城市轨道交通车辆机械第七章 空调系统
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城市轨道交通车辆构造 单元7空调与制冷系统
3．新风量和废排量 城市轨道交通车辆载客量大，若乘客人数众多，则由于人的呼吸 会造成车内氧气减少、二氧化碳含量增加，导致乘客感到气闷、疲劳， 二氧化碳增加到一定浓度后会影响人的健康。此外，车内还可能产生 其他有害气体，使空气变得污浊。因此，必须不断更换车内空气，保 持一定的新鲜程度。按照卫生标准和要求，每人必须有20～25m3/h的 新鲜空气量。但是，若新风量过大，会导致客室内的正压值增大，这 是就需要将客室内多余的空气排出车外。一般设置废排口或废排装置。 4．紧急通风 城市轨道交通车辆在运行中是一个密闭的空间，当列车正常供电 失效时，空调系统应能自动转为紧急通风状态，制冷压缩机和冷凝风 机全部停止运转，仅通过紧急逆变器将列车蓄电池的DC110V电源逆 变为交流电，维持通风机一定时间的紧急通风，保证车厢内乘客所需 的氧气量。
1.了解城市轨道交通车辆客室内空气参数的要求
2.掌握城市轨道交通车辆空调制冷装置的基本原理
3.了解制冷剂的特点及应用
一、空调机组
城市轨道交通车辆空调机组一般应达到小型轻量化、可靠性、阻燃性、 水密性、可维护性、噪声低等要求。 1．小型轻量化 小型轻量化是城轨车辆空调系统的显著特点。城轨车辆的空调机组通常 安装于车顶部，其体积重量受到上部限界的限制，所以小型轻量化是空调机 组必须满足的条件。近年来，国产城轨车辆空调采用了一系列新技术以缩小 空调机组体积，如采用卧式蜗旋式压缩机，换热器采用内螺纹管以增强换热 效果、减少换热器体积，采用带亲水膜轻质铝翅片以降低换热器质量，引进 高效进口风机等，在保证流量、噪声等要求下降低了体积和重量。 2．可靠性高 城轨车辆空调机组应能满足车辆运行振动和冲击条件下的可靠性要求。 首先，空调机组的耐振性要好。车辆在运行过程中会产生振动，空调机 组要具备足够的耐振性能。我国铁路行业标准TB/T1804-2003《铁道客车空 调机组》中对铁路客车的空调设备提出了抗振要求及试验标准。与国铁线路 相比，城市轨道交通线路状况相对稳定、车辆振动较小，所以TB/T18042003的标准对于城轨车辆空调系统来说是适用的。
城市轨道交通车辆空调系统常见故障分析及措施
—162—故障维修城市轨道交通车辆空调系统常见故障分析及措施廖 强 刘 榕（长沙市轨道交通集团运营有限公司，湖南 长沙 410000）摘 要：随着城市的发展，科技的进步，人们生活水平的不断提高，对生活的要求也越来越高，尤其在出行方面更加注重舒适性，所以人们更多的是选择绿色、舒适、便捷的城市轨道交通车辆。
空调系统是城市轨道交通车辆中的重要组成部分，为确保人们出行拥有一个舒适的环境，提高空调系统的技术要求则十分重要。
关键词：城市轨道交通车辆空调系统；常见故障分析；解决措施1. 简介空调系统由空调机组及控制系统、司机室通风单元、送风道、回风道以及废排装置组成。
每个客室安装有2台空调机组，位于整个客室的1/4和3/4位置。
长沙地铁4号线车辆空调系统采用节能型变频空调，全列车各空调机组在车辆运行时由司机集中控制，在维修时可由维修人员单独控制。
现结合长沙地铁4号线车辆空调系统实际情况对常见故障进行如下分析并制定解决措施。
2. 空调系统常见故障分析和解决措施2.1空调机组压缩机低压保护故障故障描述：2019 年 3 月 1 日，长沙地铁4号线 10B 车报空调机组 1 压缩机 1 低压保护故障，现场使用电脑PTU 软件查看，空调机组1压缩机 1 高低压系统压力均为 0，判断为系统泄漏。
登顶检查，向系统内充入制冷剂发现空调蒸发器端部有泄漏点，漏点位置为蒸发器直管与端板连接处。
原因分析：检查发现故障件胀管对接的焊后状态：不直、稍有歪斜，是因为胀口左侧翻边高且铆接有一个螺母（如图），影响了胀口工具的插入，使得个别胀口不均匀，局部管壁会偏薄。
本次泄漏问题产生的原因为个别蒸发器第一根直管胀口不均匀，导致局部管壁偏薄，在主管路焊接不平调整时，个别调整用力过大，导致蒸发器第一根直管胀口处产生裂纹，后经震动颠簸，裂纹开裂，导致泄漏。
解决措施：已设计并制作新的胀管工具加长胀头，保证后续每个胀口保持均匀；调整三通处与主管路焊口的焊接顺序，先焊接三通处的焊口保证与弯管平齐，再焊接主管路两端的焊口，避免焊后再对管路进行调整。
城市轨道交通车辆空调系统
城市轨道交通车辆空调系统摘要：我国城市轨道交通车辆空调发展主要经历了定速空调、变频空调、智能化变频空调几个主要阶段，不同阶段代表着城市轨道交通车辆空调系统技术的提升与发展。
利用大数据技术、监测及分析技术、大容量车－地传输技术等为用户提供关键零部件的健康评估、故障状态预警预测、关键故障精确定位、检修建议策略高效推送、备品备件库存智能建议及更换提醒、列车健康状态及全面监控，提高车辆安全性和检修效率、降低维修成本，满足动车组全生命周期管理需求，实现列车服役性能由阈值管理向状态管理的提升。
关键词：轨道交通车辆；智能控制；空调系统；故障诊断１空调系统结构及原理动车组的每节车厢配置独立的空调系统。
