《城市軌道交通車輛空調(diào)》 課件 項目2 城軌車輛空調(diào)基礎知識

第2章城軌車輛空調(diào)基礎知識城軌車輛空調(diào)濕空氣2.1城軌車輛客室內(nèi)空氣參數(shù)的確定2.2制冷劑2.3CONTENTS目錄潤滑油2.4濕空氣2.1

2.1濕空氣2.1濕空氣在熱工學中，我們把含有水蒸氣的空氣叫做濕空氣。在大氣中永遠包含一定量的水蒸氣，所以絕對干的空氣在自然界中是不存在的?！倍谝话憧照{(diào)研究中，把干空氣作為一個整體，對它的組成成份不作詳細討論，因此我們就可認為：濕空氣＝干空氣＋水蒸氣2.1.1濕空氣的狀態(tài)參數(shù)1．壓力地球表面的大氣層對單位地球表面所形成的壓力稱為大氣壓力?？諝鈱θ萜鞅诿娴膶嶋H壓力稱為絕對壓力。在空調(diào)系統(tǒng)中，空氣的壓力是用儀表測出的，儀表上指示的壓力稱為工作壓力，它是以當?shù)卮髿鈮鹤鳛閰⒖键c，所測得的工作壓力就不是絕對壓力，而是絕對壓力與當時當?shù)卮髿鈮旱牟钪?，也稱為表壓力。2.1.1濕空氣的狀態(tài)參數(shù)工作壓力與絕對壓力的關(guān)系為：絕對壓力=當?shù)貕毫?工作壓力只有絕對壓力才是濕空氣的狀態(tài)參數(shù)。凡未指明是工作壓力的，均應理解為絕對壓力。濕空氣是由干空氣和水蒸氣所組成的混合氣體，所以濕空氣的壓力即為干空氣分壓力Pg與水蒸氣的分壓力Ps之和，即：P=Pg+Ps2.1.1濕空氣的狀態(tài)參數(shù)在空調(diào)工程中所指的濕空氣就是大氣，所謂濕空氣的總壓力P就是當?shù)氐拇髿鈮篜b，即：Pb=Pg+Ps

為了對濕空氣的壓力，特別是對其中水蒸氣的分壓力有進一步的認識，必須了解飽和空氣和未飽和空氣的概念。2.1.1濕空氣的狀態(tài)參數(shù)（1）飽和空氣SATURATEDAIR在一定的溫度條件下，空氣中水蒸氣分子的含量越多，水蒸氣的分壓力就越大。如果空氣中水蒸氣的含量超過某一含量時，空氣中就有水析出。這說明在一定溫度條件下，濕空氣中容納的水蒸氣的數(shù)量是有一個最大限量的。也就是說，濕空氣中水蒸氣分壓力有一個最大值，這個最大值就稱為該溫度下的飽和水蒸氣分壓力Psb。2.1.1濕空氣的狀態(tài)參數(shù)SATURATEDAIR在大氣中，如從水蒸發(fā)為汽的數(shù)量與空氣中水蒸氣凝結(jié)為水的數(shù)量相等，此時大氣中所含的水蒸氣數(shù)量達到最大限度，即水蒸氣處于飽和狀態(tài)。（1）飽和空氣這種濕空氣就是干空氣和飽和水蒸氣的混合物，稱為飽和空氣。2.1.1濕空氣的狀態(tài)參數(shù)UNSATURATEDAIR若濕空氣中水蒸氣的分壓力低于其相同溫度下飽和空氣的水蒸氣分壓力，這時的水蒸氣就處于過熱狀態(tài)，這種濕空氣就是干空氣和過熱水蒸氣的混合物，稱為未飽和空氣。（2）未飽和空氣2.1.1濕空氣的狀態(tài)參數(shù)2．溫度溫度是空氣調(diào)節(jié)中的一個重要參數(shù)。當空氣受熱后其內(nèi)部分子動能增大，空氣則表現(xiàn)為溫度升高。濕空氣是干空氣和水蒸氣的混合物，所以濕空氣的溫度就是干空氣的溫度，也是水蒸氣的溫度。即：T=Tg=Ts2.1.1濕空氣的狀態(tài)參數(shù)當溫度計與物體之間不再有熱量傳遞，或者說達到熱平衡時，溫度計的指示值不再變化，此時溫度計的指示值就是被測物體的溫度。溫度計的種類很多，常見的有液體溫度計（如水銀溫度計、酒精溫度計等）、氣體溫度計、電阻溫度計、溫差電偶溫度計、比色高溫度計等。測量溫度的標尺稱為溫標，工程上常用的溫標又可以分為三種：熱力學溫標、攝氏溫標和華氏溫標。測量溫度的儀器叫溫度計。2.1.1濕空氣的狀態(tài)參數(shù)（1）熱力學溫標熱力學溫標又稱絕對溫標或開爾文溫標，簡稱開氏溫標，符號為T，單位為K。熱力學溫標是在一個標準大氣壓下定義純水的冰點溫度為273.16K，沸點溫度為373.16K，其間分為100等份，每等份稱為熱力學溫度1度（1K）。2.1.1濕空氣的狀態(tài)參數(shù)（2）攝氏溫標攝氏溫標又稱國際溫標，符號為t，單位為℃。在一個標準大氣壓下，把純水的冰點溫度定為0℃，沸點溫度定為100℃，其間分成100等份，每一等份就叫1℃。若溫度低于0℃事，應在溫度數(shù)字前面加“–”號。2.1.1濕空氣的狀態(tài)參數(shù)（3）華氏溫度其符號本書用標志，單位為℉。華氏溫標是在一個標準大氣壓下定義純水的冰點溫度為32℉，沸點溫度為212℉，其間分為180等份，每一等份就叫1℉。2.1.1濕空氣的狀態(tài)參數(shù)（4）三種溫標的換算關(guān)系t=T－273.16（℃）或簡化為t=T－273（℃）T=t＋273.16（K）或簡化為T=t＋273（K）溫度通常用攝氏溫度t或熱力學溫度T表示。兩者關(guān)系為：T=t＋273（K）2.1.1濕空氣的狀態(tài)參數(shù)3．濕度和露點濕度是表示空氣中所含水蒸氣量多少的物理量。根據(jù)用途，濕度可用以下幾種方法表示。2.1.1濕空氣的狀態(tài)參數(shù)（1）絕對濕度每立方米濕空氣中所含有的水蒸氣質(zhì)量，稱為濕空氣的絕對濕度?？捎孟率奖硎荆害胿=Gs/V式中，γv—絕對濕度；Gs—水蒸氣的質(zhì)量；V—濕空氣的體積。2.1.1濕空氣的狀態(tài)參數(shù)絕對濕度只能說明濕空氣在某一溫度下所含水蒸氣的重量，不能直接反映濕空氣的干、濕程度。水蒸氣的飽和程度與溫度有關(guān)，溫度低，水蒸氣易達到飽和點，溫度高，則飽和點也高，因此同一絕對濕度的空氣在不同的溫度下其吸收水分的能力是不同的。故在空氣調(diào)節(jié)中常采用相對濕度和含濕量來表示濕空氣的濕度?！?.1.1濕空氣的狀態(tài)參數(shù)1m3濕空氣中所含水蒸氣的質(zhì)量與同一溫度下1m3飽和空氣中所含水蒸氣質(zhì)量的比值，稱為相對濕度。可用下式表示：（2）相對濕度式中，——相對濕度；v——絕對濕度；Gbh——同一濕度下飽和空氣中所含水蒸氣質(zhì)量。2.1.1濕空氣的狀態(tài)參數(shù)從式可看出，相對濕度反映了濕空氣中所含水蒸氣的量接近飽和的程度，相對濕度越小，說明空氣越干燥，吸濕能力強；反之，相對濕度越大，說明空氣越潮濕，空氣的吸濕能力越弱。當相對濕度為100%時，指的是飽和濕空氣；反之，相對濕度值為0%時，指的是干空氣。故相對濕度亦可稱為飽和度。（3）含濕量2.1.1濕空氣的狀態(tài)參數(shù)在空調(diào)工程中，調(diào)節(jié)濕空氣中水蒸氣的含量是經(jīng)常要遇到的問題。但用什么樣的數(shù)值來表達水蒸氣的含量最為方便呢？若以單位體積即絕對濕度來表示，由于空氣溫度的變化，其體積也隨之而變化，雖然其中水蒸氣的絕對含量不變，但單位體積即每立方米體積內(nèi)含有的水蒸氣量相應地發(fā)生了變化，絕對濕度的數(shù)值也就不同了。2.1.1濕空氣的狀態(tài)參數(shù)若用單位質(zhì)量即1kg公斤濕空氣中所帶有水蒸氣量來表示，雖然沒有隨著空氣溫度變化的問題，但濕空氣在其狀態(tài)變化過程中，由于水分的蒸發(fā)或水蒸氣的凝結(jié)，不僅水蒸氣的含量發(fā)生了變化，而且因為G＝Gg＋Gs，濕空氣的質(zhì)量也發(fā)生了變化，因此以濕空氣的體積或重量作為標準，都會給計算帶來麻煩。但可以看到無論空氣的狀態(tài)如何變化，其中干空氣的重量總是不變的。為了計算方便，就采用1kg干空氣作為計算的標準。2.1.1濕空氣的狀態(tài)參數(shù)相對濕度和含濕量都是表示空氣濕度的參數(shù)，但意義卻不相同：相對濕度能表示空氣接近飽和的程度，卻不能表示水蒸氣的含量多少；而含濕量能表示水蒸氣的含量多少，卻不能表示空氣接近飽和的程度。隨1kg干空氣同時存在的水蒸氣質(zhì)量（g），稱為濕空氣的含量，用符號d來表示。要注意：這里是以1kg干空氣作為標準，而非為1kg的濕空氣，濕空氣的質(zhì)量應是（1＋d/1000）kg。2.1.1濕空氣的狀態(tài)參數(shù)在含濕量不變的條件下，空氣中水蒸氣剛好達到飽和時的溫度或濕空氣開始結(jié)露時的溫度叫露點?？諝獾穆饵c只取決于空氣的含濕量，當含濕量不變時，露點溫度亦為定植。由于含濕量和水蒸氣分壓力呈對應關(guān)系，因此，露點溫度也可以理解為飽和水蒸氣分壓力所對應的溫度。（4）露點2.1.1濕空氣的狀態(tài)參數(shù)4．焓例如對空氣進行加熱和冷卻時，常需要確定空氣吸收或放出多少熱量。濕空氣的焓是以1kg干空氣作為計算基礎。含有1kg干空氣的濕空氣即（1＋d/1000）kg濕空氣的焓h，是1kg干空氣的焓hg和d（g）水蒸氣的焓hs的總和。h=hg+0.001d×hs

