城市轨道交通车辆构造与检修单元6 城市轨道交通车辆空调通风系统检修

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城市轨道交通车辆构造与原理 (一)蒸汽压缩制冷机的工作原理
1.制冷循环工程 在一定的压力下,液体温度达到沸点(即饱和温度)就会沸腾。在 制冷技术中,常把这个饱和温度称为蒸发温度。沸腾的液体如果继续 吸热,它就会因吸收了汽化潜热而相变成饱和蒸汽。在同一压力下,不 同的液体蒸发温度不同,所吸收的汽化潜热也不同。例如,在一个大气 压下,水的蒸发温度为100℃,汽化潜热为2258kJ/kg;而R２12(氟利 昂２12)的蒸发温度为-29.8℃,汽化潜热为165.3kJ/kg。
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汽的冷凝温度就要比环境介质的温度稍高一些。众所周知,压力较高 的蒸汽其冷凝温度也较高,因此,只要将R２12蒸汽用压缩机压缩到所 需的冷凝温度相对应的饱和压力,就能用环境介质来冷凝它,使在被冷 却空间吸热汽化的R２12蒸汽重新冷凝成液体。由于冷凝后制冷剂液 体的温度还高于被冷却空间空气的温度,因此必须让冷凝后的制冷剂 液体降压降温,使其温度低于被冷却空间的温度,这样降压降温后的制 冷剂液体就可以在被冷却空间内重新吸热汽化。制冷剂在一个封闭的 系统中,只消耗压缩机的功就能反复地实现制冷剂由液体变为蒸汽,再 由蒸汽变为液体的相态变化,并通过这种相态变化将低温处的热量转 移到高温处去,这就是蒸汽压缩式制冷的工作原理。
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图6.1 制冷循环系统
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2.蒸汽压缩制冷机的工作过程 蒸汽压缩制冷机组主要是由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器4个 部件组成的,并用管道连接,形成一个封闭的循环系统,如图6.1所示。 其工作过程如下: ①制冷剂液体在蒸发器中吸收被冷却物体(如室内的空气)的热 量,而汽化成低压低温的蒸汽后被压缩机吸入。 ②压缩机消耗一定的机械功将制冷蒸汽压缩成压力、温度都较高
理的气流组织。同时将车内污浊的空气排除车外,使车内的空气参数 满足设计要求。通风系统包括离心式通风机、送风风道、回风风道、排 风口。空气经过制冷机组的蒸发器降温除湿后由离心式通风机送入送 风风道。
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制冷系统的作用是在夏季对进入车内的空气进行降温、减湿处理, 使夏季车内空气的温度与相对湿度维持在规定的范围内。 夏季,通风机将吸入的车内外的混合空气经过蒸发器冷却后送入 车内,以达到降温的目的。由于蒸发器表面的温度通常低于空气的露 点温度,空气中的部分水蒸气就凝结成水滴。因此,空气在通过蒸发器 冷却的同时也得到了减湿处理。
的蒸汽,并将其输入冷凝器。
③高温、高压的制冷剂蒸汽在冷凝器内被环境空气(或水)冷却, 制冷剂蒸汽放出热量后被冷凝成液体,此时的制冷剂液体还处于高温、 高压状态。 ④高温、高压的制冷剂液体经过膨胀阀节流降压、降温后进入蒸 发器。 此时的制冷剂液体已变为低温、低压状态。在蒸发器中,低温、低
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【知识链接】 车辆空调通风系统的作用是使客室内的温度、相对湿度、空气流动
速度及洁净度保持在规定的范围内,以提高旅客乘坐的舒适性。城市 轨道车辆空调通风系统主要由通风系统、制冷系统、加热系统、加湿系
统以及自动控制系统五大系统组成。 【知识描述】 一、空调通风系统的作用
空调通风系统的作用是将车外新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,再输送和分配到车内各处,使车内获得合
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压的制冷剂又吸收被冷却物体的热量蒸发成相对的低温、低压的制冷 剂蒸汽,再被压缩机吸入,如此周而复始地循环。 3.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汽,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。
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空气加热系统的作用是在冬季对进入车内的空气进行预热和对车 内的空气进行加热,以保证冬季车内空气的温度在规定的范围内。 空气加湿系统的作用是在冬季车内空气相对湿度较低时对空气进 行加湿,以保证冬季车内空气的相对湿度在规定的范围内。空气加热 系统包括吸入空气预热器和车内空气加热器,其热能来自于列车供电 系统的电能。 自动控制系统的作用是控制各系统按给定的方案协调地工作,以 使室内的空气参数控制在规定的范围内,并同时对空调装置起自动保 护作用。
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(二)空调通风系统基本布置气流组织 为了便于安装、维护,城轨车辆空调装置基本采用集中式布置,即 除了一些控制部件外,将空调制冷通风系统的主要部件都集中布置于 一个机箱内,整个机组箱体安装于车辆顶部。这样的设计使得机组具 有结构紧凑、占用空间小、制冷管路短、可以实现快速整体更换的优点。 图6.2所示为广州地铁2号线空调单元的布置方式。
例如,若将一个盛满低温R２12液体的容器敞开口,放在密闭的被 冷却空间内,由于被冷却空间内空气的温度高于R２12的沸点,所以R２ 12液体将吸热而汽化,使被冷却空间内空气温度逐渐下降,这个降温 过程直到容器内的R２12液体汽化完为止。为了将汽化的R２12蒸汽回 收使用,需将它再冷却成液体,如用环境介质(如大气或水)来冷凝,蒸
单元6 城市轨道交通车辆空调 通风系统检修
任务1 【任务目标】 1.掌握城市轨道车辆空调通风系统的组成。 2.掌握城市轨道交通空调通风系统的工作原理。 【任务分析】 通过本任务的学习,重点掌握空调通风系统组成以及结构特点,难 点在于掌握空调通风系统工作原理。 空调通风系统的组成及工作原理
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