G1H1H2热量处理湿量处理QW第八章现代铁路车辆设备处理过程的在焓湿图上的表示焓差含湿量差热湿比第八章现代铁路车辆设备处理过程的热湿交换量计算•热交换量•湿交换量•热湿比)/(hkJ)(12HHGQ)/(hkg)1000(12ddGW)(10001212ddWQHH第八章现代铁路车辆设备1、空气干加热过程d1d2G1G1H1H2冷却处理制冷量空气干加热过程图Q在冬季，经常使用空气预热器（电加热器）加热空气，空气在加热过程中提高了温度但含湿量不变。空气预热器第八章现代铁路车辆设备干加热处理过程在焓湿图上的表示H100%dd=常数t1t2H2H121第八章现代铁路车辆设备处理过程的热湿交换量计算•热交换量(需要的加热量）•湿交换量•热湿比)/(hkJ0)(12HHGQ0)1000(12ddGW)(10001212ddWQHH（表示空气得热)第八章现代铁路车辆设备2、空气干冷却过程d1d2G1G1H1H2干冷却处理制冷量空气干冷却过程图Q在夏季，温度较高的车外空气经过空气冷却器时，空气被冷却，冷却器的表面温度tb高于空气露点温度td，空气被冷却后的含湿量不变。空气冷却器Tbtd第八章现代铁路车辆设备干冷却处理过程在焓湿图上的表示H100%dd=常数t2t1H1H2第八章现代铁路车辆设备干冷却处理过程的热湿交换量计算•热交换量(需要的制冷量）•湿交换量•热湿比)/(hkJ0)(12HHGQ0)1000(12ddGW)(10001212ddWQHH（表示空气失去