车辆制冷与空调第八章 1客车空调系统

空气处理示意图
第八章
H1 d1 G1
W
湿量处理
Q
热量处理
H2 G2 d2
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处理过程的在焓湿图上的表示
第八章
热湿比
含湿量差
焓差
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处理过程的热湿交换量计算
第八章
• 热交换量
Q G(H2 H1)
• 湿交换量
(kJ / h)
W G( d2 d1 ) 1000
• 热湿比
客车空气调节是用于为旅客创造舒适的旅途生活条 件．属于舒适空调。
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第八章
第一节 空调系统的组成和结构形式
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一、客车空气调节装置的组成
第八章
客车空气调节装置主要由： 通风系统、 空气冷却系统、 空气加热系统、 空气加湿系统 自动控制系统
等五个基本部分组成。
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(kg / h)


Q W

(
H
2 d
H1
2 d1
)
1000
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第八章
1、空气干加热过程
在冬季，经常使用空气预热器（电加热器）加热 空气，空气在加热过程中提高了温度但含湿量不变。
H1 d1 G1
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第八章
3、典型的车辆空调机组的应用
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车 中 央 布 置 的 单 元 式 空 调 机 组
第八章
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多台车上单元式空调机组安装
第八章
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单元式空调 机组
双层客车的单元式空调机组
第八章
单元式空调 机组
送风道
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餐车的单元式空调机组
等相对湿 度线是一 组向上凸 的线
φ的数值
135度
d
φ=常数
100%
d 0.622 ps (t) pb ps (t)
0.622 pb pb pb
0.622 1
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第八章
⑤水蒸气分压力（Pv）线
h
PV =常数
d 0.622 pv pb pv
0.622 pv pb
100%
PV的数值
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第八章
⑥热湿比（角系数)
热湿比计算公式
h
h2 h1 h
d2 d1 d
表示过程方向与特征
角系数：是将热湿比 的数值设置在焓湿图 半圆形标识上而得名
0
Ⅱ
4000
Ⅰ Ⅲ
Ⅳ

d
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第八章
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车上单元式空调机组安装
空调机组
通风道
第八章 空调机组
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车下单元式空调机组安装示意
车内送风道
第八章
回风道
空调机组
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单元式空调机组的特点
第八章
单元式空调机组制冷设备管路大为缩短，不 但可以节省大量有色金属，还可减少泄漏，且体 积小、重量轻，结构紧凑、机组互换性好和检修 方便。
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过程的 同时也得到了减湿处理，从而保证了夏季客室内 空气的相对湿度也在要求的范围之内。
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3、空气加热系统
第八章
在冬季，空气加热系统对进入车内空气的进
行预热，同时对客室内热损失的补偿，从而保证
冬季车内空气的温度达到指定的范围。
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②确定湿空气露点温度td
h
露 点 温 度 td
是 等 Pv 下 的
饱和湿空气
td
第八章

t
100%
pv
d
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③确定湿空气湿球温度tw
h
湿球温度tw是
绝热（等焓下的）
饱和温度
tw
h =常数
t
第八章

100%
d
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④利用干球温度,湿球温度确定湿空气状态
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第八章
二、车辆空气调节装置的结构形式
目前在客车采用的空气调节装置有 分体式 单元式
两种形式。
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第八章
1、分体式空调机组
分体式空调机组是将制冷系统分成两个部分， 一部分为空气冷、热处理和输送设备，置于车内 端部，并通过通风道、送风器送人车内，一般上 送风，下回风，从车端墙新风口引入新风。一部 分为压缩冷凝部分，置于车下。
第二节 完
第八章
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第八章
第三节 典型的空气处理过程 在焓湿图上的表示
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第八章
在空气调节中，我们对某一状态的空气进行加 热、加湿、冷却、除湿后送入车内，处理后的空 气的状态由于车内的热量Q和湿量W的影响会发生 变化。
需要对空气的状态变化的因素和结果进行分析
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第八章
1 t > tw> td 1 t = tw= td
干湿球温度计
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湿球温度tw在绝 h
热（等焓）下与
干球温度线的交
点
tw
第八章