在空調(diào)工程中，濕空氣的狀態(tài)經(jīng)常發(fā)生變化，也經(jīng)常需要確定此狀態(tài)變化過程中的熱交換量。2.1.1濕空氣的狀態(tài)參數(shù)而空調(diào)工程中對空氣加熱或冷卻都是在定壓條件下進行的，故空氣定壓過程中熱量的變化量等于空氣狀態(tài)變化前后的焓差，即：

q=h?－h(huán)?

從熱工學的基礎知道，在壓力不變的情況下，焓差值等于熱交換量。2.1.1濕空氣的狀態(tài)參數(shù)5．空氣的干、濕球溫度在空調(diào)運行中，經(jīng)常使用干、濕溫度計來測量空氣的溫度。干濕球溫度計是由兩支相同的溫度計組成，其中一支的感溫包裹上脫脂棉紗布，紗布的下端浸入盛有蒸餾水的玻璃小杯中，在毛細作用下紗布經(jīng)常處于潤濕狀態(tài)，將此溫度計稱為空氣的濕球溫度計。2.1.1濕空氣的狀態(tài)參數(shù)干球溫度就是通常口語中所說的溫度，用t或tg表示，單位為℃。在空調(diào)技術(shù)中，為了區(qū)別于濕球溫度，才特別稱之為干球溫度。干球溫度代表了空氣的冷熱程度。如圖所示為兩支普通水銀玻璃棒溫度度計，右邊一支溫度計的感溫包上裹有一小塊紗布，紗布的下端浸在盛有常溫蒸館水的容器中。由于毛細現(xiàn)象使得紗布處于濕潤狀態(tài)，感溫包上裹有紗布的溫度計就變成了“濕球溫度計”。濕球溫度計顯示的溫度值就是濕球溫度，用ts表示，單位為℃。2.1.1濕空氣的狀態(tài)參數(shù)由于水向空氣中蒸發(fā)的速度與空氣的潮濕程度有關(guān)，同樣的干球溫度條件下，空氣越干燥，水的蒸發(fā)速度就越快，需要的汽化潛熱就越多，濕紗布上的水溫也相應越低，以便從空氣中得到更多的顯熱，因此達到動態(tài)平衡時濕球溫度與干球溫度的溫差就越大。干濕球溫度差的大小可以反映空氣的潮濕程度。由于濕球溫度實際上是濕球感溫包紗布上水與空氣之間，蒸發(fā)散熱與溫差得熱這兩個相反的傳熱過程達到動態(tài)平衡時的溫度，而空氣的流動速度對上述兩個熱交換過程有極大的影響?！?.1.1濕空氣的狀態(tài)參數(shù)使?jié)袂驕囟扔嫺袦匕浇目諝饬魉僭?.5

