第八章 客车空调系统

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第八章
湿空气的焓的计算公式
H=1.01t+0.001d(2501+1.85t) (kJ/kg)
式中 1.01 ——干空气的定压比热(kJ／kg· K)
1.85 ——水蒸气的定压比热(kJ／kg· K)
2501 ——0℃时水的汽化热(kJ／kg)
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空气。
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若把湿空气中的水蒸气视为理想气体，则末饱和空气 中的水蒸气和同温度下饱和空气中的水蒸气的状态方程 式分别为： 两式相除得：φ=Pzq / Pbh×100％ 所以，相对湿度也可以用湿空气中水蒸气的分压力与 同温度下水蒸气的饱和分压力之比来表示。
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相对湿度也可表示为：湿空气的绝对湿度与同温度下 饱和空气的绝对湿度之比。
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相对湿度反映了湿空气中所含水蒸气的分量接
近饱和的程度，故亦称饱和度.φ值小，表示空气
饱和程度小，吸收水分的能力强；φ值大，表示空
气饱和程度大，吸收水分的能力弱。
当为0时，则为干空气；为100％时，则为饱和
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4、焓(H) 在空气调节工程中，对空气的加热或冷却都 是在定压条件下进行的。定压过程中热量的交换， 可用过程前后的焓差来计算，其焓差为
因此，只要求出焓差就可以反映空气热量的变化。
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湿空气的焓用H表示 (1十0.001d)kg湿空气的焓是1kg干空气的焓和 d(g)水蒸气的焓的总和。
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3、空气加热系统
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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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。车辆一般采用喷雾加湿和电极加湿 器对空气进行加湿处理。
P = Pg + Pzq
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空气调节工程中所处理的湿空气就是大气，所以湿 空气的压力P，就是当地的大气压力B
B = Pg + Pzq
大气压力随海拔பைடு நூலகம்度、地理纬度的不同和季节、天 气的晴雨变化而有差异。
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通常以纬度45°处海平面上的常年平均气
蒸发器
车内风道
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
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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CRH1型动车组空调系统图
HVAC Compact unit drivers cab Exhaust air unit Air-handling unit Exhaust air unit
排风单元
司机室HVAC单元
空气处理单元
排风单元
Control panel with emergency inverter
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车上单元式空调机组安装
空调机组 通风道 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
空调机组
回风道
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单元式空调机组的特点
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。
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
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。 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。
H = hg + 0.001d hzq
式中 hg——1kg于空气的焓(kJ／kg) hzq——1kg水蒸气的焓(KJ／kg)
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无论干空气的焓，还是水蒸气的焓都不是一个绝对 值，而是相对于另一种情况下的焓来说的。
空调工程中，一般规定0℃时于空气的焓为0．并认
为在空气调节工程涉及的范围内干空气和过热水蒸气 的定压比热为定值，所以：
V——气体的容积(m3)
R——气体常数(j/kg K)，与气体的性质有关
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在空气调节中，常用的湿空气参数
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）
湿度 （绝对湿度、相对湿度、含湿量）
焓
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1、压力：
湿空气是由于空气和水蒸气所组成的混合 气体，所以湿空气的总压力可按道尔顿定律来 确定，等于干空气的分压力（ Pg ）与水蒸气 分压力 （ Pzq ）之和，即
Compressor/condenser units
带应急变频器的控制柜
压缩机/冷凝机单元
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CRH5动车组空调系统的布置
控制柜
空调机组
送风道
循环风道
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第一节 完
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第二节 湿空气的焓湿图
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式中 ：水蒸气的分压力(Pa) 根据公式，只要知道了湿空气中水蒸气的分压 力和它的温度，就可以求出其绝对湿度。 绝对湿度只能说明湿空气在某一温度下实际所 含水蒸气的质量，但还不能由它直接说明湿空气的
干、湿程度。
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判断这种空气是干燥还是潮湿，尚要看空
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)。
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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第一节 空调系统的组成和结构形式
