空调机组制冷系统原理及城市轨道交通车辆驾驶与制动技术分享

制冷就是用一定的方法使物体或空间的温度低于周围环境的温度，并且使其维持在某一温度范围内，这个过程称作空调制冷过程。

空调机组制冷的方式大致有五种：蒸气压缩式制冷、半导体制冷、吸收式制冷、蒸气喷射式制冷和涡流管制冷。一般城轨车辆都采用蒸气压缩式制冷，这主要从其使用的方便性、安全性、经济性及维修等方面考虑。

蒸气压缩制冷机的工作原理：通常在一定的压力下，液体温度达到沸点（即饱和温度）就会发生沸腾现象。在制冷技术中，常把这个饱和温度称为蒸发温度。沸腾的液体如果继续吸热，它就会因吸收了汽化潜热而相变成饱和蒸气。在同一压力下，不同的液体蒸发温度不同，所吸收的汽化热能也不同。比如，在一个标准大气压下，水的蒸发温度为100℃，汽化热能为2258kJ/kg；而R-12（氟利昂-12）的蒸发温度为零下29.8℃，汽化热能为165.3kJ/kg。

若将一个盛满低温R-12（氟利昂-12）液体的容器敞开口，放在密闭的被冷却空间内，由于被冷却空间内空气的温度高于R-12的沸点，所以R-12液体将吸热而汽化，使被冷却空间内空气温度逐渐下降，这个降温过程直到容器内的R-12液体汽化完为止。为了将汽化的R-12蒸气回收使用，需将它再冷却成液体，如用环境介质（如大气或水）来冷凝，蒸气的冷凝温度就要比环境介质的温度稍高一些。压力较高的蒸气其冷凝温度也较高，因此只要将R-12蒸气用压缩机压缩到所需的冷凝温度相对应的饱和压力，就用环境介质来冷凝它，使在被冷却空间吸热汽化的R-12蒸气重新冷凝成液体。由于冷凝后制冷剂液体的温度还高于被冷却空间空气的温度，因此必须让冷凝后的制冷剂液体降压降温，使其温度低于被冷却空间的温度，这样降压降温后的制冷剂液体就可以在被冷却空间内重新吸热汽化。制冷剂在一个封闭的系统中，只消耗压缩机的功就能反复地实现制冷剂由液体变为蒸气。再由蒸气变为液体的相态变化，并通过这种相态变化将低温处的热量转移到高温处去，这就是蒸气压缩式制冷的工作原理。

蒸气压缩制冷机组主要是由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器四个部件组成的，并用管道连接，形成一个封闭的循环系统，如图7-5所示。

图7-5 空调机组制冷系统原理图

1—压缩机总成 2—冷凝器 3—角阀 4—维修阀 5—过滤干燥器 6—带湿度指示器的视镜 7—电磁阀 8—膨胀阀 9—分配器 10—蒸发器 11—低压开关 12—高压开关 13—安全开关 14—调压开关 15—通风机 16—冷凝器风扇 17—储液器 18—视镜(www.xing528.com)

其工作过程如下：

1）制冷剂液体在蒸发器中吸收被冷却物体（如室内的空气）的热量，而汽化成低压低温的蒸气后被压缩机吸入。

2）压缩机消耗一定的机械功将制冷蒸气压缩成压力、温度都较高的蒸气并将其输入冷凝器。

3）高温、高压的制冷剂蒸气在冷凝器内被环境空气（或水）冷却，制量后被冷凝成液体，此时的制冷剂液体还处于高温、高压状态。

4）高温、高压的制冷剂液体经过膨胀阀节流降压、降温后进入蒸发器。

此时的制冷剂液体已变为低温、低压状态。在蒸发器中，低温、低压的制冷剂又吸收被冷却物体的热量蒸发成相对的低温、低压的制冷剂蒸汽，再被压缩机吸入。如此周而复始地循环。