铁道车辆制冷与空气调节的复习资料

复习资料

绪论

1机械冷藏车分为单节式或多节式。

2旅客列车空调有单元式和集中式2种。

第一章

1空气调节定义：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、相对湿度、气流速度、洁净度和噪声等控制在适当范围内的专门技术。

2相对湿度：每立方米湿空气中所含水蒸气的质量，与同一温度下饱和空气中所含水蒸气质量的比值。

3含湿量定义：每1kg干空气同时存在的水蒸气的克数。

4全热=显热+潜热

第二章

1隔热壁的定义：具有一定隔热性能的结构。

2车体隔热壁的传热过程：（1）外表面的吸热。（2）内部的透热。（3）内表面的放热。

3隔热壁性能的改善：（1）尽可能减少热桥；（2）不同材料必须完全密贴；（3）减少漏泄；（4）选用隔热性能较好的材料。

第三章

1制冷的定义：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，并使其维持在某一温度范围内，这个过程称为制冷。

2制冷方法：（1）天然制冷（2）人工制冷（○1利用制冷剂在相变过程中的吸热实，现制冷。○2利用温差电效应的半导体制冷。）

3蒸气压缩式制冷（单级）的实质：利用制冷剂的相变实现热量交换。（解释“相变”的含义）。

4制冷原理：压缩、冷凝、节流、蒸发。

5基本结构：它由蒸发器、冷凝器、压缩机、节流阀以及一系列的制冷管路和阀门等组成。

6压缩机的压缩过程理论上是等温熵增过程。

7热力经济性能指标的计算

（1）单位制冷量：每kg制冷剂在蒸发器中吸收的热量，用q0表示。

q0=h1-h5=h1-h4（kJ/kg）

（2）单位容积制冷量：指吸气状态每m3制冷剂在蒸发器中制得的冷量，用q v

表示。q v= h2-h1（kJ/Kg）

（3）单位理论功：压缩机每输送1kg制冷剂所消耗的功，用w0表示。

w0= q0/v1 （kJ/m3）

（4） 单位冷凝热量：循环的每kg 制冷剂蒸气在冷凝器中放出的热量，用q k 表

示。 q k =h 2-h 4=（h 2-h 3）+（h 3-h 4） （kJ/kg ） q k =q 0+w 0=（h 1-h 4）+（h 2-h 1）=（h 2-h 3）+（h 3-h 4） （kJ/kg ）

（5）制冷系数：循环的单位重量制冷量与消耗的单位理论功之比。

ε0=q 0/w 0=（h 1-h 4）/（h 2-h 1）

8输气系数： ——实际吸气容积； ——理论吸气容积； 9实际输气量减小，而单位实际功增大，实际的ε<ε0

10制冷剂的过冷和过热以及回热循环见课本66页至70页。

11制冷工况：压缩机的制冷量和轴功率等参数随工况条件变化，为衡量、比较压缩机性能，制定公认的温度条件(名义工况)，作为压缩机制冷量选用和比较的标准。

名义工况(旧)：标准工况、空调工况、最大功率工况和最大压缩工况 名义工况(新)：高温工况、中温工况和低温工况

12制冷剂定义：在制冷系统中，将被冷却物体的热量连续不断地转移到环境介质（空气或水）中去的工质。

第四章

1制冷压缩机的分类

（1） 按制冷量大小分为：大型400KW 、小型 ≤60KW 、中型400-60KW

（2） 按作用原理分为：容积型和速度型。

（3） 按工作的蒸发温度范围分为：高温制冷压缩机：-10～10℃，中温制冷压

缩机：-20～-10℃，低温制冷压缩机：-45～-20℃。

2活塞式制冷压缩机的优缺点:

（1）优点：能适应较广阔的压力范围和制冷量要求；热效率较高，单位耗电较少，特别是偏离设计工况运行时更为明显；对材料要求低，多用普通钢铁材料，加工较易，造价较低廉；技术上较为成熟，生产使用上积累有丰富的经验；装置系统比较简单。

（2）缺点：因受活塞往复惯性力的影响，转速受限制，不能过高，因此单机输气量大时，机器显得很笨重；结构复杂，易损件多，维修工作量大；由于受到各种力、力矩的作用，运转时振动较大；输气不连续，气体压力有波动。

