车辆制冷与空调第八章1客车空调系统ppt课件.ppt

第八章 车辆空调系统,空气调节的定义,空气调节就是把经过一定处理之后的空气，以一定方式送入室内，使室内空气的温度、湿度、洁净度和气流速度控制在适当范围内，也就是说，空气调节是调节和控制空气品质的一门技术。,空调的分类（按用途来分）： 为人们创造舒适的生活环境的舒适空调 为生产技术创造必需的环境条件的精密空调 (亦称恒温恒湿)。 客车空气调节是用于为旅客创造舒适的旅途生活条件属于舒适空调。,第一节 空调系统的组成和结构形式,一、客车空气调节装置的组成,客车空气调节装置主要由： 通风系统、 空气冷却系统、 空气加热系统、 空气加湿系统 自动控制系统等五个基本部分组成。,1、通风系统,通风系统起着空气的滤清、空气的输送及空气的分配等作用。通风机将车外新鲜空气吸入车内与再循环空气混合，并滤清灰尘和杂质后，再送入客室内同时排出客室内多余的污浊空气，以保持客室内空气的洁净度和空气的流动速度。,2、空气冷却系统,空气冷却系统用于处理由通风机吸入的车内外的空气，以保证夏季客室内空气的温度达到指定的范围。 由于空气冷却器的表面温度通常低于空气的露点，因此空气在通过空气冷却器冷却过程的同时也得到了减湿处理，从而保证了夏季客室内空气的相对湿度也在要求的范围之内。,3、空气加热系统,在冬季，空气加热系统对进入车内空气的进行预热，同时对客室内热损失的补偿，从而保证冬季车内空气的温度达到指定的范围。,4、空气加湿系统,在冬季，当空气被加热而温度提高之后，其相对湿度就可能比较低，空调装置必须对空气进行加湿处理。客车一般采用喷雾加湿和电极加湿器对空气进行加湿处理。,5、自动控制系统,自动控制系统包括自动调节和控制各种空气参数的仪表和设备。使得空调装置按照给定的调节方案，控制空调各系统的工作，从而保证车内的空气参数维持在设计的范围内。,二、车辆空气调节装置的结构形式,目前在客车采用的空气调节装置有 分体式 单元式两种形式。,1、分体式空调机组,分体式空调机组是将制冷系统分成两个部分，一部分为空气冷、热处理和输送设备，置于车内端部，并通过通风道、送风器送人车内，一般上送风，下回风，从车端墙新风口引入新风。一部分为压缩冷凝部分，置于车下。,分体式客车空调机组示意图,蒸发器,压缩机,冷凝器,车内风道,通风机,分体式客车空调机组的特点,分体式空气调节装置的压缩冷凝机组安装在车下，故重心较低，而且通风系统设在车顶部，风道容易布置，但对制冷机组的保养、检查必须在车外进行，同时由于制冷设备管路长，容易产生泄漏。,2、单元式空调机组,单元式空调机组是将压缩机、冷凝器、冷凝风机、气液分离器、干燥过滤器、毛细管(或膨胀阀）、通风机、蒸发器和空气预热器等集中安装在一个箱体里组成一个完整的单元。,KLD29单元式空调机组外形图,单元式空调机组结构示意图,车上单元式空调机组安装,空调机组,空调机组,通风道,车下单元式空调机组安装示意,车内送风道,空调机组,回风道,单元式空调机组的特点,单元式空调机组制冷设备管路大为缩短，不但可以节省大量有色金属，还可减少泄漏，且体积小、重量轻，结构紧凑、机组互换性好和检修方便。