項(xiàng)目六城軌交通車輛空調(diào)系統(tǒng)城軌交通車輛空調(diào)系統(tǒng)是調(diào)節(jié)車廂內(nèi)空氣的溫度、濕度、潔凈度和氣流速度的裝置，是滿足乘客乘坐安全性和舒適性的重要設(shè)備，本項(xiàng)目著重學(xué)習(xí)城軌交通車輛空氣調(diào)節(jié)、制冷、制熱的基本原理和基本設(shè)備的基礎(chǔ)知識(shí)，熟悉城軌交通車輛空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)成，了解空調(diào)機(jī)組裝置及內(nèi)部部件，車輛通風(fēng)、加熱裝置，以及典型城軌交通空調(diào)機(jī)組的技術(shù)參數(shù)和日常維護(hù)等。項(xiàng)目導(dǎo)入學(xué)習(xí)目標(biāo)（1）掌握濕空氣的基本概念、濕空氣的四個(gè)基本物理參數(shù)和熱量的基本概念、特點(diǎn)。（2）掌握空調(diào)制冷、制熱原理和空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)成。（3）掌握蒸汽壓縮式制冷的四個(gè)過程。（4）了解城市車輛空調(diào)系統(tǒng)的主要分類和作用。（5）掌握城軌交通車輛空調(diào)系統(tǒng)的主要裝置，能夠說明和分析城軌交通車輛空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)成和主要裝置的作用。任務(wù)一熱力學(xué)基礎(chǔ)任務(wù)一熱力學(xué)基礎(chǔ)城軌交通車輛車體車體是城軌交通車輛的基礎(chǔ)框架和主體，車體的主要作用是運(yùn)載乘客、承受車輛垂直載荷，并安裝傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、電氣設(shè)備和服務(wù)設(shè)施，車體材料還要具有防火、隔音、隔熱等性能。任務(wù)一熱力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)是學(xué)習(xí)城軌交通車輛空調(diào)系統(tǒng)原理與維修技術(shù)的基礎(chǔ)，因此必須熟悉城軌交通車輛相關(guān)的制冷與空調(diào)的熱力學(xué)知識(shí)。熱力學(xué)中將含有水蒸氣的空氣稱為濕空氣，自然界供我們呼吸的空氣就是濕空氣，城軌交通系統(tǒng)車輛的空調(diào)系統(tǒng)調(diào)節(jié)的主要對(duì)象也是濕空氣，因此我們必須以濕空氣作為研究對(duì)象進(jìn)行學(xué)習(xí)。自然界的大氣中永遠(yuǎn)包含一定量的水蒸氣，絕對(duì)干的空氣在自然界中是不存在的，另外空氣也是由很多氣體組成的一種混合氣體，但在一般空調(diào)系統(tǒng)中我們將空氣看作一個(gè)整體，對(duì)它的組成成分不做詳細(xì)討論。因此可以這樣理解，濕空氣就是自然界的空氣，組成可理解為濕空氣=干空氣+水蒸氣。濕空氣的相關(guān)物理參數(shù)主要有壓力、溫度、溫度、含濕量與露點(diǎn)、熱量、焓。任務(wù)一濕空氣是由干空氣和水蒸氣組成的混合氣體，濕空氣的壓力等于干空氣分壓力Pg與水蒸氣的分壓力Pzq之和。在城軌交通車輛等舒適性空調(diào)工程中濕空氣就是自然界的大氣，濕空氣的總壓力就是當(dāng)?shù)氐拇髿鈮篵。為了能更清楚地學(xué)習(xí)和掌握濕空氣的壓力等概念，尤其是對(duì)水蒸氣的分壓力有進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，必須了解飽和空氣及未飽和空氣的概念。一、壓力任務(wù)一1.飽和空氣在一定的溫度條件下，空氣中所含水蒸氣分子越多，水蒸氣的分壓力就越大。如果空氣中水蒸氣的含量超過某一含量時(shí)，空氣中就有水析出，說明在一定溫度條件下，濕空氣中容納的水蒸氣的數(shù)量是有一個(gè)最大限量的。也就是說，濕空氣中水蒸氣分壓力有一個(gè)最大值，這個(gè)最大值就稱為該溫度下的飽和水蒸氣分壓力Pbh。在大氣中，如果水蒸發(fā)為汽的數(shù)量與空氣中水蒸氣凝結(jié)為水的數(shù)量相等，此時(shí)大氣中所含的水蒸氣數(shù)量達(dá)到最大限度，即水蒸氣處于飽和狀態(tài)。這種濕空氣就是干空氣與飽和水蒸氣的混合物，稱為飽和空氣。一、壓力任務(wù)一2.未飽和空氣如果濕空氣中水蒸氣的分壓力低于其相同溫度下的飽和空氣水蒸氣的分壓力，這時(shí)的水蒸氣處于過熱狀態(tài)，這種濕空氣就是干空氣和過熱水蒸氣的混合物，稱為未飽和空氣。由此可見，在一定的溫度條件下，濕空氣中水蒸氣分壓力的大小，是衡量水蒸氣含量即空氣干燥或潮濕的指示。溫度越高，水蒸氣的分壓力就越大。一、壓力任務(wù)一溫度可以理解為空氣分子熱運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，而濕空氣是干空氣和水蒸氣的混合物。濕空氣的溫度就是干空氣的溫度，也就是水蒸氣的溫度，即T=Tg=Tzq測(cè)量溫度的儀器為溫度計(jì)。當(dāng)溫度計(jì)與物體之間不再有熱量傳遞，或者說達(dá)到熱平衡時(shí)，溫度計(jì)的指示值不再變化，此時(shí)溫度計(jì)的指示值就是被測(cè)物體的溫度。溫度計(jì)的種類很多，常見的有液體溫度計(jì)（如水銀溫度計(jì)、酒精溫度計(jì)等）、氣體溫度計(jì)、電阻溫度計(jì)、溫差電偶溫度計(jì)、比色高溫度計(jì)等。測(cè)量溫度的標(biāo)尺稱為溫標(biāo)，工程上常用的溫標(biāo)又可以分為三種：熱力學(xué)溫標(biāo)、攝氏溫標(biāo)和華氏溫標(biāo)。二、溫度任務(wù)一（1）熱力學(xué)溫標(biāo)。熱力學(xué)溫標(biāo)又稱開爾文溫標(biāo)或絕對(duì)溫標(biāo)，符號(hào)為T，單位為K；熱力學(xué)溫標(biāo)是在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下定義純水的冰點(diǎn)溫度為273.16K，沸點(diǎn)溫度為373.16K，其間分為100等份，每等份稱為熱力學(xué)溫度1度(1K)。二、溫度任務(wù)一（2）攝氏溫標(biāo)。攝氏溫標(biāo)又稱國(guó)際溫標(biāo)，符號(hào)為t，單位為℃；在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，把純水的冰點(diǎn)溫度定為0℃，沸點(diǎn)溫度定為100℃，其間分成100等份，每一等份為1℃。若溫度低于0℃時(shí)，應(yīng)在溫度數(shù)字前面加“－”號(hào)。二、溫度任務(wù)一（3）華氏溫標(biāo)。華氏溫標(biāo)符號(hào)用θ表示，單位為℉。華氏溫標(biāo)是在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下把純水的冰點(diǎn)溫度設(shè)定為32℉，沸點(diǎn)溫度設(shè)定為212℉，其間分成180等份，每一等份就稱為1℉。三種溫標(biāo)的換算關(guān)系如下：t=T－273.16(℃)或簡(jiǎn)化為t=T－273(℃)θ=95t+32()T=t+273.16(K)或簡(jiǎn)化T=t+273(K)溫度通常用攝氏溫度t或者熱力學(xué)溫度T表示。二、溫度任務(wù)一1.絕對(duì)濕度每立方米濕空氣中所含水蒸氣的質(zhì)量稱為空氣的絕對(duì)濕度，即γzq=Gzq/V（61）式中，γzq為絕對(duì)濕度；Gzq為水蒸氣的質(zhì)量；V為濕空氣的體積。絕對(duì)濕度只能說明濕空氣在某一溫度下，實(shí)際所含的水蒸氣的質(zhì)量。但還不能由它直接說明濕空氣的干、濕程度。因?yàn)樗魵獾娘柡统潭扰c溫度有關(guān)，溫度低，水蒸氣容易達(dá)到飽和點(diǎn)；溫度高，則飽和點(diǎn)也高。因此，同一絕對(duì)濕度的空氣在不同的溫度下其吸收水分的能力是不同的。在空調(diào)系統(tǒng)中常采用相對(duì)濕度來表示濕空氣的干濕程度。三、濕度任務(wù)一2.相對(duì)濕度1m3濕空氣中所含水蒸氣的質(zhì)量與同一溫度下1m3飽和空氣中所含水蒸氣質(zhì)量的比值，稱為相對(duì)濕度，即φ=γzqγbh×100%（6-2）式中，φ為相對(duì)濕度；γzq為絕對(duì)濕度；γbh為同一濕度下飽和空氣中所含水蒸氣的質(zhì)量。從式（6-2）可看出相對(duì)濕度反映了濕空氣中所含水蒸氣的分量接近飽和的程度，故亦可稱為飽和度。三、濕度任務(wù)一2.相對(duì)濕度相對(duì)濕度可用由兩支完全相同的溫度計(jì)組成的干、濕球溫度計(jì)來測(cè)量。其中一支溫度計(jì)叫干球溫度計(jì)，用來測(cè)量空氣的溫度；另一支叫濕球溫度計(jì)，其下端包著棉紗且浸在水中。由于水分的蒸發(fā)，濕球溫度總是低于干球溫度，如圖6-1所示?？諝庀鄬?duì)濕度越小，水越容易蒸發(fā)，干、濕球溫差越大；反之，空氣相對(duì)濕度越大，干濕、球溫差越小。三、濕度任務(wù)一三、濕度如圖