第五章

1制冷机的换热器：是制冷剂在其中吸收或放出热量的设备。

（1）按结构型式分：壳管式、蛇管式、螺旋管式和板翅式等；

（2）按用途分：冷凝器、蒸发器、中间冷却器和回热热交换器等。一般，采用面式换热器。

2肋片管换热器 ：（1）加肋的目的（强化传热）。

（2）传热过程的强化：增大传热面积；增大对数平均温度差；

增大总传热系数；降低污垢热阻值；降低管壁热阻

3肋片的高度和间距的控制：高度h 不可太大，否则影响；间距e 越小越好，但肋片间不能接触。

第六章

V V h s /=λV s V h

1内平衡式膨胀阀：主要由感温包、毛细导管、感温膜片、传动杆、阀座、阀针及调节机构组成。

2毛细管的作用原理：当流体沿管内流动时，由于管道摩擦阻力而产生压降，管径越小或管子越长则流动阻力就越大，流量就越小。

3毛细管阻力大小的影响

（1）阻力太小时，G上升，在毛细管中极易混入热蒸气而使制冷能力下降，冷却空间达不到指定温度，或使运转时间增加，另外易产生液击事故。（2）阻力过大时，G下降，使高压侧制冷剂聚集，排气压力特别高，同时流入蒸发器的制冷剂也不够，而使蒸发压力比正常的低。

第七章

1铁道车辆制冷系统分为：客车空气调节装置的制冷系统和机械冷藏车制冷系统。

按制冷剂冷却车内空气的方式不同分：直接冷却式：独立设置；间接冷却式：增设中间冷媒系统。

2直接式的特点：换热效率高，降温速度快，设备较简单、紧凑，管理方便，易于实现操作和运转自动化。

3间接式的特点：制冷量损失大，结构复杂；技术经济性差。不宜发展。用于多节式冷藏车。

4客车空调装置的制冷系统分为集中式和单元式。车顶单元式空调机组是将机械制冷部分压缩机、冷凝器、干燥过滤器、毛细管(或膨胀阀)、蒸发器、气液分离器、冷凝风机、蒸发风机和空气预热器等集中装在一个箱体内，组成一个单元，可方便地安装在车顶部。单元式的特点：结构紧凑、可靠性高、维护检修工作量小。把各制冷部件装在一个箱内，缩短了连接管路，减少了泄漏；把空调机组装在车顶部可避免车辆排放的废水、脏物对压缩机、冷凝器的腐蚀，延长机组的使用寿命。但车顶部烟尘污染严重，应经常更换新风空气过滤网。

5为什么机械冷藏车的蒸发器经常是带霜工作的？为什么机械冷藏车要考虑蒸发器的融霜？（见课本178页）

第八章

1集中式空调

（1）含义：指一节客车安装一套带有通风、制冷、加热、加湿等系统的装置。（2）安装：制冷机组在车下；通风系统、空气冷却器、空气预热器、电加湿器安装在车顶一端。

（3）特点：重心较低，利于平稳运行；风道容易布置；不利于保养、检查；容易泄漏。

2单元式空调（分散式）

（1）含义：指每一节客车安装多台空气调节机组。

（2）安装：将空调组合机组安装在车顶两端。

（3）特点：不占车内及车底架下的空间，安装方便，结构也较紧凑，但重心较高；不会发生“闷车”现象。

3湿空气的焓湿图： H-d图，H为纵坐标、d为横坐标，二者互成1350，以利

于清晰。过程为辐射线：。－角系数

（1）确定空气参数

○

1H-d 图Φ=100%以上的任意几何点都表示空气的一个状态； ○

2利用两个独立的参数可以确定空气状态，并找出其它参数。 （2）确定露点温度t p

○

1露点温度t p ：指某一状态的空气，在含湿量不变时，降温至饱和状态时的温

度。

○

2查找方法：做等含湿量线与Φ=100%的交点即是。 ○

3分析：与每一个d 值相对应的只有一个露点温度值。 4不同状态空气的混合：

质量守恒—— 能量守恒—— 水蒸气质量守恒— 同理 混合后的状态点一定在两个状态点的连线上。满足杠杆原理。

图片 4空气处理过程5空气处理过程分为八种过程

结论： ?

