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(jī)的工況制冷機(jī)的工況第三章現(xiàn)代鐵路車輛設(shè)備 一、溫度條件對(duì)制冷機(jī)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(fēng)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(jī)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(jī)的制冷量可表示為：2）制冷機(jī)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(tái)制冷機(jī)，當(dāng)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速不變時(shí)，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(jī)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(duì)制冷循環(huán)的影響示意圖結(jié)果：時(shí)ekkNqwqtct0000第三章現(xiàn)代鐵路車輛設(shè)備蒸發(fā)溫度的變化對(duì)制冷循環(huán)的影響示意圖ekkNvqwqtct10000ekkNvqwqtct10000結(jié)果：時(shí)不確定第三章現(xiàn)代鐵路車輛設(shè)備壓縮機(jī)的性能曲線 每一種型號(hào)的壓縮機(jī)通常都由制造廠通過試驗(yàn)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(shí)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(jī)的性能。 第三章現(xiàn)代鐵路車輛設(shè)備4FS7B型制冷壓縮機(jī)性能

3、曲線第三章現(xiàn)代鐵路車輛設(shè)備二、制冷機(jī)的工況 任何一臺(tái)制冷機(jī)的制冷量、功率等性能指標(biāo)都是隨著溫度條件而變化的，因此要說明制冷機(jī)的容量、功率，必須同時(shí)指明制冷機(jī)所處的溫度條件。 要比較兩臺(tái)制冷機(jī)的容量和功率消耗也只有在相同的工況下進(jìn)行才有意義。 為了便于選用制冷機(jī)和進(jìn)行制冷機(jī)各種性能的比較，通常規(guī)定了溫度條件，即所謂制冷機(jī)的工況。第三章現(xiàn)代鐵路車輛設(shè)備常見的制冷機(jī)工況1）中小型活塞式壓縮機(jī)工況 標(biāo)準(zhǔn)工況 空調(diào)工況2）全封閉壓縮機(jī)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(jī)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)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(jī)的設(shè)計(jì)和制造必

4、須考慮其零部件實(shí)際工作時(shí)最不利的受力情況，既是壓縮機(jī)零部件強(qiáng)度校核的重要計(jì)算工況，也是考核壓縮機(jī)可靠性的兩個(gè)重要試驗(yàn)工況。 第三章現(xiàn)代鐵路車輛設(shè)備 不同型號(hào)的制冷機(jī)都以“標(biāo)準(zhǔn)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(jī)就可以在相同工況下直接比較了。 但是制冷機(jī)實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)并不一定按上述工況工作，因?yàn)橹评錂C(jī)的實(shí)際運(yùn)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(jí)壓縮機(jī)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(huì)直接影響到制冷裝置能否安全、有效和經(jīng)濟(jì)地工作。第三章現(xiàn)代鐵路車輛設(shè)備一、對(duì)制冷劑的基本要求1）熱力學(xué)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(duì)提高效率和改善壓縮機(jī)潤滑有利。第三章現(xiàn)代鐵路車輛設(shè)備2）物理化學(xué)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(dòng)時(shí)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(xué)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(xiǎn)。制冷劑應(yīng)不腐蝕金屬和其它結(jié)構(gòu)材料，對(duì)潤滑油無化學(xué)損害作用。第三章現(xiàn)代鐵路車輛設(shè)備3）生理學(xué)性質(zhì) 制冷劑應(yīng)對(duì)人體無毒、無刺激性氣味。4）經(jīng)濟(jì)性要求 要求制冷劑價(jià)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(shí)，常溫下冷凝壓力不超過12.75Pa，用風(fēng)冷冷凝壓力也在20.59Pa以下。 氨的另一優(yōu)點(diǎn)是單位容積制冷量較大，放熱系數(shù)高，管道流動(dòng)阻力損失小，而且價(jià)格低廉，容易獲得。第三章現(xiàn)代鐵路車輛設(shè)備 氨的缺點(diǎn)

7、是有強(qiáng)烈的刺激性氣味，對(duì)人體有較大的毒性。氨蒸氣容積濃度達(dá)1114%時(shí)即可點(diǎn)燃，若達(dá)到1625%時(shí)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(duì)人體的危害性很小，只有當(dāng)空氣中含量超過30時(shí)，才會(huì)因缺氧而對(duì)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(shí)，常溫下冷凝壓力不超過9.8Pa，風(fēng)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(shí)，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(jī)起動(dòng)時(shí)，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(shí)的放熱系數(shù)也比R12大2530，在制冷量相同的條件下，壓縮機(jī)、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(duì)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