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1、华东交通大学毕业设计（论文） 1 型客车空调系统的设计 专业： 10 车辆工程（ 3）班学号： 20101310010301 学生姓名： 丛艳云 指导教师：刘涛 第 1章 概述 1.1制冷与空调 制冷 在一些人工方法在一定的时间和空间内的物体或空间冷却液温度低于周围介质的温度 ,在低温范围和维护过程。所谓环境媒体的性质是空气和水。 常见人工制冷的方法 ： 使用的特征吸收液体相变过程 ,汽化潜热冷却蒸汽压缩制冷、热电效应吸收制冷 ,半导体制冷的使用。蒸汽压缩制冷装置结构紧凑 ,制冷和低温、大容量、易于自动控制和调节等。目前使用最广泛的。这个话题是一个蒸汽压缩制冷方法使用的空调巴士。 空调（空气调

2、节）： 关闭使用人造空间的方法 ,该地区的环境控制 ,监管。密闭空间的温度和湿度环境可以通过空调、空气质量综合调整和控制 ,包括加热、通风功能。空间的温度、湿度、洁净度和气流控制 ,控制、提供充足的新鲜空气。为了满足要求。 空调包括生产性空调，舒适性空调。 舒适性空调 人们生活、工作和休息提供空调的舒适的环境。汽车空调属于舒适性空调。 空调最终的目的就是使温度，湿度，空气流速，等参数达到规定标准值，以满足旅客对舒适度的要求。 铁路车辆制冷与空调技术 的 发展 经济发展推动制冷和空调设备的广泛应用 ,发展经济、改善人民的物质和文化生活发挥着重要的作用 ,所以对外贸易和旅游业的蓬勃发展 ,铁路客运

3、交通量增加时 ,乘客的乘用车空调越来越高。因此 ,铁路旅客列车空调一直是一个前所未有的发展。 1949 年 以 前 ,我们的国家没有自己的铁路客车制造业、铁路客运列车从外国进口。在过去的两年里 ,开发出一 系列 CRH 中国生产的高速动车组运行速度 250 公里。 丛艳云： YZ25K型客车 空调系统的设计 2 流体的位置、颜色和不同类型 “z”25 日巴士而不是主流产品 ,“22”类型轿车 (绿色 ),25 型客车从常见的 “25”,和 “a 型 ”25-25“z”、 “25 k型 ”、 “t”。列车空调机组是 “22”类型汽车修改 ,“拼合式空调单位 ”“单位空调装置 ”的开发过程 ,技术

4、和性能变得成熟。 空客在冬天更具体的电加热运行或使用特殊的客舱空气、热水循环锅炉供暖和完整的汽车空调在冬季条件。 铁路客车空调机组 :集中式 空调机组 ;分裂式空调机组 。 分裂式 客车空调机组 ： 制冷压缩机、冷凝器、冷 却风扇、接收机都集中在一个盒子 ,挂在火车汽车底盘、蒸发器、风机、膨胀阀、空气预热器内部安装在 车 顶上 ,和铜管连接设备 ,形成一个闭环系统。送风道布局屋顶中间的车 ,即使在送风口的安排。电气控制柜安装在客房服务员。分裂式空调机组空气压缩机或半封闭式压缩机。 安装特点 ： 身体重心降低 ,提高列车运行的稳定性 ,但由于体积大 ,拆卸和维护不方便 ,冷却管长度和接头 ,容易

5、泄漏 ,使用大型有色金属铜。 单元式空调机组： 压缩机、蒸发器、冷凝器、节流装置、风扇 ,冷却风扇 ,空气预热器组件放置在一个盒子里的身体 ,形成一个完整的单位 ,取消顶 部的 客 车。根据车型的不同 ,使用一个或两个单位车辆空调机组。送风道布局 车 顶中间的 客 车 ,电气控制柜乘务员室内安装。全封闭压缩机空调机组。 安装 特点： 形式结构紧凑、大容量、短路 程 不容易泄漏 ,维修方便 ,不占用空间下的车。 目前 ,铁路客车空调机组的主要类型是 车 顶。单位从日本进口的类型 ,提高了自 1980 年以来 ,操作 30 多年 ,通过持续改进 ,形成了标准化、系列化。 1.2客车空调装置的组成