6-1任務(wù)一在空調(diào)工程中，調(diào)節(jié)濕空氣中水蒸氣的含量是經(jīng)常遇到的問題。但用什么樣的數(shù)值來表示水蒸氣的含量最為方便呢？若以單位體積即絕對(duì)濕度來表示，由于空氣溫度的變化，其體積也隨之而變化，雖然其中水蒸氣的絕對(duì)含量不變，但單位體積即1m3濕空氣內(nèi)含有的水蒸氣量相應(yīng)地發(fā)生了變化，絕對(duì)濕度的數(shù)值也就不同了；四、含濕量與露點(diǎn)任務(wù)一若用單位質(zhì)量即1kg濕空氣中所帶有的水蒸氣質(zhì)量來表示，雖然沒有隨著空氣溫度變化的問題，但濕空氣在其狀態(tài)變化過程中，由于水分的蒸發(fā)或水蒸氣的凝結(jié)，不僅水蒸氣的含量發(fā)生了變化，而且因?yàn)镚=Gg+Gzq，濕空氣的質(zhì)量也發(fā)生了變化，因此以濕空氣的體積或質(zhì)量作為標(biāo)準(zhǔn)，都會(huì)給計(jì)算帶來麻煩。但可以看到無論濕空氣的狀態(tài)如何變化，其中干空氣的質(zhì)量總是不變的。為了計(jì)算方便，就采用1kg干空氣作為計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)。四、含濕量與露點(diǎn)任務(wù)一隨1kg干空氣同時(shí)存在的水蒸氣質(zhì)量（g），稱為濕空氣的含濕量，用符號(hào)d來表示，單位為g/kg。d=(Gzq/Gg)×1000值得注意的是，這里是以1kg干空氣作為標(biāo)準(zhǔn)，而非1kg濕空氣，濕空氣應(yīng)是（1+d/1000）kg。在含濕量不變的條件下，空氣中水蒸氣剛好達(dá)到飽和時(shí)的溫度或濕空氣開始凝結(jié)時(shí)的溫度叫露點(diǎn)。在空調(diào)技術(shù)中，常利用冷卻方式使空氣溫度降到露點(diǎn)溫度以下，以便水蒸氣從空氣中析出凝結(jié)成水，從而達(dá)到干燥空氣的目的。空氣的含濕量大，它的露點(diǎn)溫度就高，物體表面也就容易結(jié)霜。四、含濕量與露點(diǎn)任務(wù)一熱量是能量變化的一種量度，表示物體在吸熱或放熱過程中所轉(zhuǎn)移的熱能。熱量有顯熱和潛熱兩種形式。顯熱是指物體在只改變溫度而不改變其狀態(tài)的過程中所轉(zhuǎn)移的熱量，如水的溫度從20℃升至80℃，這時(shí)水吸收的熱量為顯熱。顯熱=干空氣的比熱容×溫差+水蒸氣的比熱容×溫差潛熱是指物質(zhì)在只改變狀態(tài)（如熔化、液化等）而不改變溫度的過程中所轉(zhuǎn)移的熱量，如將100℃的水變?yōu)?00℃的水蒸氣時(shí)需要吸收的熱量。依據(jù)物態(tài)變化，潛熱可分為汽化熱、液化熱、熔化熱和凝固熱等。五、熱量任務(wù)一在實(shí)際應(yīng)用中，水的潛熱與顯熱的關(guān)系如圖6-2所示。圖6-2水的潛熱與顯熱的關(guān)系熱量的法定單位是J（焦），非法定單位是cal（卡）。英國(guó)等國(guó)家常用Btu和MBH作為熱量單位，它們之間的換算關(guān)系是：1J=0.2388cal，1cal=4.1868J，1Btu=252cal，1MBH=103Btu。五、熱量任務(wù)一如圖

6-2五、熱量任務(wù)一焓是物體的一個(gè)熱力學(xué)能狀態(tài)函數(shù)，焓（H）由兩部分組成：一部分是內(nèi)能（U），另一部分是推進(jìn)功（PV）。在空調(diào)工程中，對(duì)空氣加熱或冷卻都是在定壓條件下進(jìn)行的。定壓過程中熱量的交換，可用濕空氣的內(nèi)能來計(jì)算。六、焓任務(wù)二空氣調(diào)節(jié)原理任務(wù)二人為處理室內(nèi)空氣的溫度、濕度、潔凈度和氣流速度以達(dá)到滿足乘客舒適度要求的系統(tǒng)，稱為空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱空調(diào)系統(tǒng)。廣義上講，通過空調(diào)系統(tǒng)可使某些場(chǎng)所獲得具有一定溫度、濕度和空氣質(zhì)量的空氣，以滿足使用者及生產(chǎn)過程的要求和改善勞動(dòng)衛(wèi)生與室內(nèi)氣候條件。根據(jù)空氣調(diào)節(jié)的目的不同，空調(diào)系統(tǒng)可分為舒適性空調(diào)系統(tǒng)和工業(yè)性空調(diào)系統(tǒng)兩大類，城軌車輛空調(diào)系統(tǒng)為舒適性空調(diào)系統(tǒng)，其主要由制冷系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)、除濕系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)等組成。任務(wù)二一、空調(diào)系統(tǒng)的分類1.按空氣處理設(shè)備的集中程度劃分集中空調(diào)系統(tǒng)的特點(diǎn)是所有的空氣處理設(shè)備（風(fēng)機(jī)、加熱器、冷卻器、加濕器、減濕器和制冷機(jī)組等）都集中在空調(diào)機(jī)房?jī)?nèi)，對(duì)空氣處理后，由風(fēng)管送到各空調(diào)房里，熱源和冷源也是集中的。優(yōu)點(diǎn)是處理空氣量大，運(yùn)行可靠，便于管理和維修，缺點(diǎn)是機(jī)房占地面積大。(1)集中空調(diào)系統(tǒng)。任務(wù)二一、空調(diào)系統(tǒng)的分類1.按空氣處理設(shè)備的集中程度劃分半集中空調(diào)系統(tǒng)的特點(diǎn)是空調(diào)機(jī)房的空氣處理設(shè)備只處理一部分空氣，分散在各空調(diào)房間內(nèi)的其他空氣處理設(shè)備對(duì)室內(nèi)空氣進(jìn)行就地處理，或?qū)碜约刑幚碓O(shè)備的空氣進(jìn)行補(bǔ)充再處理。誘導(dǎo)系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)就是這種半集中空調(diào)系統(tǒng)的典型例子。(2)半集中空調(diào)系統(tǒng)。任務(wù)二一、空調(diào)系統(tǒng)的分類1.按空氣處理設(shè)備的集中程度劃分局部式空調(diào)系統(tǒng)是將空氣處理設(shè)備全部分散在空調(diào)房間內(nèi)，又稱為分散式空調(diào)系統(tǒng)。通常使用的各種空調(diào)器就屬于此類?？照{(diào)器將室內(nèi)空氣處理設(shè)備、室內(nèi)風(fēng)機(jī)等與冷熱源與制冷劑輸出系統(tǒng)分別集中在一個(gè)箱體內(nèi)。分散式空調(diào)只向室內(nèi)輸送冷熱載體，而風(fēng)在房間內(nèi)的風(fēng)機(jī)盤管里進(jìn)行處理。(3)局部式空調(diào)系統(tǒng)。任務(wù)二2.按負(fù)擔(dān)冷熱負(fù)荷的介質(zhì)劃分010203一、空調(diào)系統(tǒng)的分類全空氣系統(tǒng)。全空氣系統(tǒng)的空調(diào)房間的冷熱負(fù)荷全部由經(jīng)過處理的空氣來承擔(dān)，比如集中式空調(diào)系統(tǒng)就是全空氣系統(tǒng)?？諝馑到y(tǒng)?？諝馑到y(tǒng)的空調(diào)房間的冷熱負(fù)荷既靠空氣，又靠水來承擔(dān)，比如風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)就是這種系統(tǒng)。制冷劑式系統(tǒng)。制冷劑式系統(tǒng)空調(diào)房間的冷熱負(fù)荷直接由制冷系統(tǒng)的制冷劑來承擔(dān)，比如局部式空調(diào)系統(tǒng)就屬此類。