毕业设计（论文）-客车空调系统的设计.docx

华东交通大学毕业设计（论文）YZ25K型客车空调系统的设计第1章 概述1.1 制冷与空调制冷在一些人工方法在一定的时间和空间内的物体或空间冷却液温度低于周围介质的温度,在低温范围和维护过程。所谓环境媒体的性质是空气和水。常见人工制冷的方法：使用的特征吸收液体相变过程,汽化潜热冷却蒸汽压缩制冷、热电效应吸收制冷,半导体制冷的使用。蒸汽压缩制冷装置结构紧凑,制冷和低温、大容量、易于自动控制和调节等。目前使用最广泛的。这个话题是一个蒸汽压缩制冷方法使用的空调巴士。空调（空气调节）：关闭使用人造空间的方法,该地区的环境控制,监管。密闭空间的温度和湿度环境可以通过空调、空气质量综合调整和控制,包括加热、通风功能。空间的温度、湿度、洁净度和气流控制,控制、提供充足的新鲜空气。为了满足要求。空调包括生产性空调，舒适性空调。舒适性空调人们生活、工作和休息提供空调的舒适的环境。汽车空调属于舒适性空调。空调最终的目的就是使温度，湿度，空气流速，等参数达到规定标准值，以满足旅客对舒适度的要求。铁路车辆制冷与空调技术的发展经济发展推动制冷和空调设备的广泛应用,发展经济、改善人民的物质和文化生活发挥着重要的作用,所以对外贸易和旅游业的蓬勃发展,铁路客运交通量增加时,乘客的乘用车空调越来越高。因此,铁路旅客列车空调一直是一个前所未有的发展。1949年以前,我们的国家没有自己的铁路客车制造业、铁路客运列车从外国进口。在过去的两年里,开发出一系列CRH中国生产的高速动车组运行速度250公里。流体的位置、颜色和不同类型“z”25日巴士而不是主流产品,“22”类型轿车(绿色),25型客车从常见的“25”,和“a型”25-25“z”、“25 k型”、“t”。列车空调机组是“22”类型汽车修改,“拼合式空调单位”“单位空调装置”的开发过程,技术和性能变得成熟。空客在冬天更具体的电加热运行或使用特殊的客舱空气、热水循环锅炉供暖和完整的汽车空调在冬季条件。铁路客车空调机组:集中式空调机组;分裂式空调机组。分裂式客车空调机组：制冷压缩机、冷凝器、冷却风扇、接收机都集中在一个盒子,挂在火车汽车底盘、蒸发器、风机、膨胀阀、空气预热器内部安装在车顶上,和铜管连接设备,形成一个闭环系统。送风道布局屋顶中间的车,即使在送风口的安排。电气控制柜安装在客房服务员。分裂式空调机组空气压缩机或半封闭式压缩机。安装特点：身体重心降低,提高列车运行的稳定性,但由于体积大,拆卸和维护不方便,冷却管长度和接头,容易泄漏,使用大型有色金属铜。单元式空调机组：压缩机、蒸发器、冷凝器、节流装置、风扇,冷却风扇,空气预热器组件放置在一个盒子里的身体,形成一个完整的单位,取消顶部的客车。根据车型的不同,使用一个或两个单位车辆空调机组。送风道布局车顶中间的客车,电气控制柜乘务员室内安装。全封闭压缩机空调机组。安装特点：形式结构紧凑、大容量、短路程不容易泄漏,维修方便,不占用空间下的车。目前,铁路客车空调机组的主要类型是车顶。单位从日本进口的类型,提高了自1980年以来,操作30多年,通过持续改进,形成了标准化、系列化。1.2 客车空调装置的组成客车空调控制车体、清洁和整洁、温度、湿度、风速和噪音,空调的标准。空调是调节和控制空气的质量。装置的组成：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。通风系统：通风系统的作用：最终对流量和空气进行合理的分布。通风系统的组成：通风机组，空气过滤器，新风口，送风道，回风口，回风道，排废气口。空气冷却系统：空气冷却系统的作用：冷却系统工作时,蒸发器将被发送到汽车的空气冷却,由于蒸发器表面温度是零下温度的空气、水蒸气的凝结成水滴在空中,我们通常说“水”的形式。因此,同时通过蒸发器冷却空气除湿过程。为了确保安全,制冷系统有效工作。空气冷却系统的组成：压缩机，蒸发器，冷凝器，节流装置，贮液器，干燥过滤器，气液分离器，辅助设备。