第七章鐵道車輛制冷系統(tǒng)

1、一、分類一、分類客車空氣調(diào)節(jié)裝置的制冷系統(tǒng)客車空氣調(diào)節(jié)裝置的制冷系統(tǒng)機械冷藏車制冷系統(tǒng)機械冷藏車制冷系統(tǒng)按制冷劑冷卻車內(nèi)空氣的方式不同分：按制冷劑冷卻車內(nèi)空氣的方式不同分：間接冷卻式：間接冷卻式：增設(shè)中間冷媒系統(tǒng)增設(shè)中間冷媒系統(tǒng)直接冷卻式：直接冷卻式：獨立設(shè)置獨立設(shè)置二、特點二、特點1、直冷式：換熱效率高，降溫速度快，設(shè)備較簡單、緊湊，、直冷式：換熱效率高，降溫速度快，設(shè)備較簡單、緊湊，管理方便，易于實現(xiàn)操作和運轉(zhuǎn)自動化。管理方便，易于實現(xiàn)操作和運轉(zhuǎn)自動化。2、間冷式：制冷量損失大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜；技術(shù)經(jīng)濟性差。不宜、間冷式：制冷量損失大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜；技術(shù)經(jīng)濟性差。不宜發(fā)發(fā) 展。展。 用于多節(jié)式冷藏車

2、。用于多節(jié)式冷藏車。三、客車空調(diào)裝置的制冷系統(tǒng)三、客車空調(diào)裝置的制冷系統(tǒng) 1 1、集中式、集中式2 2、單元式、單元式特點：特點：（結(jié)構(gòu)（結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性緊湊、可靠性高、維護檢修高、維護檢修工作量小）工作量?。㎏LD40型客車空調(diào)機組制冷圖型客車空調(diào)機組制冷圖1.通風(fēng)機；通風(fēng)機； 2.氣液分離器；氣液分離器； 3.低壓開關(guān)；低壓開關(guān)； 4.壓縮機；壓縮機； 5.高壓開關(guān)；高壓開關(guān)； 6.蒸發(fā)器；蒸發(fā)器； 7.電加熱器；電加熱器； 8.毛細管；毛細管； 9.干燥過濾器；干燥過濾器； 10.冷凝器；冷凝器； 11.冷凝風(fēng)機。冷凝風(fēng)機。四、車頂單元式空調(diào)器簡介四、車頂單元式空調(diào)器簡介1.1.單元式空

3、調(diào)機組的結(jié)構(gòu)形式和適用車輛單元式空調(diào)機組的結(jié)構(gòu)形式和適用車輛 車頂單元式空調(diào)機組是將機械制冷部分壓縮機、冷凝器、干車頂單元式空調(diào)機組是將機械制冷部分壓縮機、冷凝器、干燥過濾器、毛細管燥過濾器、毛細管(或膨脹閥或膨脹閥)、蒸發(fā)器、氣液分離器、冷凝風(fēng)機、蒸發(fā)器、氣液分離器、冷凝風(fēng)機、蒸發(fā)風(fēng)機和空氣預(yù)熱器等集中裝在一個箱體內(nèi)，組成一個單元，蒸發(fā)風(fēng)機和空氣預(yù)熱器等集中裝在一個箱體內(nèi)，組成一個單元，可方便地安裝在車頂部可方便地安裝在車頂部。 目前，我國鐵路客車用空調(diào)器的主要型式是車頂單元式。該目前，我國鐵路客車用空調(diào)器的主要型式是車頂單元式。該型空調(diào)器自型空調(diào)器自1980年從日本引進，仿制改進，至今已經(jīng)

4、運用年從日本引進，仿制改進，至今已經(jīng)運用30年，年，通過不斷地改進完善，現(xiàn)在已經(jīng)形成標準化，系列化。通過不斷地改進完善，現(xiàn)在已經(jīng)形成標準化，系列化。 單元式空調(diào)機組各零配件組裝在一個不銹鋼板制成的箱體內(nèi)，單元式空調(diào)機組各零配件組裝在一個不銹鋼板制成的箱體內(nèi)，加蓋板后形成一個整體。加蓋板后形成一個整體。 空調(diào)機組的主要部件空調(diào)機組的主要部件 全封閉制冷壓縮機全封閉制冷壓縮機2臺臺 冷凝器冷凝器2臺臺(KLDY40 型為型為4 臺臺) 毛細管毛細管2組組 蒸發(fā)器蒸發(fā)器1臺臺(KLDY40 型為型為2臺臺) 氣液分離器氣液分離器2臺臺 干燥過濾器干燥過濾器2個個 電加熱器電加熱器1臺臺(KLDY40

