第七章铁道车辆制冷系统

1、 一、分类一、分类 客车空气调节装置的制冷系统客车空气调节装置的制冷系统 机械冷藏车制冷系统机械冷藏车制冷系统 按制冷剂冷却车内空气的方式不同分：按制冷剂冷却车内空气的方式不同分： 间接冷却式：间接冷却式：增设中间冷媒系统增设中间冷媒系统 直接冷却式：直接冷却式：独立设置独立设置 二、特点二、特点 1、直冷式：换热效率高，降温速度快，设备较简单、紧凑，、直冷式：换热效率高，降温速度快，设备较简单、紧凑， 管理方便，易于实现操作和运转自动化。管理方便，易于实现操作和运转自动化。 2、间冷式：制冷量损失大，结构复杂；技术经济性差。不宜、间冷式：制冷量损失大，结构复杂；技术经济性差。不宜 发发 展。

2、展。 用于多节式冷藏车。用于多节式冷藏车。 三、客车空调装置的制冷系统三、客车空调装置的制冷系统 1 1、集中式、集中式 2 2、单元式、单元式 特点：特点：（结构（结构 紧凑、可靠性紧凑、可靠性 高、维护检修高、维护检修 工作量小）工作量小） KLD40型客车空调机组制冷图型客车空调机组制冷图 1.通风机；通风机； 2.气液分离器；气液分离器； 3.低压开关；低压开关； 4.压缩机；压缩机； 5.高压开关；高压开关； 6.蒸发器；蒸发器； 7.电加热器；电加热器； 8.毛细管；毛细管； 9.干燥过滤器；干燥过滤器； 10.冷凝器；冷凝器； 11.冷凝风机。冷凝风机。 四、车顶单元式空调器简介

3、四、车顶单元式空调器简介 1.1.单元式空调机组的结构形式和适用车辆单元式空调机组的结构形式和适用车辆 车顶单元式空调机组是将机械制冷部分压缩机、冷凝器、干车顶单元式空调机组是将机械制冷部分压缩机、冷凝器、干 燥过滤器、毛细管燥过滤器、毛细管(或膨胀阀或膨胀阀)、蒸发器、气液分离器、冷凝风机、蒸发器、气液分离器、冷凝风机、 蒸发风机和空气预热器等集中装在一个箱体内，组成一个单元，蒸发风机和空气预热器等集中装在一个箱体内，组成一个单元， 可方便地安装在车顶部可方便地安装在车顶部。 目前，我国铁路客车用空调器的主要型式是车顶单元式。该目前，我国铁路客车用空调器的主要型式是车顶单元式。该 型空调器自

4、型空调器自1980年从日本引进，仿制改进，至今已经运用年从日本引进，仿制改进，至今已经运用30年，年， 通过不断地改进完善，现在已经形成标准化，系列化。通过不断地改进完善，现在已经形成标准化，系列化。 单元式空调机组各零配件组装在一个不锈钢板制成的箱体内，单元式空调机组各零配件组装在一个不锈钢板制成的箱体内， 加盖板后形成一个整体。加盖板后形成一个整体。 空调机组的主要部件空调机组的主要部件 全封闭制冷压缩机全封闭制冷压缩机2台台 冷凝器冷凝器2台台(KLDY40 型为型为4 台台) 毛细管毛细管2组组 蒸发器蒸发器1台台(KLDY40 型为型为2台台) 气液分离器气液分离器2台台 干燥过滤器

5、干燥过滤器2个个 电加热器电加热器1台台(KLDY40型为型为2台台) 离心风机离心风机1台台 轴流式风机轴流式风机1台台(KLD40、KLDY40型为型为2台台)等等 平底侧出风口型，代号为平底侧出风口型，代号为“”； 圆底下出风型，代号为圆底下出风型，代号为“Y”； 平底风口型，代号为平底风口型，代号为“P”。 平底侧出风型空调器安装于客车车顶端部，新造客车安装的平底侧出风型空调器安装于客车车顶端部，新造客车安装的 绝大部分都是这种型式。绝大部分都是这种型式。 空调器的结构型式主要有三种：空调器的结构型式主要有三种： 箱体分为室内侧和室外侧两部分。压缩机、离心风机、电加箱体分为室内侧和室外