6、客车空调控制 车体 、清洁和整洁、温度、湿度、风速和噪音 ,空调的标准。空调是调节和控制空气的质量。 装置的组成： 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 。 华东交通大学毕业设计（论文） 3 通风系统： 通风系统的作用： 最终对 流量和空气 进行合 理的分布。 通风系统的组成： 通风机组，空气过滤器，新风口，送风道，回风口，回风道，排废气口 。 空气冷却系统： 空气冷却系统 的作用 ： 冷却系统工作时 ,蒸发器将被发送到汽车的空气冷却 ,由于蒸发器表面温度是零下温度的空气、水蒸气的凝结成水滴在空中 ,我们通常说 “水 ”的形式。因此 ,同时通过蒸发器冷却空气除湿过

7、程。为了确保安全 ,制冷系统有效工作。 空气冷却系统的组成： 压缩机，蒸发器，冷凝器，节流装置，贮液器 ，干燥过滤器，气液分离器， 辅助设备。 空气加热系统 ： 空气加热系统 的作用 ： 当空气温度低 ,车内空气供给的通风系统在这个过程中 ,空气预热器的加热 ,然后放进了客车 。和车辆室内空气加热器加热 ,来弥补身体和门和窗户热损失。 空气加热系统 包括 组成： 空气预热器，地面空气加热器 。 空气加湿系统的作用 ： 在车里空气相对温和 ,湿润的空气 ,以确保汽车相对湿度在规定的范围内。 自动控制系统的作用 ： 控制系统的每个函数根据给定的项目协调、有效地工作 ,为了使汽车的空气参数控制在规定

8、的范围内 ,同时自动空调和制冷设备的保护效果。 电气控制系统的组成： 各设备的控制电器，保护元件，相关仪表，电路 。 1.3客车空调装置的类型 （一）集中式空气调节装置 只安装在客运列车和一套压缩空气制冷设备、通风、加热、加湿系统。 丛艳云： YZ25K型客车 空调系统的设计 4 图 1-1， 压缩机、冷凝器、蓄能器、过滤器等一盒体 ,称为压缩冷凝机组 ,挂在地板上。呼吸机 ,蒸发器循环风机 ,空气预热器 ,电动加湿器的一端安装在屋顶上。 集中式空调装置 由于其压缩冷凝机组挂在车下 ,低重心 ,位于上部屋顶通风系统 ,风道布局 。 单元集中式 空调装置 ： 压缩空气制冷装置 ， 风机 ， 加热

9、 ， 加湿系统组装一辆货车的身体 ,身体 ,作为一个单元。因为旅客列车只安装一套单元 ,单元称为焦点。由于单元安装在屋顶上 ,也被称为屋顶和中央空调。结果是一个紧凑 ,容量大 ,重量轻 ,短的线 ,不占用空间下的汽车 ,但是汽车重心很高。 （二）分散式空气调节装置 客运列车安装两台或两台以上的空气压缩制冷设备。分布式一般使用小单元 ,配备两个或更多的部分。 分散式空调装置的特点： 如果其中一个空调设备故障 ,另一个是继续工作 ,它还可以保持车必须有空气参数。但是没有中央空调 ,当单位受损 ,车内空气参数的必要条件 ,不能维持正常生活的乘客必须打开窗户 ,通风换气。 图 1-1 集中式客车空调调

10、节原理 1- 通风机； 2-渐扩风道； 3-蒸发器； 4-水分分离器； 5-电预热器； 6-渐缩风口； 7-主风道； 8-送风道； 9-回风道； 10-排 风道； 11-排风扇； 12-排风口； 13-进风口； 14-滤尘器； 15-补偿电容器； 16-冷凝器； 18-压缩机； 19-储液罐 华东交通大学毕业设计（论文） 5 第 2章 型 空调客车车内外空气参数及车体结构 2.1影响旅客卫生和舒适性的因素 车内空气温度和相对湿度；人体周围空气的流动速度；二氧化碳含量；含尘量；车内壁面的表面温度以及运行噪声 。 2.2我国空调客车车内空气参数的确定 空调客车的车内空气参数值 的影响因素： 人体的

11、舒适和卫生要求；我国的气候特点；人们的生活习惯；设备的经济效果等因素。表 2-1 表 2-1 我国空调客车车内空气参数 空调参数 控制标准 夏季 冬季 温度范围 / 24 28 18 20 相对湿度 /% 70 30 空气流速 /（ m/s） 0.25 0.20 新鲜空气量 /3/(h/人 ) 20 25 15 20 客室空气中含尘量 /（ mg/3） 1 1 客室空气中容积浓度 /% 0.15 0.15 = 20+0.5( 20) （ 2-1） 外气温度 ; 车内温度。 2.3型 空调客车车外空气参数的确定 中国地域辽阔 ,气候差异明显，南北温差明显，冬夏季气候差异明显，各地区差异明显，纬度