5、型為型為2臺臺) 離心風(fēng)機離心風(fēng)機1臺臺 軸流式風(fēng)機軸流式風(fēng)機1臺臺(KLD40、KLDY40型為型為2臺臺)等等 平底側(cè)出風(fēng)口型，代號為平底側(cè)出風(fēng)口型，代號為“”； 圓底下出風(fēng)型，代號為圓底下出風(fēng)型，代號為“Y”； 平底風(fēng)口型，代號為平底風(fēng)口型，代號為“P”。 平底側(cè)出風(fēng)型空調(diào)器安裝于客車車頂端部，新造客車安裝的平底側(cè)出風(fēng)型空調(diào)器安裝于客車車頂端部，新造客車安裝的絕大部分都是這種型式。絕大部分都是這種型式。 空調(diào)器的結(jié)構(gòu)型式主要有三種：空調(diào)器的結(jié)構(gòu)型式主要有三種： 箱體分為室內(nèi)側(cè)和室外側(cè)兩部分。壓縮機、離心風(fēng)機、電加箱體分為室內(nèi)側(cè)和室外側(cè)兩部分。壓縮機、離心風(fēng)機、電加熱器、蒸發(fā)器等安裝在室內(nèi)

6、側(cè)；軸流式風(fēng)機和冷凝器等安裝在室熱器、蒸發(fā)器等安裝在室內(nèi)側(cè)；軸流式風(fēng)機和冷凝器等安裝在室外側(cè)。外側(cè)。 結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，機組互換性好，且檢結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，機組互換性好，且檢查方便。把各制冷部件裝在一個箱內(nèi)，縮短了連接管路，查方便。把各制冷部件裝在一個箱內(nèi)，縮短了連接管路，減少了泄漏；把空調(diào)機組裝在車頂部可避免車輛排放的減少了泄漏；把空調(diào)機組裝在車頂部可避免車輛排放的廢水、臟物對壓縮機、冷凝器的腐蝕，延長機組的使用廢水、臟物對壓縮機、冷凝器的腐蝕，延長機組的使用壽命。但車頂部煙塵污染嚴重，應(yīng)經(jīng)常更換新風(fēng)空氣過壽命。但車頂部煙塵污染嚴重，應(yīng)經(jīng)常更換新風(fēng)空氣過濾網(wǎng)。濾網(wǎng)。單元式空調(diào)

7、機組的主要特點單元式空調(diào)機組的主要特點2. 2. 客車車頂單元式空調(diào)器主要技術(shù)參數(shù)客車車頂單元式空調(diào)器主要技術(shù)參數(shù) 現(xiàn)在運用數(shù)量最多的是制冷量為現(xiàn)在運用數(shù)量最多的是制冷量為29.07KW和和40.7KW的平的平底側(cè)出風(fēng)型空調(diào)器（帶電熱），即底側(cè)出風(fēng)型空調(diào)器（帶電熱），即KLD29，KLD40型系列。型系列。3.3.車頂單元式空調(diào)器的主要部件及其作用車頂單元式空調(diào)器的主要部件及其作用（1 1）制冷壓縮機）制冷壓縮機 制冷壓縮機為全封閉活塞式制冷壓縮機制冷壓縮機為全封閉活塞式制冷壓縮機(少部分為渦旋式少部分為渦旋式)，是將電動機、壓縮機構(gòu)及供油系統(tǒng)組裝在同一個密封的機殼內(nèi)。是將電動機、壓縮機構(gòu)及供

8、油系統(tǒng)組裝在同一個密封的機殼內(nèi)。壓縮機通過橡膠減振器安裝在空調(diào)器箱體內(nèi)。制冷壓縮機的作用壓縮機通過橡膠減振器安裝在空調(diào)器箱體內(nèi)。制冷壓縮機的作用是將來自蒸發(fā)器的低溫、低壓的是將來自蒸發(fā)器的低溫、低壓的R22氣體壓縮成高溫、高壓的氣氣體壓縮成高溫、高壓的氣體，并送往冷凝器。體，并送往冷凝器。 （2 2）室內(nèi)側(cè)通風(fēng)機）室內(nèi)側(cè)通風(fēng)機( (離心風(fēng)機離心風(fēng)機) ) 室內(nèi)側(cè)通風(fēng)機為雙軸直聯(lián)多葉片式離心風(fēng)機。室內(nèi)側(cè)通風(fēng)機室內(nèi)側(cè)通風(fēng)機為雙軸直聯(lián)多葉片式離心風(fēng)機。室內(nèi)側(cè)通風(fēng)機可以強化制冷劑在蒸發(fā)器中的蒸發(fā)過程，并將經(jīng)蒸發(fā)器冷卻降溫可以強化制冷劑在蒸發(fā)器中的蒸發(fā)過程，并將經(jīng)蒸發(fā)器冷卻降溫的空氣或經(jīng)電加熱器加熱升溫