空气加热系统：空气加热系统的作用：当空气温度低,车内空气供给的通风系统在这个过程中,空气预热器的加热,然后放进了客车。和车辆室内空气加热器加热,来弥补身体和门和窗户热损失。空气加热系统包括组成：空气预热器，地面空气加热器。空气加湿系统的作用：在车里空气相对温和,湿润的空气,以确保汽车相对湿度在规定的范围内。自动控制系统的作用：控制系统的每个函数根据给定的项目协调、有效地工作,为了使汽车的空气参数控制在规定的范围内,同时自动空调和制冷设备的保护效果。电气控制系统的组成：各设备的控制电器，保护元件，相关仪表，电路。1.3 YZ25K客车空调装置的类型（一）集中式空气调节装置只安装在客运列车和一套压缩空气制冷设备、通风、加热、加湿系统。图1-1，压缩机、冷凝器、蓄能器、过滤器等一盒体,称为压缩冷凝机组,挂在地板上。呼吸机,蒸发器循环风机,空气预热器,电动加湿器的一端安装在屋顶上。图1-1 集中式客车空调调节原理1- 通风机；2-渐扩风道；3-蒸发器；4-水分分离器；5-电预热器；6-渐缩风口；7-主风道；8-送风道；9-回风道；10-排风道；11-排风扇；12-排风口；13-进风口；14-滤尘器；15-补偿电容器；16-冷凝器；18-压缩机；19-储液罐集中式空调装置由于其压缩冷凝机组挂在车下,低重心,位于上部屋顶通风系统,风道布局。单元集中式空调装置：压缩空气制冷装置，风机，加热，加湿系统组装一辆货车的身体,身体,作为一个单元。因为旅客列车只安装一套单元,单元称为焦点。由于单元安装在屋顶上,也被称为屋顶和中央空调。结果是一个紧凑,容量大,重量轻,短的线,不占用空间下的汽车,但是汽车重心很高。（二）分散式空气调节装置客运列车安装两台或两台以上的空气压缩制冷设备。分布式一般使用小单元,配备两个或更多的部分。分散式空调装置的特点：如果其中一个空调设备故障,另一个是继续工作,它还可以保持车必须有空气参数。但是没有中央空调,当单位受损,车内空气参数的必要条件,不能维持正常生活的乘客必须打开窗户,通风换气。第2章 YZ25K型空调客车车内外空气参数及车体结构2.1 影响旅客卫生和舒适性的因素车内空气温度和相对湿度；人体周围空气的流动速度；二氧化碳含量；含尘量；车内壁面的表面温度以及运行噪声。2.2 我国空调客车车内空气参数的确定空调客车的车内空气参数值的影响因素：人体的舒适和卫生要求；我国的气候特点；人们的生活习惯；设备的经济效果等因素。表2-1表2-1 我国空调客车车内空气参数空 调 参 数控制标准夏季冬季温度范围/24281820相对湿度/%7030空气流速/（m/s）0.250.20新鲜空气量/m3/(h/人)20251520客室空气中含尘量/（mg/m3）11客室空气中容积浓度/%0.150.15 tB=20+0.5(tH-20) （2-1） tH-外气温度; tB-车内温度。2.3 YZ25K型空调客车车外空气参数的确定中国地域辽阔,气候差异明显，南北温差明显，冬夏季气候差异明显，各地区差异明显，纬度范围广，所以，在年度，季度，周天内车外空气参数一直都是波动的，外气参数是要考虑气候，地域，的影响因素最终来确定的。外气参数确定方法：综合得热法：根据国家南部的北京铁路空调客车综合热增益变化规律与外部参数的典型区域作为外部空调客车外气参数。tH=0.47tCP+0.53tmax （2-2） tCP-历年最热月（七月）平均温度的平均值取，tCP=34； tmax-历年中的极端最高温度，取tmax=37。夏季外气温度tH=36，tB=28；冬季外气温度tH=-20，车内温度tB=20。