m/s以上，必要時使用通風干濕球溫度計。

達到熱濕交換的平衡需要一定時間，所以讀數(shù)時要使?jié)袂驕囟扔嬙跍y量地點放置

1~

2min,等到讀數(shù)穩(wěn)定后，再讀取其數(shù)值。(1)(2)實驗證明，當流經(jīng)濕球溫度計感溫包紗布的空氣流速較小時，由于熱濕交換不夠充分，測得的濕球溫度誤差較大；而在空氣流速≥2.5m/s時，流速對濕球溫度的讀數(shù)影響較小。因此使用濕球溫度計測量濕球溫度時，要注意：顯熱是指物質(zhì)在只改變溫度而不改變其狀態(tài)的過程中所轉(zhuǎn)移的熱量，如水的溫度從20℃升至80℃，這時水吸收的熱量為顯熱。顯熱=干空氣的比熱容×溫差+水蒸氣的比熱容×溫差。2.1.1濕空氣的狀態(tài)參數(shù)6．熱量熱量是能量變化的一種量度，表示物體在吸熱或放熱過程中所轉(zhuǎn)移的熱能。熱量有顯熱和潛熱兩種形式。2.1.1濕空氣的狀態(tài)參數(shù)潛熱是指物質(zhì)在只改變狀態(tài)（如熔解、液化等）而不改變溫度的過程中所轉(zhuǎn)移的熱量。如將100℃的水變?yōu)?00℃的水蒸氣時，需要吸收的熱量。依據(jù)物態(tài)變化，潛熱可分為汽化熱、液化熱、熔化熱和凝固熱等。在實際應用中，水的潛熱與顯熱的關(guān)系如圖所示。第2章城軌車輛空調(diào)基礎知識城軌車輛空調(diào)濕空氣2.1城軌車輛客室內(nèi)空氣參數(shù)的確定2.2制冷劑2.3CONTENTS目錄潤滑油2.4城軌車輛客室內(nèi)空氣參數(shù)的確定2.2