9、的空氣送入車內(nèi)。的空氣或經(jīng)電加熱器加熱升溫的空氣送入車內(nèi)。 （3 3）室外側(cè)通風(fēng)機）室外側(cè)通風(fēng)機( (軸流式風(fēng)機軸流式風(fēng)機) ) 室外側(cè)通風(fēng)機為室外側(cè)通風(fēng)機為直聯(lián)軸流式風(fēng)機直聯(lián)軸流式風(fēng)機，風(fēng)機的葉輪安裝在立式電，風(fēng)機的葉輪安裝在立式電機上，并采取防水結(jié)構(gòu)。室外側(cè)通風(fēng)機用于強化制冷劑在冷凝器機上，并采取防水結(jié)構(gòu)。室外側(cè)通風(fēng)機用于強化制冷劑在冷凝器中的凝結(jié)放熱過程。中的凝結(jié)放熱過程。 （4 4）室內(nèi)換熱器）室內(nèi)換熱器( (蒸發(fā)器蒸發(fā)器) ) 室內(nèi)換熱器即蒸發(fā)器，為室內(nèi)換熱器即蒸發(fā)器，為銅管套鋁肋片銅管套鋁肋片的直接蒸發(fā)式空氣冷的直接蒸發(fā)式空氣冷卻器，一個蒸發(fā)器分用于兩個制冷循環(huán)回路。低溫、低壓的氣

10、液卻器，一個蒸發(fā)器分用于兩個制冷循環(huán)回路。低溫、低壓的氣液混合制冷劑在蒸發(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，混合制冷劑在蒸發(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)器時進行熱交換。這時，空氣的熱量被蒸發(fā)器內(nèi)的制冷通過蒸發(fā)器時進行熱交換。這時，空氣的熱量被蒸發(fā)器內(nèi)的制冷劑吸收，溫度降低。劑吸收，溫度降低。（5 5）室外換熱器）室外換熱器( (冷凝器冷凝器) ) 室外換熱器為風(fēng)冷冷凝器，其結(jié)構(gòu)型式與蒸發(fā)器相同。高溫、室外換熱器為風(fēng)冷冷凝器，其結(jié)構(gòu)型式與蒸發(fā)器相同。高溫、高壓的高壓的R22氣體，通過冷凝器時，在外界空氣的強制冷卻下，變氣體，通過冷凝器時，在外界空氣的強制冷卻下，變成

11、高溫成高溫(約約50)、高壓的制冷劑液體。、高壓的制冷劑液體。 （6 6）電加熱器）電加熱器 作用主要是為了給送入車內(nèi)的新鮮空氣預(yù)熱。電加熱器的結(jié)作用主要是為了給送入車內(nèi)的新鮮空氣預(yù)熱。電加熱器的結(jié)構(gòu)為構(gòu)為不銹鋼框架式結(jié)構(gòu)不銹鋼框架式結(jié)構(gòu)，帶，帶不銹鋼繞片的電熱管不銹鋼繞片的電熱管固定在框架內(nèi)。固定在框架內(nèi)?？蚣苌涎b有溫度繼電器和溫度熔斷器，起到防火保護的作用。電框架上裝有溫度繼電器和溫度熔斷器，起到防火保護的作用。電熱元件采用優(yōu)質(zhì)電熱絲繞成螺旋形，保持在不銹管的中心，其周熱元件采用優(yōu)質(zhì)電熱絲繞成螺旋形，保持在不銹管的中心，其周圍堅固地填滿導(dǎo)熱性能好的絕緣粉末。電熱絲通電后其電能可以圍堅固地填