参照铁道空气参数标准确定车内外空气参数：夏季客室内温度：26夏季车外空气温度：36夏季车外空气相对湿度：60%冬季客室内温度：20冬季车外空气温度：-202.4 YZ25K型硬座客车车体结构参数车体参数 长度 ：25500mm 窗户 :宽度 ：3104mm 大窗 长度：1064mm 高度：1014mm 高度 ：4433mm 小窗 长度：614mm 高度：1014mm 车高H=3.26m（矩形体高h=2.439m），车顶弧长可计算得l=3.65m，人数 ：定员+乘务员：118+1=119人（注：带车长席的硬座在指定位置取消六个定员）25型客车车体钢结构的侧墙外表面为平板无压筋，侧墙板厚为2.5mm的耐候钢（09CuPCrNiB），车体构造速度w=160km/h，供电制式为发电车集中供电，三相四线制AC380V/220V交流电，采暖采用电热取暖，顶端面积Fa=25500*3104=79.2m2侧墙面积Fb=2*25500*4433-（1064*1014*12+614*1014*3）=196.5m2地板面积Fc=25500*3104=79.2m2窗户面积Fd=（1064*1014*12+614*1014*3）*2=29.6 m2,。图2-1 硬座车车体钢结构1- 底架钢结构；2-侧墙钢结构；3-车顶钢结构；4-端墙钢结构；5-风挡；6-一、四位翻版安装；7-一二、三位翻版安装；8-脚蹬组成；9-钩缓装置；10-水箱横梁；11-横梁；12-水箱吊梁第3章 YZ25K型客车空调装置的热负荷计算3.1 夏季车内热负荷车内的热负荷：单位时间内散发到车内的总热能。车内热负荷Q包括太阳辐射能Q1，车体隔热壁的传热量Q2、人体散发的显热Q3和潜热Q4、机电设备散发的热量Q5。 Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5 （3-1） (一)通过车体隔热壁的传热量6 ： Q1通过车体隔热壁的传热量，W； 车体传热系数，按列车速度为160 km/h取2.22 W/m2K； 车体传热面积，m2； T车内外空气温差，K。 Q1=K*F*T （3-2） F=F内*F外 （3-3）表3-1 通过车体隔热壁的传热量W/(m2K）m2W总计W车顶2.2279.152263591581.4577088.065车西侧墙2.2298.227263591962.576车东侧墙2.2298.227263591962.576地板2.2279.152263591581.457Q=7.088KW（二）进入车内的太阳辐射能=（3-4）、车顶、侧墙、地板的传热系数，W/（m2K）； 、车顶、侧墙、地板和车窗的传热面积，m2； 、车顶、侧面、地板的阳光吸收系数，取0.5； 车体外表面换热系数，=9+3.50.66=9+3.51600.66=108 W/（m2K） 、车顶、两侧墙、地板外表面的太阳辐射强度，W/m2。时间6789101112131415161718K2.212.212.212.212.212.212.212.212.212.212.212.212.210.60.60.60.60.60.60.60.60.60.60.60.60.6106106106106106106106106106106106106106J8427248267482792696092682767448227286F79.279.279.279.279.279.279.279.279.279.279.279279.2Q68.3220391550.3674.8755.4783.1755.4674.8550.3390.7219868.3表3-2 通过车顶反射进入车内的太阳辐射能表3-3 通过东侧墙进入车内的太阳辐射能时间6789101112131415161718K2.212.212.212.212.212.212.212.212.212.212.212.212.210.60.60.60.60.60.60.60.60.60.60.60.60.6106106106106106106106106106106106106106J344550635610500334132129118101784918F98.298.298.298.298.298.298.298.298.298.298.298.298.2Q348.3556.5640.3615.1506336.3132.3129.3118.210177.848.517.2表3-4 