第六章空氣通風預熱、加濕系統(tǒng)通風系統(tǒng)有機械強迫通風和自然通風兩種方式。機械強迫通風系統(tǒng)是車輛空調裝置中唯一不分季節(jié)而長期運轉的系統(tǒng)，因此它的質量狀態(tài)直接影響到旅客的舒適性和空調裝置的經(jīng)濟性。第一節(jié)通風系統(tǒng)通風系統(tǒng)由通風機組、風道、風口、空氣過濾器等組成。

一、通風機

通風機組是通風系統(tǒng)的動力裝置，其作用是吸入車外新風和室內回風，并將處理后空氣加壓，通過主風道等送入客室。通風系統(tǒng)通風機組按產生風壓大小分通風機和鼓風機；通風機按工作原理不同分離心式、軸流式和貫流式通風機。集流器：將氣體引入,改善進氣條件葉輪：提高氣體的能量導葉：將部分氣體的旋轉速度轉化為軸向速度擴壓筒：將部分氣體的動能轉化為壓力能1.軸流通風機空氣流向與風機主軸平行的風機稱為軸流通風機。軸流通風機廣泛地應于制冷空調系統(tǒng)內的冷風機、涼水塔、通風換氣裝置等設備中。①基本結構。主要由進口集流器、葉輪、導葉和擴壓筒組成。集流器和擴壓筒組成了軸流通風機的外殼。軸流通風機的典型結構1—集流器；2—葉輪；3—導葉；4—擴壓筒軸流通風機的典型結構1—集流器；2—葉輪；3—導葉；4—擴壓筒②工作原理。由于軸流通風機的葉片與轉軸中心線有一定的螺旋角，當電動機帶動葉輪在機殼內轉動時，空氣一邊隨葉輪轉動，一邊沿軸向推進。當空氣被推出后，原來占有的位置形成局部低壓，促使外面的空氣由吸入口進入?？諝馔ㄟ^葉輪壓力增高后，從出口排出。由于氣體在機殼中流動始終沿軸向進行，所以稱為軸流通風機。軸流風機結構型式及傳動方式傳動方式結構型式2.離心通風機

①基本結構。離心通風機一般由葉輪、機殼和傳動部件等組成。下圖為常見的離心通風機結構示意圖。b.機殼。通風機機殼由蝸殼、進風口和蝸舌等零部件組成。大的影響。風機的葉輪由前盤、后（中）盤、葉片和輪轂組成，一般采用焊接和鉚接加工。離心通風機結構示意圖1—進風口；2—葉輪前盤；3—葉片；4—葉輪后盤；5—支架；6—機殼；7—蝸舌；8—出風口a.葉輪。葉輪是風機的心臟部分，其尺寸和幾何形狀對風機的性能有著重②

傳動方式與旋轉方向。傳動方式有六種。旋轉方向是從電動機位置或主軸槽輪一端看葉輪旋轉方向，分為順時針旋轉和逆時針旋轉。必須注意葉輪只能順蝸殼螺旋線的展開方向旋轉。

離心風機結構簡圖1-進氣室；2-進氣口；3-葉輪；4-蝸殼；5-主軸；6-出氣口；7-擴散器2.離心通風機

進氣口圓筒形圓錐形圓弧形錐筒形弧筒形錐弧形進氣口形狀應盡可能符合葉輪進口附近氣流的流動狀況，避免渦流及其引起的損失進氣口保證氣流能均勻地充滿葉輪進口截面，降低流動損失（1）進氣口

2.離心通風機

葉輪出口角（即葉片安裝角）β

前向式徑向式后向式葉片彎曲方向與旋轉方向相同,β>90°(90°～160°)葉片出口沿徑向安裝,β=90°葉片彎曲方向與旋轉方向相反,β<90°(20°～70°)2.離心通風機

離心風機的傳動形式2.離心通風機

（2）葉輪

A、徑向葉輪直線形：1y=2y=90，1≠90。結構最簡單，適用于正反兩方向旋轉，氣流進入葉輪時有較大的沖擊損失，效率低，噪聲大，應用于低壓風機徑向葉輪曲線形：1=90，2y=90，進氣沖擊損失小，水力效率高，噪聲小，應用于中低壓風機

B、前向葉型多葉葉輪：1=90，2y>90，葉輪直徑小，葉片短而多（多達80片）。當轉速和壓力為定值時，外徑小，造價低，占地小，重量輕。但損失大，效率低，噪聲大，應用于流量大，壓力低的場合