2.2.1溫熱條件的舒適度在標準大氣壓下，人體對溫熱條件的舒適度要求，因每個人的體質(zhì)、年齡、民族、地域、生活習慣、衣著服裝等不同而有所不同，冷熱干濕的要求也是有很大差別的。人體熱感覺取決于周圍環(huán)境的冷卻能力，即取決于空氣的溫度、濕度、流動性及與四周表面的輻射換熱強度等綜合作用的效果。2.2.1溫熱條件的舒適度據(jù)統(tǒng)計資料表明，大多數(shù)人感到舒適的溫熱條件如表所列。程度夏季溫度/℃冬季溫度/℃相對濕度/%新鮮空氣量/（m3·h﹣1）風速/（m·h﹣1）舒適22~2815~2130~70＞200~0.2適應27~430~1515~308~200.2~0.4有害＞43＜0＞70和＜15＜8＞0.4人體感到舒適的溫熱條件2.2.1溫熱條件的舒適度地鐵車廂的溫度和乘客的數(shù)量也有一定關(guān)系，在冬季客流高峰期，地鐵車廂內(nèi)的人口密度增大，甚至出現(xiàn)擁擠。由于人本身作為散熱源，地鐵內(nèi)高度密集的人群會釋放出大量熱量，如果地鐵空調(diào)溫度調(diào)的很高，加之地鐵通風不良，會出現(xiàn)車廂內(nèi)溫度過熱，甚至無法忍受。如果地鐵空調(diào)溫度調(diào)的過低，無法滿足一些特殊群體需求。2.2.1溫熱條件的舒適度空調(diào)系統(tǒng)是創(chuàng)造和保持人工氣候（主要是空氣的溫度、濕度、潔凈度和流動性）的裝置，在車輛運行過程中有著十分重要的作用，尤其是在人們追求乘車舒適性的今天?？照{(diào)系統(tǒng)不僅要調(diào)節(jié)人們乘坐空間的溫度、濕度，還要對空間內(nèi)的空氣品質(zhì)進行相應的調(diào)控，讓乘客在旅途中享有一個舒適的人工環(huán)境。因為城市軌道交通車廂必須具有良好的密封性，車內(nèi)空氣品質(zhì)主要由車載空調(diào)通風系統(tǒng)維持。在高峰時期以及極端天氣條件下，人體帶入以及產(chǎn)生的污染氣體無法及時稀釋排放，造成車廂內(nèi)熱環(huán)境及空氣品質(zhì)惡化，車廂內(nèi)人員不安全、不舒適的乘坐體驗。2.2.1溫熱條件的舒適度由此可以看出，軌道交通的空調(diào)系統(tǒng)對于整個軌道交通的運行，都有著不可忽視的作用與不可代替的地位。另外，軌道車輛在底下空間運行過程中，可能遇到因故障終止運行的情況，此時軌道車輛空調(diào)系統(tǒng)要為乘客提供足夠的通風量，防止危害乘客人身安全的事故發(fā)生；車輛遭遇火災的情況下，軌道交通空調(diào)系統(tǒng)還要及時將空間內(nèi)的濃煙排出，降低事故的危害性；同時，隨著地下軌道交通的大力發(fā)展，地下空間日趨復雜，地鐵車輛運行空間內(nèi)的空氣質(zhì)量必須借助空調(diào)系統(tǒng)的發(fā)展而得到有效的調(diào)控。2.2.1溫熱條件的舒適度隨著人們對空氣質(zhì)量要求的提高，在城市軌道交通（地下環(huán)境）中的空氣質(zhì)量情況也逐漸被人們重視起來。我們需要一些先進的技術(shù)為旅客創(chuàng)造清潔、舒適的乘車環(huán)境，例如靜電除塵、活性炭和HEPA過濾網(wǎng)技術(shù)等都是比較先進的空氣凈化技術(shù)，所以空調(diào)系統(tǒng)的日益完善仍需要我們繼續(xù)努力。2.2.2影響乘客衛(wèi)生和舒適性的因素城軌車輛的運輸任務是單一的運送短途乘客，這就要求客室內(nèi)環(huán)境衛(wèi)生清潔而且舒適。”根據(jù)人們的生活實踐和人體生理衛(wèi)生的要求以及車內(nèi)的特點，可分析出影響車內(nèi)人體衛(wèi)生和舒適性的主要因素是：客室內(nèi)的空氣溫度。人體周圍空氣的流動速度。客室內(nèi)空氣的潔凈度。”2.2.2影響乘客衛(wèi)生和舒適性的因素人體產(chǎn)生的熱量主要靠皮膚和呼吸器官散發(fā)到周圍的空氣中去，這種散發(fā)熱量的方式有輻射、蒸發(fā)、對流和傳導四種，而周圍空氣的溫度、相對濕度和流動速度則是影響這幾種散熱效果的主要因素。通常情況下因為在正常的氣候條件下，健康人只要能夠使身體內(nèi)所產(chǎn)生的熱量和向外界發(fā)散出去的熱量保持平衡，人就感到舒適。而當人周圍的空氣溫度不能使人保持熱量平衡，則就會使人感到不舒服——冷或熱。2.2.2影響乘客衛(wèi)生和舒適性的因素當人體周圍的相對濕度較大時，將要影響人體的蒸發(fā)散熱，而使人們感到悶熱。當人體周圍空氣溫度在26.7℃以下時，濕度對人體影響不明顯但當溫度在28℃以上時，空氣的相對濕度對人體的影響就較為明顯了相對濕度對人體影響使人感覺不舒適的極限值約為70%。衛(wèi)生學的觀點也認為：2.2.2影響乘客衛(wèi)生和舒適性的因素在客室內(nèi)的空氣的流速，同樣影響人體的散熱。車內(nèi)空氣流速的增大可以加速人體表面的對流散熱，尤其是當人體周圍空氣的溫度和相對濕度都較高的情況下，增大空氣流速會促進人體表面汗液的蒸發(fā)，從而增加散熱效果，給乘客一個舒適的感覺。2.2.2影響乘客衛(wèi)生和舒適性的因素在客室內(nèi)，由于人的呼吸，二氧化碳（C02）將增加，當增加到一定濃度后就會影響人的健康。另外，車內(nèi)乘客攜帶的物品中產(chǎn)生的有害氣體等，也會使車內(nèi)空氣變得污濁，這時就需要外界產(chǎn)生新鮮空氣，對車內(nèi)的空氣進行一定的更換?？褪覂?nèi)的溫度、相對濕度、流速、潔凈度等參數(shù)是影響乘客舒適性的重要因素，可以根據(jù)各地區(qū)的氣象條件確定地鐵車輛客室內(nèi)夏季的空調(diào)參數(shù)。綜上所述空氣中的氧氣是人們生存所必需的。2.2.3客室內(nèi)空氣參數(shù)的要求目前我國還未制定城市軌道交通車輛的空調(diào)標準，下面介紹一下我國現(xiàn)行“國標”及“鐵標”對鐵路客車舒適環(huán)境作的相關(guān)標準，以供城軌車輛空調(diào)參考和借鑒?？蛙噧?nèi)的空氣參數(shù)不僅決定著乘客的舒適程度，也是進行空調(diào)裝置熱工計算的基本數(shù)據(jù)，因此對它要提出一定的要求?？褪覂?nèi)空氣參數(shù)的要求2.2.3客室內(nèi)空氣參數(shù)的要求《公共交通工具衛(wèi)生標準》（GB9673-1996）規(guī)定旅客列車車廂衛(wèi)生標準值如下。冬季18℃～20℃，夏天24℃～28℃；≤3℃40%～70%≤0.5m/s相對濕度垂直溫差微風速垂直溫差2.2.3客室內(nèi)空氣參數(shù)的要求1.《中華人民共和國鐵道部部標準》（TB1951-87）客車空調(diào)裝置須滿足下列衛(wèi)生條件：客室內(nèi)空氣中二氧化碳的容積濃度不大于0.15%(1)客室內(nèi)空氣中含塵量不超過1mg/m3。(2)客室內(nèi)應保持正壓門窗關(guān)閉縫隙和孔洞不嚴密處不加人為封堵其范圍為9.8~29.4Pa（1~3mm水柱）。(3)2.2.3客室內(nèi)空氣參數(shù)的要求夏季外氣計算溫度35℃，相對濕度60%。冬季外氣計算溫度-14℃?？褪覂?nèi)氣溫24~28℃，相對濕度40%~65%，最高不超過70%。送風溫差推薦不大于8K客室內(nèi)氣溫18~20℃，相對濕度不低于30%。洗臉室內(nèi)氣溫不低于18℃。走廊和廁所內(nèi)氣溫低于客室但不低于14℃?？褪覂?nèi)壁面和地板面的溫度不低于14℃。（1）北京以南地區(qū)干線運行的空調(diào)客車外氣計算參數(shù)為（2）在外氣溫度35℃、相對濕度60%條件下，空調(diào)裝置冷卻系統(tǒng)工作時（3）在外氣溫度-14℃條件下采暖裝置工作時2．《客車空調(diào)設計參數(shù)》（TB/T1951-1987）規(guī)定北京以南地區(qū)干線鐵路選擇空調(diào)客車的外氣計算參數(shù)為：2.2.3客室內(nèi)空氣參數(shù)的要求送風道內(nèi)5~8m/s?；仫L道內(nèi)3~5m/s。送回風口處13m/s。（4）客室內(nèi)同一水平面和同一鉛垂線的最大氣溫差均不超過3K。（5）供給每人的新鮮空氣量，春季20~25m3/h，冬季15~20m3/h。（6）客室內(nèi)微風速，對于軟座車、軟臥車和硬臥車，夏季不超過0.25m/s，其它車不超過0.35m/s，冬季不超過0.20m/s。（7）低速通風系統(tǒng)風速推薦如下2．《客車空調(diào)設計參數(shù)》（TB/T1951-1987）規(guī)定北京以南地區(qū)干線鐵路選擇空調(diào)客車的外氣計算參數(shù)為：2.2.3客室內(nèi)空氣參數(shù)的要求上海地鐵車輛客室內(nèi)夏季空調(diào)參數(shù)客室內(nèi)的溫度t=27℃客室內(nèi)的相對濕度j=65%客室內(nèi)的空氣流速0.5m/s（在1.2~1.7m處）最大不超過（0.7±0.2）m/s新鮮空氣量10m3/（h·人）車內(nèi)空氣含塵量≤0.5mg/m3每輛車總的通風量8000m3/h（直流車），8500m3/h（交流車）每輛車總的新風量4000m3/h（直流車），3200m3/h（交流車）第2章城軌車輛空調(diào)基礎知識城軌車輛空調(diào)濕空氣2.1城軌車輛客室內(nèi)空氣參數(shù)的確定2.2制冷劑2.3CONTENTS目錄潤滑油2.4制冷劑2.3