通过西侧墙进入车内的太阳辐射能时间6789101112131415161718K2.212.212.212.212.212.212.212.212.212.212.212.212.210.60.60.60.60.60.60.60.60.60.60.60.60.6108108108108108108108108108108108108108J174877100117128131333501609634551345F98.298.298.298.298.298.298.298.298.298.298.298.298.2Q17.248.577.8 101118129132336.3506615.1640.3556.5348.3表3-5 通过地面反射进入车内的太阳辐射能时间6789101112131415161718K2.212.212.212.212.212.212.212.212.212.212.212.212.210.60.60.60.60.60.60.60.60.60.60.60.60.6106106106106106106106106106106106106106J20671211682082312402312061681216720F79.279.279.279.279.279.279.279.279.279.279.279.279.2Q17.155.497.7137.6168.5188.8196.2188.8168.5137.697.7 55.4 17.1表3-6 通过西侧窗进入车内的太阳辐射能时间6789101112131415161718D0.40.40.40.40.40.40.40.40.40.40.40.40.40.720.720.720.720.720.720.720.720.720.720.720.720.72J174877100117128131333501609634551345F14.814.814.814.814.814.814.814.814.81514.814.814.814.8Q53.615224331636940441310501581.21922200117391089表3-7 通过东侧窗进入车内的太阳辐射时间6789101112131415161718D0.40.40.40.40.40.40.40.40.40.40.40.40.40.720.720.720.720.720.720.720.720.720.720.720.720.72J344550635608500334130129118101784918F14.814.814.814.814.814.814.814.814.814.814.814.814.8Q108917382001192215811051413404369.3315.6243151.553.6表3- 8 进入车内的太阳能总计时间6789101112131415161718Q1593277134503642341828652071286534182642345027711593Q取最大值，Q=3.64KW（三）通过车窗的传热量: （3-5）FCH车窗的传热面积，取22.5 m2; KCH窗户的传热系数，取KCH=3.0 W/(M2); t车内外空气温差，取35-25=9 。计算得：=29.63.09=0.8KW（四）车内人员散热量： Q4=0.96*n*q （3-6）0.96群集系数； n车内人员数，（118+1=119）； q平均为人散发的热量，（显热69.8W，潜 热46.5W，q=46.5+69.8=116.3 W。