C、后向葉型機翼形葉片：損失小，效率高，噪聲小。高壓，高效，大功率，高速送風機2.離心通風機

葉片截面形狀機翼形：后彎，高壓，高效，大功率，高速送風機直線形：徑向或后彎中型引風機或送風機曲線形：前彎或后彎中小型引風機或送風機2.離心通風機

（4）蝸殼功用：將離開葉輪的氣流集中、導流，并將氣流的部分動能轉變?yōu)閴毫δ芪仛M截面為阿基米德螺旋曲線或對數(shù)曲線2.離心通風機

（5）工作原理。當電動機帶動轉軸上葉輪旋轉時，葉片間的氣流在離心力的作用下，由葉輪中心甩向邊緣并獲得動能和壓力能。同時，葉輪中心所產生的負壓區(qū)促使后續(xù)氣流連續(xù)不地進入風機。氣流從葉輪流出后進入機殼，在機殼排出管的擴壓作用下，將部分動能轉變?yōu)閴毫δ?，最后送入排氣管路或房間。

2.離心通風機

離心風機和軸流風機主要區(qū)別在于：

1、離心風機改變了風管內介質的流向，而軸流風機不改變風管內介質的流向；

2、前者安裝較復雜

3、前者電機與風機一般是通過軸連接的，后者電機一般在風機內；

4、前者常安裝在空調機組進、出口處。后者常安裝在風管當中、或風管出口前端。

3.貫流式風機3.貫流式風機

近年來由于空氣調節(jié)技術的發(fā)展，要求有一種小風量、低噪聲、壓頭適當和在安裝上便于與建筑物相配合的小型風機。貫流式風機就是適應這種要求的新型風機。貫流式風機的主要特點如下：(1)葉輪一般是多葉式前向葉型，葉片可用鋼板、塑料、尼龍等材料制作，兩個端面是封閉的。(2)葉輪的寬度b沒有限制，當寬度加大時．流量也增加。(3)貫流式風機不像離心式風機是在機殼側板上開口使氣流軸向進入風機，而是將機殼部分地敞開使氣流直接徑向進入風機。氣流橫穿葉片兩次。某些貫流式風機在葉輪內緣加設不動的導流葉片，以改善氣流狀態(tài)。

(4)進風口與出風口都是矩形的，易與建筑物相配合。小型的貫流式風機的使用范圍正在穩(wěn)步擴大。二、通風系統(tǒng)(一）應急通風系統(tǒng)每輛車配有1臺緊急逆變器，在交流輔助電源設備故障情況下，應急通風系統(tǒng)應立即自動投入工作，向客室、司機室輸送新風，維持45分鐘緊急通風。應急供電由蓄電池供給，并經(jīng)直流/交流逆變器。當交流輔助電源供電正常時，空調系統(tǒng)自動轉入正常工作狀態(tài)。

緊急逆變器（二）通風管道作用是疏導空氣。送風系統(tǒng)、排風系統(tǒng)。風道應滿足經(jīng)濟、耐腐蝕、隔熱性好、重量輕和易加工等方面的要求。常用的材料有鍍鋅鐵皮、鋁合金板、玻璃鋼和膠合板等。

1.送風道、回風道及排風道

2、新風口、送風口、回風口及排氣口

1、送風道、回風道和排風道車頂?shù)亩_空調機組，通過與車體相連的二個吸振消音的連接風道，將處理后的空氣送到車頂?shù)闹黠L道內。送風道的作用是將經(jīng)過處理的空氣輸送到室內。車輛風道沿車輛方向分為三個，中間大的為主風道，兩側為副風道，主副風道由隔板分開，隔板上設有一系列調整風量的氣孔。主風道的空氣經(jīng)隔板氣孔進入副風道，使得兩側風道內得氣流穩(wěn)定地送入客室中。

回風道用來抽取室內再循環(huán)空氣的。進入回風風道的空氣，一部分通過車頂?shù)?個靜壓排氣孔排至車外，另一部分進入空調機組與吸入的新風混合后，經(jīng)過冷卻、過濾由離心風機將送入主風道，在客室內形成空氣循環(huán)，達到調節(jié)空氣溫度、濕度目的。

排風道用以排除車內污濁空氣，即排風口與車頂排風器間的通道。

通風管道客室氣流組織空調機組

2、新風口、送風口、回風口及排風口

（1）新風口

新風口即車外新鮮空氣的吸入口。新風口一般裝有新風格柵以防止雜物及雨雪進入車內，另外還設有新風濾網(wǎng)和新風調節(jié)裝置，新風調節(jié)裝置由一個24V直流電機驅動新風調節(jié)門，調節(jié)進入客室的新鮮空氣量。