6、侧两部分。压缩机、离心风机、电加 热器、蒸发器等安装在室内侧；轴流式风机和冷凝器等安装在室热器、蒸发器等安装在室内侧；轴流式风机和冷凝器等安装在室 外侧。外侧。 结构紧凑，体积小，重量轻，机组互换性好，且检结构紧凑，体积小，重量轻，机组互换性好，且检 查方便。把各制冷部件装在一个箱内，缩短了连接管路，查方便。把各制冷部件装在一个箱内，缩短了连接管路， 减少了泄漏；把空调机组装在车顶部可避免车辆排放的减少了泄漏；把空调机组装在车顶部可避免车辆排放的 废水、脏物对压缩机、冷凝器的腐蚀，延长机组的使用废水、脏物对压缩机、冷凝器的腐蚀，延长机组的使用 寿命。但车顶部烟尘污染严重，应经常更换新风空气过寿

7、命。但车顶部烟尘污染严重，应经常更换新风空气过 滤网。滤网。 单元式空调机组的主要特点单元式空调机组的主要特点 2. 2. 客车车顶单元式空调器主要技术参数客车车顶单元式空调器主要技术参数 现在运用数量最多的是制冷量为现在运用数量最多的是制冷量为29.07KW和和40.7KW的平的平 底侧出风型空调器（带电热），即底侧出风型空调器（带电热），即KLD29，KLD40型系列。型系列。 3.3.车顶单元式空调器的主要部件及其作用车顶单元式空调器的主要部件及其作用 （1 1）制冷压缩机）制冷压缩机 制冷压缩机为全封闭活塞式制冷压缩机制冷压缩机为全封闭活塞式制冷压缩机(少部分为涡旋式少部分为涡旋式)，

8、 是将电动机、压缩机构及供油系统组装在同一个密封的机壳内。是将电动机、压缩机构及供油系统组装在同一个密封的机壳内。 压缩机通过橡胶减振器安装在空调器箱体内。制冷压缩机的作用压缩机通过橡胶减振器安装在空调器箱体内。制冷压缩机的作用 是将来自蒸发器的低温、低压的是将来自蒸发器的低温、低压的R22气体压缩成高温、高压的气气体压缩成高温、高压的气 体，并送往冷凝器。体，并送往冷凝器。 （2 2）室内侧通风机）室内侧通风机( (离心风机离心风机) ) 室内侧通风机为双轴直联多叶片式离心风机。室内侧通风机室内侧通风机为双轴直联多叶片式离心风机。室内侧通风机 可以强化制冷剂在蒸发器中的蒸发过程，并将经蒸发器

9、冷却降温可以强化制冷剂在蒸发器中的蒸发过程，并将经蒸发器冷却降温 的空气或经电加热器加热升温的空气送入车内。的空气或经电加热器加热升温的空气送入车内。 （3 3）室外侧通风机）室外侧通风机( (轴流式风机轴流式风机) ) 室外侧通风机为室外侧通风机为直联轴流式风机直联轴流式风机，风机的叶轮安装在立式电，风机的叶轮安装在立式电 机上，并采取防水结构。室外侧通风机用于强化制冷剂在冷凝器机上，并采取防水结构。室外侧通风机用于强化制冷剂在冷凝器 中的凝结放热过程。中的凝结放热过程。 （4 4）室内换热器）室内换热器( (蒸发器蒸发器) ) 室内换热器即蒸发器，为室内换热器即蒸发器，为铜管套铝肋片铜管套