空调系统具备如下功能：供应新风与排放废气、采暖和制冷、气流的输送和分配、新风过滤或与回风混合后过滤、应急通风、调节和控制等。
客室内设废排风道，废气通过废排单元排出车外。
卫生间内的废气不得参与回风。
采暖方式采用电加热装置。
强制对流电加热装置设有可恢复和不可恢复两级超温保护。
动车组每节车厢均设置应急通风功能。
应急通风设备由车载蓄电池供电。
应急通风量不得少于１０ｍ３／（ｈ·人），时间不小于９０ｍｉｎ。
新风口应设在无污染气体区，新风或混合过滤网便于清洁。
客室内回风口和废排风口的设置保证车内气流和温度分布的均匀性，不受客室门打开或关闭的影响。
空调系统每车设置一台车顶单元式空调机组、一套风道系统，车下设置一台废排装置，车内设置一台空调控制柜，头车设置一台分体式司机室空调。
空调系统制冷、制热时，由回风道吸入车厢内空气，与新风混合，通过空调过滤器，与热交换器或电加热器进行热交换，形成冷、热风送入客室，用于调节客室内的空气温度、湿度、气流速度、空气清洁度，保证客室内舒适度。
在此基础上，结合高速动车组技术发展方向，本研究通过对列车状态、运行环境信息广泛感知、融合处理，在智能行车、智能运维和智能服务等方面提升智能化水平，对系统进行优化提升。
城市轨道交通概论第七章城市轨道交通环境控制系统
第七章 城市轨道交通环境控制系统
第一节 城市轨道交通环境控制系统概述 第二节 城市轨道交通给排水及消防系统 第三节 城市轨道交通防灾报警系统
1
学习目标
了解城市轨道交通隧道环境的发展及特点，总结环控系统基本要求。 掌握城市轨道交通通风空调系统、给排水与消防系统基础知识。 掌握城市轨道交通火灾自动报警系统基本构成。 了解城市轨道交通火灾自动报警系统基础知识。
17
（1）开式系统
开式系统是指城市轨道交通隧道 内部利用活塞风井、车站出入口及 两端峒口与外界大气相通，仅考虑 活塞通风或机械通风进行通风换气 的通风空调系统，如右图所示。
开式系统
18
1）活塞通风。当列车正面面积与隧道断面面积之比大于0.4时，由于列车在隧道 中高速行驶，如同活塞作用，使得列车正面的空气受压，形成正压，列车尾部空气 稀薄，形成负压，由此产生空气流动，即为活塞通风。试验表明，当风井间距小于 300m、风道长度在25m以内、风道面积大于10m2时，有效换气量较大，在隧道顶 部设风口效果更好。对于大城市来说，地面设置较多活塞风井很难实现，因此现今 建设的城市轨道交通系统多采用活塞通风与机械通风联合的通风系统。
36
3．通风空调系统的运行模式 从安全性考虑，通风空调系统运行模式必须事先对各种可预见的灾害形式定义出 各种模式状况，做到预防为主。城市轨道交通通风空调系统可分为正常运行模式、 阻塞运行模式和火灾运行模式。
37
（1）正常运行模式 1）车站通风空调系统。城市轨道交通正常运行条件下，车站通风空调系统运行 环境一般可分为全新风空调通风、小新风空调通风和非空调通风。 当外界大气焓值小于车站空气焓值时，启动制冷空调系统，进入全新风空调通风 运行模式，外界空气经由空调机冷却处理后送至车站公共区，排风则全部排出地面。
第一节 城市轨道交通环境控制系统概述 第二节 城市轨道交通给排水及消防系统 第三节 城市轨道交通防灾报警系统
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学习目标
了解城市轨道交通隧道环境的发展及特点，总结环控系统基本要求。 掌握城市轨道交通通风空调系统、给排水与消防系统基础知识。 掌握城市轨道交通火灾自动报警系统基本构成。 了解城市轨道交通火灾自动报警系统基础知识。
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（1）开式系统
开式系统是指城市轨道交通隧道 内部利用活塞风井、车站出入口及 两端峒口与外界大气相通，仅考虑 活塞通风或机械通风进行通风换气 的通风空调系统，如右图所示。
开式系统
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1）活塞通风。当列车正面面积与隧道断面面积之比大于0.4时，由于列车在隧道 中高速行驶，如同活塞作用，使得列车正面的空气受压，形成正压，列车尾部空气 稀薄，形成负压，由此产生空气流动，即为活塞通风。试验表明，当风井间距小于 300m、风道长度在25m以内、风道面积大于10m2时，有效换气量较大，在隧道顶 部设风口效果更好。对于大城市来说，地面设置较多活塞风井很难实现，因此现今 建设的城市轨道交通系统多采用活塞通风与机械通风联合的通风系统。
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3．通风空调系统的运行模式 从安全性考虑，通风空调系统运行模式必须事先对各种可预见的灾害形式定义出 各种模式状况，做到预防为主。城市轨道交通通风空调系统可分为正常运行模式、 阻塞运行模式和火灾运行模式。
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（1）正常运行模式 1）车站通风空调系统。城市轨道交通正常运行条件下，车站通风空调系统运行 环境一般可分为全新风空调通风、小新风空调通风和非空调通风。 当外界大气焓值小于车站空气焓值时，启动制冷空调系统，进入全新风空调通风 运行模式，外界空气经由空调机冷却处理后送至车站公共区，排风则全部排出地面。
