城市轨道交通车辆论文

毕业论文
学校：重庆铁路高级技师学校
专业：城市轨道交通
题目：城轨车辆空调系统结构的认识班级：13级城市轨道交通车辆2班*名：***
学号： *********
指导老师：***
2015年5月21日
考虑到城轨车辆实际运行区域的气候条件，有些设置了专门的加热系统。

有新风口引入的新鲜空气及车内循环空气，被机组的通风机吸入并在电加热器前混合，通过电加热器加热，温度升高，再有通风机送入车内风道各格栅，向车内送热风，使温度徐徐上升，并有温度调节器自动调节车内空气温度，维持车内的一定温度。

关键词：车辆，空调，认识。

一制冷方式................................................................................ 错误!未定义书签。

二换热器和辅助设备................................................................ 错误!未定义书签。

（一）换热器................................................................... 错误!未定义书签。

1. 冷凝器...................................................................... 错误!未定义书签。

（1）过热蒸汽冷却为干蒸气 ............................... 错误!未定义书签。

（2）干蒸气冷凝为饱和液体。

........................... 错误!未定义书签。

（3）饱和液体进一步冷却为过冷液体 ............... 错误!未定义书签。

2.蒸发器（二）制冷装置的辅助设备.......................... 错误!未定义书签。

1.储液器................................................................. 错误!未定义书签。

2.气液分离器......................................................... 错误!未定义书签。

3.干燥器和过滤器三.制冷装置的自动化 (3)
三.制冷装置的自动化............................................................... 错误!未定义书签。

（一）蒸发器液量的自动调节.......................................... 错误!未定义书签。

（二）制冷机的压力保护器件.......................................... 错误!未定义书签。

（三）热气旁通能量调节.................................................. 错误!未定义书签。

（四）温度的自动调节...................................................... 错误!未定义书签。

四车辆空气调节...................................................................... 错误!未定义书签。

结论............................................................................................ 错误!未定义书签。

参考文献 .. (13)
制冷的方式很多，常见的有以下四种：液体汽化制冷、气体膨胀制冷、涡流管制冷和热电制冷。

其中液体汽化制冷的应用最为广泛，它是利用液体汽化时的吸热效应而实现制冷的。

液体汽化制冷循环由制冷剂低压下汽化、蒸汽升压、高压气液化和高压液体降压四个基本过程组成。

蒸气压缩式、吸收式、蒸气喷射式和吸附式都属于液体汽化制冷方式的一种。

在实际使用中蒸气压缩式制冷机得到了最广泛的应用，因此它是本书的重点之一。

蒸气压缩制冷机主要由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器四个部件组成，并用管道连接形
这样，制冷剂在封闭的制冷系统中要经历压缩、冷凝、节流和蒸发等四个热力过程才完成一次制冷循环。

在循环中，压缩机要消耗一定的功，才能将低温物体放出的热量转移到高温的环境介质中去，以达到制冷的目的。

二.换热器和辅助设备
（一）换热器
制冷系统中，除了制冷压缩机以外，还有一些为完成制冷循环所必需的换热器及其它辅助设备。

冷凝器和蒸发器是最主要的换热器。

它们传热效果的好坏直接影响制冷机的重量尺寸和经济性。

此外，在低温设备中（如复叠式制冷机和二级压缩制冷机）的制冷换热器，还有蒸发冷凝器、中间冷却器、过冷器等，其作用或结构与一般的冷凝器、蒸发器略有不同。

1.冷凝器
在制冷过程中冷凝器起着输出热量并使制冷剂得以冷凝的作用。

从制冷压缩机排出的高压过热蒸气进入冷凝器后，将其在工作工程吸收的全部热量，其中包括从蒸发器和制冷压缩机中以及在管道内所吸收的热量都传递给周围介质（水或空气）带走。

制冷剂高压过热蒸气重新凝结为液体。

过热蒸汽在冷凝器中放热而变成液体时，一般可分为三个放热过程：
（1）过热蒸汽冷却为干蒸气
过热蒸汽进入冷凝器放热的初级阶段，由排气温度下降至冷凝温度（即该压力下的饱和温度），此时，过热蒸汽就冷却为干蒸气。