任務(wù)二3.按冷卻介質(zhì)種類劃分0102一、空調(diào)系統(tǒng)的分類直接蒸發(fā)式系統(tǒng)。直接蒸發(fā)式系統(tǒng)的制冷劑直接在冷卻盤管內(nèi)蒸發(fā)，吸取盤管外空氣熱量。它適用于空調(diào)負(fù)荷不大、空調(diào)房間比較集中的場(chǎng)合。間接冷卻式系統(tǒng)。間接冷卻式系統(tǒng)的制冷劑在專用的蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)吸熱，冷卻冷凍水（又稱制冷劑水），冷凍水由水泵輸送到專用的水冷式表面冷卻器冷卻空氣。它適用于空調(diào)負(fù)荷較大、房間分散或者自動(dòng)控制要求較高的場(chǎng)合。任務(wù)二一、空調(diào)系統(tǒng)的分類4.按采用的新風(fēng)量劃分直流式系統(tǒng)又稱全新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)?？照{(diào)器處理的空氣為全新風(fēng)，送到各房間進(jìn)行熱濕交換后全部排放到室外，沒有回風(fēng)管。這種系統(tǒng)衛(wèi)生條件好，能耗大，經(jīng)濟(jì)性差，用于有害氣體產(chǎn)生的車間，如實(shí)驗(yàn)室等。(1)直流式系統(tǒng)任務(wù)二一、空調(diào)系統(tǒng)的分類4.按采用的新風(fēng)量劃分閉式系統(tǒng)中空調(diào)系統(tǒng)處理的空氣全部再循環(huán)，不補(bǔ)充新風(fēng)。閉式系統(tǒng)能耗小、衛(wèi)生條件差，需要對(duì)空氣中的氧氣再生并備有二氧化碳吸收裝置，如用于地下建筑及潛艇的空調(diào)等。(2)閉式系統(tǒng)。任務(wù)二一、空調(diào)系統(tǒng)的分類4.按采用的新風(fēng)量劃分混合式系統(tǒng)中空調(diào)器處理的空氣由回風(fēng)和新風(fēng)混合而成。它兼有直流式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用比較普遍，如賓館、劇場(chǎng)等場(chǎng)所的空調(diào)系統(tǒng)。(3)混合式系統(tǒng)。任務(wù)二二、制冷與空調(diào)的概念制冷與空調(diào)是相互關(guān)聯(lián)而又各自獨(dú)立的兩個(gè)領(lǐng)域。為了使某一物質(zhì)或某一區(qū)域的溫度低于環(huán)境溫度，并維持所需的低溫，就需要不斷地從其中吸收熱量，并轉(zhuǎn)移到周圍介質(zhì)中去，這個(gè)過程即制冷過程?？諝庹{(diào)節(jié)簡(jiǎn)稱空調(diào)，是將外界空氣（濕空氣）經(jīng)過一定的處理并用一定的方式送入室內(nèi)，使室內(nèi)空氣的溫度、相對(duì)濕度、氣流速度和潔凈度等控制在一定范圍內(nèi)。根據(jù)制冷產(chǎn)生的環(huán)境溫度的不同，制冷技術(shù)大致可分為普通制冷（環(huán)境溫度到-153.16℃）、深度制冷（－153.16℃到－253.16℃）、低溫和超低溫制冷（－253.16℃到接近絕對(duì)零度，即－273.16℃）三種。城軌車輛空調(diào)中的制冷屬于普通制冷。制冷的方法很多，所獲得的低溫溫度范圍也不同。普通制冷常用的制冷方法有相變、節(jié)流、膨脹等。任務(wù)二二、制冷與空調(diào)的概念1.相變制冷物質(zhì)在狀態(tài)變化過程中，如熔化、汽化和升華等，都要吸收熱量，因此都有制冷作用。利用相變制冷，系統(tǒng)所能達(dá)到的溫度取決于物質(zhì)相變的溫度，而系統(tǒng)所獲得的制冷量取決于該物質(zhì)的相變潛熱。為了連續(xù)獲得一定的制冷量，使系統(tǒng)保持所要求的低溫，就必須不斷補(bǔ)充相變物質(zhì)。而相變物質(zhì)的補(bǔ)充方式有單向和循環(huán)兩種，固體熔化和升華屬單向制冷，液體汽化可實(shí)現(xiàn)循環(huán)制冷，因?yàn)槠蟮南辔晃镔|(zhì)可采用一定方法使之重新液化，供循環(huán)使用。由于汽化、液化的潛熱很大，因而制冷能力很強(qiáng)。目前，廣泛采用的相變循環(huán)制冷方式有以下兩種：任務(wù)二（1）蒸汽壓縮制冷循環(huán)。蒸汽壓縮制冷循環(huán)將蒸發(fā)器出來的蒸汽冷卻加壓后，重新冷凝為液體，然后再蒸發(fā)，如此不斷循環(huán)。城軌車輛空調(diào)制冷裝置就采用這種制冷方式。蒸汽壓縮制冷循環(huán)原理如圖6-3所示。將制冷用的工質(zhì)充灌在一個(gè)密封的系統(tǒng)內(nèi)，液態(tài)工質(zhì)經(jīng)節(jié)流裝置節(jié)流降壓后，在蒸發(fā)器中等壓汽化吸熱，變?yōu)榈蜏?、低壓蒸汽，然后?jīng)過壓縮機(jī)絕熱壓縮成高溫高壓蒸汽，最后在冷凝器中液化放熱，并再進(jìn)入節(jié)流裝置，從而完成一個(gè)制冷循環(huán)。二、制冷與空調(diào)的概念任務(wù)二二、制冷與空調(diào)的概念如圖

6-3任務(wù)二（2）吸收式制冷循環(huán)。（2）吸收式制冷循環(huán)。吸收式制冷循環(huán)利用熱源所提供的熱能，使工質(zhì)產(chǎn)生循環(huán)，它用吸收器和發(fā)生器等部件代替壓縮機(jī)，并采用兩種工質(zhì)：低沸點(diǎn)工質(zhì)和高沸點(diǎn)工質(zhì)，低沸點(diǎn)工質(zhì)稱制冷劑，高沸點(diǎn)工質(zhì)稱吸收劑，而其他部件的作用和原理與蒸汽壓縮制冷循環(huán)基本相同。二、制冷與空調(diào)的概念任務(wù)二（2）吸收式制冷循環(huán)。吸收式制冷循環(huán)存在兩個(gè)循環(huán)回路，它的工作過程為：液態(tài)制冷劑經(jīng)節(jié)流裝置節(jié)流降壓后，在蒸發(fā)器中等壓蒸發(fā)吸熱，變?yōu)榈蛪?、低溫的制冷劑蒸汽后進(jìn)入吸收器，被吸收劑強(qiáng)烈吸收，形成高濃度的制冷劑溶液，并放出熔解熱。制冷劑溶液由泵送入發(fā)生器中，被熱源加熱升溫，產(chǎn)生高壓制冷劑蒸汽，送到冷凝器中冷凝成液態(tài)制冷劑，而發(fā)生器中剩下的稀溶液經(jīng)減壓后又回到吸收器中。二、制冷與空調(diào)的概念任務(wù)二2.節(jié)流制冷一定壓力的流體在管內(nèi)流動(dòng)的過程中，若管子的某一部分的橫截面積突然縮小，則流體會(huì)由于局部的作用而降壓，這種現(xiàn)象稱為節(jié)流，節(jié)流后流體溫度會(huì)降低。因此，節(jié)流后的低溫氣體可以作為制冷源，而且節(jié)流降溫還可以使氣體液化。二、制冷與空調(diào)的概念任務(wù)二3.膨脹制冷高壓氣體絕緣膨脹一方面可以降低溫度，產(chǎn)生制冷作用；另一方面膨脹過程還會(huì)對(duì)外做功，回收能量，提高制冷裝置的效率。氣體在節(jié)流與膨脹過程中都有降溫制冷的作用，但氣體絕熱節(jié)流制冷的初溫必須低于轉(zhuǎn)換溫度，而氣體絕熱膨脹后，溫度總是降低的。因此，實(shí)際應(yīng)用中常根據(jù)需要來選擇適當(dāng)?shù)闹评浞绞?。例如，在高溫高壓或高溫中壓時(shí)，通常選用絕緣膨脹制冷；而在溫度較低時(shí)，采用節(jié)流制冷效果更好；至于氣體液化，往往將兩種方法結(jié)合起來，組成氣體液化系統(tǒng)。二、制冷與空調(diào)的概念任務(wù)二1.制冷循環(huán)過程城軌交通車輛空調(diào)制冷裝置一般使用R134a作為制冷劑，并廣泛采用蒸汽壓縮制冷方式。制冷循環(huán)包括蒸發(fā)、壓縮、冷凝和節(jié)流四個(gè)過程，而蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器和節(jié)流閥是蒸汽壓縮制冷循環(huán)系統(tǒng)的四個(gè)必不可少的基本部件。三、城軌交通車輛空調(diào)制冷裝置的基本工作原理任務(wù)二三、城軌交通車輛空調(diào)制冷裝置的基本工作原理蒸發(fā)過程是在蒸發(fā)器中進(jìn)行的。液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器中蒸發(fā)時(shí)吸收熱量，使其周圍的介質(zhì)溫度降低或保持一定的低溫狀態(tài)，從而達(dá)到制冷的目的。