轨道交通车辆机械维护(初级)-空调系统结构
空调系统结构
主要部件
新风过滤网
滤网
空调系统结构
主要部件Biblioteka 幅流风机每辆车设置适量的幅流风机，加速空气流动，辅助提高 客室内送风均匀性，能够提高客室内部的舒适性。幅流风机 分为双轴和单轴两种型式，本项目中均采用单轴幅流风机， 每辆车设置 6 台单轴幅流风机。
空调系统结构
主要部件
幅流风机
空调系统结构
空调系统结构
主要部件
空气净化装置
谢谢！
空调系统结构
气流组织形式
头车气流组织图
中间车气流组织图
空调系统结构
主要部件
客室空调机组
每辆车安装两台单元顶置式客室空调机组，客室空调机组 的送回风形式为下出风下回风，制冷量为 40kW。空调机组 具 有通风、制冷等功能。
空调系统结构
主要部件
风道
风道包括送风道和回风道，风道的材质为高强度铝板贴隔热材，具有 重量轻，强度好，隔振降噪效果较好等优点。
送风道沿客室长度方向布置，通过合理布置空调机组送风口位置、送 风道采用静压风道形式、在适当位置增加扰流，尽可能地保证整个车长方 向上送风均匀。
空调系统结构
主要部件
风道
送回风道结构
空调系统结构
主要部件
滤网
地铁车辆空调系统中所处理空气的来源，主要是新风和回风。 新风来自于外界环境，其中含有尘埃等污染物；客室内的回风受车 内乘客及车辆环境的影响，同样含有尘埃。由于尘埃等污染物对人 体不利，为实现客室内部空气洁净的要求，在空调系统中设置新风 过滤网和回风过滤网。
空调系统结构
空调系统结构
主要部件布置
空调系统结构
空调系统结构
空调系统结构
气流组织形式
城轨车站机电设备—车站的空调通风系统
• 管理用房及无气体灭火保护的设备用房发生火灾时，排烟风机转为高速运行；有气体灭火 保护的设备用房发生火灾时，车站小系统会首先关闭通向火灾房间的送风和排风管道，之 后由惰性气体进行灭火，然后开启通向火灾房间的送风和排风管道，最后排风机转为高速 运行。
• 空调水系统是指车站制冷空调循环水系统，由冷水机组、冷冻泵、冷却泵、冷却塔、集水 器、分水器、膨胀水箱、二通调节阀、输水管等设备器件组成。
车站通风空调系统
车站设备管理用房通风空调系统 空调水系统
区间隧道通风系统主要由可逆反式隧道通风机、推力风机装置、射流风机装 置、风阀、消声器、风室、风道组成。
• 在早晚运营前后半个小时，按预定的运营模式，开启隧道通风系统。 • 正常运行时，系统通过列车运动的活塞效应实现隧道内的通风； • 列车阻塞于区间时，按与列车一致的方向组织气流，对阻塞区间进行机械通风，保证列车
增加初投资和运营费用；增加 与有关专业的接口关系；活塞效 应将区间隧道的热空气排至外界， 引入室外的新风冷却隧道；高温 季节很难控制隧道内的温度
国内长江流域 及以南城市
3.通风空调系统的组成
按控制区域分，由隧道通风系统和车站通风空调系统两部分组成。
通风空调系统
隧道通风系统
区间隧道通风系统
车站隧道通风系统 车站公共区（站厅、站台）通风空调系统
保持站台层送风、站厅层排风转为高速模式、关闭站台层排风管道。 • ②系统原理。站厅层发生火灾的情况下，大系统的作用原理是：保证站台层相对站厅层为
正压，防烟器扩散到站台层；回/排风机转为排烟工况。
• （4）站台层火灾时大系统送、排风动作及原理 • ①系统动作。当站台层发生火灾时，车站大系统会做出如下反映：关闭站台层送风管道、
(2)区间隧道通风系统 在自然闭式系统中，关闭隧道通风井，打开车站内迂回风道，区间隧道内由列车运行
• 空调水系统是指车站制冷空调循环水系统，由冷水机组、冷冻泵、冷却泵、冷却塔、集水 器、分水器、膨胀水箱、二通调节阀、输水管等设备器件组成。
车站通风空调系统
车站设备管理用房通风空调系统 空调水系统
区间隧道通风系统主要由可逆反式隧道通风机、推力风机装置、射流风机装 置、风阀、消声器、风室、风道组成。
• 在早晚运营前后半个小时，按预定的运营模式，开启隧道通风系统。 • 正常运行时，系统通过列车运动的活塞效应实现隧道内的通风； • 列车阻塞于区间时，按与列车一致的方向组织气流，对阻塞区间进行机械通风，保证列车
增加初投资和运营费用；增加 与有关专业的接口关系；活塞效 应将区间隧道的热空气排至外界， 引入室外的新风冷却隧道；高温 季节很难控制隧道内的温度
国内长江流域 及以南城市
3.通风空调系统的组成
按控制区域分，由隧道通风系统和车站通风空调系统两部分组成。
通风空调系统
隧道通风系统
区间隧道通风系统
车站隧道通风系统 车站公共区（站厅、站台）通风空调系统
保持站台层送风、站厅层排风转为高速模式、关闭站台层排风管道。 • ②系统原理。站厅层发生火灾的情况下，大系统的作用原理是：保证站台层相对站厅层为
正压，防烟器扩散到站台层；回/排风机转为排烟工况。
• （4）站台层火灾时大系统送、排风动作及原理 • ①系统动作。当站台层发生火灾时，车站大系统会做出如下反映：关闭站台层送风管道、
(2)区间隧道通风系统 在自然闭式系统中，关闭隧道通风井，打开车站内迂回风道，区间隧道内由列车运行