（2）干蒸气冷凝为饱和液体。

蒸汽在冷凝器内放热冷凝过程中温度不变（仍为冷凝温度）。

（3）饱和液体进一步冷却为过冷液体。

在冷凝器末端，蒸汽已经全部冷凝为饱和液体，但是由于制冷剂的
冷凝温度总是比冷却介质的温度高，饱和液还可以进一步被冷却介质所冷却，使其成为温度低于该压力下饱和温度的过冷液体。

经以上三个过程，冷凝器的放热才结束。

从以上可见，制冷剂放热的初末阶段其温度是下降的，但在整个放热过程中压力却是不变的。

根据冷却介质和冷却方式的不同，冷凝器可分为三类：水冷式冷凝器、空气冷却式冷凝器和蒸发式冷凝器。

水冷式冷凝器的特点是传热效率高，结构紧凑，故适用于大中型制冷装置中。

但采用这种冷凝器需要有冷却水系统，且管壁上结水垢后传热效果会降低，故需要定期清洗。

蒸发式冷凝器是利用水在管外蒸发时吸收热量而使管内制冷剂蒸气冷凝的一种换热器。

它耗水量少，适用于缺水地区。

但管外结垢后更难清洗，因而应使用水质较好或经过软化处理的水作为补充水。

2.蒸发器
蒸发器是依靠制冷剂液体的蒸发（沸腾）来吸收被冷却介质热量的换热设备。

它在制冷系统中的功能是吸收热量（或称输出冷量）。

为了保证蒸发过程能稳定持久地进行，必须不断地用制冷压缩机将蒸发的气体抽走，以保持一定的蒸发压力。

同时，蒸发温度的高低取决于其对应的蒸发压力。

根据冷却介质种类不同，蒸发器可分为两大类：冷却液体型蒸发器和冷却空气型蒸发器。

（二）制冷装置的辅助设备
在蒸气压缩使制冷装置中，除了必须的制冷压缩机、冷凝器、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。

属于这类设备的主要有：储液器、气液分离器、干燥器、过滤器等。

1.储液器
储液器又称储液筒，用于储存制冷剂液体。

按储液器功能和用途的不同，分为低压储液器和高压储液器两类。

高压储液器用于储存由冷凝器来的高压液体制冷剂，以适应工况变化时制冷系统中所需制冷剂量的变化，并减少每年补充制冷机的次数。

高压储液器一般为卧式结构，高压储液器上应安装有液位计、安全阀等，同时应有气体平衡管与冷凝器相通，以利于液体流入储液器中。

高压储液器的充灌高度一般不超过筒体直径的80%。

低压储液器仅在大型氨制冷装置中使用，用于存储低压液氨。

其结构与高压储液器相同。

2.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。

3.干燥器和过滤器
干燥器只用在氟利昂制冷机中，装在液体管路中用于吸附制冷剂中的水分。

干燥器一般安装于节流元件之前。

过滤器由于清除制冷剂中的机械杂质，如金属屑及氧化皮等。

在小型的氟利昂制冷装置中，通常将干燥器和过滤器合二为一，称为干燥过滤器。

三.制冷装置的自动化
实现自动化是制冷机的发展方向。

一般来说，动力机械的自动化包括如下五方面：
⑴自动监视─ 自动记录出某些参数随时间的变化情况。

⑵自动显示─ 用发光二极管或声响来预示某一参数已达到规定数值。

⑶自动保护─ 当某一参数达到危险的数值时，使机器停止工作。

⑷自动控制─ 使系统中各元件按规定的顺序起动及停止运转。

⑸自动调节─ 使某些参数保持给定的数值或按规定的规律来变动。

这五个方面的任务都是通过电脑、传感器及控制元件来实现的。

下面就小型制冷装置中几种常见的自动化设备的结构与作用原理作一说明。

（一）蒸发器液量的自动调节
对蒸发器液量的自动调节主要是通过膨胀机构来实现的，在轨道车辆制冷机组中常用的有热力膨胀阀。

此部件已在上一章节已作一介绍，在此就不多作说明。

（二）制冷机的压力保护器件
为了保证制冷机的运行安全，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。

（三）热气旁通能量调节
热气旁通能量调节的道理是：在负荷下降使吸气压力降低时，将压缩机排出的热气旁通一部分到低压侧，用于补偿因负荷下降而减少的蒸发器回气量，保持压缩机连续运行所必须的最低吸气压力。