计算得：Q4 =0.96X119116.3=13.29KW (五) 机电设备散发的热量Q5车内机电设备散发的热量包括安装在车内的照明灯具散发的热量和电茶炉所发出的热量，表3-1表3-9 客室机电负荷分配表负荷安装处所及输出功率消耗功率线路电压终夜照明通过台顶灯 4215W=120W120WDC110V厕所枕灯 2115W=30W30W客室灯带 12140W=480W480W半夜照明客室灯带 15140+2815=1020W1020W应急照明洗脸室枕灯 1215=30W30W一位走廊 215=30W30W客室灯带 3140=120W120W乘务员室 215=30W30W电茶炉茶炉室 4.5KW4.5KW合计Q56.36KW车内热负荷Q=4.14+6.8+13.2+6.36=30.5 KW车内总冷负荷：， Q =7088.065+3641.524+802.65+13286.112+305 =25.12KW3.2 冬季车内热负荷车内冷负荷QL包括由于冬季车内外温差通过隔热壁和窗户的传热量、车内人员散发的热量及机电设备散发的热量1）通过车体隔热壁损失的热量 (3-7) K车体隔热壁传热系数，w/（m2k）；F传热面积，m2； tAB车体隔热壁传热温差，。表3-10 冬季通过车体隔热壁的热量损失名称KFtAtBtABQ车顶2.2179.220-1434 5972东墙2.2198.220-14347414西墙2.211.3.320-14347414地板2.2179.220-143459721=27KW2）加热送入车内新鲜空气消耗热量 (3-6)W室外空气密度，kg/m3； Cp室外空气比热容，kJ/（kgK）； Gw- 送入车内的新风量，m3/h;(Gw由单位m3/h;换算为m3/s)2=1.351.00965634=30.4KW3）旅客的散热量 3=0.9687119=9.94KW（车内机电设备散热量忽略不计）=1+23=47.5KW3.3 车内湿负荷客车内的湿负荷主要是由旅客散发的。旅客散湿量按下式计算：W=Cng (3-8) g-每名旅客单位时间散发的水汽量（kg/s），取g=18.610-6kg/s 。湿负荷：W=0.9611918.610-6=0.0021 kg/s3.4 客车送风状态及送风量的确定（一）送风状态及送风量的确定客车空调装置的送风量：一个小时进车内的空气通风系统。考虑到经济和舒适的空调和健康需求,汽车内的空气是循环的一部分,汽车内的空气和新鲜的空气,送风量和空气供应来确定热量和水分平衡的条件。1）确定出风空气参数空气冷却器出口的空气温度tn、含湿量dn、焓hn分别为tn=tB-t (3-9)dn=0.622npsB-nps (kg/kg干空气） (3-10)hn=1.01tn+2501+1.85tndn (kJ/kg干空气） (3-11) t-送风温差，取58，取8； n-空气的相对湿度，取90%； B-大气压力，Pa，取0.1MPa； ps-在温度tn时的饱和水蒸气分压力，Pa取ps=2026.6Pa。，。 tn=26-8=18。dn=0.6220.92026.6100000-0.92026.6=0.01176 kg/kg hn=1.0118+2501+1.85180.01176=47.98 kJ/kg2）送入车内空气量G=QxCPt (3-12) Qx-车内总显热量，包括太阳辐射热、车体隔热壁传热量、人体散发的显热量和机电设备散发的热量，Qx=25.1KW； CP-湿空气的定压比热，取1.026kJ/(kg）； G=25.11.0268=3.07 kg/s3）车内空气参数车内空气的含湿量dB、焓hB：dB=dn+WG (3-13)hn=1.01tB+2501+1.85tBdB (3-14)湿负荷W=0.0021kg/s，车内空气温度tB=26，dB=0.01176+0.00213.07=0.012444 kg/kg hn=1.0126+2501+1.85260.012444=57.97kJ/kg空气的密度空=1.15kg/m3， 相对湿度 B=BdBps(dB+0.622) (3-15)室内温度为26，ps=3360Pa，B=1000000.0124443360（0.012444+0.622）100%=58.4%符合空调设计要求。（二）新风量的确定以确定二氧化碳的含量不超过规定的标准，来满足卫生需要的新鲜空气量,为乘客呼吸氧气逐渐减少,过多的二氧化碳会使乘客感到气闷,疲劳,影响健康。