《轨道交通车辆空调装置》教学课件07车辆空调指令装置与实例
任务一 铁路客车空调制冷装置
三、安装与操作
4. 空调机组的安全运行
② 开机顺序：先开通风机，确认通风机工作后，方可开电热 运转。 ③ 开机后的检查： a. 检查通风机工作是否正常。 b. 注意观察电热器的工作情况及工作电流。 ④ 关机顺序：先断电热器，让通风机继续运转3min以上方可 关断通风机。
任务二 城轨车辆空调与制冷装置
第二节 城轨车辆空调与制冷装置
二、通风系统
3. 新风口、送风口、回风口及排风口（见图5.7、5.8）
任务二 城轨车辆空调与制冷装置
第二节 城轨车辆空调与制冷装置
二、通风系统
（1）新风口 新风口即车外新鲜空气的吸入口。新风口 一般装有新风格栅，以防止杂物及雨雪进 入车内；另外还设有新风滤网和新风调节 装置。新风调节装置由一个24V直流电机驱 动新风调节门，调节进入客室的新鲜空气 量。
内，加盖板后形成一个整体。空调机组的主要部件包 括全封闭制冷压缩机2台、冷凝器2台、毛细导管2组 、蒸发器1台、气液分离器2台、干燥过滤器2个、电 加热器1台、离心风机1台、轴流风机1台（KLD40系列 为2台）等。
任务一 铁路客车空调制冷装置
任务一 铁路客车空调制冷装置
一、结 构
箱体
内侧： 压缩机、离心风机、电加执器、蒸发器
（4）再次运转 在短时间内，勿使室外风机或压缩机反复启动、停止。由于 启动电流将加快电机的绝缘老化和电磁接触器等配电盘电器 元件的接点消耗，所以再次启动时一定要间隔3min以上。
任务一 铁路客车空调制冷装置
三、安装与操作
4. 空调机组的安全运行
（5）使用加热继电器的注意事项 ① 通电前的检查： a. 检查电热继电器电路中各处接线是否完好。 b. 检查温度继电器、温度熔断器以及其他保护装置是否正常。 c. 检查通风机的接触器、热继电器是否良好。 d. 将电热管上和周围的附着物及其他杂物清理干净。
城市轨道交通车辆空调控制系统
空调控制系统
有些地铁区分 “强冷”车厢和 “弱冷”车厢， 乘客可以根据指 示标，按需乘车。 电客车已陆续进 入“差异供冷” 的新模式。
Байду номын сангаас
地方链接
请认真阅读地方链接，回答以下问题：
1 指出图中常州地铁1号线电客车司机室通风单元由哪个开关控制？该 开关设置了几个档位？ 2 客室空调控制优先采用什么方式控制？ 3 辅助逆变器故障的情况下，紧急通风逆变器将蓄电池提供的 DC110V 逆变成什么电压供司机室及客室空调通风机使用？使用多长时间？
四、运行模式
城市轨道交通车辆空调机组可工作在制冷（25%制冷、50%制冷、75%制 冷、100%制冷)、制热（全热、半热)、通风、强风、紧急通风以及减载 模式、预冷/预热等工作模式，在自动状态下，空调控制器可根据各温度 传感器的数值进行制冷量需求计算，从而选择一个合适的工作模式工作, 以保证客室维持在一个舒适的温湿度环境中。
二、控制模式
控制模式有集控和本控。 操作控制柜内的控制模式选择开关而选择不同的方式，此开关有 “集控”及“本控”两个档位。 集控：如控制模式选择开关在“集控”位置，控制柜和列车监控系 统相连，此时全列车各空调机组由司机集中控制。 本控：如控制模式选择开关在“本控”位置，可对每辆车的控制柜 进行单独控制，在测试或检修时选用此模式。
课题三 空调控制系统
课题目标
（1） 了解空调控制系统的组成及作用。 （2）能描述空调系统的控制模式、工况、运行模式。
一、空调控制系统的组成
城市轨道交通车辆空 调控制系统一般是由 控制盘、紧急逆变器、 监控通信系统等组成。
控制盘
一、空调控制系统的组成
控制盘
又称空调控制柜，是空调系统的控制中心。 司机室设有集控开关，可对全列车空调进行集中控制。控制柜内设有 转换开关，可将本车空调机组设置为集控或本车控制。每辆车配有一 台空调控制柜，一般布置在车端电气柜里。 控制盘由可编程逻辑控制器PLC （Programmable Logic Controller）或 空调控制器、DC110 V直流供电系统(控制电路)、AC380 V交流供电系 统(空调机组主电路)、外围控制元件(包括接触器、继电器、保护电路 等)和监控通信模块电路组成。
城市轨道交通车辆构造单元7空调与制冷系统
城市轨道交通车辆构造单元7空调与制冷系统城市轨道交通车辆的空调与制冷系统主要包括空调系统、冷却系统和供热系统。
空调系统负责调节车厢内的温度和湿度，提供舒适的乘坐环境；冷却系统则负责冷却车厢内的设备和电子设备，确保其正常运行；供热系统则负责在寒冷的天气中为乘客提供适宜的温度。
空调系统是城市轨道交通车辆中最常见的系统之一、它通过循环输送冷热媒体，将车厢内的热量引入到车外，并将冷凝水排出车外，从而降低车厢内的温度。
空调系统一般由循环风机、蒸发器、冷凝器和控制系统等组成。
循环风机负责循环车厢内的空气，使得车厢内的温度和湿度保持恒定；蒸发器和冷凝器则通过蒸发和冷凝的方式将车厢内的热量带走；控制系统则负责监测车厢内的温湿度，并根据设定的参数来控制空调系统的运行。
冷却系统是为了保证车厢内的设备和电子设备的正常运行而设计的。
城市轨道交通车辆在行驶中会产生大量的热量，如果不及时散热，会导致设备过热甚至故障。