12、滿導(dǎo)熱性能好的絕緣粉末。電熱絲通電后其電能可以全部轉(zhuǎn)變?yōu)闊?，并迅速地通過管子表面散熱。全部轉(zhuǎn)變?yōu)闊?，并迅速地通過管子表面散熱。 （7 7）毛細管）毛細管( (或膨脹閥或膨脹閥) ) 為一組內(nèi)徑極小的細長銅管，當(dāng)高壓液體制冷劑流經(jīng)這組高為一組內(nèi)徑極小的細長銅管，當(dāng)高壓液體制冷劑流經(jīng)這組高阻力管時，起到節(jié)流、降壓的作用。阻力管時，起到節(jié)流、降壓的作用。（8 8）氣液分離器）氣液分離器 將來自蒸發(fā)器的制冷劑氣體與未蒸發(fā)的液體分離出來，只將來自蒸發(fā)器的制冷劑氣體與未蒸發(fā)的液體分離出來，只將氣體的制冷劑送給壓縮機。將氣體的制冷劑送給壓縮機。（9 9）干燥過濾器）干燥過濾器 將濾網(wǎng)固定在容器內(nèi)，并封入干燥

13、劑，過濾制冷劑中的殘余將濾網(wǎng)固定在容器內(nèi)，并封入干燥劑，過濾制冷劑中的殘余雜質(zhì)，吸取制冷劑中的殘留水分。雜質(zhì)，吸取制冷劑中的殘留水分。（1010）高壓壓力開關(guān)）高壓壓力開關(guān) 當(dāng)制冷系統(tǒng)的壓力異常高時，高壓開關(guān)動作，停止壓縮機當(dāng)制冷系統(tǒng)的壓力異常高時，高壓開關(guān)動作，停止壓縮機的運轉(zhuǎn)，保護制冷系統(tǒng)。高壓開關(guān)的復(fù)位方式是自動復(fù)位。的運轉(zhuǎn)，保護制冷系統(tǒng)。高壓開關(guān)的復(fù)位方式是自動復(fù)位。（1111）低壓壓力開關(guān)）低壓壓力開關(guān) 當(dāng)制冷系統(tǒng)的壓力異常低時，低壓開關(guān)動作，停止壓縮機當(dāng)制冷系統(tǒng)的壓力異常低時，低壓開關(guān)動作，停止壓縮機的運轉(zhuǎn)，保護制冷系統(tǒng)。低壓開關(guān)的復(fù)位方式也是自動復(fù)位。的運轉(zhuǎn)，保護制冷系統(tǒng)。低壓開

14、關(guān)的復(fù)位方式也是自動復(fù)位。（1212）低溫保護器）低溫保護器 在室內(nèi)換熱器吸入的空氣溫度很低時，會引起室內(nèi)換熱器在室內(nèi)換熱器吸入的空氣溫度很低時，會引起室內(nèi)換熱器的表面的表面結(jié)霜結(jié)霜，有可能導(dǎo)致壓縮機損傷。所以，當(dāng)室內(nèi)換熱器吸，有可能導(dǎo)致壓縮機損傷。所以，當(dāng)室內(nèi)換熱器吸入的空氣溫度入的空氣溫度低于低于18時，低溫保護器就會動作，停止壓縮機時，低溫保護器就會動作，停止壓縮機的工作。的工作。（1313）過電流繼電器）過電流繼電器 過電流繼電器用來保護壓縮機。當(dāng)壓縮機電機超負荷或缺相過電流繼電器用來保護壓縮機。當(dāng)壓縮機電機超負荷或缺相運轉(zhuǎn)時，壓縮機的工作電流將超過規(guī)定值，這時，過電流繼電器運轉(zhuǎn)時，壓

15、縮機的工作電流將超過規(guī)定值，這時，過電流繼電器的觸點斷開，使電磁接觸器開路，起到保護壓縮機的作用。的觸點斷開，使電磁接觸器開路，起到保護壓縮機的作用。（1414）電氣控制柜）電氣控制柜 電氣控制柜安裝在車內(nèi)電氣控制柜安裝在車內(nèi)配電室內(nèi)配電室內(nèi)，通過它控制車頂上的空，通過它控制車頂上的空調(diào)器?？刂乒駜?nèi)有種控制開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、接觸器、繼電器、調(diào)器。控制柜內(nèi)有種控制開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、接觸器、繼電器、計時器、溫度調(diào)節(jié)器等組成保護和控制電路，詳細介紹見生產(chǎn)計時器、溫度調(diào)節(jié)器等組成保護和控制電路，詳細介紹見生產(chǎn)廠提供的客車空調(diào)器電氣控制柜使用說明書。廠提供的客車空調(diào)器電氣控制柜使用說明書。4. 4. 單元式