2.3制冷劑制冷劑通過自身熱力狀態(tài)的循環(huán)變化完成與外界熱量的轉(zhuǎn)換和傳遞，實現(xiàn)制冷目的。制冷裝置的運行效率、可靠性及經(jīng)濟性很大程度上取決于制冷劑的選擇是否恰當?！霸谧顬槠毡榈恼魵鈮嚎s式制冷機中，制冷劑在低壓狀態(tài)下從低溫熱源中吸收熱量并氣化，被壓縮成高壓氣體后再向高溫熱源排出熱量并冷凝，從而完成熱量的轉(zhuǎn)移。因此，只有在工作溫度范圍內(nèi)能夠完成氣化和凝結(jié)相變過程的物質(zhì)才有可能作為制冷劑在蒸氣壓縮式制冷機中使用。2.3制冷劑制冷劑行業(yè)最早選用乙醚、氨、二氧化碳等物質(zhì)，此類制冷劑的使用存在明顯局限性。20世紀30年代研發(fā)出的氟利昂取代第一代制冷劑，在制冷行業(yè)廣泛應用。但隨著科學研究的發(fā)展以及生態(tài)環(huán)境變化，人們發(fā)現(xiàn)氟利昂是造成臭氧層空洞的主要原因之一，1897年聯(lián)合國制定相應規(guī)定逐步淘汰氟利昂在制冷劑領域的應用，至此，第二代制冷劑也即將淡出歷史舞臺。為了尋找更加合適的制冷劑，新型制冷劑不斷被人們研發(fā)出來，從第一代制冷劑到如今新型制冷劑的發(fā)展大致分為四個階段，如表1所示：2.3制冷劑1977年南極上空出現(xiàn)臭氧空洞，經(jīng)過科學家深入研究認定大量使用CFCs制冷劑是造成臭氧層空洞的主要因素。1987年聯(lián)合國頒布《蒙特利爾議定書》，通過對誘發(fā)臭氧層空洞的CFCs進行淘汰，達到防止臭氧層被繼續(xù)破壞的目標。至今，世界上主要使用的制冷劑包括氫氯氟烴、氫氟烴、無機化合物和碳氫這幾種類制冷劑，如表2所示：2.3制冷劑為了應戰(zhàn)全球氣候變化，近年來世界各國正加緊推動以二氟一氯甲烷(R22)制冷劑為代表的HCFCs代替過程，制冷劑正在發(fā)生重大變革[7]。聯(lián)合國簽訂的《蒙特利爾議定書》對氫氯氟烴的消費生產(chǎn)進行限定，經(jīng)過后續(xù)修改完善，對其使用范圍增加了限制，對R22的用量進行極大的消減[2]，以R22為代表的HCFCs將逐步被淘汰。以上背景使得開發(fā)安全高效、ODP值為0，GWP值較低的第四代綠色環(huán)保制冷劑成為當前的緊迫任務。2.3.1制冷劑的作用蒸氣壓縮式制冷循環(huán)中的制冷劑在低溫低壓下氣化，從被冷卻物體中吸收熱量；然后制冷劑又在高溫高壓下凝結(jié)，把熱量釋放到環(huán)境介質(zhì)（如空氣、冷卻水等）中去。制冷劑在制冷系統(tǒng)中如此反復循環(huán)通過自身熱力狀態(tài)的變化與外界進行能量交換從而把被冷卻物體的熱量釋放到環(huán)境介質(zhì)中實現(xiàn)被冷卻物體的冷卻。制冷系統(tǒng)中充注的制冷劑不同，其制冷效率也有很大的區(qū)別，因此制冷劑在制冷系統(tǒng)中起著極其重要的作用。2.3.2對制冷劑的要求從理論上講從理論上講凡是能在蒸發(fā)器中吸收被冷卻介質(zhì)的熱量而汽化，并在冷凝器中放出熱量而液化的物質(zhì)都可以作為制冷劑，但作為空調(diào)制冷系統(tǒng)必須要考慮所選用的制冷劑能使整個空調(diào)制冷系統(tǒng)安全、可高、高效和經(jīng)濟地工作，因此對制冷劑是有一定要求的。(2)制冷劑在高溫高壓下化學性質(zhì)穩(wěn)定，不會發(fā)生分解，不與裝置部件發(fā)生化學反應；安全性高，無刺激性、無毒、不可燃。2.3.2對制冷劑的要求標準沸點較低，比熱容較??；臨界溫度高于冷凝溫度；冷凝壓力不要太高絕熱指數(shù)低，單位容積制冷量和單位質(zhì)量制冷量較大等。對制冷劑的性質(zhì)要求一般包括以下幾點：(1)熱力學性質(zhì)優(yōu)良，以便在制冷循環(huán)過程中獲得較高的制冷效率，主要包括以下幾點：(3)具有優(yōu)良的熱物理性質(zhì)，如：傳熱系數(shù)高，密度和粘度小。(4)電絕緣性良好，與潤滑油互溶性良好；易獲取，價格低廉。(5)臭氧消耗潛值(ODP）為0，全球變暖潛值(GWP)小，以保護大氣臭氧層及全球氣候環(huán)境。2.3.2對制冷劑的要求表1-1第四代制冷劑候選物2.3.2對制冷劑的要求表1-1給出了部分第四代候選替代制冷劑的情況。雖然它們在環(huán)保性質(zhì)和臭氧層保護等方面具有很好的表現(xiàn)，但熱力性質(zhì)和安全性等相對于CFCs和HCFCs則不盡人意。因此，目前第四代綠色環(huán)保制冷劑的歸屬還未有定論。“”2.3.3制冷劑的分類及表示方法可以當作制冷劑的物質(zhì)有很多，有幾十種，但目前工業(yè)上常用的不過十余種。1.制冷劑的分類/Theclassificationoftherefrigerant按照它們的組成主要有：無機化合物制冷劑、氟利昂制冷劑、碳氫化合物制冷劑、混合制冷劑按照它們在標準大氣壓力條件下沸騰溫度的高低，一般可將其分為三大類：高溫制冷劑、中溫制冷劑和低溫制冷劑。2.3.3制冷劑的分類及表示方法低溫制冷劑中溫制冷劑高溫制冷劑冷凝壓力大于2Mpa，正常汽化溫度低于70℃，主要有R13、R14和R503等，適用于低溫制冷裝置及復疊式制冷的低溫部分。（冷凝溫度是指冷凝器內(nèi)制冷劑蒸汽在一定壓力下凝結(jié)時的飽和溫度。冷凝溫度不等于冷卻介質(zhì)的溫度，兩者之間也存在著傳熱溫差。冷凝壓力就是制冷劑在冷凝器內(nèi)有氣體冷凝成液體的壓力。）冷凝壓力大于在0.3~2Mpa之間，正常汽化溫度介于0~70℃之間，主要有R12、R22和R502等，適用于電冰箱及中、小型空調(diào)器、城軌車輛空調(diào)。冷凝壓力大于0.2~0.3Mpa之間，正常汽化溫度大于0℃，主要有R11、R21和R114等，多用于空調(diào)系統(tǒng)的離心式壓縮機。(1)(3)(2)2.3.3制冷劑的分類及表示方法2.制冷劑的表示方法/Therepresentationmethodofrefrigerants為書寫方便，我國國家標準規(guī)定了各種通用制冷劑的代號，以代替其化學名稱、分子式或商業(yè)名稱。標準中規(guī)定用字母R和它后面的一組數(shù)字或字母作為制冷劑的代號。字母R表示制冷劑，后面的數(shù)字或字母則根據(jù)制冷劑的種類及分子式組成，按一定的規(guī)則編寫。2.3.3制冷劑的分類及表示方法（2）氟利昂和烷烴類（1）無機化合物作為制冷劑的無機化合物有氨、二氧化碳、水等。對于這類制冷劑，其代號“R”后的第一位數(shù)為7，7后面的數(shù)字為該物質(zhì)的分子量的整數(shù)部分，其簡寫符號規(guī)定為R7XX。氟里昂是飽和碳氫化合物的氟、氯、溴衍生物的總稱。目前用作制冷劑的主要是甲烷和乙烷的衍生物。2.3.3制冷劑的分類及表示方法（2）氟利昂和烷烴類飽和碳氫化合物的分子式為CmH2m+2。氟里昂的分子通式為CmHnFxClyBrz，其原子數(shù)m，n，x，y，z之間的關(guān)系為：它們的簡寫符號規(guī)定為R（m-1）（n+1）（x）B（z）。每個括號是一個數(shù)字，該數(shù)字數(shù)值為零時省去不寫，若z為零時，與字母B一起省略，同分異構(gòu)體則在其最后加小寫英文字母以示區(qū)別。2.3.3制冷劑的分類及表示方法（2）氟利昂和烷烴類例如