新風口

（2）送風口

送風口是用來向客室內分配空氣的。送風口大多裝有送風器及風量調節(jié)機構，它不但使客室內送風均勻、溫度均勻、達到氣流組織分布合理的效果，還可以根據(jù)需要來調節(jié)送風量的大小，送風口處一般也裝有送風濾網(wǎng)。

（3）回風口

回風口是室內再循環(huán)空氣的吸入口。正常情況下，客室內一部分空氣應作為回風，回風與新風混合前是在客室中被充分循環(huán)過的。與新風混合過濾后，通過蒸發(fā)器入口進入，應設置調節(jié)擋板，用于調節(jié)新風、回風的混合量（比例）。

（4）排風口

排風口是用來將客室內廢氣和多余的空氣排出車外。從車內的長椅下，經(jīng)內墻板后側導向車頂，由車頂靜壓排風器排出車外。

車內廢氣流向示意圖

（三）空氣過濾器過濾材料應能既有效地攔截塵埃粒子，又不對氣流形成過大的阻力?？諝庵械膲m埃不僅影響旅客的舒適和健康，還惡化冷卻處理設備的處理效果。只用低效率過濾器，空調系統(tǒng)毛病多：氣道阻塞、風機結垢，使風量減小；換熱部件效率降低；溫濕度等測量與控制元件失靈；送風裝置失靈；全熱交換裝置失效；管道內溫濕度適中的積灰是微生物繁衍的理想場所。許多中央空調器，使用一、兩年后，性能明顯下降，打開空調器，癥結一目了然。其現(xiàn)象：積灰；其根源：過濾器效率偏低。在發(fā)達國家，使用效率規(guī)格為F5的過濾器時（比色法45%，歐洲舊規(guī)格EU5，中國規(guī)格“中效”），中央空調系統(tǒng)每5～8年需清掃一次；使用F7效率過濾器（45%，EU5，高中效）的中央空調器，用過30多年后無須清掃。我國現(xiàn)有舒適性空調中，過濾器常為"粗效"，有的甚至沒有過濾段，用過幾年后，系統(tǒng)內部內不堪入目。巴黎一棟90年代建造的辦公樓，采用了帶有動態(tài)末端送風裝置的空調系統(tǒng)。承包商在空調器內安裝了低效率的過濾器，因此節(jié)省了20萬法郎。大樓啟用一年后，許多末端裝置失靈。承包商不得不請人清掃整個空調系統(tǒng)，清掃費花了600萬法郎。在絕大多數(shù)情況下，風速越低，過濾器的使用效果越好。通風用空氣過濾器的測試方法

空氣過濾器的“過濾效率”是被捕捉的粉塵量與原空氣含塵量之比。人工塵計重法效率測試大氣塵比色法效率測試過濾器阻力測試目前流行的激光粒子計數(shù)測試方法EUROVENT人工塵計重法效率測試

(對低效率過濾器)G1G2人工塵 待測 后置過濾器

過濾器 (HEPA)G1=上游發(fā)塵量（g）G2=后置高效過濾器捕集的灰塵人工塵計重效率=(1-G2/G1)*100%人工塵計重法效率測試

(對低效率過濾器)人工塵計重效率=(1-G2/G1)*100%例如:發(fā)塵量為G1=1kg后置高效過濾器增重G2=0.4kg=>人工塵計重效率=(1-0.4/1)*100%=60%比色法效率測試

(對效率較高的過濾器)L1L2在待測過濾器上下游采樣，采樣空氣均通過高效濾膜，濾膜臟后透光度降低。用光電管比色計測出透光度，換算成過濾器前后粉塵的質量濃度，再計算過濾效率。L1=上游濾膜降低的透光量（同干凈濾膜相比）L2=下游濾膜降低的透光量室外大氣塵待測過濾器高效濾膜激光粒子計數(shù)測試方法(EU5-9)DEHS塵源p阻力激光粒子計數(shù)器過濾器按效率分級

用不同方法測出的過濾效率值可能相差很大，例如，一只計重法95%的過濾器，若用比色法測量出的效率可能只有30%。為了方便，人們經(jīng)常使用代號來表示過濾器的效率。

目前在國內，“初、中、高”的說法仍最普及，其中高效又細分為：“亞高效、高效、超高效”，占第二位的是歐洲的G～F～H～U分類，再往后是歐洲早期的EU分類，美國分類方法尚不流行。目前不存在被世界各國以及各行各業(yè)都接受的效率標識方案。