因此，冷却系统通过循环输送冷却介质，将车厢内的热量引入到车外，从而降低车厢内的温度。
冷却系统一般由冷却风扇、散热器和冷却塔等组成。
冷却风扇负责循环车厢内的空气，带走设备产生的热量；散热器和冷却塔则通过传热将热量散发到空气中。
供热系统是为了在寒冷的天气中为乘客提供适宜的温度而设计的。
城市轨道交通车辆通常配备供热设备，如电加热器或燃气加热器，以保证乘客在车厢内的温度不低于一定的标准。
供热系统一般由供热设备、管道和调节阀等组成。
供热设备负责产生热量，管道负责将热量输送到车厢内的暖气片或通风口，调节阀则负责控制供热系统的运行。
总之，城市轨道交通车辆的空调与制冷系统对乘客的乘坐环境和列车的设备运行起着至关重要的作用。
这些系统的运行需要保证稳定性和可靠性，并且要具备高效节能和自动控制的特点，以提供舒适的乘坐环境和保证列车设备的正常运行。
因此，在设计和制造城市轨道交通车辆时，需要充分考虑空调与制冷系统的构造，以满足乘客和设备的需求。
城市轨道交通车辆的电气部分—空调系统
空气输送到客室内。 回风道是室内回风使用的风道，一端与回风口相连，
另一端与通风机相通。 排风道是用来排除车内污浊空气的风道，一端连接排
风口，另一端与排风机相连或与自然通风器相连。
通风系统和空气加热系统
（2）新风口、送风口、配空气的。 回风口是室内再循环空气的吸入口。 排风口是排除车内污浊空气和多余空气的出口。
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。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。
空调系统的组成、工作原理
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。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
图7-3 涡旋式制冷压缩机结构
空调系统的组成、工作原理
（二）换热器 用于制冷的换热器主要有冷凝器和蒸发器。
1.冷凝器 冷凝器是制冷系统的主要热交换设备，其作用是使从压
缩机出来的高温、高压制冷剂蒸气在其中向冷却介质（水或 空气）放热，冷凝成高温、高压的过冷液体。如图7-4所示。
（1）冷凝器的类型 冷凝器按其冷却介质和冷却方式，可以分为水冷式冷凝器、 蒸发式冷凝器和空气冷却式（或称风冷式）冷凝器三种类型。
通风系统和空气加热系统
二、空调系统的制热原理
空调器制热方式有两种：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。 1.热泵制热
图7-18 热泵型空调器运行原理 a)制冷工况 b)制热工况
通风系统和空气加热系统
2.电加热 一般南方地区的车辆冬天不需要制热采暖，北方地区
另一端与通风机相通。 排风道是用来排除车内污浊空气的风道，一端连接排
风口，另一端与排风机相连或与自然通风器相连。
通风系统和空气加热系统
（2）新风口、送风口、配空气的。 回风口是室内再循环空气的吸入口。 排风口是排除车内污浊空气和多余空气的出口。
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。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。
空调系统的组成、工作原理
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。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
图7-3 涡旋式制冷压缩机结构
空调系统的组成、工作原理
（二）换热器 用于制冷的换热器主要有冷凝器和蒸发器。
1.冷凝器 冷凝器是制冷系统的主要热交换设备，其作用是使从压
缩机出来的高温、高压制冷剂蒸气在其中向冷却介质（水或 空气）放热，冷凝成高温、高压的过冷液体。如图7-4所示。
（1）冷凝器的类型 冷凝器按其冷却介质和冷却方式，可以分为水冷式冷凝器、 蒸发式冷凝器和空气冷却式（或称风冷式）冷凝器三种类型。
通风系统和空气加热系统
二、空调系统的制热原理
空调器制热方式有两种：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。 1.热泵制热
图7-18 热泵型空调器运行原理 a)制冷工况 b)制热工况
通风系统和空气加热系统
2.电加热 一般南方地区的车辆冬天不需要制热采暖，北方地区
城市轨道交通车辆检修工艺课件：空调的检修
蒸汽压缩式制冷原理图
7℃ 26℃车内回风+新风
3
膨胀机
Qc 2 冷凝器
Wc We
4 压缩机 Qe 1 蒸发器
➢蒸发器-制冷剂蒸发制冷 ➢冷凝器-制冷剂冷凝散热 ➢压缩机-制冷剂循环动力 ➢节流装置-节流降压
外界35℃
❖ 制冷循环(全封闭的系统)
低压高温蒸汽在压缩机中压缩为 高压高温蒸汽
高压高温蒸汽在冷凝器中被室外 空气带走热量，冷凝成高压低 温液体
次/2周。尤其对于新线路，应至少一周清洗一次。
二、定期维护
❖ 1 冷凝器 ❖ 冷凝器的散热片上落上灰尘异物时会影响换热效率，使高压侧的压力升高，所以