二氟二氯甲烷的分子式為CF2Cl2，該化合物的m=1，n=0，x=2，z=0，所以在R后的第一位數(shù)字（m-1）=0，第二位數(shù)字（n+1）=1，第三位數(shù)字x=2，B后面的數(shù)字z=0，故CF2Cl2的代號為R12。一氟一氯甲烷的分子式為CHF2Cl，其（m-1）=0，（n+1）=2，x=2，z=0，故代號為R22。2.3.3制冷劑的分類及表示方法（3）非共沸混合制冷劑混合制冷劑是由兩種或兩種以上的制冷劑按一定的比例相互溶解而成的溶合物，分為共沸混合制冷劑和非共沸混合制冷劑。非共沸制冷劑沒有共沸點，在恒定的壓力下蒸發(fā)或冷凝時，其蒸發(fā)溫度或冷凝溫度以及氣相和液相的組分，均不能保持恒定。由于非共沸制冷劑在組分不同、混合比不同時，會顯示不同的熱力學性質(zhì)，因此可滿足各種制冷要求。與其他混合物類似，混合制冷劑的性質(zhì)與構(gòu)成它的各純質(zhì)制冷劑的性質(zhì)有著緊密的關(guān)系?？梢岳没旌现评鋭┑倪@一特性，實現(xiàn)各純質(zhì)制冷劑的優(yōu)勢互補。2.3.3制冷劑的分類及表示方法非共沸混合制冷劑的簡寫符號為R4X。X是代表一組數(shù)字，這組數(shù)字為該制冷劑命名的先后順序號，從00開始。構(gòu)成非共沸混合制冷劑的純物質(zhì)種類相同，但成分不同，則分別在最后加上大寫英文字母以示區(qū)別。例如，最早命名的非共沸混合制冷劑寫作R400，以后命名的按先后次序分別用R401、R402、…、R407A、R407B、R407C等表示。2.3.3制冷劑的分類及表示方法（4）共沸混合制冷劑共沸混合制冷劑在一定的蒸發(fā)壓力下蒸發(fā)時，具有幾乎不變的蒸發(fā)溫度，而且蒸發(fā)溫度一般比組成它的單組分的蒸發(fā)溫度低。這里所指的幾乎不變，是指在偏離共沸點時，泡點溫度和露點溫度雖有差別，但非常接近，而在共沸溫度時，則泡點和露點溫度完全相等，表現(xiàn)出與純制冷劑相同的恒沸性質(zhì)，即在蒸發(fā)過程中，蒸發(fā)壓力不變，蒸發(fā)溫度也不變。2.3.3制冷劑的分類及表示方法在一定的蒸發(fā)溫度下，共沸制冷劑的單位容積制冷量，比組成它的單一制冷劑的容積制冷量要大。這是因為在相同的蒸發(fā)溫度和吸氣溫度下，共沸制冷劑比組成它的單—制冷劑的壓力高、比體積小的緣故。共沸制冷劑的化學穩(wěn)定性較組成它的單一制冷劑好。2.3.3制冷劑的分類及表示方法共沸混合制冷劑的簡寫符號為R5X。X是代表一組數(shù)字，從00開始，也是該制冷劑命名的先后順序號。例如，最早命名的共沸制冷劑寫作R500，以后命名的按先后次序分別用R501、R502、…、表示。2.3.3制冷劑的分類及表示方法例如，R12可表示為CFC12，R134a可表示為HFC134a。在大氣臭氧層問題出來以后，為了能較簡單地定性判別制冷劑對大氣臭氧層的破壞能力，氯氟烴類物質(zhì)代號中的R可表示為CFC，氫氯氟烴類物質(zhì)代號中的R可表示為HCFC，氫氟烴類物質(zhì)代號中的R可表示為HFC，碳氫化合物代號中的R可表示為HC等，數(shù)字編號不變。2.3.4常用制冷劑的性質(zhì)目前，城市軌道交通方面，上海地鐵1號線車輛空調(diào)機組采用的制冷劑為R22，2號線車輛空調(diào)機組采用新型環(huán)保制冷劑R134a；廣州地鐵1號線空調(diào)機組制冷劑采用R134a，廣州地鐵2號線車輛和深圳地鐵車輛空調(diào)機組采用新型環(huán)保制冷劑R407c。氨屬于無機化合物制冷劑，

是最古老的制冷劑之一，也是目前廣泛被采用的中溫中壓制冷劑之一。氨的制冷范圍為+5--70°C，常用于不低于-60°C

的大、中型單級或雙級活塞式制冷壓縮機中。氨的臨界溫度（133.0°C）高，凝固點（-77.7°C）較低，標準沸點為

-33.3°C。在常況下，氨在制冷系統(tǒng)中的蒸發(fā)壓力為0.1~0.5MPa，氨的冷凝壓力一般為

1.0~

1.6MPa,其壓力比適中。2.3.4常用制冷劑的性質(zhì)1、氨（NH3）2.3.4常用制冷劑的性質(zhì)氨有強烈的刺激性氣味，故泄露易發(fā)現(xiàn)。氨易溶于水，在常溫常壓下，一個單位體積的水能溶解700單位體積的氨水而形成氨水溶液。在低溫下，水不會從氨液中析出而形成“冰塞”現(xiàn)象，所以氨系統(tǒng)中一般不設置干燥過濾器。氨液中溶有水后，其蒸發(fā)溫度稍有提高，同時對金屬有腐蝕作用，故規(guī)定氨的允許含水量不超過0.2%。1、氨（NH3）2.3.4常用制冷劑的性質(zhì)2.氟利昂R22即二氟一氯甲烷（CHCIF2）也是烷烴的鹵代物，其標準沸點為-40.8