美國是最先搞了過濾器效率試驗方法標準的。20世紀70年代當時西歐學了美國的實驗方法，并順便加了個EU標識，分為EU1——EU14。EU是英語，表示歐洲。1999年美國ASHRAE協(xié)會的MERV效率分檔出籠。國內的過濾器市場很混亂，你買一個過濾器你會看到很多的標識，如ASHRAE85%、高中效、F7、EU7、F85、等。對于廠商那種好銷就用哪種，對于技術人員哪種好用就用哪種。

G1G2G3G4F5F6F7F8F9<5%<5%15%25%63%>80%65<Am<8080<Am<9090<Am<Am<65計重效率[%]40<Em<6060<Em<8080<Em<9090<Em<9595<Em0.4μm平均效率[%]EN77980%0.4μm初始效率[%]EU1EU2EU3EU4EU5EU6EU7EU8EU9EUROVENT4/9根據(jù)前面幾個因素，針對國內用戶情況：過濾器效率規(guī)格 建議終阻力(Pa)G3(粗效) 100-150G4 (粗效) 150-200F5-F6(中效) 200-250F7-F8(高中效) 250-400F9-H11(亞高效) 350-450高效與超高效 400-600過濾材料：化纖、玻璃纖維、活性炭

化纖聚酯纖維無紡布，G3，G4的初效板式可清洗過濾器和G3，G4初效袋式過濾器采用該材料作為過濾介質；該過濾材料具有良好的疏水性能，可多次進行清洗，一般建議不超過2-3次；聚丙乙烯纖維，F(xiàn)5-F9中效袋式過濾器使用該材料作為過濾介質；聚丙乙烯纖維是良好的駐極體過濾材料，濾料上帶靜電，過濾器的容量大為改善；纖維較細，不可水洗；

PTFE，聚四氟乙烯纖維，超高效率（U15-U17），超低阻力，極低的化學氣體散播性（幾乎不含硅、硼），不浸水，適用于濕度較高的環(huán)境抗酸堿和有機溶劑腐蝕，耐紫外線照射強度和韌性好，不怕碰摔結構緊湊，輕薄。u_integtest.ppt9/4/98玻璃纖維超細抗水玻纖，主要應用于中效F6-U17的箱式和板式過濾器，優(yōu)點：制成可褶皺式，過濾面積大，容塵量大；如中效，亞高效，高效V型密折式玻纖化纖混合濾料，是由玻璃纖維和PP化纖復合而成，中效玻纖袋式過濾器采用該濾材，容塵量相比化纖袋式過濾器大很多；過濾材料：化纖、玻璃纖維、活性炭u_integtest.ppt9/4/98活性炭在通風和空調領域，化學過濾器使用活性炭作為主要過濾材料，活性炭材料中有大量肉眼看不見的微孔，其中絕大部分微孔的孔徑在5?～500?之間，單位材料中微孔的總內表面積可高達700～2300m2/g過濾材料：化纖、玻璃纖維、活性炭u_integtest.ppt9/4/98過濾器的性能與參數(shù)1.過濾器的面速和濾速面速和濾速可以反映過濾器的通過風量的能力。

面速指過濾器斷面上的通過氣流速度，一般以m/s表示，面風速是反映過濾器結構特性的重要參數(shù)。濾速是指濾料面積上的通過氣流的速度，一般以L/cm2.min表示。濾速反映濾料的通過能力,反映濾料的過濾性能。濾速低，一般來說可以獲得較高得效率。允許通過的濾速低，濾料的阻力較大。u_integtest.ppt9/4/982.過濾器的過濾效率

空氣過濾器的“過濾效率”是被捕集粉塵量與原空氣含塵量的比值對同一只過濾器采用不同的方法進行測試，測得的效率值就會不一樣。各國家、各廠商使用的測試方法不統(tǒng)一，對過濾器效率的解釋和表達大相徑庭。離開測試方法，過濾效率就無從談起。

u_integtest.ppt9/4/983.過濾器的阻力

空氣過濾器是空調凈化系統(tǒng)的核心設備，過濾器對空氣形成阻力，隨著過濾器積塵的增加，過濾器阻力將隨著增大。當過濾器積塵太多，阻力過高，將使過濾器通過風量降低，或者過濾器局部被穿透，所以，當過濾器阻力增大到某一規(guī)定值時，過濾器將報廢。因此，使用過濾器，要掌握合適的使用周期。在過濾器沒有損壞的情況下，一般以阻力判定使用壽命。u_integtest.ppt9/4/983.過濾器的阻力效率建議終阻力(Pa)G3（粗效）100-200G4（粗效）150-250F5-F6250-300F7-F8300-400F9-F11400-450高效400-600u_integtest.ppt9/4/984.過濾器的穿透率穿透率用來表示經(jīng)過過濾器后仍然可以透過多少塵粒的程度。容塵量就是沾塵量的最大值。過濾器容塵量和過濾器的使用期限有直接關系。通常指運行中的過濾器的終阻力達到其初阻力的2—3倍的數(shù)值時，或者效率下降到初始效率的85%以下時的積塵量作為容量指標。