10、铝肋片的直接蒸发式空气冷的直接蒸发式空气冷 却器，一个蒸发器分用于两个制冷循环回路。低温、低压的气液却器，一个蒸发器分用于两个制冷循环回路。低温、低压的气液 混合制冷剂在蒸发器内蒸发，当车内循环空气和新鲜空气混合后，混合制冷剂在蒸发器内蒸发，当车内循环空气和新鲜空气混合后， 通过蒸发器时进行热交换。这时，空气的热量被蒸发器内的制冷通过蒸发器时进行热交换。这时，空气的热量被蒸发器内的制冷 剂吸收，温度降低。剂吸收，温度降低。 （5 5）室外换热器）室外换热器( (冷凝器冷凝器) ) 室外换热器为风冷冷凝器，其结构型式与蒸发器相同。高温、室外换热器为风冷冷凝器，其结构型式与蒸发器相同。高温、 高压

11、的高压的R22气体，通过冷凝器时，在外界空气的强制冷却下，变气体，通过冷凝器时，在外界空气的强制冷却下，变 成高温成高温(约约50)、高压的制冷剂液体。、高压的制冷剂液体。 （6 6）电加热器）电加热器 作用主要是为了给送入车内的新鲜空气预热。电加热器的结作用主要是为了给送入车内的新鲜空气预热。电加热器的结 构为构为不锈钢框架式结构不锈钢框架式结构，带，带不锈钢绕片的电热管不锈钢绕片的电热管固定在框架内。固定在框架内。 框架上装有温度继电器和温度熔断器，起到防火保护的作用。电框架上装有温度继电器和温度熔断器，起到防火保护的作用。电 热元件采用优质电热丝绕成螺旋形，保持在不锈管的中心，其周热元件

12、采用优质电热丝绕成螺旋形，保持在不锈管的中心，其周 围坚固地填满导热性能好的绝缘粉末。电热丝通电后其电能可以围坚固地填满导热性能好的绝缘粉末。电热丝通电后其电能可以 全部转变为热，并迅速地通过管子表面散热。全部转变为热，并迅速地通过管子表面散热。 （7 7）毛细管）毛细管( (或膨胀阀或膨胀阀) ) 为一组内径极小的细长铜管，当高压液体制冷剂流经这组高为一组内径极小的细长铜管，当高压液体制冷剂流经这组高 阻力管时，起到节流、降压的作用。阻力管时，起到节流、降压的作用。 （8 8）气液分离器）气液分离器 将来自蒸发器的制冷剂气体与未蒸发的液体分离出来，只将来自蒸发器的制冷剂气体与未蒸发的液体分离

13、出来，只 将气体的制冷剂送给压缩机。将气体的制冷剂送给压缩机。 （9 9）干燥过滤器）干燥过滤器 将滤网固定在容器内，并封入干燥剂，过滤制冷剂中的残余将滤网固定在容器内，并封入干燥剂，过滤制冷剂中的残余 杂质，吸取制冷剂中的残留水分。杂质，吸取制冷剂中的残留水分。 （1010）高压压力开关）高压压力开关 当制冷系统的压力异常高时，高压开关动作，停止压缩机当制冷系统的压力异常高时，高压开关动作，停止压缩机 的运转，保护制冷系统。高压开关的复位方式是自动复位。的运转，保护制冷系统。高压开关的复位方式是自动复位。 （1111）低压压力开关）低压压力开关 当制冷系统的压力异常低时，低压开关动作，停止压

14、缩机当制冷系统的压力异常低时，低压开关动作，停止压缩机 的运转，保护制冷系统。低压开关的复位方式也是自动复位。的运转，保护制冷系统。低压开关的复位方式也是自动复位。 （1212）低温保护器）低温保护器 在室内换热器吸入的空气温度很低时，会引起室内换热器在室内换热器吸入的空气温度很低时，会引起室内换热器 的表面的表面结霜结霜，有可能导致压缩机损伤。所以，当室内换热器吸，有可能导致压缩机损伤。所以，当室内换热器吸 入的空气温度入的空气温度低于低于18时，低温保护器就会动作，停止压缩机时，低温保护器就会动作，停止压缩机 的工作。的工作。 （1313）过电流继电器）过电流继电器 过电流继电器用来保护压