,3、典型的车辆空调机组的应用,车中央布置的单元式空调机组,多台车上单元式空调机组安装,双层客车的单元式空调机组,单元式空调机组,单元式空调机组,送风道,餐车的单元式空调机组,KLD40PV单元式空调机组结构图,1-冷凝风机2-冷凝器3-减震器4-气液分离器5-压力开关6-制冷压缩机7-蒸发器风机8-电加热器9-蒸发器10-新风调节器11-过滤网12-插头,KLD29单元式空调机组结构图,1-冷凝风机2-冷凝器3-减震器4-气液分离器5-压力开关6-制冷压缩机7-蒸发器风机8-电加热器9-蒸发器10-新风调节器11-过滤网12-插头,地铁车辆用单元式空调机组结构图,Air-handling unit空气处理单元,Compressor/condenser units压缩机/冷凝机单元,HVAC Compact unit drivers cab司机室HVAC单元,Exhaust air unit排风单元,Exhaust air unit排风单元,Control panel with emergency inverter带应急变频器的控制柜,CRH1型动车组空调系统图,CRH2动车组空调系统的布置,换气装置,空调装置,送风道,回风道,CRH5动车组空调装置,1-回风阀门2-蒸发风机3-蒸发器4-加热器5-膨胀阀6-冷凝器7-压缩机8-冷凝风机9-新风阀门,压缩机,冷凝风机,蒸发风机,冷凝器,膨胀阀,蒸发器,CRH5动车组空调系统的布置,空调机组,控制柜,送风道,循环风道,第一节 完,第二节 湿空气的焓湿图,1、湿空气的参数,在空气调节中，常用的湿空气参数有： 压力（包括大气压力、水蒸气饱和分压力） 温度 （干球温度、湿球温度、露点温度） 湿度 （绝对湿度、相对湿度、含湿量） 焓,2、焓湿图简介,在第一章里，我们讨论了和空气调节有关的几个湿空气的主要参数，即温度、相对湿度、含湿量、焓以及水蒸气饱和分压力，并建立了它们和大气压力B之间的关系式。 为了应用方便，在一定大气压力下，上述主要参数之间的关系可以用图线表示出来，这个图线即空气调节工程上常常用到的焓湿图。,湿空气的焓湿图示意,焓湿图是以湿空气的焓为纵坐标，含湿量为横坐标来绘制的。为使图线清晰，将纵坐标与横坐标之间布置成135度的夹角。,h,135度,d, 等 d 线,h,135度,d,d =常数,d 的数值,等 h 线,h,135度,d,h =常数,h 的数值, 等 t 线,h,135度,d,t 的数值,t =常数,t 的数值,等相对湿度线 （等线）,h,135度,d,等相对湿度线是一组向上凸的线,=常数,的数值,水蒸气分压力（Pv）线,h,PV的数值,PV =常数,热湿比（角系数),d,h,表示过程方向与特征角系数：是将热湿比的数值设置在焓湿图半圆形标识上而得名,热湿比计算公式,热湿比（角系数)将焓湿图分成四个象限,象限:,象限:,象限:,象限:,3、湿空气的焓湿图应用,确定湿空气状态 当大气压力量为一定时，H、d、t、四个参数中，只要知道其中任意两个，就可根据焓湿图确定湿空气其余的参数。,确定湿空气露点温度td,h,td,露点温度td是等Pv下的饱和湿空气,d,确定湿空气湿球温度tw,湿球温度tw是绝热（等焓下的）饱和温度,h,tw,d,h =常数,利用干球温度,湿球温度确定湿空气状态,干湿球温度计,t tw td,t = tw= td,tw,d,h =常数,h,湿球温度tw在绝热（等焓）下与干球温度线的交点,湿空气状态点,确定湿空气湿球温度tw,不同状态空气的混合后状态的确定,d1,d2,ma2,ma1,d3,ma3,h3,h1,h2,混合后质量流量,混合前质量流量1,混合前质量流量2,混合过程分析（一般设为绝热混合过程）,混合前后质量平衡,混合前后水蒸气质量平衡,混合前后热量平衡,由水蒸气质量平衡公式可得,由热量公式可得,最后可得：,混合过程在焓湿图上的表示,d,h,1,2,h3,h2,3,ma1,ma2,h1,d1,d2,d3,混合过程的结论,混合后的状态点一点在混合前两种空气状态的连线上。 求混合后空气的状态，只要在图上把参与混合的两种空气状态点联成直线。