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一、车辆空气调节装置的组成
车辆空气调节装置主要由：
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（3）含湿量（d）
定义：随着1kg干空气同时存在的水蒸气质量(g)，
称为湿空气的含湿量，用符号d表示。
在空调工程中，无论湿空气的状态如何变化，
其中干空气的质量总是不变的，为了计算的方便，
就采用1kg干空气作为计算的基准。
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含湿量的计算公式：
或
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2、单元式空调机组
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
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单元式空调机组结构示意图
压作为一个“标准大气压” 。 一个“标准大气压”相当于101325Pa。
海拔高度的变化对大气压力影响较大，其
具体数值可以从气象资料查得。
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饱和空气与未饱和空气
湿空气的压力，特别是对其中水蒸气的分压力有进一 步的认识，必须明确饱和空气与未饱和空气的概念。
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的混合物，称为末饱和空气。
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在一定温度条件下，湿空气中水蒸气分压力的大小， 是衡量水蒸气含量即湿空气干燥或潮湿的基本指标。温度 越高，水蒸气的饱和分压力就越大。
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2、温 度
湿空气的温度就是干空气的温度，也就是水蒸气 的温度。 温度通常用t或T表示，温度的单位有摄氏温度 (℃)、华氏温度（℉）和绝对温度（K)。不同的温标 得到不同的温度值。t表示空气的摄氏温度，T表示空 气的绝对温度。
通风系统、
空气冷却系统、 空气加热系统、 空气湿处理系统 自动控制系统 等五个基本部分组成。
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1、通风系统
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
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KLD29单元式空调机组结构图
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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地铁车辆用单元式空调机组结构图
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第八章 城轨车辆空调系统
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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）：
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3、典型车辆空调机组的应用
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在 车 中 央 布 置 的 单 元 式 空 调 机 组
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KLD40PV单元式空调机组结构图
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
T = t + 273(k)
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3、湿 度 湿度的大小表示了空气中所含水蒸气量的多少。 根据用途的不同，湿度有以下几种表示方法： 绝对湿度 相对湿度
含湿量。
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(1)绝对湿度 每立方米湿空气中所含水蒸气的质量，称 为空气的绝对湿度。 由于湿空气中的干空气与水蒸气是均匀混合 的，而且占有相同的体积，所以绝对湿度在数 值上就等于水蒸气在其分压力和温度t下的密度。 即
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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。
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分体式车辆空调机组示意图
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在一定的温度条件下，空气中水蒸气分子的含量 越多，水蒸气的分压力就越大。 如果空气中水蒸气的含量超过某一含量时，空气 中就有水分析出。这说明，在一定温度条件下，湿空 气中容纳水蒸气的数量是有一个最大限量的，亦即湿
空气中水蒸气的分压力有一个最大值，这个最大值就
称为该温度时的饱和水蒸气分压（ Pbh ）。
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一、湿空气的参数
湿空气是制冷与空气调节的对象。凡是含有水 蒸气的空气就叫做湿空气，即：
湿空气＝干空气十水蒸气
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湿空气满足气体状态方程
P
υ=
R T
PV=GRT
式中p——气体的压力(Pa)；
υ——气体的比容(m3/kg)，
T——气体的绝对温度(K)；
G——气体的质量(kg)，
气的温度。绝对湿度相同的两种空气，其干、
湿程度未必相同，必须在相同温度下才能判定，
这在应用上很不方便。
故在空气调节中常采用相对湿度来表示湿 空气的干湿状态。
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（2） 相对湿度
一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，称为相对湿度。符号为φ，即
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5、自动控制系统
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。
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二、车辆空气调节装置的结构形式
目前在车辆上采用的空气调节装置有 分体式 单元式 两种形式。
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在大气中，如从水蒸发为汽的数量与从空气中水蒸气
凝结为水的数量相等，此时大气中含的水蒸气数量达到
了最大限度，即水蒸气处于饱和状态。这种干空气和饱 和水蒸气的混合物，称为饱和空气。 若湿空气中水蒸气的分压力低于其温度下的饱和分压 力，水蒸气处于过热状态，这就是干空气和过热水蒸气
第八章
以上介绍了和空气调节有关的湿空气的主要