車輛制冷與空調(diào)第三章 制冷原理(下)

1、第三章現(xiàn)代鐵路車輛設(shè)備第五節(jié)第五節(jié) 制冷機的工況制冷機的工況第三章現(xiàn)代鐵路車輛設(shè)備 一、溫度條件對制冷機性能的影響 車輛制冷裝置的工作溫度是處于經(jīng)常變化的狀態(tài)。不同的車內(nèi)溫度要求有不同蒸發(fā)溫度，風冷式冷凝器的冷凝溫度決定于環(huán)境溫度，由于地區(qū)和季節(jié)不同，冷凝溫度的變化也很大。 需要研究，隨著蒸發(fā)溫度和冷凝溫度的變化，制冷機的性能有什么變化?第三章現(xiàn)代鐵路車輛設(shè)備制冷循環(huán)的主要參數(shù)1）制冷機的制冷量可表示為：2）制冷機的軸功率可表示為：VhqVQ010010vwVwVGwNeehehe第三章現(xiàn)代鐵路車輛設(shè)備 同一臺制冷機，當壓縮機轉(zhuǎn)速不變時，其理論輸氣量也不變，如果我們忽略輸氣系數(shù)和總效率(絕熱效

2、率)。隨工作溫度的變化，就可以按理論循環(huán)來討論制冷機的制冷量Q0和軸功率Ne與工作溫度變化的關(guān)系。第三章現(xiàn)代鐵路車輛設(shè)備冷凝溫度的變化對制冷循環(huán)的影響示意圖結(jié)果：時ekkNqwqtct0000第三章現(xiàn)代鐵路車輛設(shè)備蒸發(fā)溫度的變化對制冷循環(huán)的影響示意圖ekkNvqwqtct10000ekkNvqwqtct10000結(jié)果：時不確定第三章現(xiàn)代鐵路車輛設(shè)備壓縮機的性能曲線 每一種型號的壓縮機通常都由制造廠通過試驗結(jié)出其性能曲線，表示出在不同冷凝溫度下，制冷量、軸功率與蒸發(fā)溫度的關(guān)系。 實際上，利用這種性能曲線可以很方便地確定不同工作溫度下制冷機的性能。 第三章現(xiàn)代鐵路車輛設(shè)備4FS7B型制冷壓縮機性能

3、曲線第三章現(xiàn)代鐵路車輛設(shè)備二、制冷機的工況 任何一臺制冷機的制冷量、功率等性能指標都是隨著溫度條件而變化的，因此要說明制冷機的容量、功率，必須同時指明制冷機所處的溫度條件。 要比較兩臺制冷機的容量和功率消耗也只有在相同的工況下進行才有意義。 為了便于選用制冷機和進行制冷機各種性能的比較，通常規(guī)定了溫度條件，即所謂制冷機的工況。第三章現(xiàn)代鐵路車輛設(shè)備常見的制冷機工況1）中小型活塞式壓縮機工況 標準工況 空調(diào)工況2）全封閉壓縮機也有使用 高溫工況 低溫工況 冰箱工況 第三章現(xiàn)代鐵路車輛設(shè)備其它特殊工況 根據(jù)制冷機設(shè)計和試驗的需要，我國還規(guī)定了： 最大功率工況； 最大壓差工況。 壓縮機的設(shè)計和制造必

4、須考慮其零部件實際工作時最不利的受力情況，既是壓縮機零部件強度校核的重要計算工況，也是考核壓縮機可靠性的兩個重要試驗工況。 第三章現(xiàn)代鐵路車輛設(shè)備 不同型號的制冷機都以“標準工況”或“空調(diào)工況”的特性作為自己的名義特性，這樣，不同的制冷機就可以在相同工況下直接比較了。 但是制冷機實際運轉(zhuǎn)并不一定按上述工況工作，因為制冷機的實際運轉(zhuǎn)工況是隨它的用途和使用環(huán)境的條件不同而變化的。第三章現(xiàn)代鐵路車輛設(shè)備單級壓縮機制冷工況的溫度條件第三章現(xiàn)代鐵路車輛設(shè)備第五節(jié) 完第三章現(xiàn)代鐵路車輛設(shè)備第六節(jié) 制冷劑 在制冷系統(tǒng)中，被冷卻物體的熱量連續(xù)不斷地轉(zhuǎn)移到環(huán)境介質(zhì)(空氣或水)中去的工作物質(zhì)稱為制冷劑。 所采用的