湿空气状 态点
t h =常数 100%
d
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⑤确定湿空气湿球温度tw
第八章
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第八章
⑤不同状态空气的混合后状态的确定
135度
第八章
h 的数值
d
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③等t线
第八章
h 1.005t d(25011.863t)
h
t =常数
t 的数值
135度
t 的数值
d
100%

h d
t

2501 1.863t
Const 0
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④等相对湿度线 （等φ线）
第八章
h
第八章
在焓湿图上可以用一个点表示湿空气的状态， 我们可以用许多状态点连成的线表示湿空气的状 态变化过程。
因此，可以焓湿图分析空气的状态变化。
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第八章
在空气调节中，把某一状态的冷(热）空气送 入车内，冷（热）空气吸收（放出）了车内的 热（冷）负荷Q和湿负荷W，它的状态就要发生 变化。
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2、单元式空调机组
第八章
单元式空调机组是将压缩机、冷凝器、冷 凝风机、气液分离器、干燥过滤器、毛细管(或 膨胀阀）、通风机、蒸发器和空气预热器等集 中安装在一个箱体里组成一个完整的单元。
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KLD29单元式空调机组外形图
第八章
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单元式空调机组结构示意图
1、通风系统
第八章
通风系统起着空气的滤清、空气的输送及空 气的分配等作用。通风机将车外新鲜空气吸入车内 与再循环空气混合，并滤清灰尘和杂质后，再送入 客室内．同时排出客室内多余的污浊空气，以保持 客室内空气的洁净度和空气的流动速度。
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2、空气冷却系统
第八章
空气冷却系统用于处理由通风机吸入的车内 外的空气，以保证夏季客室内空气的温度达到指 定的范围。
第八章
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KLD40PV单元式空调机组结构图
第八章
1-冷凝风机 2-冷凝器 3-减震器 4-气液分离器 5-压力开关 6-制冷压缩机 7-蒸发器风机 8-电加热器 9-蒸发器 10-新风调节器 11-过滤网 12-插头
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KLD29单元式空调机组结构图
第八章
1-冷凝风机 2-冷凝器 3-减震器 4-气液分离器 5-压力开关 6-制冷压缩机 7-蒸发器风机 8-电加热器 9-蒸发器 10-新风调节器 11-过滤网 12-插头
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第八章
由水蒸气质量平衡公式可得
ma1d1 ma2d2 ma3d3
ma1 d3 d2 ma2 d1 d3
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第八章
• 由热量公式可得
ma1h1 ma2h2 ma3h3
ma1 h3 h2 ma2 h1 h3
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最后可得：
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第八章
4、空气加湿系统
在冬季，当空气被加热而温度提高之后，其 相对湿度就可能比较低，空调装置必须对空气进 行加湿处理。客车一般采用喷雾加湿和电极加湿 器对空气进行加湿处理。
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5、自动控制系统
第八章
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。使得空调装置按照给定的调 节方案，控制空调各系统的工作，从而保证车内 的空气参数维持在设计的范围内。
ma1 d3 d2 ma2 d1 d3
第八章
ma1 h3 h2 ma2 h1 h3
h3 h2 h1 h3
d3 d2 d1 d3
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第八章
混合过程在焓湿图上的表示
h3
h1 1
h h2
3 d1
2
d2
d3
ma2
ma1
1
d
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湿度 （绝对湿度、相对湿度、含湿量）
焓
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第八章
2、焓湿图简介
在第一章里，我们讨论了和空气调节有关的 几个湿空气的主要参数，即温度、相对湿度、含 湿量、焓以及水蒸气饱和分压力，并建立了它们 和大气压力B之间的关系式。
为了应用方便，在一定大气压力下，上述主 要参数之间的关系可以用图线表示出来，这个图 线即空气调节工程上常常用到的焓湿图。
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湿空气的焓湿图示意
第八章