需进行定期检查、清扫或清洗。 ❖ 清扫时，把压缩空气按运转时的反方向吹入肋片间隙或从脏物附着多的一侧用吸
尘器进行吸尘。特别脏时，应使用专用洗涤剂进行清洗。 ❖ 2 蒸发器 ❖ 蒸发器弄脏，会使室内通风机风量减小，冷量不足，甚至会导致蒸发器表面的凝
结水被通风机吹入风道内，并通过出风口滴入车内，所以视灰尘的附着情况应定 期清扫或清洗。 ❖ 清扫时，从脏物附着多的一侧用吸尘器进行吸尘。特别脏时或存在油污时，应使 用专用洗涤剂进行清洗。 ❖ 3 排水系统 ❖ 请定期检查、清洗排水口，并疏通排水管，使之不被垃圾或异物等堵塞。 ❖ 4 前盖板门锁检查 ❖ 请定期检查前盖板门锁，当锁舌出现细小裂纹时必须进行更换。 ❖ 请定期检查前盖板，前盖板原则上不允许踩踏，当前盖板出现变形，或者当前盖 板门锁锁紧后前盖板出现松动时，请查明原因，及时进行维修或者更换门锁。 ❖ 5 冷凝风机 ❖ 运转时，发现有异常声音、振动时，需更换轴承或电机。
空调的检修
目录
❖ 第一节 空气调节原理 ❖ 第二节 空调机组 ❖ 第三节 空调控制系统 ❖ 第四节 空调机组日常保养与维护 ❖ 第五节 幅流风机 ❖ 第六节 其他部件 ❖ 第七节 采暖系统
城市轨道交通车站暖通空调系统的组成
车站暖通空调系统的组成
城市轨道交通车站暖通空调系统通 常由车站大系统、车站小系统、隧道通 风系统和车站空调水系统四部分组成。
车站暖通空调系统的组成
1.1 车站大系统
车站大系统是指车站公共区部分（站厅、站台、人行通道） 的空调、通风（兼排烟）系统。它主要由分设于车站两端的站 厅全新风机、站台全新风机、站厅空调新风机、站台空调新风 机、站厅回/排风机、站台回/排风机、站厅组合式空调机组及 相应的各种风阀、防火阀等设备组成。其作用是通过空调或机 械排风来排出车站公共区的余热、余温，为乘客创造一个舒适 的乘车环境，并在发生火灾时通过机械排风进行排烟，便于乘 客撤离和消防人员灭火。
车站暖通空调系统的组成
1.3 隧道通风系统
隧道通风系统分为区间隧道机械通风系统（兼排烟） 和车站隧道通风系统两个部分。区间隧道机械通风系统的 主要设备有隧道风机（TVF风机）、推力风机、射流风机 及相关电动风阀，车站隧道通风系统的主要设备有轨道排 风机、电动风阀和防火阀。
隧道通风系统通过机械送、排风或列车活塞风作用排 出区间隧道内的余热和余温，保证列车和隧道内设备的正 常运行。
车站暖通空调系统的组成
在不同的情形下，隧道通风系统可通过调节各种设备来实现不同的功能。 情形1：在每天清晨运营前半小时打开隧道风机，进行冷却，既可 以利用早晨外界清新的冷空气对地铁进行换气和冷却，又能检查设备 并及时维修，确保发生事故时其能投入使用。 情形2：当列车由于各种原因停留在区间隧道内，使乘客滞留在列 车中时，应顺列车运行的方向进行送-排机械通风，冷却列车空调冷凝 器等，使车内保持舒适的环境。 情形3：当发生火灾的列车无法行驶到车站而被迫停在隧道内时， 应立即启动风机进行排烟降温；隧道一端的隧道风机向火灾地点输送 新鲜空气，另一端的隧道通风机从隧道排烟，以引导乘客迎着气流的 方向撤离事故现场，消防人员顺着气流的方向进行灭火和抢救工作。
城市轨道交通车站暖通空调系统通 常由车站大系统、车站小系统、隧道通 风系统和车站空调水系统四部分组成。
车站暖通空调系统的组成
1.1 车站大系统
车站大系统是指车站公共区部分（站厅、站台、人行通道） 的空调、通风（兼排烟）系统。它主要由分设于车站两端的站 厅全新风机、站台全新风机、站厅空调新风机、站台空调新风 机、站厅回/排风机、站台回/排风机、站厅组合式空调机组及 相应的各种风阀、防火阀等设备组成。其作用是通过空调或机 械排风来排出车站公共区的余热、余温，为乘客创造一个舒适 的乘车环境，并在发生火灾时通过机械排风进行排烟，便于乘 客撤离和消防人员灭火。
车站暖通空调系统的组成
1.3 隧道通风系统
隧道通风系统分为区间隧道机械通风系统（兼排烟） 和车站隧道通风系统两个部分。区间隧道机械通风系统的 主要设备有隧道风机（TVF风机）、推力风机、射流风机 及相关电动风阀，车站隧道通风系统的主要设备有轨道排 风机、电动风阀和防火阀。
隧道通风系统通过机械送、排风或列车活塞风作用排 出区间隧道内的余热和余温，保证列车和隧道内设备的正 常运行。
车站暖通空调系统的组成
在不同的情形下，隧道通风系统可通过调节各种设备来实现不同的功能。 情形1：在每天清晨运营前半小时打开隧道风机，进行冷却，既可 以利用早晨外界清新的冷空气对地铁进行换气和冷却，又能检查设备 并及时维修，确保发生事故时其能投入使用。 情形2：当列车由于各种原因停留在区间隧道内，使乘客滞留在列 车中时，应顺列车运行的方向进行送-排机械通风，冷却列车空调冷凝 器等，使车内保持舒适的环境。 情形3：当发生火灾的列车无法行驶到车站而被迫停在隧道内时， 应立即启动风机进行排烟降温；隧道一端的隧道风机向火灾地点输送 新鲜空气，另一端的隧道通风机从隧道排烟，以引导乘客迎着气流的 方向撤离事故现场，消防人员顺着气流的方向进行灭火和抢救工作。
城市轨道交通车辆空调系统课件
3）饱和状态