蒸發(fā)器制冷量大小主要取決于液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)量的多少。氣態(tài)制冷劑流經(jīng)蒸發(fā)器時(shí)不發(fā)生相變，不產(chǎn)生制冷效應(yīng)，因而應(yīng)限制毛細(xì)管的節(jié)流汽化效應(yīng)，使流入蒸發(fā)器的制冷劑必須是液態(tài)制冷劑。另外，蒸發(fā)溫度降低，相應(yīng)的制冷量也略為降低，并會(huì)使壓縮機(jī)的功耗增加，循環(huán)的制冷系數(shù)下降。（1）蒸發(fā)過程任務(wù)二三、城軌交通車輛空調(diào)制冷裝置的基本工作原理壓縮過程在壓縮機(jī)中進(jìn)行，這是一個(gè)升壓升溫的過程。壓縮機(jī)將從蒸發(fā)器流出的低壓制冷劑蒸汽壓縮，使蒸汽的壓力提高到與冷凝溫度對(duì)應(yīng)的冷凝壓力，從而保證制冷劑蒸汽能在常溫下被冷凝液化。而制冷劑經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后，溫度也就升高了。（2）壓縮過程。任務(wù)二三、城軌交通車輛空調(diào)制冷裝置的基本工作原理冷凝過程在冷凝器中進(jìn)行，它是一個(gè)恒壓放熱過程。為了讓制冷劑蒸汽能被反復(fù)使用，需將蒸發(fā)器流出的制冷劑蒸汽冷凝還原為液態(tài)，向環(huán)境介質(zhì)放熱。冷凝器按工作過程可分為冷卻區(qū)段和冷凝區(qū)段。冷凝器的入口附近為冷卻區(qū)段，高溫的制冷劑放熱，蒸汽通過制冷劑的金屬盤管和散熱片，將熱量傳給周圍的空氣，并降溫冷卻，變成飽和蒸汽。冷凝器的出口附近為冷凝區(qū)段，制冷劑由飽和蒸汽冷凝為飽和液體放出汽化熱，并傳給周圍空氣。（3）冷凝過程。任務(wù)二三、城軌交通車輛空調(diào)制冷裝置的基本工作原理電冰箱的節(jié)流閥是又細(xì)又長(zhǎng)的毛細(xì)管。由于制冷器冷凝得到的液態(tài)制冷劑的冷凝溫度和冷凝壓力要高于蒸發(fā)溫度和蒸發(fā)壓力，在進(jìn)入蒸發(fā)器前需讓它降壓、降溫。液態(tài)制冷劑通過毛細(xì)管時(shí)由于流動(dòng)阻力而降壓，并伴隨著一定程度的散熱和少許的汽化，因此節(jié)流過程是一個(gè)降壓、降溫的過程。節(jié)流汽化的制冷劑量越大，蒸發(fā)器中的制冷量就越少，因而必須減少節(jié)流汽化。（4）節(jié)流過程。任務(wù)二2.制冷劑液體過冷和吸氣過熱對(duì)制冷循環(huán)的影響（1）制冷劑液體過冷的影響。制冷劑在冷凝器中被冷凝成液體后，如果液體制冷劑繼續(xù)向外放熱，換句話說液體制冷劑繼續(xù)被冷凝，就會(huì)使制冷劑液體溫度低于飽和溫度（這里指對(duì)應(yīng)于冷凝壓力的冷凝溫度）而成為過冷液體。飽和溫度與過冷液體的溫度的差值稱為過冷度。過冷度越大，節(jié)流損失就越小。因此，制冷液過冷的循環(huán)將提高制冷系數(shù)。（2）吸氣過熱的影響。在理論循環(huán)中，假定由蒸發(fā)器流出和被壓縮機(jī)吸入的制冷劑都是飽和蒸汽，從蒸發(fā)器出口至壓縮機(jī)吸入口之間的管路不存在熱交換。實(shí)際上，制冷劑飽和蒸汽的溫度總是低于被制冷的室內(nèi)溫度，還有吸熱制冷的能力。另外，當(dāng)制冷劑蒸汽從被制冷的室內(nèi)流出時(shí)其溫度也總是低于環(huán)境溫度，還將從外界吸收部分熱量繼續(xù)過熱。三、城軌交通車輛空調(diào)制冷裝置的基本工作原理任務(wù)二三、城軌交通車輛空調(diào)制冷裝置的基本工作原理若吸入蒸汽的過熱熱量全部來自被制冷室外的熱量，則會(huì)增加冷凝器的熱負(fù)荷。這種過熱度越大，制冷系數(shù)和單位容積制冷量降低越多，所以稱為有害過熱。為了減少管路的有害過熱，吸氣管路都必須用隔熱材料包扎起來。若吸入蒸汽的過熱熱量全部來自被制冷的室內(nèi)，則制冷劑的單位質(zhì)量制冷量就應(yīng)該由蒸汽制冷部分和過熱階段所吸收的熱量?jī)刹糠纸M成。這時(shí)制冷劑制冷循環(huán)的制冷系數(shù)比理論循環(huán)提高了，所以這種過熱對(duì)制冷循環(huán)是有益的。任務(wù)二三、城軌交通車輛空調(diào)制冷裝置的基本工作原理（3）回?zé)嶂评溲h(huán)。為了限制節(jié)流汽化，從冷凝器出來的液態(tài)制冷劑應(yīng)進(jìn)一步降溫，使其過冷。為了防止“液擊”，氣態(tài)制冷劑進(jìn)入壓縮機(jī)前就吸熱升溫，使其成為過熱蒸汽。為此，在循環(huán)管路上加設(shè)熱交換器，使從冷凝器流出來溫度較高的液態(tài)制冷劑，同蒸發(fā)器流出來溫度較低的氣態(tài)制冷劑進(jìn)行交換。如圖64所示，制冷劑進(jìn)行熱交換，從而使液態(tài)制冷劑過冷，氣態(tài)制冷劑過熱，該過程稱為回?zé)嶂评溲h(huán)。采用回?zé)嶂评溲h(huán)不但可以提高系統(tǒng)的性能，使制冷循環(huán)能正常進(jìn)行，而且還能回收冷凝器的部分熱量，提高系統(tǒng)的效率。任務(wù)二如圖

6-4三、城軌交通車輛空調(diào)制冷裝置的基本工作原理任務(wù)二空調(diào)采用蒸汽壓縮制冷循環(huán)方式，它包括壓縮、冷凝、節(jié)流和蒸發(fā)四個(gè)熱力過程。制冷劑經(jīng)節(jié)流降壓后，在室內(nèi)側(cè)的蒸發(fā)器中等壓蒸發(fā)，吸收汽化熱，變成低溫低壓的蒸汽，然后經(jīng)過壓縮機(jī)壓縮，變成高溫高壓的蒸汽，最后在室外側(cè)的冷凝器中冷凝成液體，放出液化熱。如此周而復(fù)始，不斷循環(huán)。城軌車輛制冷節(jié)流裝置為膨脹閥。（1）制冷循環(huán)。1.制冷工況四、城軌交通車輛空調(diào)裝置的工況任務(wù)二空氣循環(huán)是利用機(jī)內(nèi)電風(fēng)扇強(qiáng)迫車廂內(nèi)外空氣按一定路線對(duì)流，以提高換熱器的熱交換效率。空調(diào)的空氣循環(huán)包括室內(nèi)空氣循環(huán)、室外空氣循環(huán)和新風(fēng)系統(tǒng)。室外空氣循環(huán)和室內(nèi)空氣循環(huán)是彼此獨(dú)立的兩個(gè)循環(huán)系統(tǒng)，這兩個(gè)循環(huán)系統(tǒng)用隔板隔開。室外空氣從空調(diào)左右兩側(cè)的進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入，經(jīng)風(fēng)扇吹向室外側(cè)的冷凝器，熱交換后的熱空氣從出風(fēng)口排到室外。為了使車廂內(nèi)與室外交換新鮮空氣，設(shè)有排氣門和新風(fēng)門，通過操作可吸入新鮮空氣，或?qū)⑹覂?nèi)渾濁空氣排出室外。（2）空氣循環(huán)。1.制冷工況四、城軌交通車輛空調(diào)裝置的工況任務(wù)二空調(diào)制熱方式有兩種：一種是電熱，即電流通過電熱絲發(fā)熱；另一種是熱泵制熱，即氣態(tài)制冷劑冷凝放熱。在制冷循環(huán)中，冷凝器進(jìn)行的冷凝過程是一個(gè)放熱過程，蒸發(fā)器內(nèi)進(jìn)行的蒸發(fā)是一個(gè)吸熱過程，如果將室內(nèi)側(cè)的蒸發(fā)器改作冷凝器，而將室外側(cè)的冷凝器改作蒸發(fā)器，空調(diào)器就從制冷狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橹茻釥顟B(tài)，而熱泵型空調(diào)器就是根據(jù)這個(gè)原理設(shè)計(jì)的，如圖65所示?？照{(diào)器制冷系統(tǒng)中，加一個(gè)電磁四通轉(zhuǎn)向閥，以切換高低壓制冷劑在管道中的流向，使空調(diào)器既能制冷，又能制熱。一般南方地區(qū)的城軌車輛空調(diào)冬天不需要制熱采暖（駕駛室設(shè)有電加熱采暖），北方地區(qū)可采用電熱方式。2.制熱工況四、城軌交通車輛空調(diào)裝置的工況任務(wù)二如圖