它能使压缩
机的能力与蒸发器的实际负荷相适应，在蒸发器负荷下降时，来自高压侧的热气为其提供一个虚负荷。

使用场合和基本布置：热气旁通能量调节的使用场合如下：
1.用在压缩机没有气缸卸载机构的小型装置中
大型压缩机中广泛采用气缸卸载机构，但在7.5kW以下的小型压缩机中考虑到造价太高，一般不设气缸卸载机构，比较多地采用低压控制器控制压缩机启、停。

但这种方式存在下述问题：①在空调装置中，启停控制很不舒适，而且造成湿度控制困难；②负荷变化大时，启停频繁，影响压缩机寿命；③更主要的是启动电流冲击大，增加运行费用，不经济。

因此，热气旁通是一种解决方法。

它把热气旁通到吸气管，给压缩机施加负荷，使之连续运转，可以提高经济性和寿命。

2.用在有能量卸载的压缩机上
启动时和降负荷调节到最低档时，压缩机都处于基本能级。

如果还希望启动负荷更小，或者希望在负荷小到几乎是空载时仍要压缩机不停止运行的场合，可以在最低能级档再设热气旁通，实现该范围内的无级能量调节。

采用热气旁通能量调节在系统布置上应考虑以下问题：①吸气过热度不要太大；②不造成液击；③不影响系统回油。

（四）温度的自动调节
出于工艺要求或安全工作条件，制冷装置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。

四.车辆空气调节
空气调节就是把经过一定处理之后的空气，以一定的方式送入室内，使室内的空气的温度、湿度、洁净度和气流速度控制在适当的范围内。

车辆客室内的空气调节，应包括夏季对车外新鲜空气和车内再循环空气进行除尘、冷却、减湿及冬季对车外新鲜空气和再循环空气进行除尘、加热、必要时的加湿处理，并把处理后的空气以一定的流速送入车内。

同时将车内的污浊空气排除至车外。

因此车辆客室空调装置应由通风系统、空气冷却系统、空气加热系统、空气加湿系统和自动控制系统等组成。

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工程的同时也得到了减湿处理，从而保证了客室内空气的相对湿度达到指定的范围。

空气加热系统包括进入车内空气的预热和对客室内热损失的补偿。

在冬季，由送风机吸入客室内的空气必须经过预热处理，而且由于冬季的客室内热损失较大，所以必须加设地面式的取暖装置，以补偿客室内的热损失，从而保证冬季车内空气的温度达到指定的范围。

加湿系统仅在某些对车内相对湿度要求较高的车辆内安装。

在冬季，由于车外空气温度很低，含湿量较低，但空气被加热而温度提高之后，其相对湿度就非常低，而某些客车由于定员量少，乘客的散湿量也甚小，为此如对客室内环境要求较高的车辆须对空气进行加湿处理。

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，它用于控制各个系统按照给定的调节方案，协调的进行工作，以保证车内
所要求的空气参数维持在一定的范围内。

总结
本文主要讲了采用空气调节装置有集中式和分散式两种类型。

集中式空气调节装置是指一节车厢配有一套带通风、制冷、加热等系统的装置；分散式空气调节装置是指一节车厢安装有多套空气调节机组，因为每台空调机组常将压缩冷凝机组和空气冷却机组等组合在一起，故又称为单元式。

城市轨道车辆空气调节的送风系统一般多采用一次回风系统。

所谓一次回分系统是指经过处理的空气来源一部分是新鲜空气，一部分是室内的回风，回风与新风在空气冷却器前混合。

参考文献
[1]曾青中，韩增盛.城市轨道交通车辆.西南交大出版社，2006.
[2] 城轨车辆技术与应用
[3]龙静，王书傲。

地铁车辆空调系统送风风道分析
[4] 王季楼,闫征;有回风全空气空调系统全新风运行送风的可行性研究[J];北京建筑工程学院学报;2005年02期
[5] 王刚;刘国丹;施志钢;胡亚峰;;高速列车环状空调送风系统的研究
[6] 王婧;陈振乾;施明恒;;房间空调系统的动态特性及控制分析[A];
[7] 燕达;随机室内发热量下空气调节系统模拟分析[D];清华大学;2005年
[8] 李洪欣;全空气集中空调新系统模式研究[D];同济大学;2007年。