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第八章
焓湿图是以湿空气的焓为纵坐标，含湿量为横 坐标来绘制的。为使图线清晰，将纵坐标与横坐 标之间布置成135度的夹角。
h d
135度 h
d
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①等d线
h
d =常数
135度
第八章
d 的数值
d
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②等 h 线
h
h =常数
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第八章
分体式客车空调机组示意图 车内风道
蒸发器
通风机 压缩机
冷凝器
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分体式客车空调机组的特点
第八章
分体式空气调节装置的压缩冷凝机组安装在 车下，故重心较低，而且通风系统设在车顶部， 风道容易布置，但对制冷机组的保养、检查必须 在车外进行，同时由于制冷设备管路长，容易产 生泄漏。
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第八章
地铁车辆用单元式空调机组结构图
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CRH1型动车组空调系统图
HVAC Compact unit drivers cab
Exhaust air unit
排风单元
司机室HVAC单元
Air-handling unit
空气处理单元
Exhaust air unit
排风单元
第八章
Control panel with emergency inverter
带应急变频器的控制柜
Compressor/condenser units
压缩机/冷凝机单元
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CRH2动车组空调系统的布置
第八章
换气装置
送风道
回风道 空调装置
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蒸发风2 机
1
3
CRH5动车组空调装置
第八章
热湿比（角系数)将焓湿图分成四个象限
Ⅰ象限: h 0, d 0
ຫໍສະໝຸດ Baidu
Ⅱ象限: h 0, d 0
Ⅲ象限: h 0, d 0
Ⅳ象限: h 0, d 0
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3、湿空气的焓湿图应用
第八章
①确定湿空气状态
当大气压力量为一定时，H、d、t、φ四个 参数中，只要知道其中任意两个，就可根据焓湿 图确定湿空气其余的参数。
第八章 车辆空调系统
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第八章
空气调节的定义
空气调节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、湿度、 洁净度和气流速度控制在适当范围内，也就是说， 空气调节是调节和控制空气品质的一门技术。
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第八章
空调的分类（按用途来分）： 为人们创造舒适的生活环境的舒适空调 为生产技术创造必需的环境条件的精密空调 (亦称恒温恒湿)。
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CRH5动车组空调系统的布置
第八章
控制柜
空调机组
送风道
循环风道
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第一节 完
第八章
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第八章
第二节 湿空气的焓湿图
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第八章
1、湿空气的参数
在空气调节中，常用的湿空气参数有： 压力（包括大气压力、水蒸气饱和分压力）
温度 （干球温度、湿球温度、露点温度）
h1 d1 ma1
混合前质量 流量1
h2 d2 ma2
混合前质量 流量2
d3 h3 ma3
混合后质量 流量
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第八章
混合过程分析（一般设为绝热混合过程）
混合前后质量平衡
ma1 ma2 ma3
混合前后水蒸气质量平衡
ma1d1 ma2d2 ma3d3
混合前后热量平衡
ma1h1 ma2h2 ma3h3
混合过程的结论
第八章
①混合后的状态点一点在混合前两种空气状态的 连线上。
求混合后空气的状态，只要在图上把参与混合 的两种空气状态点联成直线。
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第八章
②混合后的状态点满足杠杆原理 根据其质量按公式来分割该直线，即可找
出混合后的状态点3。
ma1h1 ma2h2 ma3h3
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4
7
压缩机
5
冷凝6 器
项目 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
描述 回风阀门 蒸发风机 蒸发器 电加热器 膨胀阀 冷凝器 压缩机 冷凝风机 新风阀门
1
4
蒸发3 器
2 9
7
膨胀5 阀
8 冷凝风机
第八章
1-回风阀门 2-蒸发风机 3-蒸发器 4-加热器 5-膨胀阀 6-冷凝器 7-压缩机 8-冷凝风机 9-新风阀门