6-5四、城軌交通車輛空調(diào)裝置的工況任務(wù)三城軌車輛空調(diào)系統(tǒng)的發(fā)展與構(gòu)成任務(wù)三一、城軌車輛空調(diào)系統(tǒng)的發(fā)展車頂空調(diào)機(jī)組空調(diào)與制冷裝置被廣泛應(yīng)用于我國(guó)的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們的日常生活，對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民物質(zhì)文化生活水平提高具有重要意義。城軌車輛客室內(nèi)的空氣調(diào)節(jié)已經(jīng)成為城軌車輛舒適乘坐環(huán)境的重要標(biāo)志，目前我國(guó)國(guó)內(nèi)新造的城軌交通車輛均安裝了空氣調(diào)節(jié)裝置。隨著城市化進(jìn)程的加快和城軌交通的快速發(fā)展，乘客對(duì)城軌車輛空調(diào)的舒適性要求也越來越高，城市交通運(yùn)營(yíng)部門也對(duì)空調(diào)的舒適性和節(jié)能提出更高的要求。目前，我國(guó)采用的軌道車輛空調(diào)類型多是傳統(tǒng)的單冷型空調(diào)機(jī)組，有些機(jī)組裝有電預(yù)熱器，可對(duì)新風(fēng)進(jìn)行預(yù)熱。單冷型機(jī)組不僅能耗浪費(fèi)，而且還存在車廂內(nèi)溫度波動(dòng)大等問題。近年來，隨著變頻技術(shù)逐步成熟，變頻冷暖空調(diào)不僅能夠有效地改進(jìn)非變頻空調(diào)系統(tǒng)的這些不足，使空調(diào)設(shè)備的輸出功率隨著負(fù)荷的增減而變化，還起到明顯的節(jié)能作用，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。任務(wù)三二、城軌車輛空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)成城軌車輛安裝空調(diào)裝置的目的是為廣大乘客提供舒適的乘坐環(huán)境，其主要控制車廂內(nèi)空氣的溫度、濕度、氣流速度和潔凈度，在空調(diào)正常運(yùn)行情況下，能夠使人體保持熱平衡而滿足舒適感。城軌車輛空調(diào)系統(tǒng)一般由通風(fēng)系統(tǒng)、空氣冷卻系統(tǒng)、空氣加熱系統(tǒng)、空氣加（減）濕系統(tǒng)以及自動(dòng)控制系統(tǒng)等五大部分組成。其作用是將一定量的車外新鮮空氣和車內(nèi)再循環(huán)空氣混合，經(jīng)過濾、冷卻或加熱、減濕或加濕等處理后，以一定的流速送入車內(nèi)，并將車內(nèi)一定量的污濁空氣排出車外，從而控制客室內(nèi)溫度、濕度、風(fēng)速、清潔度及噪聲，并使之達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，以提高車內(nèi)的舒適性，改善乘車環(huán)境。任務(wù)三通風(fēng)系統(tǒng)的作用是將車外新鮮空氣吸入并與車內(nèi)再循環(huán)空氣混合，在濾清灰塵和雜質(zhì)后，再壓送分配到車內(nèi)，同時(shí)排出車內(nèi)多余的污濁空氣，以保證車內(nèi)空氣的潔凈度以及合理的流動(dòng)速度和氣流組織。通風(fēng)系統(tǒng)一般由通風(fēng)機(jī)組、空氣過濾器、新風(fēng)口、送風(fēng)道、回風(fēng)口、回風(fēng)道以及廢排氣口等組成。1.通風(fēng)系統(tǒng)二、城軌車輛空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)成任務(wù)三城軌交通車輛車內(nèi)空氣的品質(zhì)和氣流組織不僅關(guān)系到乘坐舒適度，還直接關(guān)系到乘客的乘坐安全。因此，城軌交通車輛對(duì)車內(nèi)空氣是有一定要求的。（1）城軌交通車輛對(duì)風(fēng)壓的要求。（2）城軌交通車輛對(duì)風(fēng)速的要求。（3）城軌交通車輛對(duì)送風(fēng)布置的要求。（4）城軌交通車輛對(duì)新風(fēng)量的要求。（5）城軌交通車輛對(duì)廢排風(fēng)量的要求。（6）城軌交通車輛對(duì)應(yīng)急通風(fēng)的要求。1.通風(fēng)系統(tǒng)二、城軌車輛空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)成任務(wù)三由此可見，通風(fēng)系統(tǒng)是車輛空氣調(diào)節(jié)的重要組成部分。城軌交通車輛的空調(diào)裝置通風(fēng)系統(tǒng)的通風(fēng)量為新鮮空氣量與再循環(huán)空氣量之和?？照{(diào)機(jī)組設(shè)有可自動(dòng)調(diào)節(jié)的新風(fēng)口和回風(fēng)口。新風(fēng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可保證從全開到全閉范圍內(nèi)調(diào)整新風(fēng)量，回風(fēng)口的氣流調(diào)節(jié)裝置可確保制冷和緊急通風(fēng)功能的需要。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)置調(diào)節(jié)擋板，用于調(diào)節(jié)新風(fēng)、回風(fēng)的混合比例。新風(fēng)閥與排氣閥同步，根據(jù)車輛載客量的不同，可調(diào)節(jié)不同的開度，改變新風(fēng)量。1.通風(fēng)系統(tǒng)二、城軌車輛空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)成任務(wù)三空氣冷卻系統(tǒng)（也稱制冷系統(tǒng)）的作用是對(duì)車內(nèi)的空氣進(jìn)行降溫、減濕處理，使車內(nèi)空氣的溫度與相對(duì)濕度保持在規(guī)定的范圍內(nèi)。冷卻系統(tǒng)工作時(shí)，蒸發(fā)器將要送入車內(nèi)的空氣冷卻，由于蒸發(fā)器表面的溫度低于空氣的露點(diǎn)溫度，空氣中的部分水蒸氣就會(huì)凝結(jié)成水滴，形成我們通常所說的“空調(diào)水”。因此，空氣在通過蒸發(fā)器冷卻的同時(shí)也得到了減濕處理。為保證制冷系統(tǒng)安全、有效地工作，制冷系統(tǒng)除壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器、節(jié)流裝置四大件外，還配有儲(chǔ)液器、干燥過濾器、氣液分離器等輔助設(shè)備?？諝饫鋮s系統(tǒng)通常集中在空調(diào)機(jī)組內(nèi)，為單元式機(jī)組裝置。目前，國(guó)內(nèi)城軌交通車輛多用的是單冷式空調(diào)機(jī)組，此外也兼具空氣加熱功能的冷暖空調(diào)機(jī)組。2.空氣冷卻系統(tǒng)二、城軌車輛空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)成任務(wù)三3.空氣加熱系統(tǒng)電加熱是通過空調(diào)機(jī)組中的電加熱器對(duì)新風(fēng)進(jìn)行預(yù)熱，再與客室高溫回風(fēng)混合來保持車內(nèi)溫度的方式。一種是熱風(fēng)機(jī)電加熱，適用于冬季較為溫暖、空氣加熱負(fù)荷較小的地區(qū)。其主要設(shè)備是空氣預(yù)熱器。另一種是地面電加熱。其使用客室電加熱設(shè)備直接對(duì)客室中的循環(huán)空氣進(jìn)行加熱。主要設(shè)備是客室電加熱器，一般布置在座椅下或車內(nèi)側(cè)墻上，比如西安地鐵2號(hào)線的電加熱器就安裝在座椅下。(1)電加熱。二、城軌車輛空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)成任務(wù)三3.空氣加熱系統(tǒng)熱泵制熱是利用空調(diào)機(jī)組制冷系統(tǒng)轉(zhuǎn)換蒸發(fā)器和冷凝器后的制熱功能來實(shí)現(xiàn)的。熱泵制熱提高了機(jī)組的利用率，我國(guó)南方一些城市的城軌車輛較適合采用此種方式。(2)熱泵制熱。二、城軌車輛空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)成任務(wù)三3.空氣加熱系統(tǒng)電（熱泵）輔助加熱是機(jī)組制熱與客室電加熱混合使用的方式。在空調(diào)機(jī)組中加裝特定設(shè)備（空氣預(yù)熱器或熱泵），由空調(diào)機(jī)組完成預(yù)加熱。再由客室電加熱設(shè)備進(jìn)行加熱。(3)電（熱泵）輔助加熱。