因此,客车空调装置必须提供一定量的新鲜空气。Gw=nV1V3-V2 (3-16) V1-每人每小时排出的二氧化碳量，取0.02m3/（h人）； V2-车外新鲜空气中二氧化碳的体积含量，0.00030.0004，取0.00035； V3-车内允许的二氧化碳体积含量，0.0010.0015，取0.0013。 Gw=1190.020.0013-0.00035=2481.21m3/h（四）冷却器进口处的混合空气参数车外空气的温度tH=36；相对湿度为H=60%，取 ps=5621.7Pa；车外空气的含湿量dH，焓值hHdH=0.6220.65621.7100000-0.65621.7=0.02171 kg/kghH=1.0136+2501+1.85360.02171=92kJ/kg混合空气的温度tc，含湿量dc，焓值hctc=tB+GxGtH-tB (3-17)dc=dB+GxGdH-dB (3-18)hc=hB+GxGhH-hB (3-19)tc=28.6，dc=0.0148kg/kg，hc=66.73kJ/kg（三）空调装置制冷量的确定制冷装置所需制冷量：为了保证车内温度的稳定，在单位时间内其制冷系统需向车内供给的冷量客车空调装置制冷系统必要的制冷量：Q0=Ghc-hn=3.0766.73-47.98=57.56 KW第4章 制冷装置的工作原理4.1 蒸汽压缩式制冷的工作原理蒸汽压缩制冷最终就是达到液体冷却热的效果。4.1.1单级蒸汽压缩式制冷系统的组成图4-1单级蒸汽压缩式制冷系统，由蒸发器，压缩机，冷凝器，节流装置组成，用管道连接成一个封闭的循环系统。图4-1 蒸汽压缩式制冷工作原理图1）蒸发器蒸发器是一组或几组线圈。低温液体制冷剂流入蒸发器线圈,通过墙吸收加热盘管周围介质沸腾蒸发,减少线圈周围介质温度或保持在较低的温度条件,从而达到制冷的目的。2）压缩机压缩机的作用:制冷剂蒸汽压缩机压缩后,温度将会上升。因此,相对于蒸发器,冷凝器制冷剂的压缩机通过高温高压蒸汽。3）冷凝器冷凝器是浓缩液体制冷剂火灾和气体对环境的热交换器。随冷凝压力的增加和温度。方便的从经济的角度来看,制冷剂蒸汽凝结的空气或水在室温下冷却介质。使用空气冷却式冷凝器的流动称为空气冷却式冷凝器;用流动的水来冷却冷凝器称为水冷式冷凝器。 4）节流装置因为使用空气或常温水冷凝器制冷剂冷凝,仍高于蒸发温度、冷凝温度高于蒸发冷凝压力的压力。所以在进入蒸发器之前必须使其降温降压。4.1.2单级蒸汽压缩式制冷系统的工作原理低温，低压液体制冷剂在蒸发器吸收空间冷却和蒸发热的低温和低压蒸汽压缩机。制冷剂压缩机的消费必须压缩成机械功的蒸汽压力和高温蒸汽进入冷凝器。高温高压的制冷剂蒸汽冷凝器的环境介质(空气或水)冷却,制冷剂蒸汽凝结加热成液体，做到循环回路。4.2 蒸汽压缩式制冷的实际循环热力学计算蒸汽压缩式制冷，理论循环过程，压焓图，图4-2图4-2 单级蒸汽压缩式制冷的理论循环1-2等熵过程；2-3-4等压冷却过程；4-5节流过程；5-1蒸发吸热过程。实际周期和周期理论不同的制冷剂流经管道,蒸发器，冷凝器，各种阀,通过压缩机内部会产生阻力压降;压缩机压缩过程中蒸汽等熵绝热压缩过程。图4-3蒸汽压缩式制冷机的实际循环。图4-3 蒸汽压缩式制冷的实际循环1234理论循环；112s2s3341实际循环； 41蒸发和压降过程；11加热和压降过程；12s多方压缩过程；2s2s压降过程；2s3冷却、冷凝，压降过程；33降温、降压过程； 34节流过程。蒸汽压缩机器通过所有的管道和制冷循环阻力压降。一般来说,对后者的影响,尤其是适当限制的设计高低压管路阻力压降,和结构的蒸发器、冷凝器、等,尽可能减少流动阻力损失在计算实际蒸汽压缩循环这一因素考虑在内。因为真正的复杂性,很难直接使用热分析理论模型,简化了实际的周期简化图图4-4图4-4 简化的单级蒸汽压缩式制冷实际循环压焓图图4-46-1等压蒸发过程；1-1过热过程；1-2多方压缩过程；1-2等熵压缩过程；2-3-4冷却、冷凝的过程；4-5过冷过程；5-6等焓节流过程。