动车组空调

氟利昂（CmHnFpClqBrr）
代号原则：R跟随(m - 1)(n + 1)(p)B(r)
③ 共沸溶液类制冷剂
共沸溶液类制冷剂是由两种或两种以上互溶的单组分制冷剂 在常温下按一定的质量比或容积比相互混合而成的制冷剂。 • 代号命名原则：R后依应用先后在500序号中顺次编写
④ 非共沸溶液类制冷剂
hq的总和，即
h ha 0.001d hq
二、湿空气的焓湿图
1）等湿（d）线 2）等焓（h）线 3）等温（t）线 4）等相对湿度线
第二节 蒸气压缩式制冷原理
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，这个过程称 为制冷。
制 冷 装 置 分 类
压缩式制冷装置 气体压缩式制冷装置 蒸气压缩式制冷装置 吸收式制冷装置 吸附式制冷装置 蒸气喷射式制冷装置 半导体制冷装置
过渡性替代制冷剂。
3. R134a — 分子式：CH2FCF3 四氟乙烷
作为R12的替代制冷剂，其特性与R12接近，可应 用于离心式制冷机中。
特点：
① R134a毒性非常低，不可燃，在蒸发器、冷凝器中传热
系数比R12分别高35~40%和25~35%；
② R134a分子中不存在氯原子，对大气臭氧层没有破坏作
三、制冷剂的分类、表示方法及物理化学性质 1. 制冷剂的分类
按组成成分分类：
① 无机化合物制冷剂 ② 氟利昂制冷剂 ③ 碳氢化合物类制冷剂
可以当做制冷的物质有几十种，目前工业上常用的不过十余种。
④ 混合制冷剂
按标准大气压下沸腾温度的高低分类：
① 高温制冷剂 ② 中温制冷剂 ③ 低温制冷剂
我国铁路客车空调与制冷装置发展和面临的问题
供电方式上看：由本车供电向集中供电转变 ① 本车供电：由机车柴油机发电机组供电
特点：电压110V，列车编组灵活，但车内用电器互 换性差，维修量大； ② 集中供电：地面接触电网或列车编挂发电车供电。
特点：良好的机动性和适应性，不受机车限制；电 压380/220V，可使用民用设备；便于维修，但柴油 机的柴油消耗量大。
2. 客车空调与制冷装置分类： 按压缩机工作方式：活塞式、螺杆式、离心式
按安装方式：分装式、单元式
按客车空调供电方式：本车供电、集中式供电
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二、客车空调与制冷装置的组成
客车空调与制冷装置一般具备通风、制冷、加热、
加湿等功能，典型客车空调与制冷装置由通风系统、
空气冷却系统、空气加热系统、空气加湿系统以及自
容易泄漏，有色金属使用多。
② 单元式空调机组：全封闭式压缩机 特点：结构紧凑、制冷量大、管路短不易泄漏、检 修方便；但单元式空调机组吊装在车顶，车体钢结 构的整体承载能力下降，提高了车辆重心，降低了 列车运行的平稳性。
从使用制冷剂种类上看：目前铁路客车空调较采用
R22，由于环境保护问题，将被取代。
较常用的中温制冷剂，沸点-40.8 ℃ ，凝固点
-160 ℃ ，可用来制取-80 ℃以上的低温制冷量。
特点：
① 化学性质不如R12稳定，不燃烧、、不爆炸、毒性比
R12稍大，传热性与R12接近；
② R22广泛用于冷藏、空调、低温设备，在活塞式、离心
式回转式压缩机系统中均有应用；
③ R22对大气臭氧层仅有微弱破坏作用，作为R12近期、
吸湿 能力 下降
含湿量
以1kg干空气作为标准，随1kg干空气同时存在
的水蒸气质量（g），称为湿空气的含湿量。
mv d ma
（g/kg）
mv —— 水蒸气质量 ma —— 干空气质量
焓
含有1kg干空气的湿空气即（1+d/1000）kg湿空
气的焓h，是1kg干空气的焓与d（g）水蒸气的焓
用。
五、CFCs的禁用与替代
CFCs — 氯氟烃，具有优良的物理和化学及热力性能，
被广泛地用作制冷剂，但20世纪70年代发现氯氟烃在强烈
紫外线照射下氯原子分离出来，对臭氧层有破坏作用。 臭氧层破坏对地球与人类带来的危害
① 危及人类健康，可使皮肤癌、白内障的发病率增加，破坏人体免
疫系统；