二、城軌車輛空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)成任務(wù)三4.空氣加（減）濕系統(tǒng)空氣加（減）濕系統(tǒng)的作用是對(duì)車內(nèi)的空氣濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)?？褪覂?nèi)空氣的相對(duì)濕度也是影響人體舒適度的重要因素，當(dāng)人體周圍的相對(duì)濕度較大時(shí)，將要影響人體的蒸發(fā)散熱，而使人們感到悶熱。當(dāng)人體周圍的相對(duì)濕度較小時(shí)，人體的水分隨人體熱輻射散發(fā)，而使人們感到干燥。按照衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和要求，相對(duì)濕度應(yīng)在40%～70%范圍內(nèi)。二、城軌車輛空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)成任務(wù)三通常情況下，夏季氣候高溫潮濕，需減濕；冬季寒冷干燥，需加濕。在夏季，一般在利用空調(diào)制冷開啟的同時(shí)進(jìn)行減濕；而在我國(guó)南方的一些地上軌道車輛，當(dāng)空調(diào)制冷的除濕負(fù)荷能力達(dá)不到減濕負(fù)荷要求時(shí)，可采用先干燥新風(fēng)后與回風(fēng)混合通過制冷減濕的方法來提高系統(tǒng)的減濕能力。在冬季，車內(nèi)空氣溫度升高，其露點(diǎn)溫度也隨之升高，車內(nèi)空氣的相對(duì)濕度（相對(duì)濕度是指空氣中的水汽距離飽和的程度，即氣溫與露點(diǎn)的差值）也隨之變化。由于車內(nèi)乘客的散濕量較大，因而通常不需要再進(jìn)行加濕調(diào)節(jié)。加濕系統(tǒng)僅在某些對(duì)車內(nèi)相對(duì)濕度要求較高的車輛內(nèi)安裝。二、城軌車輛空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)成任務(wù)三5.自動(dòng)控制系統(tǒng)客室內(nèi)夏季空調(diào)參數(shù)舉例自動(dòng)控制系統(tǒng)的主要作用是控制通風(fēng)、制冷或采暖系統(tǒng)的運(yùn)行及停止。其余的控制任務(wù)是為讓空調(diào)順利工作提供一系列保障和輔助措施，如電機(jī)間的啟動(dòng)順序和互鎖、避免壓縮機(jī)頻繁啟動(dòng)、運(yùn)行信息的監(jiān)控、各種故障的保護(hù)和處理、方便調(diào)試使用的手動(dòng)功能、簡(jiǎn)單的溫度設(shè)定等?？照{(diào)控制系統(tǒng)一般采用計(jì)算機(jī)控制方式，空調(diào)裝置設(shè)有四種工況：手動(dòng)、自動(dòng)、通風(fēng)和停止。支持集中控制和本車控制，可通過本車控制裝置對(duì)空調(diào)進(jìn)行控制，通過司機(jī)室內(nèi)的顯示器進(jìn)行控制。在手動(dòng)工況時(shí)，空調(diào)機(jī)組根據(jù)各自的溫度控制器所設(shè)定的溫度進(jìn)行客室內(nèi)溫度控制。在自動(dòng)工況時(shí)，空調(diào)機(jī)組根據(jù)外界環(huán)境溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)客室內(nèi)溫度。目前，國(guó)內(nèi)城軌交通車輛空調(diào)控制采用微處理器的控制系統(tǒng)，主要設(shè)備有本車空調(diào)控制柜、司機(jī)控制屏以及之間連接的通信設(shè)備。二、城軌車輛空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)成任務(wù)四城軌車輛空調(diào)機(jī)組任務(wù)四城軌車輛空調(diào)機(jī)組可為城軌車輛的司機(jī)室和客室提供冷風(fēng)與新鮮空氣，以提高司機(jī)駕駛和乘客乘坐的舒適性。城軌車輛空調(diào)機(jī)組主要由空調(diào)機(jī)、司機(jī)室送風(fēng)單元、風(fēng)道、送風(fēng)格柵、幅流風(fēng)機(jī)、廢排裝置和控制裝置等組成。城軌車輛空調(diào)機(jī)組有單機(jī)組和雙機(jī)組兩種類型。（1）單機(jī)組。單機(jī)組即一輛車設(shè)有1臺(tái)單元式空調(diào)機(jī)組，通常設(shè)在車頂中部。單機(jī)組雖然節(jié)省了初裝費(fèi)用，但機(jī)組送風(fēng)機(jī)功率足夠大以滿足整節(jié)車輛的通風(fēng)要求，也存在車內(nèi)風(fēng)速不均勻的問題。一、城軌車輛空調(diào)機(jī)組的類型任務(wù)四（2）雙機(jī)組。雙機(jī)組即一輛車設(shè)有２臺(tái)單元式空調(diào)機(jī)組，通常設(shè)在車頂兩端，是目前城軌交通車輛常用的空調(diào)類型。每臺(tái)機(jī)組都有安裝座，通過減振器固定在車頂凹處的平臺(tái)上，并加設(shè)防護(hù)罩（罩板）以防灰塵和雨水。機(jī)組側(cè)下面有出風(fēng)口兩處、回風(fēng)口一處，其周圍均設(shè)防風(fēng)防雨密封膠條、膠墊與車體密封。風(fēng)道系統(tǒng)送風(fēng)經(jīng)連接風(fēng)道分為左、右兩路，進(jìn)入主風(fēng)道。主風(fēng)道采用均勻靜壓送風(fēng)，以保證出風(fēng)口送風(fēng)的均勻性?？照{(diào)機(jī)組送出的風(fēng)進(jìn)入車內(nèi)主風(fēng)道，并沿主風(fēng)道在推進(jìn)過程中進(jìn)入靜壓箱，進(jìn)行靜壓平衡調(diào)節(jié)，使沿車長(zhǎng)方向的空氣在靜壓箱中靜壓相等，并形成一定的靜壓值，空氣通過靜壓箱上的開口將靜壓轉(zhuǎn)換成一定的動(dòng)壓噴射出去。一、城軌車輛空調(diào)機(jī)組的類型任務(wù)四從相鄰的空調(diào)機(jī)組主風(fēng)道引支風(fēng)管進(jìn)入司機(jī)室送風(fēng)機(jī)，經(jīng)過風(fēng)口調(diào)節(jié)后向司機(jī)室送風(fēng)。主風(fēng)道分前、中、后三部分貫通全車。主風(fēng)道材質(zhì)為鋁板，外貼隔熱吸聲材料，通過法蘭相互連接?？照{(diào)機(jī)組下面兩出風(fēng)口之間為回風(fēng)口。送風(fēng)經(jīng)外露軟風(fēng)道進(jìn)入主風(fēng)道，另兩路左右回轉(zhuǎn)，風(fēng)道下面開有順長(zhǎng)風(fēng)口，通過密封座與車內(nèi)飾帶送風(fēng)口相通。一、城軌車輛空調(diào)機(jī)組的類型任務(wù)四二、城軌車輛空調(diào)機(jī)組的分類城軌車輛空調(diào)機(jī)組的分類010203按功能不同分為冷風(fēng)型、電熱冷熱風(fēng)型、熱泵冷熱風(fēng)型、熱泵輔助電熱型。按結(jié)構(gòu)不同分為整體式、分體式。按使用氣候環(huán)境溫度不同分為T1（45℃）、T2（50℃）、T3（55℃）（以氣候環(huán)境最高溫度為準(zhǔn)）。任務(wù)四三、城軌車輛空調(diào)機(jī)組的主要部件車輛空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)空調(diào)機(jī)組各零部件組裝在一個(gè)不銹鋼板制成的箱體內(nèi)，加蓋板后形成一個(gè)整體?？照{(diào)機(jī)組內(nèi)通常有兩套獨(dú)立的制冷系統(tǒng)，主要部件包括全封閉制冷壓縮機(jī)2臺(tái)、冷凝器2臺(tái)、毛細(xì)管2組、蒸發(fā)器2臺(tái)、干燥過濾器2個(gè)、離心風(fēng)機(jī)2臺(tái)、軸流風(fēng)機(jī)2臺(tái)、氣液分離器2個(gè)、回風(fēng)電動(dòng)閥1個(gè)、新風(fēng)電動(dòng)閥2個(gè)、新風(fēng)感溫頭1個(gè)、回風(fēng)感溫頭1個(gè)等。任務(wù)四三、城軌車輛空調(diào)機(jī)組的主要部件空調(diào)機(jī)組分為室內(nèi)側(cè)和室外側(cè)。室內(nèi)側(cè)分為蒸發(fā)腔和新風(fēng)腔，離心風(fēng)機(jī)、蒸發(fā)器、回風(fēng)電動(dòng)閥、回風(fēng)濾塵網(wǎng)等安裝在蒸發(fā)腔。