12、范围广，所以，在年度，季度，周天内车外空气参数一直都是波动的，外气参数是要考虑气候，地域，的影响因素最终来确定的 。 外气参数确定方法： 丛艳云： YZ25K型客车 空调系统的设计 6 综合得热法 ： 根据国家南部的北京铁路空调客车综合热增益变化规律与外部参数的典型区域作为外部空调 客车外气参数 。 = 0.47 +0.53max （ 2-2） 历年最热月（七月）平均温度的平均值 取， = 34； max 历年中的极端最高温度 ，取 max = 37。 夏季外气温度 = 36， = 28； 冬季 外气温度 = 20，车内温度 = 20。 参照铁道空气参数标准确定车内外空气参数 ： 夏季客室内温

13、度： 26 夏季车外空气温度： 36 夏季车外空气相对湿度： 60% 冬季客室内温度： 20 冬季车外空气温度： 20 2.4型硬座客车车体结构参数 车体参数 长度： 25500mm 窗户 : 宽度： 3104mm 大窗长度： 1064mm 高度： 1014mm 高度： 4433mm 小窗长度： 614mm 高度： 1014mm 车高 H=3.26m（矩形体高 h=2.439m），车顶弧长可计算得 l=3.65m， 人数：定员 +乘务员： 118+1=119 人 （注：带车长席的硬座在指定位置取消六个定员） 25 型客车车体钢结构的侧墙外表面为平板无压筋，侧墙板厚为 2.5mm 的耐候钢（ 0

14、9CuPCrNiB）， 车体构造速度 w=160km/h，供电制式为发电车集中供电，三相四线制 AC380V/220V交流电，采暖采用电热取暖， 顶端面积 Fa=25500*3104=79.2m2 侧墙面积 Fb=2*25500*4433-（ 1064*1014*12+614*1014*3） =196.5m2 地板面积 Fc=25500*3104=79.2m2 华东交通大学毕业设计（论文） 7 窗户面积 Fd=（ 1064*1014*12+614*1014*3） *2=29.6m2,。 图 2-1 硬座车车体钢结构 1- 底架钢结构； 2-侧墙钢结构； 3-车顶钢结构； 4-端墙钢结构； 5-

15、风挡； 6-一、四位翻版安装； 7-一二、三位翻版安装； 8-脚蹬组成； 9-钩缓装置； 10-水箱横梁； 11-横梁； 12-水箱吊梁 丛艳云： YZ25K型客车 空调系统的设计 8 第 3章 型 客车空调装置的热负荷计算 3.1夏季 车内热负荷 车内的热负荷：单位时间内散发到车内的总热能 。 车内热负荷 Q 包括太阳辐射能 1， 车体隔热壁的传热量 2、人体散发的显热 3和潜热 4、机电设备散发的热量 5。 Q= 1 +2 + 3 +4 + 5（ 3-1） (一 )通过车体隔热壁的传热量 6 ： 1通过车体隔热壁的传热量， W； 车体传热系数，按列车速度为 160 km/h 取 2.22

16、W/m2 K； 车体传热面积， m2； T 车内外空气温差， K。 1=K*F*T （ 3-2） F=F内 F外 （ 3-3） 表 3-1 通过车体隔热壁的传热量 K W/(m2 K） m2 At Bt W 总计 W 车顶 2.22 79.152 26 35 9 1581.457 7088.065 车西侧墙 2.22 98.227 26 35 9 1962.576 车东侧墙 2.22 98.227 26 35 9 1962.576 地板 2.22 79.152 26 35 9 1581.457 Q=7.088KW （二） 进入车内的太阳辐射能 2 = CQCHDBWDBDBDBCQWCQCQC

