地铁车辆空调自动化控制

1、 项目六、空调装置的自动化控制项目六、空调装置的自动化控制( (一一) ) 模块九、模块九、空气调节系统空气调节系统 六、空调装置的自动化控制六、空调装置的自动化控制( (一一) ) 城轨车辆空调装置以城轨车辆空调装置以自动控制为主自动控制为主，在自，在自动控制部分发生故障时，采用手动调节装置。动控制部分发生故障时，采用手动调节装置。 城轨车辆空调系统的城轨车辆空调系统的自动化自动化包括：包括： 1、制冷剂供液量的自动调节、制冷剂供液量的自动调节 2、压缩机制冷量的自动调节、压缩机制冷量的自动调节 3、被冷却对象温度工况的自动控制、被冷却对象温度工况的自动控制 4、自动保护装置、自动保护装置

2、( (一一) )制冷剂供液量的自动调节制冷剂供液量的自动调节 ( (一一) )热力膨胀阀热力膨胀阀 在制冷系统中，能够按一定需要向蒸发器中供在制冷系统中，能够按一定需要向蒸发器中供应液体制冷剂的设备，总称为应液体制冷剂的设备，总称为流量控制设备流量控制设备。 自动调节流量的设备很多，对自动调节流量的设备很多，对蒸发器供液量蒸发器供液量的的自动调节通常用自动调节通常用热力膨胀阀热力膨胀阀。 热力膨胀阀也称自动膨胀阀热力膨胀阀也称自动膨胀阀，它除了利用蒸发器，它除了利用蒸发器出口处出口处制冷剂蒸气的制冷剂蒸气的过热度过热度来调节制冷剂流量外，还来调节制冷剂流量外，还对高压液体制冷剂起对高压液体制冷

3、剂起节流降压节流降压作用，使制冷剂一出阀作用，使制冷剂一出阀孔就沸腾膨胀为孔就沸腾膨胀为湿蒸气湿蒸气，故也称，故也称节流阀节流阀。 ( (一一) )制冷剂供液量的自动调节制冷剂供液量的自动调节 1、内平衡式热、内平衡式热力膨胀阀力膨胀阀 热力膨胀阀按热力膨胀阀按平衡方式平衡方式的不同，的不同，可分为可分为内平衡式内平衡式和和外平衡式外平衡式两种。两种。 热力膨胀阀热力膨胀阀 ( (一一) )制冷剂供液量的自动调节制冷剂供液量的自动调节 内平衡式热力膨内平衡式热力膨胀阀胀阀的结构，它是由的结构，它是由感温包感温包、毛细管毛细管、膜膜片片、顶杆顶杆、阀座阀座、阀阀针针及及调节机构调节机构等组成。等

4、组成。 膨胀阀膨胀阀接在蒸发接在蒸发器的器的进口管进口管上。上。 热力膨胀阀结构热力膨胀阀结构 ( (一一) )制冷剂供液量的自动调节制冷剂供液量的自动调节 感温包感受制冷剂离开蒸发器时的温感温包感受制冷剂离开蒸发器时的温度，与其温度相对应的饱和压力度，与其温度相对应的饱和压力P1经毛细经毛细管传至膨胀阀上部的膜片上，使膜片有一管传至膨胀阀上部的膜片上，使膜片有一向下的推力向下的推力 F1P1A ，（，（A为膜片受压为膜片受压面积），作用方向使阀门向面积），作用方向使阀门向开启方向移动开启方向移动，膜片膜片下面下面所承受的力有所承受的力有两个两个：一是经过阀：一是经过阀门节流后门节流后制冷剂的

5、压力制冷剂的压力F0P0A；另一；另一个是个是弹簧力弹簧力F2。这两个力的作用方向是使。这两个力的作用方向是使阀门朝阀门朝关闭方向移动关闭方向移动，这些力应当平衡，这些力应当平衡，即即F1F0F2，此时，此时膜片不动膜片不动，阀针孔，阀针孔的的开启度不变开启度不变。 内平衡热力膨胀阀内平衡热力膨胀阀 膨胀阀的工作原理膨胀阀的工作原理: :利用利用F1力的变化来改变针孔的开启度，力的变化来改变针孔的开启度，从而改变制冷剂的流量，实现自动调节。从而改变制冷剂的流量，实现自动调节。 当蒸发器的当蒸发器的供液量较少供液量较少时，蒸发器出口蒸气的时，蒸发器出口蒸气的过热度增大过热度增大，使感温包中蒸气温