进行实际循环的热力学计算的目的是计算实际循环热力学计算制冷剂循环性能指标,包括单位质量制冷能力,单位容积制冷量的工作单元理论,冷凝热负荷和制冷系数等。4.2.1确定工作参数1）蒸发温度tete=tn-810=18-10=8 （4-1）2）冷凝温度tctc=tH+1315=36+14=50 （4-2）3)过冷温度tg，过热温度trtg取35，取tg=5；tr37，取tr=7。tg=tc-tg=50-5=45 （4-3）tr=te+tr=8+7=15 （4-4）4）输气系数输气系数实际输气量与理论输气量的比值=vplt （4-5） （1）余隙系数： V=1-C(pk-P0)m-1 （4-6）C相对余隙容积，取4%； m等端点多变膨胀指数，取1； p0吸气压力，取1.7 MPa； pk排气压力，取0.65 MPa。 =0.94 (4-7) （2）节流系数： =1-P0(1+C)/P1P0/ P1压缩比，取0.07 ;=0.92 （3）预热系数=(t1+273)/atk+273+bt1-t0 （4-8） 吸气温度，取20 ； a、b系数，a取1.07，b取0.4。 =0.85（4）气密系数 气密系数同时受压缩机的构造，加工质量，部件磨损程度共同影响，并且和排气压力和吸气压力成正比，取l=0.96。=0.960.940.920.85=0.715）指示效率i i=k/m （4-9） i指示效率，k绝热效率，0.6-0.7m机械效率，0.75-0.9 i,0.7-0.9，取i=0.8。4.2.2计算循环的热力学性能指标图4-4压焓图，各点参数表4-1表4-1 各点参数值T/P/MpaH/(kJ/kg)/(m3/kg)180.65406204140.038275440 2451.7418451.72544401.72465160.65250 单位质量制冷量：q0=h1-h5=160 kJ/kg （4-10）单位理论功： w0=h2-h1=26 kJ/kg （4-11）指示比功： wi=w0i=32.5 kJ/kg （4-12）wi=h2-h1， h2=wi+h1=438.5 kJ/kg （4-13）单位容积制冷量： qv=q0v1=4210.5 kJ/m3 （4-14）制冷剂循环质量流量：G=Q0q0=98.2*10-3kg/s （4-15）实际输气量：qvs=Gv1=3.7*10-3 m3/s （4-16）压缩机理论输气量：qvh=qvs=5.2*10-3m3/s （4-17）压缩机理论功率P0=Gw0=2.55 kW （4-18）压缩机指示功率Pi=P0i=3.05kW （4-19）压缩机轴功率 Pe = Pm + Pi （4-20）Pm摩擦功率，Pm=0.65qvh/36.72=0.14 kW Pe =3.05+0.14=3.19 kW电功率 Pel = Pe/mo （4-21） mo机械效率，取0.85 Pel=3.19/0.85=3.75 kW实际制冷系数 i=q0w0=6.15 冷凝器单位热负荷qk=h2-h5=168 kJ/kg （4-22）冷凝器热负荷 Qk=Gqk=16.5 kW （4-23）循环效率=ic=itc-tete+273=0.92 （4-24）第5章 铁路空调客车制冷设备的选型5.1 压缩机的选型制冷压缩机是蒸汽压缩制冷装置的重要组成部分,它是制冷系统制冷剂循环,制冷剂蒸汽压缩和传输的作用。铁路车辆制冷装置的能力属于中小范围,所以几乎是采用活塞式制冷压缩机。有许多类型的活塞式压缩机的结构,根据不同组合的压缩机和电动机,分为开放、半封闭、关闭三个。由于关闭压缩机,将关闭压缩机和电机外壳,结构紧凑、体积小、重量轻、密封好,噪音低,和关闭压缩机工作时,发动机在低温下,制冷剂完全有冷却,因此广泛应用于乘用车单位空调机组。