17、QCDWCDCDCD JFDJFKJFKJFK （ 3-4） CDK 、 CQK 、 DBK 车顶、侧墙、地板的传热系数， W/（ m2 K） ； CDF 、 CQF 、 DBF 、 CHF 车顶、侧墙、地板和车窗的传热面积， m2； CD 、 CQ 、 DB 车顶、侧面、地板的阳光吸收系数，取 0.5； 车体外表面换热系数， =9+3.50.66=9+3.51600.66=108 W/（ m2 K） CDJ 、 CQJ 、 DBJ 车顶、两侧墙、地板外表面的太阳辐射强度， W/m2。 KF FABtW W华东交通大学毕业设计（论文） 9 表 3-2 通过车顶 反射进入车内的太阳辐射能 表 3

18、-3 通过东侧墙进入车内的太阳辐射 能 时间 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 K 2.21 2.21 2.21 2.21 2.21 2.21 2.21 2.21 2.21 2.21 2.21 2.21 2.21 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 106 106 106 106 106 106 106 106 106 106 106 106 106 J 344 550 635 610 500 334 132 129 118 101 78 49 18 F 98.2 98.2 98.2 98.

19、2 98.2 98.2 98.2 98.2 98.2 98.2 98.2 98.2 98.2 Q 348.3 556.5 640.3 615.1 506 336.3 132.3 129.3 118.2 101 77.8 48.5 17.2 表 3-4 通过西侧墙进入车内的太阳辐射能 时间 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 K 2.21 2.21 2.21 2.21 2.21 2.21 2.21 2.21 2.21 2.21 2.21 2.21 2.21 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 1

20、08 108 108 108 108 108 108 108 108 108 108 108 108 J 17 48 77 100 117 128 131 333 501 609 634 551 345 F 98.2 98.2 98.2 98.2 98.2 98.2 98.2 98.2 98.2 98.2 98.2 98.2 98.2 Q 17.2 48.5 77.8 101 118 129 132 336.3 506 615.1 640.3 556.5 348.3 表 3-5 通过地面反射进入车内的太阳辐射能 时间 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 K 2

21、.21 2.21 2.21 2.21 2.21 2.21 2.21 2.21 2.21 2.21 2.21 2.21 2.21 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 106 106 106 106 106 106 106 106 106 106 106 106 106 时间 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 K 2.21 2.21 2.21 2.21 2.21 2.21 2.21 2.21 2.21 2.21 2.21 2.21 2.21 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6

22、 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 106 106 106 106 106 106 106 106 106 106 106 106 106 J 84 272 482 674 827 926 960 926 827 674 482 272 86 F 79.2 79.2 79.2 79.2 79.2 79.2 79.2 79.2 79.2 79.2 79.2 79 2 79.2 Q 68.3 220 391 550.3 674.8 755.4 783.1 755.4 674.8 550.3 390.7 219 8 68.3 丛艳云： YZ25K型客车 空调系统的设计 10 J 20

23、67 121 168 208 231 240 231 206 168 121 67 20 F 79.2 79.2 79.2 79.2 79.2 79.2 79.2 79.2 79.2 79.2 79.2 79.2 79.2 Q 17.1 55.4 97.7 137.6 168.5 188.8 196.2 188.8 168.5 137.6 97.7 55.4 17.1 表 3-6 通过西侧窗进入车内的太阳辐射能 时间 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 D 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4

24、0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 J 17 48 77 100 117 128 131 333 501 609 634 551 345 F 14.8 14.8 14.8 14.8 14.8 14.8 14.8 14.8 14.815 14.8 14.8 14.8 14.8 Q 53.6 152 243 316 369 404 413 1050 1581.2 1922 2001 1739 1089 表 3-7 通过东侧窗进入车内的太阳辐射 表 3- 8 进入车内的太阳能总计 Q取最大值， Q=3.64

25、KW （三）通过车窗的传热量 : tKFQ CHCH 3 （ 3-5） FCH 车窗的传热面积，取 22.5 m2; KCH 窗户的传热系数，取 KCH=3.0 W/(M2 ); t 车内外空气温差，取 35-25=9 。 计算得： 3Q =29.63.09=0.8KW （四）车内人员散热量： 4=0.96*n*q（ 3-6） 时间 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 D 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.7

26、2 0.72 0.72 0.72 0.72 J 344 550 635 608 500 334 130 129 118 101 78 49 18 F 14.8 14.8 14.8 14.8 14.8 14.8 14.8 14.8 14.8 14.8 14.8 14.8 14.8 Q 1089 1738 2001 1922 1581 1051 413 404 369.3 315.6 243 151.5 53.6 时间 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Q 1593 2771 3450 3642 3418 2865 2071 2865 3418 2642 3450 2771 1593