6、度升高，使感温包中蒸气温度升高，压力增大压力增大，F1 F0F2，迫使膜片向，迫使膜片向下弯曲，通过顶杆，使弹簧压缩，因而下弯曲，通过顶杆，使弹簧压缩，因而阀孔开大阀孔开大，供液量增加供液量增加；反之反之供液量较多供液量较多时，出口蒸气时，出口蒸气过热度减小过热度减小，感温系统中的，感温系统中的压力降压力降低低，F1 F0F2，针阀受弹簧的压力而自动将，针阀受弹簧的压力而自动将阀孔关小阀孔关小，供液量供液量减少减少。热力膨胀阀对于蒸发器的负荷的变动，是通过感温包和蒸。热力膨胀阀对于蒸发器的负荷的变动，是通过感温包和蒸发器内的压力，不断地传递给预先调好的弹簧上，根据给定的发器内的压力，不断地传递

7、给预先调好的弹簧上，根据给定的过过热度热度来来调节制冷剂调节制冷剂的的流量流量，最大限度的发挥蒸发器的能力。，最大限度的发挥蒸发器的能力。 ( (一一) )制冷剂供液量的自动调节制冷剂供液量的自动调节 2、外平衡式热力膨胀阀、外平衡式热力膨胀阀 当当蒸发器盘管较长蒸发器盘管较长，制冷剂在，制冷剂在盘管中流动阻力引起的盘管中流动阻力引起的压力降较大压力降较大时，蒸发器的进口和出口将有较大时，蒸发器的进口和出口将有较大的的压力差压力差，如仍采用，如仍采用内平衡式膨胀内平衡式膨胀阀阀，将增加阀门的，将增加阀门的关闭过热度关闭过热度，导，导致热力膨胀阀致热力膨胀阀供液量不足供液量不足，就应采，就应采用

8、用外平衡式热力膨胀阀外平衡式热力膨胀阀。 ( (一一) )制冷剂供液量的自动调节制冷剂供液量的自动调节 外平衡式热力膨胀阀外平衡式热力膨胀阀的结构与内平衡式基本相同，只是它的膜片下方不与的结构与内平衡式基本相同，只是它的膜片下方不与供入蒸发器的制冷剂接触，而是设有一个供入蒸发器的制冷剂接触，而是设有一个空腔空腔，用平衡管与蒸发器出口连接。，用平衡管与蒸发器出口连接。所以所以膜片下面膜片下面承受的压力不是节流后蒸发承受的压力不是节流后蒸发进口的压力进口的压力P0，而是，而是出口压力出口压力P01，其调节特性就不受盘管中由于流动阻力所引起的其调节特性就不受盘管中由于流动阻力所引起的压力差压力差的影

9、响。所以在的影响。所以在蒸发器蒸发器冷却盘管较长冷却盘管较长，阻力损失较大阻力损失较大，应采用，应采用外平衡式热力膨胀阀外平衡式热力膨胀阀。外平衡热力膨胀阀外平衡热力膨胀阀 车辆空调装置经常应用的车辆空调装置经常应用的制冷量调节方法制冷量调节方法有有压缩压缩机启停控制机启停控制，压缩机运行台数控制压缩机运行台数控制及及采用变频调速采用变频调速几几种方式。种方式。 1、压缩机启停控制、压缩机启停控制 压缩机启停控制压缩机启停控制是最简单的是最简单的制冷量调节方法制冷量调节方法，用，用低压继电器低压继电器直接控制压缩机的直接控制压缩机的启停启停，这种调节方法适，这种调节方法适用于热负荷变化不太剧烈

10、的场合。如果热负荷变化过用于热负荷变化不太剧烈的场合。如果热负荷变化过大、过频，会造成压缩机频繁启动，电机过热和运动大、过频，会造成压缩机频繁启动，电机过热和运动件过度磨损，引起温度的较大波动。件过度磨损，引起温度的较大波动。 ( (二二) )压缩机制冷量的自动调节压缩机制冷量的自动调节 2、压缩机运行台数控制压缩机运行台数控制 在单元式空调装置中，如果有两套空调机组，共在单元式空调装置中，如果有两套空调机组，共有四台压缩机，可以根据热负荷的变化，有四台压缩机，可以根据热负荷的变化，改变改变投入运投入运行压缩机的行压缩机的台数台数来实现来实现制冷量的调节制冷量的调节。 3、变频调速控制、变频调

11、速控制 压缩机的压缩机的制冷能力制冷能力与其与其转速转速成比例，可以通过改成比例，可以通过改变转速实现制冷量的调节。变转速实现制冷量的调节。变频调速变频调速是采用变频器改是采用变频器改变电机的变电机的输入电压输入电压，使，使转速平滑改变转速平滑改变，是一种最方便，是一种最方便和理想的和理想的变速能量调节方式变速能量调节方式，随着电子工业的发展，随着电子工业的发展，制冷及空调装置中已大量采用。制冷及空调装置中已大量采用。 ( (二二) )压缩机制冷量的自动调节压缩机制冷量的自动调节 热力膨胀阀只能控制制冷剂的流量而不能保持蒸热力膨胀阀只能控制制冷剂的流量而不能保持蒸发温度和蒸发压力一定。要控制客室内的温度，就必发温度和蒸发压力一定。要控制客室内的温