5.1.1 活塞式制冷压缩机的工作原理（1）基本构成图5-2，主要包括以下几部分： 机体组件 由机体和各种盖板组成；工作空间由气缸、活塞和吸、排气阀片等构成可变容积；传动机构由曲轴、连杆等构成；润滑和密封设施由油泵、轴封等构成（2）工作原理压缩机电机输入功率,电动机的轴来驱动压缩机、曲轴通过连杆曲轴传动缸活塞往复运动,与此同时,油缸的顶部吸排气阀和交付，并完成每一个循环。（3）理论循环工作过程压缩机在理想工作过程中每完成一个工作循环，要经历吸气，压缩，排气三个过程。图5-3， 4-1吸气过程；1-2绝热压缩过程；2-3排气过程。 实际循环工作过程图5-434膨胀工程；41吸气过程；12压缩过程；23排气过程。5.1.2 压缩机选型选JH514YZ型的压缩机，主要技术参数：气缸直径：D=44.45mm；活塞行程：S=24mm；气缸数：Z=3个；转速：N=2880r/min；电动机功率：P=3.75kW。图5-1 制冷压缩机分类和结构示意图图5-2 压缩机的基本构成及实际工作过程图（a）压缩；（b）排气；（c）膨胀；（d）吸气1排气阀片；2吸气阀片；3气缸；4活塞；5连杆；6曲轴。图5-3 活塞式制冷压缩机理想工作过程P-V图图5-4 活塞式制冷压缩机实际工作过程的p-V图 5.1.3 压缩机结构图5-5 JH514YZ型压缩机的结构，主要由机壳、机体、电动机、曲轴、连杆、活塞、气缸、气阀以及排气消音器等组成。图5-5 JH514YZ压缩机结构图1-电动机壳；2-吊具；3-端子箱；4-上弹簧；5-定子线圈；6-转子；7-吸气管；8-排气消音器；9-下壳体；10-曲轴；11-曲轴箱；12-下弹簧；13-下轴承；14-支承架；15-活塞连杆；16-气缸盖；17-高压室；18-横弹簧；19-上壳体；20-排气管。工作过程：氟里昂压缩机、低压蒸汽吸入管底盘,并充满了整个套管,使电动机冷却。然后在人体吸入通道电机定子腔体内。在现场检查活塞下行时,低压蒸汽通过吸气孔打开吸入阀板进入汽缸。压缩的高压蒸汽阀高压室,然后通过汽缸盖连接管消声器排气消声器,然后通过压缩机排气消声器排气管道。排气消声器消声效果不仅和高压气体压力均匀稳定。5.1.4 压缩机制冷性能校核该压缩机理论输气量Vh=D24SNZ60=0.00536m3/s14qvh=0.004375 m3/s （5-1）符合要求。该压缩机电机功率 P=3.75kW14Pd=3.665kW （5-2） 符合要求。5.2 蒸发器的选型蒸发器换热设备的主要机器。蒸发器制冷剂液体在低温蒸汽蒸发和使用制冷剂气化潜热冷却介质吸收的热量,而是通过冷却介质的温度。5.2.1 蒸发器结构蒸发器的种类（按冷却介质区分）：冷却液体的蒸发器，冷却空气的蒸发器。冷却液体的蒸发器：壳管卧式蒸发器、干式蒸发器和沉浸式蒸发器；。冷却空气的蒸发器：冷却排管和直接蒸发式空气冷却器。图5-6 直接蒸发式空气冷却器及其安装位置示意图（a）横向垂直；（b）水平；（c）倾斜。1-膨胀阀；2-分液器；3-分液管；4-汇集管；4-回气管；6-感温包。图5-6蒸发器外形：膨胀阀1用于对高压液体节流。分液器2因为制冷剂分配到各通路是否均匀对蒸发器的冷却效果影响很大。分液管3使各路的供液量均匀。分液管应垂直安装，保证蒸发器中各分路的负荷相同，保证蒸发器的最高利用效率。5.2.2 蒸发器的选择计算（1）发器进出口处空气的状态参数蒸发器进口空气状态t1g=27 ，i1g=52 kJ/kgd1g=11.1 g/kg，1g=50%蒸发去出口空气状态：T2g =16，i2g=41kJ/kgd2g=10g/kg，2g=95%蒸发温度：t0=85.2.3通风量的确定根据热平衡 G=Qi/(hb-hn) (kg/h) （5-3） Qi =Q1+Q2+Q3+Q4+Q5 （5-4） G -通风量，kg/h; Qi-车内多余热量； Q1-由于室外温差通过隔热壁传入的热量，kJ/h； Q2-由于太阳辐射传入室内的热量，kJ/h；Q3和Q4-旅客散发的，显热，潜热，kJ/h； Q5-机电设备散发的热量，kJ/h；根据湿平衡 G=W/(db-dn) (kg/h ) （5-5） W-室内总的散湿量，kg/h； db