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密闭容器中的液体在一定的温度下，蒸汽压力会自动保持在一 定数值上，这时液气两相转变就达到了动平衡，此时空间气态分子的 浓度不变。这个状态称为液体的饱和状态。
相当于饱和状态的蒸汽和液体分称为饱和蒸汽和饱和液体。 饱和状态时，蒸汽压力称为饱和压力。饱和液体的温度称为饱和 温度。
４）蒸汽的产生 制冷工程中所用氨、氟里昂等制冷剂从液态转变为气态时，均经 历了未饱和液体（过冷液体）、饱和液体、湿蒸汽、干饱和蒸汽及过热 蒸汽五种状态。
后由风管送到各空调房里。这种空调系统热源和冷源也是集中的。
它处理空气量大，运行可靠，便于管理和维修，但机房占地面积大。
23
图1．5 空调系统分类图
⑥半集中空调系统：集中在空调机房的空气处理设备，仅处理一 部分空气，另外在分散的各空调房间内还有空气处理设备。它们或
24
对室内空气进行就地处理，或对来自集中处理设备的空气进行补充 再处理。
【任务实施】 （1）空调系统的概念 空调系统即人为的方法调节空气温度、湿度、含尘浓度和气流速 度等参数，以满足使用者对室内环境要求的机组与设备。
22
（2）空调系统的分类（图1．5） ①全空气系统：这种系统是空调房间的冷热负荷全部由经过处 理的空气来承担。集中式空调系统就是全空气系统。 ②全水系统：这种系统是空调房间的冷热负荷全部靠水作为冷 热介质来承担。它不能解决房间的通风问题，一般不单独采用。无 新风的风机盘管属于这种全水系统。
在湿蒸汽中，干蒸汽的质量百分数叫做干度，用X表示，而 （1－X）则为温蒸汽中水分的质量百分数，叫做蒸汽的湿度，用Ｙ 表示。
饱和水：X＝0，Ｙ＝1； 干蒸汽：X＝1，Ｙ＝0； 湿蒸汽：0＜X＜1，1＞Ｙ＞0。
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密闭容器中的液体在一定的温度下，蒸汽压力会自动保持在一 定数值上，这时液气两相转变就达到了动平衡，此时空间气态分子的 浓度不变。这个状态称为液体的饱和状态。
相当于饱和状态的蒸汽和液体分称为饱和蒸汽和饱和液体。 饱和状态时，蒸汽压力称为饱和压力。饱和液体的温度称为饱和 温度。
４）蒸汽的产生 制冷工程中所用氨、氟里昂等制冷剂从液态转变为气态时，均经 历了未饱和液体（过冷液体）、饱和液体、湿蒸汽、干饱和蒸汽及过热 蒸汽五种状态。
后由风管送到各空调房里。这种空调系统热源和冷源也是集中的。
它处理空气量大，运行可靠，便于管理和维修，但机房占地面积大。
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图1．5 空调系统分类图
⑥半集中空调系统：集中在空调机房的空气处理设备，仅处理一 部分空气，另外在分散的各空调房间内还有空气处理设备。它们或
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对室内空气进行就地处理，或对来自集中处理设备的空气进行补充 再处理。
【任务实施】 （1）空调系统的概念 空调系统即人为的方法调节空气温度、湿度、含尘浓度和气流速 度等参数，以满足使用者对室内环境要求的机组与设备。
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（2）空调系统的分类（图1．5） ①全空气系统：这种系统是空调房间的冷热负荷全部由经过处 理的空气来承担。集中式空调系统就是全空气系统。 ②全水系统：这种系统是空调房间的冷热负荷全部靠水作为冷 热介质来承担。它不能解决房间的通风问题，一般不单独采用。无 新风的风机盘管属于这种全水系统。
在湿蒸汽中，干蒸汽的质量百分数叫做干度，用X表示，而 （1－X）则为温蒸汽中水分的质量百分数，叫做蒸汽的湿度，用Ｙ 表示。
饱和水：X＝0，Ｙ＝1； 干蒸汽：X＝1，Ｙ＝0； 湿蒸汽：0＜X＜1，1＞Ｙ＞0。
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第七章
空调系统
3.饱和状态 密闭容器中的液体，在一定的温度下，蒸气压力会自动保持在一定 数值上，这时液气两相转变就达到了动平衡，此时空间气态分子的浓度 不变。这个状态称之为这个液体的饱和状态。 相当于饱和状态的蒸气和液体分别称为饱和蒸气和饱和液体。饱和 状态时蒸气压力称为饱和压力。饱和液体的温度称为饱和温度。 4.显热与潜热 1）显热 对固态、液态或气态的物质加热，只要它的形态不变，则 热量加进去后，物质的温度就升高，加进热量的多少在温度上能显示出 来，即不改变物质的形态而引起其温度变化的热量称为显热。 2） 潜热 对处于沸点状态的液态加热，虽然热量不断的加入，但液 体的温度不升高，一直停留在沸点，加进的热量仅使液体变成气体。这 种不改变物质的温度而引起物态变化(又称相变)的热量称为潜热。
第七章
5.蒸气的定压发生过程
空调系统