② 危及植物和海洋生物,农作物减产,不利于海洋生物的生长与繁殖;
2. 空气冷却系统（制冷系统）的作用：对车内空气进 行降温、减湿处理，使车内空气的温度与湿度保持在 规定的范围内。
制冷系统包括：压缩机、蒸发器、冷凝器、节流装 置；贮液器、干燥过滤器、气液分离器等辅助设备。
节 流 阀
冷凝器
蒸发器
压 缩 机
3. 空气加热系统的作用：低温时对进入车内的空气进 行预热和对车内的空气进行加热，以保证车内空气的 温度在规定的范围内。
o
s
第二节 制冷剂
制冷循环装置的工质 —— 制冷剂
一、制冷剂的作用
1. 低温吸热的载体
T0
2. 高温放热的载体
Q0
Wnet Qc Tc
二、制冷系统对制冷剂的要求
制冷剂应安全、可靠、易得、价廉
1. 临界温度高，在常温或制冷温度下能够液化； 2. 在蒸发器和冷凝器内制冷剂的压力适中；
3. 单位容积制冷量大；
4. 凝固温度低，避免制冷剂在蒸发温度下凝固； 5. 粘度和密度小，保证制冷剂在系统中的流动阻力损失小；
6. 导热系数高，可以提高各个换热器制冷剂的换热系数；
7. 满足与润滑油的溶解性要求； 8. 要求制冷剂的绝热指数小，可使压缩机耗功小； 9. 液化比热容小，可使节流过程损失减小； 10.不燃烧、不爆炸、无毒、无腐蚀性、对人体无害； 11.价格便宜，便于获得。
从空调机组安装上看：由分装式空调机组向单元式
空调机组过渡
①分装式空调机组：压缩机、冷凝器、冷凝风机、贮 通风机、膨胀阀、空气预热器安装在车顶内部，用
液器装在一个箱体中，悬挂在车体底架下；蒸发器、 铜管将设备相连接。
特点：车体重心降低，提高了列车运行的平衡性；
但体积大、拆装检修不方便，制冷管路长，接头多
空气调节与制冷原理基础知识
第一节 常用名词及概念
一、空气的组成及其主要状态参数
湿空气 = 干空气+水蒸气
水蒸气处于什么状态？
绝对压力 = 当地压力+工作压力
湿度
（1）绝对湿度：1立方米湿空气中的所含有的水
蒸气质量。
v （2）相对温度： v max
2 ) 0 1
φ=0 干空气 0 < φ < 1 未饱和空气 φ =1 饱和空气
R22：二氟一氯甲烷 ，分子式CHClF2，常温下为
无色近似无味的气体。《蒙特利尔议定书》中R22
被限定2020年淘汰。
从压缩机种类上看：活塞式向旋转式方向发展 活塞式：增压比大，结构紧凑，但易损件多、维修 量大；
旋转式：结构简单、体积小、重量轻、容积效率高、 运行平稳、噪声小。
第一章
动控制系统等五大部分组成。
1. 通风系统的作用：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，再压送分配到 车内，同时排出车内多余的污浊空气，以保证车内空 气的洁净度以及合理的流动速度和气流组织。通风系 统一般由通风机组、空气过滤器、新风口、送风道、 回风口、回风道以及排废气口等组成。
③ 产生附加温室效应，从而加剧全球气候转暖过程；
④ 加速聚合物（如塑料）的老化。
氟利昂破坏臭氧层原理
在紫外线照射下：
CC12F2 → CC1F2 + C1
从CFC12中释放出来的Cl与O3反应：
C1 + O3 → C1O + O2
C1O + O → C1 + O2
一个氯原子可以和约十万个臭氧分子发生连锁
空气加热系统包括：空气预热器、地面空气加热器。
4. 空气加湿系统的作用：车内空气相对湿度较低时，
对空气进行加湿处理，以保证车内空气的相对湿度在
规定的范围内。
高级公务车、特殊要求车辆。 最简单方法：电极加湿法
5. 自动控制系统的作用：控制各功能系统按给定的方 案协调、有序地工作，以使车内的空气参数控制在规 定的范围内，并同时对空调与制冷装置起自动保护作 用。 电气控制系统由各设备的控制电器、保护元件及相 关仪表和电路组成。
三、分类与使用
天然矿物油（矿物油）；人工合成油（合成油）
润滑油的选择主要取决于制冷剂种类、压缩机形式和运
城轨方面，上海地铁1号线采用R22，2号线采用新型
环保制冷剂R134a，广州地铁1号线采用R134a，2号线
