列车空调制冷系统原理.ppt

1 空调制冷系统原理 列车空调原理概述及配件介绍 2 1 制冷循环基本工作原理 3 制冷循环基本工作原理 利用制冷剂由液体状态汽化为蒸气状态过程中吸收热量 被冷却介质因失去热量而降低温度 达到制冷的目的 制冷剂在变为蒸气之后 需要对它进行压缩 冷凝 继而进行再次汽化吸热 对制冷剂蒸气只进行一次压缩 称为蒸气单级压缩 怎样制冷 4 系统原理图 冷凝 膨胀 蒸发 压缩 绝对压力 高压 低压 冷媒焓值 过冷 冷凝器 冷凝 向周围空气放出冷媒的热量 使气态冷媒变为液态 蒸发器 蒸发 使周围空气吸收冷媒的冷量 液态冷媒变为气态 制冷循环基本工作原理 制冷系统各部件的主要用途 6 r134a系统流程 7 上海10号线空调系统原理图 8 制冷循环基本工作原理 小结单级蒸汽压缩式制冷理论循环组成 制冷压缩机冷凝器节流器蒸发器压缩过程 压缩机中进行 通过压缩使制冷剂由低温低压的蒸汽变为高温高压气体 冷却冷凝过程 冷凝器中进行 在冷凝器中冷却冷凝成制冷剂液体 节流过程 节流阀中进行 压力 温度降低 焓值不变蒸发过程 蒸发器中进行 吸热蒸发 变成低温低压制冷剂气 9 2 列车空调外形及组成 10 空调在车厢的安装位置 空调外形及组成 11 空调系统构成 空调机组 风道系统 控制系统 空调外形及组成 12 shanghailine10上海地铁10号线 设备类型 一体式供风方式 前送下回外壳 s s304 al换热器 cu al铜 铝单台风量 5000m3 h制冷量 44kw un系统循环 双系统 单冷设计冷媒 r134a 两台涡旋式压缩机 1 两个冷凝器盘管 11 两套冷凝器风扇 马达组件 10 两个干燥过滤器 6 两个带干燥指示器的视液镜 7 两套蒸发器风扇 马达组件 5 两个蒸发器盘管 4 两个恒温膨胀阀 图中未标出 两个液体管路电磁阀 9 两个气体管路单向阀 图中未标出 两个回风过滤网 图中未标出 一个供风温度传感器 图中未标出 一个回风温度传感器 图中未标出 一个新鲜空气温度传感器 图中未标 两个新鲜空气风门 2 两个回风空气风门 3 空调外形及组成 14 压缩机 转子 涡旋 活塞 螺杆 离心 磁悬浮离心变频 15 效率 相关技术 压缩机性能不同压缩机表现各异环境温度越高 效率 cop 越低 压缩机 压缩机技术参数 copeland立式涡旋压缩机型号为 zr94kce tfd 522 涡旋压缩机 17 中间帽降低吸排气之间的传热减小高 低压差对涡盘造成的形变 聚四氟乙烯弹性高低压密封 涡盘 马达 下轴承 下绕组 底座减振垫 涡旋压缩机 马达盖 压缩机的构成 气体走向 涡旋压缩机 气体流程 1 气流进入吸气口 2 气流分离与定子上部绕组冷却 3 通过气隙的转子 定子冷却 4 底部绕组冷却 5 气流冷却定子外表面并由于容积增大随之减速两股上升的气流垂直于吸气口 6 两股气流对称的进入吸气腔 工作原理 1905年发明涡旋技术 并在蒸汽机行业得到应用 谷轮公司在1987年采用涡旋技术批量生产压缩机 涡旋压缩机 20 scroll 6 径向柔性确保涡旋盘接触但是允许涡旋盘向一侧分离从而使杂质和液体通过而不至损坏涡旋盘 补偿额外的卷吸位置误差 显著降低制造成本轴向柔性维持涡旋盘尖端恒定 均匀的压力消除泄漏 主要是利用一个灵活的补偿装置将气体产生的压力施加在静涡旋上来进行控制的 高压 低压 径向柔性和轴向柔性 涡旋压缩机 21 压缩机中轴为空心 下部浸于油槽中 利用旋转时的离心力使润滑油流动 在轴承安装处有两个授油口向轴承供油 压缩机的润滑系统 涡旋压缩机 22 压缩机内置保护器 1 内置温度开关 双金属片 当排气温度过高时 132 切断电机供电 2 内置压力释放阀 当吸排气压差较大超过400 50磅时动作 并切断电机供电 3 电机内置温度和电流保护器 作用时直接断开主电源 并在约45分钟后恢复 4 动盘静盘之间的柔性密封既保证了高压腔和低压腔之间的隔离 也避免了压缩机当真空泵来用 涡旋压缩机 23 螺杆压缩机 吸气端座 排气端座 阴转子 阳转子 气缸 24 