??+++=G G G G 321总?

??+?+?=?H G H G H G 2211总总?

??+?+?=?d G d G d G 2211总总H G H G H G G 2211321)(+?=?+()()H H G H H G 3

22131-=-H H H H G G 1

33

221--=d d d d G G 133

221--=d d d d H H H H 1

33

21332--=--

（1） 如果已知初始状态和过程辐射

线ε，要确定末端空气状态，

只需了解末端空气状态的一个参

数即可。

（2） 不论初始状态如何，只要过程辐

射线数值相同，则过程辐射线都

是一系列平行线。

ε=ΔH/Δd

下图ε1=ε 2 即 ΔH 1=ΔH 2，Δd 1=Δd 2

第九章

1通风系统的作用：将经过处理的空气输送和分配到客室并获得合理的气流组织，同时将污浊空气排出室外，使空气参数达到设计要求。

2通风系统的工作方式：自然通风、强迫通风。

3通风系统的分类：（1）按风机在风道中的位置分：压出式和吸入式。

（2）按回风和送风的情况分：单风机系统和双风机系统。 4通风量的定义：指单位时间内送入车内的空气量。

5热湿平衡的定义：送入客室内的空气所吸收（夏季）或放出（冬季）的热湿量应等于室内所产生（带走）或失去（补偿）的热湿量。一般，通风量是依夏季的负荷来确定的。

6新风量的确定是按空气中CO 2含量来考虑。

7通风道的设计时考虑沿程阻力和局部阻力。

8通风道设计时按1.15个H 和G 来选择风机。

9通风系统以压力大小分为：低压：<10 Pa ， 中压：10-13 Pa ，高压：>13 Pa 。 10通风系统中各参数与转速之间的关系

（1）转速与风量：成正比V ∝n

（2）风压与转速：H ∝n 2

（3）功率与转速：N ∝n 3

11通风机与风道的配合工作的调节

改变风道特性 ；改变风机特性曲线 ；改变风机的转速n

第十章

1空气在表面式空气冷却器中的状态变。

（1） 变化过程为直线变化，空气在表面式冷却器

中的状态变化规律为直线变化；

（2） 冷却越完全2点越靠近b 点。（b 点为完全冷

却状态）

变化：

（3）过程辐射线

2空气经过空气冷却器时，空冷器表面温度的变化规律

结论：在空气流动的方向上，冷却器各管壁面温度随空气的湿球温度的下降而下012 H H H -=?012 d d d -=?0)/()(1212 d d H H --=ε

降。

3空气经过表面式空冷器后的状态变化规律

（1）管排数多，越接近机器露点，但传热效率越来越低。

（2）t b 的温度

（3）曲线状态 ①曲线的弯曲程度取决于

值； ②曲线的倾斜程度则取决于蒸发温度t 0，t 0越低，曲线倾斜度越小，去湿越强。 4旁通系数 接触系数（冷却效率）

结论：

热交换越完善，冷却效率越高。 图片 7蒸发温度的确定实际图5车内空气状态变化范围：在曲边三角形B-1-2-B 范围内；送风状态点n 一定在该三角形内；送风状态点→空气冷却器的出口处空气状态。H-n 的连线为室外空气经过冷却器后的状态变化直线，沿直线的延长线与100%湿度线相交点就为空冷器的机器露点t b 。

6再循环的混合参见课本220页至224页。

第十一章

1常用的加热设备：蒸汽采暖

电加热取暖（效率最高）

热泵（制冷系统的反向循环）

2热泵的定义：这种从外界低温空气中将热量“泵”入室内的装置通常就称为“热泵”。

3制冷机与热泵的区别：制冷机吸热对象室温度较低的物体，放热对象是温度较高的环境；而热泵吸热对象是温度较低的环境，放热对象是温度较高的物体。 4制热系数（供热系数）恒大于1,其中

，式中ε为制冷系数。 5加湿方法有电极和喷雾式加湿 t t k k b i i

01接近于或↑→↓?H H H H b b CF BF --=-=121↓→↑→BF CF ?--===H H H H Q b Q CF 121max 极限值实际值