°C，凝固溫度約為-160°C，是一種較為常用的中溫制冷劑。R22無色，氣味很弱，不燃燒，不爆炸，很多性質(zhì)與R12相似，但其毒性比R12稍大，單位容積制冷量比R12也大得多。R22也屬于不溶于水的物質(zhì)，系統(tǒng)中含水量超標則可能會引起冰堵和“鍍銅”現(xiàn)象，因此一般限制含水量在0.0025%之內(nèi)。（1）R222.3.4常用制冷劑的性質(zhì)2.氟利昂R22能部分地與潤滑油互溶，在系統(tǒng)高溫側(cè)部分（冷凝器中）R22與油完全溶解；在低溫側(cè)部分（蒸發(fā)器中）R22與油的混合物出現(xiàn)分層現(xiàn)象，上層主要是油，

下層主要是R22，因此需要采取專門的回油措施。R22對金屬的腐蝕性以及泄露性與R12相似，但它的單位容積制冷量比R22高40%左右，并且它對大氣臭氧層的破壞作用相對比較輕微，因此可以作為R12的過渡性替代制冷劑，一般在空調(diào)、冷藏、低溫設備，離心式、活塞式和回轉(zhuǎn)式壓縮機系統(tǒng)中均有應用。（1）R22第2章城軌車輛空調(diào)基礎知識城軌車輛空調(diào)濕空氣2.1城軌車輛客室內(nèi)空氣參數(shù)的確定2.2制冷劑2.3CONTENTS目錄潤滑油2.4制冷劑2.3

2.3.4常用制冷劑的性質(zhì)2.氟利昂R32是一種熱力學性能優(yōu)異的氟利昂替代物，具有較低的沸點，蒸汽壓和壓力比較低，制冷系數(shù)較大，臭氧耗損值為零，溫室效應系數(shù)較小等特點，是HCFC-22(CHCIF2)比較理想的替代品。R32是二氟甲烷的簡稱，是一種鹵代經(jīng)（化學式:CHF)，R32也是鹵代甲烷的一種。它是甲烷的四個氫原子中的兩個被氟原子代替形成的化合物。(2)R322.3.4常用制冷劑的性質(zhì)R32在常溫下為無色、無臭氣體，在自身壓力下為無色透明液體，或加壓壓縮成液體，并呈無色透明狀態(tài)，無毒、可燃。分子量:52.024，沸點:(101.13Kpa)-51.7℃，熔點:-136℃，蒸氣壓:1518.92kPa，21.1℃，密度:2.72kg/m3，15℃、2.163kg/m3，21.1℃2.3.4常用制冷劑的性質(zhì)臨界溫度:78.25℃，臨界壓力:5.808Mpa，臨界密度:0.43g/ml，沸點時的蒸發(fā)潛勢:390.5KJ/KG℃，水中溶解度:(25℃)0.44%，液體熱:2.3525℃，[KJ/(kg·℃)]，其破壞臭氧層值（ODP）為0，溫室效應值(GWP）為0.11R32在自身壓力下為無色透明液體，易溶于油，難溶于水，主要是替代HCFC-22，作復配中低溫混合致冷劑。2.3.4常用制冷劑的性質(zhì)“R134a屬于HFC類物質(zhì)，是一種新型制冷劑，R134a

作為R12的替代制冷劑而提出，它的許多特性與R12很接近，R134a也被用于離心式制冷機中，作為R11的替代制冷劑。目前，上海地鐵2號線、廣州地鐵1號線車輛空調(diào)機組制冷劑采用R134a。(3)

R134aR134a2.3.4常用制冷劑的性質(zhì)R134a的臨界壓力比R12略低，溫度及液體密度均比R12略小，標準沸點略高于R12液體，氣體的比熱容均比R12大。兩者的飽和蒸氣壓在低溫時R134a略低，大約在17°C

時相等，高溫時R134略高。因此，一般情況下，R134a

的壓比要略高于R12，但它的排氣溫度比R12低，對壓縮機工作更有利。兩者的黏性相差不大。R134a的毒性非常低，在空氣中不可燃，安全類別與R12一樣，

為Al，是很安全的制冷劑。與R12相比，R134a具有優(yōu)良的遷移性質(zhì)，其液體及氣體的熱導率顯著高于R12；研究表明，在蒸發(fā)器和冷凝器中，R134a

的傳熱系數(shù)比R12分別要高35%

~

40%和25%~35%。2.3.4常用制冷劑的性質(zhì)R134a與礦物潤滑油不相溶，但在溫度較高時，能完全溶解于多元烷基醇類（PAG）和多元醇酯類（POE）合成潤滑油在溫度較低時，只能溶解于POE合成潤滑油。R134a的化學穩(wěn)定性很好，然而由于它的溶水性比R12要強得多，這對制冷系統(tǒng)很不利。即使少量水分存在，在潤滑油等的一起作用下，將會產(chǎn)生酸、CO或CO2，將對金屬物

產(chǎn)生腐蝕作用，或產(chǎn)生“鍍銅”現(xiàn)象。而且，不能用與R12相同的干燥劑，必須用與R134a相容的干燥劑，如XH-7或XH-9型分子篩。因此，R134a

對系統(tǒng)的干燥和清潔性要求更高。2.3.4常用制冷劑的性質(zhì)與其他HFC類制冷劑一樣，

R134a

分子中不存在氯原子，應該用專門適合于Rl34a檢漏儀檢漏。R134對鋼、鐵、銅、鋁等金屬均未發(fā)現(xiàn)有相互化學反應的現(xiàn)象，僅對鋅有輕微的作用。R134a對塑料無顯著影響，除了對聚苯乙烯稍有影響外，其他的大多可用。和塑料相比，合成橡膠受R134a的影響略大，特別是氟橡膠。2.3.4常用制冷劑的性質(zhì)(4)R407C常溫常壓下，R407C是一種不含氨的氟代烷

非共沸混合制冷劑，它是作為R22的替代物而提出的，為無色氣體，有輕微的氣味；化學穩(wěn)定性好，與活潑金屬，堿金屬、堿土金屬（如鋁、鋅、鋇等）不相容。R407C是環(huán)保型制冷劑，用于替代R22和R502，具有清潔、低毒、不燃、制冷效果好等特點。2.3.4常用制冷劑的性質(zhì)廣州地鐵2號線車輛和深圳地鐵車輛空調(diào)機組均采用新型環(huán)保制冷劑R407c。在壓力為