5、制冷劑的性能會直接影響到制冷裝置能否安全、有效和經(jīng)濟地工作。第三章現(xiàn)代鐵路車輛設(shè)備一、對制冷劑的基本要求1）熱力學方面的要求：制冷劑的蒸發(fā)壓力和冷凝壓力要適中； 制冷劑的臨界溫度要高，以便于用環(huán)境介質(zhì)來冷凝； 凝固溫度要低，以便于獲得較低的蒸發(fā)溫度；制冷劑的單位容積制冷量要大；制冷劑的絕熱指數(shù)要低，對提高效率和改善壓縮機潤滑有利。第三章現(xiàn)代鐵路車輛設(shè)備2）物理化學性質(zhì) 制冷劑的粘度和比重要小，以減少制冷劑在制冷裝置中流動時的阻力。制冷劑導(dǎo)熱系數(shù)與放熱系數(shù)盡量大些，以提高換熱器的傳熱效率，減少傳熱面積。制冷劑應(yīng)有一定的溶水性。第三章現(xiàn)代鐵路車輛設(shè)備制冷劑與潤滑油的互溶性要好制冷劑有良好的電氣絕緣

6、性能。 制冷劑應(yīng)有良好的化學穩(wěn)定性。在制冷劑的工作溫度和工作壓力范圍內(nèi)，應(yīng)不分解、不聚合，無燃燒和爆炸的危險。制冷劑應(yīng)不腐蝕金屬和其它結(jié)構(gòu)材料，對潤滑油無化學損害作用。第三章現(xiàn)代鐵路車輛設(shè)備3）生理學性質(zhì) 制冷劑應(yīng)對人體無毒、無刺激性氣味。4）經(jīng)濟性要求 要求制冷劑價格便宜，來源充足。 第三章現(xiàn)代鐵路車輛設(shè)備二、常見的制冷劑1）氨 氨是制冷工程中應(yīng)用較早的一種制冷劑。 氨的工作壓力適中。用水冷卻時，常溫下冷凝壓力不超過12.75Pa，用風冷冷凝壓力也在20.59Pa以下。 氨的另一優(yōu)點是單位容積制冷量較大，放熱系數(shù)高，管道流動阻力損失小，而且價格低廉，容易獲得。第三章現(xiàn)代鐵路車輛設(shè)備 氨的缺點

7、是有強烈的刺激性氣味，對人體有較大的毒性。氨蒸氣容積濃度達1114%時即可點燃，若達到1625%時可以引起爆炸。 第三章現(xiàn)代鐵路車輛設(shè)備2）氟里昂12(R12) R12無色、帶輕微氣味、不燃燒、不爆炸；對人體的危害性很小，只有當空氣中含量超過30時，才會因缺氧而對人體產(chǎn)生刺激。因此是一種使用安全的制冷劑。 第三章現(xiàn)代鐵路車輛設(shè)備 R12的正常蒸發(fā)溫度為一298有較廣的制冷溫度范圍，而且壓力適中，在同一溫度下，其飽和壓力要比R22稍低，用水冷卻時，常溫下冷凝壓力不超過9.8Pa，風冷冷凝壓力也只有11.77Pa左右。第三章現(xiàn)代鐵路車輛設(shè)備 Rl2的單位容積產(chǎn)冷量較小，溶水性差，而且溫度越低溶水性

8、越小。為了防止游離水在膨脹閥處發(fā)生冰塞現(xiàn)象，在向系統(tǒng)充加R12時，要先經(jīng)干燥，并且在系統(tǒng)中設(shè)置干燥器。 R12與潤滑油可以任何比例互溶，不易在換熱器的傳熱表面形成影響傳熱的油膜。但是在壓縮機起動時，容易出現(xiàn)曲軸箱的失油現(xiàn)象。第三章現(xiàn)代鐵路車輛設(shè)備3）氟里昂22(R22) R22與R12一樣，也是一種使用安全的制冷劑。 它的正常蒸發(fā)溫度為一40.8，單位容積制冷量比R12大60。沸騰和凝結(jié)時的放熱系數(shù)也比R12大2530，在制冷量相同的條件下，壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器及管道的尺寸都可比Rl2系統(tǒng)小，特別適合于對結(jié)構(gòu)緊湊性要求較高的空調(diào)器等場合，在單元式客車空調(diào)已廣泛采用。第三章現(xiàn)代鐵路車輛設(shè)備 R22的镕水性比R12稍好，但仍然