15、缩机。当压缩机电机超负荷或缺相过电流继电器用来保护压缩机。当压缩机电机超负荷或缺相 运转时，压缩机的工作电流将超过规定值，这时，过电流继电器运转时，压缩机的工作电流将超过规定值，这时，过电流继电器 的触点断开，使电磁接触器开路，起到保护压缩机的作用。的触点断开，使电磁接触器开路，起到保护压缩机的作用。 （1414）电气控制柜）电气控制柜 电气控制柜安装在车内电气控制柜安装在车内配电室内配电室内，通过它控制车顶上的空，通过它控制车顶上的空 调器。控制柜内有种控制开关、转换开关、接触器、继电器、调器。控制柜内有种控制开关、转换开关、接触器、继电器、 计时器、温度调节器等组成保护和控制电路，详细介绍

16、见生产计时器、温度调节器等组成保护和控制电路，详细介绍见生产 厂提供的客车空调器电气控制柜使用说明书。厂提供的客车空调器电气控制柜使用说明书。 4. 4. 单元式空调机组的工作原理单元式空调机组的工作原理 图图 KLD40型客车空调机组制冷图型客车空调机组制冷图 1.通风机； 2.气液分离器； 3.低压开关； 4.压缩机； 5.高压开关； 6.蒸发器； 7.电加热器； 8.毛细管； 9.干燥过滤器； 10.冷凝器； 11.冷凝风机。 （1 1）制冷系统的工作过程）制冷系统的工作过程 由压缩机压缩成高温、高压的由压缩机压缩成高温、高压的R22蒸汽，进入风冷冷凝器，蒸汽，进入风冷冷凝器， 经外界空

17、气的强制冷却，冷凝成常温、高压的液体，进入毛细管经外界空气的强制冷却，冷凝成常温、高压的液体，进入毛细管 节流降压，变成低温、低压的气液混合制冷剂，然后进入蒸发器，节流降压，变成低温、低压的气液混合制冷剂，然后进入蒸发器， 吸收流过蒸发器的空气的热量，蒸发成低温、低压的蒸汽，再经吸收流过蒸发器的空气的热量，蒸发成低温、低压的蒸汽，再经 过气液分离器，被压缩机吸入，完成一个制冷循环。压缩机不断过气液分离器，被压缩机吸入，完成一个制冷循环。压缩机不断 工作，达到连续制冷的效果。工作，达到连续制冷的效果。 车内的空气通过蒸发器时，空气中的水分冷凝成水滴，被引车内的空气通过蒸发器时，空气中的水分冷凝成

18、水滴，被引 到车外而起除湿作用。到车外而起除湿作用。 （2 2）单元式空调机组的制冷）单元式空调机组的制冷 车内的循环空气及由新风道引入的新鲜空气，由机组的通风车内的循环空气及由新风道引入的新鲜空气，由机组的通风 机吸入，在蒸发器前混合，通过蒸发器得到冷却，并由机组出风机吸入，在蒸发器前混合，通过蒸发器得到冷却，并由机组出风 口送入车顶通风道各格栅，向车内吹出冷风。在制冷系统连续工口送入车顶通风道各格栅，向车内吹出冷风。在制冷系统连续工 作下使车内温度逐渐降低，并由温度调节器自动调节车内空气温作下使车内温度逐渐降低，并由温度调节器自动调节车内空气温 度。机组可在度。机组可在22 28范围内调节车内空气温度范围内调节车内空气温度(车内温度调节车内温度调节 范围为范围为24 28)。 冷凝器内制冷剂的冷凝，是借助轴流式风机从机组上方吸进冷凝器内制冷剂的冷凝，是借助轴流式风机从机组上方吸进 外界环境空气，经过冷凝器后，向客车两侧墙壁方向排出。外界环境空气，经过冷凝器后，向客车两侧墙壁方向排出。 （3 3）单元式空调机组的制热）单元式空调机组的制热 由新风口引入的新鲜空气及车内循环空气，被机组的通风机由新风口引入的新鲜空气及车内循环空气，被机组的通风机 吸