工作原理螺杆式压缩机的工作是依靠啮合运动着的一个阳转子与一个阴转子 并借助于包围这一对转子四周的机壳内壁的空间完成的 螺杆压缩机 25 为了平衡部分或全部轴向力 通常用一个平衡活塞来达到这一目的 图为一个油压平衡活塞的结构 螺杆式制冷压缩机属高速重载 为了保证阴 阳转子的精确定位及平衡轴向力和径向力 必须选用高精度 高速 重载的轴承和相应的平衡机构 确保转子可靠运行 螺杆压缩机 26 特点 1 优点 2 动力平衡性能好 故基础可以很小 3 结构简单紧凑 易损件少 维修简单 使用可靠 有利于实现操作自动化 4 对液击不敏感 单级压力比高 5 输气量几乎不受排气压力的影响 在较宽的工况范围内 仍可保持较高的效率 1 噪声大 2 需要有专用设备和刀具来加工转子 3 辅助设备庞大 2 缺点 1 转速较高 又有质量轻 体积小 占地面积小等一系列优点 螺杆压缩机 27 冷凝风量的确定 空调制冷量 42kw压缩机耗功 6 7 2 13 4kw冷凝器热负荷 42 13 4 55 4kw取冷凝器进出风温差为10 则需要的风量为 55400 0 335 10 16537m3 h则每台风机的风量约为8300m3 h 本方案取9000m3 h 显热 w 的估算公式可以近似为 风量 温差 0 335 风叶和电机 28 冷凝风机的主要技术参数 冷凝风叶的静压一般取180pa 风叶和电机 29 送风机叶轮的主要技术参数 风叶和电机 30 压力开关 hps lps 型式 定压式复位方式 自动复位作用 保护压缩机运行在安全范围内动作值 如下 31 设立视液镜的目的 观察制冷剂是否缺少 观察系统内水分含量视液镜的位置 位于节流装置之前 并便于观察 视液镜 32 设立干燥过滤器的目的 吸收系统内的水分 过滤系统内的杂质视液镜的位置 位于节流装置之前 视液镜之前 干燥过滤器 分子筛去除水份和蜡质 玻璃棉层 玻璃棉层过滤固体杂质 33 节流是压缩式制冷循环不可缺少的四个主要过程之一 节流机构的作用有两点 一是对从冷凝器中出来的高压液体制冷剂进行节流降压为蒸发压力 二是根据系统负荷变化 调整进入蒸发器的制冷剂液体的数量 作用 膨胀阀 34 热力式膨胀阀主要由阀体 感温包和毛细管组成 热力式膨胀阀按膜片平衡方式不同有内平衡式和外平衡式两种类型 merak通常采用外平衡式 膨胀阀结构 内平衡式 1进1出1平衡 外平衡式 1进1出2平衡 膨胀阀 35 当压力损失比较小时采用内平衡式膨胀阀 当压力损失较大或蒸发器进口有液体分配时 采用外部平衡膨胀阀较好 外平衡膨胀阀的制造和安装繁琐 但可以改善蒸发器的工作条件 膨胀阀 内平衡和外平衡膨胀阀的优缺点 36 温度传感器 37 温度传感器的布置 每台空调共使用到如下3类温度传感器2个供风温度传感器一个新风温度传感器一个室内温度传感器 温度传感器 38 温度传感器的原理 正温度系数热敏电阻器 ptc positivetemperaturecoefficientthermistor 结构 用钛酸钡 batio3 锶 sr 锆 zr 等材料制成的 属直热式热敏电阻器 特性 电阻值与温度变化成正比关系 即当温度升高时电阻值随之增大 在常温下 其电阻值较小 仅有几欧姆 几十欧姆 当流经它的电流超过额定值时 其电阻值能在几秒钟内迅速增大至数百欧姆 数千欧姆以上 作用与应用 广泛应用于彩色电视机消磁电路 电冰箱压缩机启动电路及过热或过电流保护等电路中 还可用于电驱蚊器和卷发器 电热垫 暖器等小家电中 负温度系数热敏电阻器 ntc negativetemperaturecoefficientthermistor 结构 用锰 mn 钴 co 镍 ni 铜 cu 铝 al 等金属氧化物 具有半导体性质 或碳化硅 sic 等材料采用陶瓷工艺制成的 特性 电阻值与温度变化成反比关系 即当温度升高时 电阻值随之减小 作用与应用 广泛应用于电冰箱 空调器 微波炉 电烤箱 复印机 打印机等家电及办公产品中 作温度检测 温度补偿 温度控制 微波功率测量及稳压控制用 温度传感器 39 根据要求 空调机组具备应急通风和预