16、空調(diào)機組的工作原理單元式空調(diào)機組的工作原理圖圖 KLD40型客車空調(diào)機組制冷圖型客車空調(diào)機組制冷圖1.通風(fēng)機； 2.氣液分離器； 3.低壓開關(guān)； 4.壓縮機； 5.高壓開關(guān)； 6.蒸發(fā)器； 7.電加熱器； 8.毛細管； 9.干燥過濾器； 10.冷凝器； 11.冷凝風(fēng)機。（1 1）制冷系統(tǒng)的工作過程）制冷系統(tǒng)的工作過程 由壓縮機壓縮成高溫、高壓的由壓縮機壓縮成高溫、高壓的R22蒸汽，進入風(fēng)冷冷凝器，蒸汽，進入風(fēng)冷冷凝器，經(jīng)外界空氣的強制冷卻，冷凝成常溫、高壓的液體，進入毛細管經(jīng)外界空氣的強制冷卻，冷凝成常溫、高壓的液體，進入毛細管節(jié)流降壓，變成低溫、低壓的氣液混合制冷劑，然后進入蒸發(fā)器，節(jié)流降壓

17、，變成低溫、低壓的氣液混合制冷劑，然后進入蒸發(fā)器，吸收流過蒸發(fā)器的空氣的熱量，蒸發(fā)成低溫、低壓的蒸汽，再經(jīng)吸收流過蒸發(fā)器的空氣的熱量，蒸發(fā)成低溫、低壓的蒸汽，再經(jīng)過氣液分離器，被壓縮機吸入，完成一個制冷循環(huán)。壓縮機不斷過氣液分離器，被壓縮機吸入，完成一個制冷循環(huán)。壓縮機不斷工作，達到連續(xù)制冷的效果。工作，達到連續(xù)制冷的效果。 車內(nèi)的空氣通過蒸發(fā)器時，空氣中的水分冷凝成水滴，被引車內(nèi)的空氣通過蒸發(fā)器時，空氣中的水分冷凝成水滴，被引到車外而起除濕作用。到車外而起除濕作用。（2 2）單元式空調(diào)機組的制冷）單元式空調(diào)機組的制冷 車內(nèi)的循環(huán)空氣及由新風(fēng)道引入的新鮮空氣，由機組的通風(fēng)車內(nèi)的循環(huán)空氣及由新風(fēng)

18、道引入的新鮮空氣，由機組的通風(fēng)機吸入，在蒸發(fā)器前混合，通過蒸發(fā)器得到冷卻，并由機組出風(fēng)機吸入，在蒸發(fā)器前混合，通過蒸發(fā)器得到冷卻，并由機組出風(fēng)口送入車頂通風(fēng)道各格柵，向車內(nèi)吹出冷風(fēng)。在制冷系統(tǒng)連續(xù)工口送入車頂通風(fēng)道各格柵，向車內(nèi)吹出冷風(fēng)。在制冷系統(tǒng)連續(xù)工作下使車內(nèi)溫度逐漸降低，并由溫度調(diào)節(jié)器自動調(diào)節(jié)車內(nèi)空氣溫作下使車內(nèi)溫度逐漸降低，并由溫度調(diào)節(jié)器自動調(diào)節(jié)車內(nèi)空氣溫度。機組可在度。機組可在22 28范圍內(nèi)調(diào)節(jié)車內(nèi)空氣溫度范圍內(nèi)調(diào)節(jié)車內(nèi)空氣溫度(車內(nèi)溫度調(diào)節(jié)車內(nèi)溫度調(diào)節(jié)范圍為范圍為24 28)。 冷凝器內(nèi)制冷劑的冷凝，是借助軸流式風(fēng)機從機組上方吸進冷凝器內(nèi)制冷劑的冷凝，是借助軸流式風(fēng)機從機組上方吸進外界環(huán)境空氣，經(jīng)過冷凝器后，向客車兩側(cè)墻壁方向排出。外界環(huán)境空氣，經(jīng)過冷凝器后，向客車兩側(cè)墻壁方向排出。 （3 3）單元式空調(diào)機組的制熱）單元式空調(diào)機組的制熱 由新風(fēng)口引入的新鮮空氣及車內(nèi)循環(huán)空氣，被機組的通風(fēng)機由新風(fēng)口引入的新鮮空氣及車內(nèi)循環(huán)空氣，被機組的通風(fēng)機