,混合后的状态点满足杠杆原理 根据其质量按公式来分割该直线，即可找出混合后的状态点3。,第二节 完,第三节 典型的空气处理过程在焓湿图上的表示,在空气调节中，我们对某一状态的空气进行加热、加湿、冷却、除湿后送入车内，处理后的空气的状态由于车内的热量Q和湿量W的影响会发生变化。 需要对空气的状态变化的因素和结果进行分析,在焓湿图上可以用一个点表示湿空气的状态，我们可以用许多状态点连成的线表示湿空气的状态变化过程。 因此，可以焓湿图分析空气的状态变化。,在空气调节中，把某一状态的冷(热）空气送入车内，冷（热）空气吸收（放出）了车内的热（冷）负荷Q和湿负荷W，它的状态就要发生变化。,空气处理示意图,d1,d2,G2,G1,H1,H2,热量处理,湿量处理,Q,W,处理过程的在焓湿图上的表示,焓差,含湿量差,热湿比,处理过程的热湿交换量计算,热交换量湿交换量热湿比,1、空气干加热过程,d1,d2,G1,G1,H1,H2,冷却处理,制冷量,空气干加热过程图,Q,在冬季，经常使用空气预热器（电加热器）加热空气，空气在加热过程中提高了温度但含湿量不变。,空气预热器,干加热处理过程在焓湿图上的表示,H,d,d =常数,t1,t2,H2,H1,2,1,处理过程的热湿交换量计算,热交换量(需要的加热量）湿交换量热湿比,（表示空气得热),2、空气干冷却过程,d1,d2,G1,G1,H1,H2,干冷却处理,制冷量,空气干冷却过程图,Q,在夏季，温度较高的车外空气经过空气冷却器时，空气被冷却，冷却器的表面温度tb高于空气露点温度td ，空气被冷却后的含湿量不变。,空气冷却器,Tb td,干冷却处理过程在焓湿图上的表示,H,d,d =常数,t2,t1,H1,H2,干冷却处理过程的热湿交换量计算,热交换量(需要的制冷量）湿交换量热湿比,（表示空气失去热量被制冷),3、空气湿冷却过程,d1,d2,G1,G1,H1,H2,湿冷却处理,制冷量,空气湿冷却过程图,Q,除湿量,W,在夏季，温度较高的车外空气经过空气冷却器时，空气被冷却，如果冷却器的表面温度tb低于空气露点温度td ，空气被冷却后的温度下降，同时含湿量也下降。,空气冷却器,tbtd,湿冷却处理过程在焓湿图上的表示,H,d,t2,t1,H1,H2,2,1,d2,d1,湿冷却处理过程的热湿交换量计算,热交换量(需要的制冷量）湿交换量（产生的除湿量）热湿比,（表示空气失去热量被制冷),（表示空气失去湿量被除湿),4、空气加湿过程,在冬季，当空气被加热后，虽然温度提高了，但相对湿度降低了，如果对车内空气的相对湿度要求必须达到某一定的值时，则需要对空气进行加湿处理。方法有两种： 方法一 在空气中加热水蒸气 方法二 在空气中喷入水雾,在空气中加水蒸气的加湿过程,d1,d2,G1,G1,H1,H2,加湿量,蒸汽加湿过程图,W,直接加蒸汽,蒸汽发生器,可以证明：蒸汽加湿过程为（等温过程）,t1,t1,蒸汽加湿过程的热湿交换量计算,热交换量(加热蒸汽的热量）湿交换量热湿比,（表示空气得到热量被加热),（表示空气得到湿量被加湿),蒸汽加湿过程（等温过程）在焓湿图上的表示,H,d,t =常数,1,t1,H1,H2,2,1,2,d2,d1,在空气中喷入水雾的加湿过程,d1,d2,G1,G1,H1,H1,加湿量,空气干加热过程图,W,喷嘴直接加水雾,高压水发生器,可以证明：喷雾加湿过程为（等焓过程）,t2,t1,喷雾加湿过程的热湿交换量计算,热交换量湿交换量热湿比,（表示空气没有得到热量),（表示空气得到湿量被加湿),蒸汽加湿过程（等温过程）在焓湿图上的表示,H,d,t =常数,1,t1,H1,H2,2,1,2,d2,d1,第八章 完,