氣液分離器、新風(fēng)電動(dòng)閥、新風(fēng)濾塵網(wǎng)等安裝在新風(fēng)腔。室外側(cè)分為壓縮機(jī)腔和冷凝腔。壓縮機(jī)、壓力開關(guān)、干燥過濾器、電磁閥等安裝在壓縮機(jī)腔。軸流風(fēng)機(jī)、逆止閥和冷凝器等安裝在冷凝腔。任務(wù)四三、城軌車輛空調(diào)機(jī)組的主要部件空調(diào)機(jī)組的箱體和上蓋全部采用SUS304不銹鋼板制成。組成制冷系統(tǒng)的部件及配管全部用銀釬焊連接，構(gòu)成全封閉的制冷循環(huán)系統(tǒng)，制冷劑封閉在制冷系統(tǒng)內(nèi)。采用下送下回送風(fēng)方式的空調(diào)機(jī)組，其回風(fēng)口在機(jī)組底部中間處，冷風(fēng)出口在機(jī)組底部?jī)蓚?cè)，新風(fēng)口在機(jī)組左右側(cè)板的中間部位?？照{(diào)機(jī)組新風(fēng)腔處裝有新風(fēng)過濾網(wǎng)，車內(nèi)回風(fēng)口處裝有回風(fēng)過濾網(wǎng)，對(duì)車內(nèi)循環(huán)風(fēng)進(jìn)行過濾。任務(wù)四三、城軌車輛空調(diào)機(jī)組的主要部件根據(jù)制冷壓縮機(jī)的工作原理不同，可分為容積型和速度型兩大類。容積型主要有活塞式壓縮機(jī)和螺桿（渦旋）式壓縮機(jī)，通過活塞（或螺桿、渦旋）在氣缸中運(yùn)動(dòng)所形成的可變工作容積來完成制冷劑蒸汽的壓縮和輸送。速度型壓縮機(jī)是指透平式壓縮機(jī)，也稱離心式壓縮機(jī)，它是用高速旋轉(zhuǎn)的葉輪使制冷劑蒸汽產(chǎn)生壓力，同時(shí)獲得動(dòng)能，然后再通過擴(kuò)壓器、蝸殼使蒸汽的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?，從而完成壓縮和輸送制冷工質(zhì)的任務(wù)。我國(guó)部分軌道車輛的空調(diào)裝置采用渦旋式制冷壓縮機(jī)?；钊街评鋲嚎s機(jī)工作原理我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過，在此不再講述。1.制冷壓縮機(jī)任務(wù)四三、城軌車輛空調(diào)機(jī)組的主要部件圖6-7所示是城軌交通車輛常用臥式渦旋式制冷壓縮機(jī)的實(shí)物。渦旋式壓縮機(jī)是由一個(gè)固定的漸開線渦旋盤和一個(gè)呈偏心回旋平動(dòng)的漸開線運(yùn)動(dòng)渦旋盤組成可壓縮容積的壓縮機(jī)。全封閉臥式渦旋壓縮機(jī)，是將電機(jī)、壓縮機(jī)構(gòu)及供油系統(tǒng)組裝在同一個(gè)密封的機(jī)殼內(nèi)。制冷壓縮機(jī)通過橡膠減振器安裝在空調(diào)機(jī)組箱體內(nèi)。制冷壓縮機(jī)的作用是將來自蒸發(fā)器的低溫低壓的制冷劑氣體壓縮成高溫高壓的氣體，并送往冷凝器。1.制冷壓縮機(jī)任務(wù)四如圖

6-7三、城軌車輛空調(diào)機(jī)組的主要部件任務(wù)四從結(jié)構(gòu)及工作原理來看，小型渦旋式壓縮機(jī)具有如下的特點(diǎn)：010203效率高。渦旋壓縮機(jī)吸氣、壓縮、排氣連續(xù)單向進(jìn)行，直接吸氣，因而吸入氣體有害過熱??；沒有余隙容積中氣體的膨脹過程，因而輸氣系數(shù)高。同時(shí)，兩相鄰壓縮腔中的壓差小，氣體泄漏量少。另外，旋轉(zhuǎn)渦旋盤上所有接觸線轉(zhuǎn)動(dòng)半徑小、摩擦速度低、損失小，加之吸、排氣閥流動(dòng)損失小，因而效率高。力矩變化小、振動(dòng)小、噪聲低。首先，渦旋壓縮機(jī)壓縮過程較慢，并可同時(shí)進(jìn)行兩個(gè)、三個(gè)壓縮過程，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，而且曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)力矩變化?。黄浯?，氣體基本連續(xù)流動(dòng)，吸、排氣壓力脈動(dòng)小。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，質(zhì)量輕，運(yùn)動(dòng)零部件少。沒有吸、排氣閥，易損件少，可靠性好。渦旋壓縮機(jī)同活塞式壓縮機(jī)相比，體積小40%，質(zhì)量減輕15%，效率高10%，噪聲低5dB（A）。但其制造需高精度的加工設(shè)備及精確的調(diào)心裝配技術(shù)，這就限制了它的制造及應(yīng)用。三、城軌車輛空調(diào)機(jī)組的主要部件任務(wù)四如圖

6-8三、城軌車輛空調(diào)機(jī)組的主要部件2.送風(fēng)裝置送風(fēng)裝置主要由離心風(fēng)機(jī)和軸流風(fēng)機(jī)組成。如圖6-8所示，室內(nèi)側(cè)通風(fēng)機(jī)為車輛客室送風(fēng)，通常采用直聯(lián)多葉片式離心風(fēng)機(jī)，可以強(qiáng)化制冷劑在蒸發(fā)器中的蒸發(fā)過程，并將經(jīng)蒸發(fā)器冷卻降溫的空氣送入車內(nèi)。任務(wù)四如圖

6-9三、城軌車輛空調(diào)機(jī)組的主要部件如圖6-9所示，室外側(cè)通風(fēng)機(jī)為冷凝器提供強(qiáng)迫送風(fēng)，通常采用直聯(lián)軸流式風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)的葉輪安裝在立式電機(jī)上，并采取防水結(jié)構(gòu)，用于強(qiáng)化制冷劑在冷凝器中的凝結(jié)放熱過程。任務(wù)四三、城軌車輛空調(diào)機(jī)組的主要部件蒸發(fā)器和冷凝器是最主要的換熱器。它們傳熱效果的好壞直接影響制冷機(jī)的質(zhì)量尺寸和經(jīng)濟(jì)性。蒸發(fā)器將低溫低壓的氣液混合的制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)，當(dāng)車內(nèi)循環(huán)空氣和新鮮空氣混合后，通過蒸發(fā)器時(shí)進(jìn)行熱交換。這時(shí)，空氣的熱量被蒸發(fā)器內(nèi)的制冷劑吸收，溫度降低。車輛空調(diào)的冷卻介質(zhì)是車輛循環(huán)空氣，蒸發(fā)器通常為銅管套鋁肋片的直接蒸發(fā)式空氣冷卻器。3.換熱裝置任務(wù)四三、城軌車輛空調(diào)機(jī)組的主要部件冷凝器根據(jù)冷卻介質(zhì)和冷卻方式的不同，可分為三類：水冷式冷凝器、空氣冷卻式冷凝器和蒸發(fā)式冷凝器。城軌車輛空調(diào)冷凝器屬空氣冷卻式冷凝器，其結(jié)構(gòu)與蒸發(fā)器相同。高溫高壓的制冷劑氣體，通過冷凝器時(shí)，在外界空氣的強(qiáng)制冷卻下，變成常溫(約50℃)高壓的制冷劑液體。3.換熱裝置任務(wù)四三、城軌車輛空調(diào)機(jī)組的主要部件當(dāng)高壓液體制冷劑流經(jīng)膨脹機(jī)構(gòu)時(shí)，起到節(jié)流降壓的作用。膨脹機(jī)構(gòu)除了起節(jié)流作用以外，還起調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器制冷劑流量的作用。膨脹機(jī)構(gòu)的種類很多，根據(jù)它們的應(yīng)用范圍，可分為以下五大類型：手動(dòng)膨脹閥，用于工業(yè)用的制冷裝置；熱力膨脹閥，用于工業(yè)、商業(yè)和空氣調(diào)節(jié)裝置；電子膨脹閥，用途與熱力膨脹閥相同；毛細(xì)管，用于家用制冷裝置；浮球調(diào)節(jié)閥，用于工業(yè)、商業(yè)和生活用制冷裝置。在城軌交通車輛制冷裝置中一般采用毛細(xì)管，為一組內(nèi)徑極小的細(xì)長(zhǎng)銅管，也常采用熱力膨脹閥。4.膨脹機(jī)構(gòu)任務(wù)四三、城軌車輛空調(diào)機(jī)組的主要部件城軌車輛空調(diào)的制冷設(shè)備中除了必需的制冷壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器和膨脹機(jī)構(gòu)外，還有許多改善制冷系數(shù)和保證運(yùn)轉(zhuǎn)安全不可缺少的輔助設(shè)備，主要有干燥過濾器、吸氣過濾器、儲(chǔ)液器、氣液分離器等。