采用采用新型环保制冷剂R407c。
1. R12 — 分子式：CCl2F2(二氯二氟甲烷)
应用最广的中温制冷剂，沸点-29.8℃，凝固点
-155℃，可用来制取-70℃以上的低温制冷量。
特点：
第二节
我国铁路客车空调与制冷装置的发展
20世纪30年代铁路空调客车开始在工业发达国家出 现，50年代较大范围内采用，60年代迅速发展。空调 与制冷装置的形式和用电方式不断更新。 我国铁路50年代开始生产空调客车，但发展较慢； 1958年四方车辆厂设计了我国第一列空调客车； 1989年由长春客车厂、唐山车辆厂、浦镇车辆厂联 合设计25A型空调列车——我国空调列车里程碑； 1994年研制了广深准高速铁路25Z型空调列车。
② 冷却：润滑油带走摩擦热，防止运动零件因发热而“卡死”； ③ 密封：在密封件的摩擦面间隙充满润滑油,防止制冷剂气体泄漏; ④ 清洗：润滑油流经润滑面时带走机械杂质和油污，清洁摩擦面；
⑤ 防锈：润滑油能在各零件表面形成油膜保护层，防止零件的锈蚀。
二、润滑油的选用原则
在制冷装置中，制冷剂与润滑油直接接触，要使润滑
3. 制冷剂的物理化学性质
① 毒性 ② 燃烧性
③ 爆炸性
④ 与金属反应性
⑤ 与润滑油的作用
⑥ 与大气环境“友好性”
4. 安全性
虽然一些氟利昂制冷剂毒性较低，但在高温或火焰 作用下会分解出剧毒光气。此外除氧以外的所有制 冷剂都可以引起人或动物窒息，所以在操作时要保
持良好的通风条件。
四、制冷剂的特性及选用 目前，铁路客车上主要采用的制冷剂为R12和R22；
绪
论
第一节 客车空调与制冷装置的作用、分类和组成
一、客车空调与制冷装置的作用和分类
客车内空气调节是车辆舒适乘坐环境的标志。
1. 作用：将一定量的车外新鲜空气和车内再循环空气 混合，经过滤、冷却或加热、减湿或加湿等处理后， 以一定的流速送入车内，并将车内一定量的污浊空气 排出车外，从而控制客车内温度、湿度、风速、清洁 度及噪声，使之达到规定标准，以提高车内的舒适性， 改善乘车环境。
反应，从而减少臭氧的浓度。 氯氟烃应被替代！
第四节
一、润滑油的作用
润滑油
在制冷装置中，润滑油对压缩机各个运动部件起润滑
与冷却作用，在保证压缩机运行的可靠性和使用寿命中起 着极其重要的作用。
① 润滑：在摩擦面上形成一层油膜，降低压缩机的摩擦功，减少运
动零件的摩擦，提高压缩机的可靠性和延长机器的使用寿命；
① 压力适中，压缩终了温度低，热力性能优良，化学性稳
定，无毒，不燃烧，不爆炸等优点。广泛用于冷藏、冰 箱、空调和低温设备，从家庭用冰箱到大型离心式制冷 装置中都可采用。
② 但R12对大气臭氧层有严重破坏作用，并产生温室效应，
危及人类的生存环境，已受到限用和禁用。
2. R22 — 分子式：CHClF2 (一氯二氟甲烷)
应用最为广泛
一、蒸气压缩式制冷的基本原理
节 流 阀 冷凝器 压 缩 机
蒸发器
二、制冷系数ε
自冷库吸收的热量(制冷量) 排向高温热源热量
q2
q1
三、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
2. 吸气过热的影响
T 4 6' T0 3 Tc 6 1 1' 2' 2 5
2. 制冷剂表示方法
国际上统一规定用字母R+数字或字母。
① 无机化合物制冷剂：R7XX，XX为分子量的整数部分
如：NH3 — R717；H2O — R718；CO2 — R744
② 氟利昂和烷烃类制冷剂：
氟利昂（CmHnFpClqBrr）(n +p+q+r = 2m+2)
代号原则：R跟随(m - 1)(n + 1)(p)B(r)
油不影响制冷剂和制冷系统的性能，润滑油应满足如下基 本要求：
① 粘度随温度变化小；
粘度过小实现不了润滑目的，粘度过大，摩擦阻力过大。 温度较低的冷冻范围使用低粘度的润滑油，高温范围使用高 粘度润滑油。
② 凝固点低，并在低温时有良好的流动性； ③ 不含水分、不凝气体和石蜡; ④ 对制冷剂有良好兼容性； 除了互溶性外，润滑油与制冷剂不应有任何化学反应。 ⑤ 绝缘性好