水的汽化：如图7—2中b1—b1′—b1″所示. 对处于b状态的饱和水继续加热，饱和水在保持饱和温度tb1不 变的情况下，开始吸热沸腾汽化。由于饱和水汽化后产生蒸汽，所 以比容增加较快：此时容器内的饱和水与饱和蒸汽的混合物如图中 b1′状态，称之为湿饱和蒸汽，简称为湿蒸汽。湿蒸汽不断吸热，其 中蒸汽含量就不断增多，当湿蒸汽中最后一滴水变成蒸汽时（如图 中b1″状态），汽化过程结束。这种饱和温度下的干蒸汽称为干饱和 蒸汽。上述由饱和水吸热汽化变成干饱和蒸汽的过程，称为饱和水 的汽化过程。过程中吸收的热量称为汽化潜热qr。水的汽化热为 2260千焦/千克。
图7 —2
第七章
5.蒸气的定压发生过程
空调系统
水的预热：如图7—2中a1—b1 所示。 当液体的温度低于它所受的压力对应的饱和温度时，称之为未 饱和液体。当液体的温度达到它所受的压力对应的饱和温度时，称 之为饱和液体。对图中的a状态0℃的未饱和水，在pb1压力下加热， 水吸热后首先其温度升高，比容略有增大。当水的温度升高到pb1压 力对应的饱和温度tb1时，未饱和水就变成了饱和水，如图中的b状 态。这一过程，称为末饱和水的加热过程，如al—bl。过程中吸收的 热量，称为液体热qy。水的比热容是4.2×10³ J/（㎏· ℃）。
第七章
5.蒸气的定压发生过程
空调系统
水蒸汽的过热：如图7—2中b1″—c1所示。 如果对干饱和蒸汽继续加热，蒸汽的温度将不再保持不变而开 始上升，比容继续增大。这种温度高于同压力下饱和温度的蒸汽， 称为过热蒸汽，如图7-2中的cl状态。由干饱和蒸汽吸热变成过热蒸 气的过程，称为干饱和蒸汽的过热过程。过热过程中吸收的热量。 称为过热热qg。 过热蒸汽的温度tg与同压力下干饱和蒸汽的饱和温度tb之差， 称为过热度。同样，同压力下饱和液体的温度tb与未饱和液体的温 度ta之差，称为过冷度。
第七章
空调系统
5.蒸气的定压发生过程 如图7—1是1kg温度为0℃的水在恒定压力Pb1下加热，最后变成过 热蒸汽过程的示意图。
未饱和水状态 状态
饱和水状态
湿饱和蒸汽状态 饱和水的汽化阶段
图7 —1
干饱和蒸汽状态 过热阶段
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
过热蒸汽
水的预热阶段
第七章
空调系统
5.蒸气的定压发生过程 如图7—2为1kg温度为0℃的水在恒定压力Pb1下加热，最后变成过 热蒸汽过程的T—s图。
第七章
空调系统
温度数值的标尺叫温标。它规定了温度的读数起点（零点）和测量 温度的基本单位。目前国际上用得较多的温标有华氏温标、摄氏温标和 热力学温标。 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，冰的熔点(或水的冰点)规定为0度，水的沸点为100度。中间划分 100等份，每等分为摄氏1度。 热力学温标：符号为T，又称开尔文温标或绝对温标，单位为K。它 规定分子运动停止时的温度为绝对零度;而一个标准大气压下纯水的冰 点温度为273.16K,沸点温度为373.16K，从冰点至沸点分为100等分，每 等分称为热力学温度1度。 两种温标的换算 t=T-273.16或近似t=T-273
《车辆机械》
第七章 空调系统
第七章
一、工质的基本状态参数
空调系统
§7—1 制冷常用名词及概念 在热力工程中，用来实现热能和机械能相互转化的媒介物质叫工质。 在给定瞬间，工质都会呈现一定的宏观物理状况即状态，描述工 质状态的宏观物理量称为工质的状态参数。常用的状态参数有6个，即 温度T、压力P、比容v、热力学能U、焓H和熵S。 1.温度 温度是表征物体冷热程度的物理量。同时也反映自发过程中热能传 递的方向：温度高的物体会自发地向温度低的物体传递热能。 如果两物体的温度相等，则两物体间不发生热量的传递而处于热平 衡状态。
第七章
空调系统
气化的方式有蒸发和沸腾两种；蒸发是在任何温度下都会发生于液 体表面的气化过程；沸腾是在整个液体的内部发生的剧烈气化过程。 气化是吸热过程，如果外界没有供给热量，气化的结果会从液体内 部分子的平均动能获取，从而使液体温度降低。
气化热是单位重量液体气化为同温度的蒸气时所需的热量。
2.蒸气的液化 在密闭容器中，当液态转变为气态的速度小于气态转变为液态的速 度时，液体就逐渐增多而蒸气逐渐减小，这就称为蒸气的液化过程。 凝结热是单位重量蒸气凝结为液体时所放出的热量。它的数值与相 同条件下的气化热相等。气化和液化是气液相变的两种相反过程。
第七章
空调系统
2.压力 单位面积上所受的垂直作用力称为压力。 压力单位：国际标准单位：帕斯卡(简称帕)，符号：Pa 1Pa=1N/m2。 公斤力每平方厘米（kgf/cm2）。 二者的换算关系为：1kgf/cm2=9.81×104 Pa。 3.比热 比热又叫比热容，是使单位质量物体的温度每升高1℃时所需的热 量。单位为：J/(kg·℃)。水的比热容是4.2×10³J/（㎏·℃） 二、蒸汽液体两相的转变过程中几个概念 1.液体的气化 在密闭容器中，液态转化气态的速率大于气态转变为液态的速率时， 液体就逐渐减少而蒸气逐渐增加，这过程称之为液体的气化。
第七章
空调系统
§7—2 蒸汽制冷的基本原理
空调制冷：用一定的方法使物体或空间的温度低于周围环境介 质的温度，并且使其维持在某一范围内。 制冷的方式有五种： （1）蒸气压缩式制冷； （2）半导体制冷； （3）吸收式制冷； （4）蒸气喷射式制冷； （5）涡流管制冷。 一般城轨车辆都采用蒸气压缩式制冷。