（1）干燥過濾器。（2）吸氣過濾器。（3）氣液分離器。（4）儲(chǔ)液器。5.輔助設(shè)備任務(wù)四三、城軌車輛空調(diào)機(jī)組的主要部件為保證城軌車輛空調(diào)制冷設(shè)備的運(yùn)行安全，在系統(tǒng)中常裝有壓力保護(hù)器件，以便壓力達(dá)到規(guī)定的極限值時(shí)，壓縮機(jī)能自動(dòng)停車。（1）高壓壓力開關(guān)，當(dāng)制冷系統(tǒng)的壓力異常高時(shí)，高壓開關(guān)動(dòng)作，停止壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，保護(hù)制冷系統(tǒng)。高壓開關(guān)的復(fù)位方式為自動(dòng)復(fù)位。（2）低壓壓力開關(guān)，當(dāng)制冷系統(tǒng)的壓力異常低時(shí)，低壓開關(guān)動(dòng)作，停止壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，保護(hù)制冷系統(tǒng)。低壓開關(guān)的復(fù)位方式為自動(dòng)復(fù)位。6.壓力保護(hù)裝置任務(wù)四三、城軌車輛空調(diào)機(jī)組的主要部件城軌車輛制冷裝置中的閥門主要有電磁閥和截止閥。電磁閥是一種自動(dòng)開啟的閥門，用于自動(dòng)接通和切斷制冷系統(tǒng)的管路，廣泛應(yīng)用于空調(diào)機(jī)組中。截止閥安裝在制冷設(shè)備和管路上，起著接通和切斷制冷劑通道的作用。閥門包括以下四種：（1）旁通電磁閥是為保證壓縮機(jī)在長(zhǎng)時(shí)間停止后以及溫度較低情況下啟動(dòng)時(shí)的軸承潤(rùn)滑，需要在一定時(shí)間內(nèi)（從壓縮機(jī)啟動(dòng)開始30s）打開電磁閥。7.閥門任務(wù)四三、城軌車輛空調(diào)機(jī)組的主要部件（2）容量控制電磁閥是配合壓縮機(jī)內(nèi)能量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，可以控制壓縮機(jī)的容量，通過2個(gè)電磁閥的開閉及每臺(tái)機(jī)組兩臺(tái)壓縮機(jī)工作狀態(tài)組合，進(jìn)行全運(yùn)轉(zhuǎn)以及控制容量運(yùn)轉(zhuǎn)（約70%）的切換，可實(shí)現(xiàn)空調(diào)機(jī)組多級(jí)能量調(diào)節(jié)，制冷能力實(shí)現(xiàn)100%、70%、50%三擋。當(dāng)打開高壓側(cè)，關(guān)閉低壓側(cè)時(shí)，為全運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)；當(dāng)打開低壓側(cè)，關(guān)閉高壓側(cè)時(shí)，為容量控制運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。7.閥門任務(wù)四三、城軌車輛空調(diào)機(jī)組的主要部件（3）液管電磁閥是安置在冷凝器出口，防止壓縮機(jī)停止時(shí)制冷劑液倒流入壓縮機(jī)側(cè)，防止造成再次啟動(dòng)時(shí)潤(rùn)滑不良。（4）逆止閥是安裝在壓縮機(jī)的排氣管上，在壓縮機(jī)停止時(shí)，防止制冷劑液從排氣管逆流回壓縮機(jī)側(cè)。7.閥門任務(wù)四三、城軌車輛空調(diào)機(jī)組的主要部件制冷裝置中各單個(gè)設(shè)備或部件需用管道連接才能構(gòu)成完整的系統(tǒng)，制冷劑所產(chǎn)生的冷量也要通過管道才能輸送至需要冷量的地方。若將制冷壓縮機(jī)比作制冷系統(tǒng)的心臟，那么管道就是血管。因此管道尺寸確定的正確與否，直接影響制冷機(jī)的能力，甚至影響制冷機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。管道采用的材質(zhì)一般有銅管（不適于氨機(jī)）或無縫鋼管。管路之間的連接采用焊接。8.管道任務(wù)四三、城軌車輛空調(diào)機(jī)組的主要部件空調(diào)機(jī)組有許多工作點(diǎn)溫度需要控制。首先，被冷卻對(duì)象溫度恒定；其次，排氣溫度等必須在安全范圍以內(nèi)。為此，用溫度調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)或者用溫度控制器作為電開關(guān)，發(fā)出電氣指令，使執(zhí)行器對(duì)裝置的相應(yīng)部分完成控制動(dòng)作。溫度控制裝置常采用傳感器與溫控器。傳感器用作溫度檢測(cè)，一般采用熱電偶或熱敏電阻作傳感器。溫控器多使用電子調(diào)節(jié)器。9.溫度控制裝置任務(wù)四四、城軌車輛空調(diào)機(jī)組的保護(hù)措施為了確?？照{(diào)機(jī)組可靠、安全地工作，空調(diào)機(jī)組在制冷系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)方面具有以下保護(hù)措施：（1）電源有過電壓和欠電壓保護(hù)。（2）壓縮機(jī)內(nèi)部設(shè)壓力保護(hù)、過熱保護(hù)，運(yùn)行設(shè)延時(shí)啟動(dòng)保護(hù)。（3）各電機(jī)設(shè)短路、缺相、過載保護(hù)。（4）電加熱器有溫度繼電器及溫度熔斷器保護(hù)。這些保護(hù)功能都是通過空調(diào)控制裝置中的傳感器及控制元件來實(shí)現(xiàn)的。任務(wù)五城軌車輛空調(diào)附屬設(shè)備城軌車輛空調(diào)裝置除空調(diào)機(jī)組外，還有司機(jī)室送風(fēng)單元、廢排風(fēng)機(jī)、風(fēng)道等通風(fēng)設(shè)備和客室電加熱器等空氣加熱設(shè)備及控制設(shè)備。任務(wù)五城軌車輛司機(jī)室內(nèi)一般不設(shè)單獨(dú)的空調(diào)機(jī)組。為保證司機(jī)室的送風(fēng)量和冷量，設(shè)有司機(jī)室送風(fēng)單元，有風(fēng)量和風(fēng)向可調(diào)的送風(fēng)口，送風(fēng)口也可關(guān)閉。送風(fēng)口內(nèi)置調(diào)速風(fēng)機(jī)，風(fēng)速控制旋鈕設(shè)在司機(jī)臺(tái)上，可由司機(jī)根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行手動(dòng)控制。送風(fēng)單元內(nèi)置的調(diào)速風(fēng)機(jī)通過單獨(dú)的風(fēng)道與相鄰的空調(diào)機(jī)組相連。司機(jī)室送風(fēng)單元主要包括司機(jī)室增壓?jiǎn)卧涂烧{(diào)式送風(fēng)口。增壓?jiǎn)卧獌?nèi)設(shè)調(diào)速風(fēng)機(jī)，客室空調(diào)機(jī)組處理后的空氣經(jīng)風(fēng)道通過可調(diào)式送風(fēng)口送入司機(jī)室，在增壓?jiǎn)卧獌?nèi)調(diào)速風(fēng)機(jī)的作用下送入司機(jī)室。調(diào)速風(fēng)機(jī)的風(fēng)速控制旋鈕設(shè)在司機(jī)臺(tái)上，便于司機(jī)手動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)速。一、司機(jī)室送風(fēng)單元任務(wù)五如圖

6-10圖6-10所示為司機(jī)室可調(diào)式送風(fēng)口，司機(jī)室的風(fēng)量、風(fēng)向由司機(jī)根據(jù)需要通過可調(diào)式送風(fēng)口，進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)。一、司機(jī)室送風(fēng)單元任務(wù)五城軌車輛空調(diào)裝置中的幅流風(fēng)機(jī)是安裝在地鐵列車、輕軌列車天棚上與鋼結(jié)構(gòu)連接的通風(fēng)換氣裝置。城軌交通車輛一般采用幅流風(fēng)機(jī)以擾動(dòng)客室內(nèi)空氣，促進(jìn)空氣對(duì)流，減小客室內(nèi)溫度差，為乘客提供舒適的服務(wù)。二