5.過濾器的容塵量u_integtest.ppt9/4/98過濾器沒有多功能過濾器能捕捉任何形式的顆粒物，包括液滴。過濾材料柔軟，呈多孔狀，多少有些消聲作用。過濾器對氣流產生阻力，有某些均流作用。但是，任何時候都不能拿過濾器當擋水板，不能當消聲器，也不能當擋風板。清洗與一次性清洗通風與潔凈室用的大多數(shù)過濾器是一次性的?；虿荒芮逑矗驈慕?jīng)濟角度上考慮不值得去清洗。利用超聲波原理清洗過濾器，這是個很好的想法。超聲波清洗時沒有揉搓，過濾材料一般不會損壞，為了迎合環(huán)保，國外已經(jīng)研制出用超聲波清洗過濾器的流水線，只是目前的清洗成本并不比制作新過濾器低多少，所以一時難以推廣。

供熱系統(tǒng)的任務：

1.對送入車內空氣進行預熱;2.對車內空氣進行補償加熱。

空氣的預熱是使空氣流過空氣預熱器來實現(xiàn)的。根據(jù)熱媒不同，空氣預熱器有溫水空氣預熱器和電熱空氣預熱器兩種空氣的補償加熱，由設在車內兩側地板上面的加熱器來完成。根據(jù)熱媒的不同，地面加熱器也有溫水加熱器和電熱加熱器兩種。

第二節(jié)供暖與加濕系統(tǒng)一、供暖系統(tǒng)的形式供熱形式：

1.空氣預熱器和地面加熱器均分別采用了溫水加熱和電加熱兩種形式。

2.空氣預熱用電預熱器，補償加熱用溫水、電熱兩種加熱器；

3.采用預熱、補償全電熱采暖方式；

4.熱泵采暖。（一）電熱元件空調客車上使用的電熱采暖裝置采用的電熱元件有多種形式，如電熱管式、電熱板式、半導體式等幾種。

管狀電熱元件的使用是根據(jù)電流熱效應原理，讓電流通過電阻絲而產生熱量，然后把熱量傳給流過的空氣。它具有表面溫度均勻、熱量穩(wěn)定、結構緊湊、控制方便等特點。為了提高管狀電熱元件的換熱效果，可在金屬管外表面纏上不銹鋼繞片。在特別需要防腐的地方使用（如廁所），采用不銹鋼管上纏不銹鋼繞片。

管狀電熱元件基本結構1-連線端子；2-絕緣墊；3-金屬套管；4-電熱絲；5-絕緣粉末；6-封口材料。（二）電預熱器

電預熱器由電熱元件和框架組成，在使用時與通風機實現(xiàn)電氣聯(lián)鎖，與制冷機實現(xiàn)電氣互鎖。電熱元件一般分成兩組，通過空調溫度控制器根據(jù)室內空氣溫度自動控制其一組工作、兩組工作或停止工作。與電預熱器相接部分的風道，應采用不易燃燒的耐熱保溫材料。為了防止電預熱器在缺風時工作而導致表面溫度過高，特設有兩道缺風保險：溫度超過70℃，繼電器跳開；溫度超過139℃，熔斷器熔斷。從而切斷控制電路和主回路，使電預熱器停止工作。

電熱空氣預熱器（a）預熱器結構；（b）保護電路。1-框架；2-熔斷器；3-繞片式電熱元件；4-溫度繼電器。（三）熱泵原理制冷的熱平衡式：

Qk=Q0+W

上式說明，設每小時從被冷卻物體中獲得的熱量為Q0，所消耗的機械功等于W，這部分的功轉變?yōu)闊岬男问讲⒑蜔崃縌0一起傳給高溫介質。因為Qk?W，所以，利用制冷機從低溫外氣中吸熱而在溫度較高的室內空氣中放熱，比直接利用電能加熱所能獲得的熱量大得多。這種從外界低溫空氣中將熱量“泵”入室內的裝置通常就稱為“熱泵”。

制熱時的系統(tǒng)原理（a）夏季制冷狀況；（b）冬季熱泵狀況。顯然，熱泵的工作循環(huán)就是制冷循環(huán)，只是目的不同而已。熱泵系統(tǒng)中，作為蒸發(fā)器的換熱器（制冷系統(tǒng)中的冷凝器）在冬季有可能表面結霜，以致堵塞空氣流動通路，影響換熱，所以在系統(tǒng)中