1標準大氣壓時，其泡點溫度為-43.4°C，露點溫度為-36.1°C，與R22的沸點較接近。與其他HFC制冷劑一樣，R407c也不能與礦物潤滑油互溶，但能溶解于聚酯類合成潤滑油。在空調(diào)工況（蒸發(fā)溫度約7°C）下，R407c容積制冷量及制冷系數(shù)比R22略低（約5%）。研究表明因此，將R22的空調(diào)系統(tǒng)換成R407C，只要將潤滑油和制冷劑改換就可以了，而不需要更換制冷壓縮機，這是R407C作為R22替代物的最大優(yōu)點。但在低溫工況（蒸發(fā)溫度<-30°C）下，雖然其制冷系數(shù)比R22低得不多，但它的容積制冷量比R22要低得多（約20%），這一點在使用時要特別注意。此外，由于R407c的泡點、露點溫差較大，在使用時最好將熱交換器做成逆流形式，以充分發(fā)揮非共沸混合制冷劑的優(yōu)勢.2.3.4常用制冷劑的性質(zhì)制冷劑R290，即丙烷，是一種可以從液化氣中直接獲得的天然碳氫制冷劑。3.R290與氟利昂這種人工合成制冷劑相比，天然工質(zhì)R290的分子中不含有氯原子，因而ODP值為零，對臭氧層不具有破壞作用。此外，與同樣對臭氧層無破壞作用的HFC物質(zhì)相比，R290的GWP值接近0，對溫室效應沒有影響。目前在德國R290已經(jīng)用于家用熱水器和空調(diào)系統(tǒng)中。目前，我國空調(diào)行業(yè)使用較多的制冷劑是HCFC物質(zhì)R22。2.3.4常用制冷劑的性質(zhì)R290與R22的標準沸點、凝固點、臨界點等基本物理性質(zhì)非常接近，具備替代R22的基本條件。在飽和液態(tài)時，R290

的密度比R22小，因此相同容積下R290的灌注量更小，試驗證明相同系統(tǒng)體積下R290

的灌注量是R22的43%左右。另外，由于R290的汽化潛熱大約是R22的2倍左右，因此采用R290的制冷系統(tǒng)制冷劑循環(huán)量更小。R290具有良好的材料相容性，與銅、鋼、鑄鐵、潤滑油等均能良好相容。雖然R290具有上述優(yōu)勢，但其“易燃易爆”的缺點是目前限制其大規(guī)模推廣的最大阻碼。R290與空氣混合能形成爆炸性混合物遇熱源和明火有燃燒爆炸的危險。提高R290安金性的手段包括減小蒲裝量、隔絕省火源、防止制冷利泄漏及提高遭漏后的安全防控能力等。2.3.4常用制冷劑的性質(zhì)氟里昂制冷劑的使用推動了制冷技術(shù)的迅速發(fā)展。由于氟里昂具有許多的優(yōu)點，所以它發(fā)展很快，目前廣泛使用的有R11、R12、R13、R22、R113、R114等。氟里昂是用氟、氯、溴等部分或全部取代飽和碳氫化合物中的氫而生成的新化合物的總稱。其中不含氫的氟里昂稱作氯氟化碳，寫成CFCs，是公害物質(zhì)，屬于限制和禁用的物質(zhì)；含氫的，氟里昂稱作氫氯化碳，寫成HCFC，是低公害物質(zhì)，屬于過渡性物質(zhì)；而不含氯的氟里昂稱作氫氟化碳，寫成HCF，是無公害物質(zhì)，正是人們要研究和開發(fā)的替代物。3．新型制冷劑代替劑2.3.4常用制冷劑的性質(zhì)現(xiàn)在的制冷系統(tǒng)是工業(yè)生產(chǎn)，日常生活中不可缺少的一部分。隨著科學的進步，人們對環(huán)境問題越來越重視。隨著《京都議定書》和《蒙特利爾議定書》的簽訂，現(xiàn)有含氟制冷劑的淘汰成為必然。HCFCs類制冷劑由于其消耗臭氧潛能值（ODP）和全球變暖潛能（GWP）較高，即將面臨淘汰。中國作為發(fā)展中國家，將按哥本哈根修正案的要求，履行淘汰HCFC等消耗臭氧層物質(zhì)的義務，將在2030年徹底停止HCFCs類制冷劑的使用。目前我國是世界上最大的HCFC22（R22）生產(chǎn)國和使用國，尋找合適的HCFCs替代物的任務迫在眉睫。2.3.4常用制冷劑的性質(zhì)目前，新一代制冷劑替代的研究，以環(huán)境安全為前提，主要存在兩個方向一個是尋找新的零臭氧消耗潛能值(ODP)和低全球變暖潛力(GWP)的制冷劑，如美國聯(lián)合信號公司的共沸混合物Ｒ410A，杜邦公司的Ｒ1234yf和Ｒ1234ze另一個是退回到自然工質(zhì)。自然工質(zhì)的代表就是CO2，CO2作為制冷劑被人類使用具有很長的歷史，它具有很多優(yōu)點，例如無毒、環(huán)保、安全、價格低廉，并且具有極佳的熱力性質(zhì)等。但由于其運行壓力高，系統(tǒng)效率偏低等缺點，在一定程度上限制了它的進一步發(fā)展，如何降低運行壓力，提高系統(tǒng)效率成為CO2制冷劑的研究重點;

另一方面，“零ODP”、“低GWP”的人工制冷劑如Ｒ1234yf、Ｒ152a、Ｒ161等盡管也有其自身優(yōu)勢，但是低可燃性、加工復雜以及價格昂貴等缺點也必須要得以解決。2.3.4常用制冷劑的性質(zhì)經(jīng)過國際社會討論通過，對GWP值＞150的HFCs進行限制。目前主要研究的單一新型制冷劑主要包括HFOs、HCs、天然制冷劑，其性能如表3所示：2.3.4常用制冷劑的性質(zhì)表3所列出的制冷劑其環(huán)保性滿足規(guī)范要求，然而上述三類制冷劑往往存在一些顯而易見的缺點，制約這這些環(huán)保制冷劑目前的廣泛應用。對于HFOs類制冷劑對于HCs類制冷劑對HC-600a目前制備成本高昂，其發(fā)展突破口在于尋找新的低成本制備方法，同時HFOs類制冷劑使用過程中制冷量較小，如何通過化學改性和結(jié)構(gòu)修飾增加其制冷量也是未來發(fā)展方向之一；加大對HC-290充注量研究，盡量減少充注量；可尋找其適用的潤滑油對于天然制冷劑開發(fā)其適用的壓縮機第2章城軌車輛空調(diào)基礎知識城軌車輛空調(diào)濕空氣2.1城軌車輛客室內(nèi)空氣參數(shù)的確定2.2制冷劑2.3CONTENTS目錄潤滑油2.4潤滑劑2.4

2.4.1潤滑油的作用潤滑油保證壓縮機正常運轉(zhuǎn)，對運動部件起潤滑與冷卻作用，在保證壓縮機運行的可靠性和使用壽命中起著極其重要的作用?？照{(diào)壓縮機是空調(diào)系統(tǒng)的關(guān)鍵設備，而空調(diào)系統(tǒng)有相對運動的零件，必須進行潤滑以減少摩擦，并增加密封性能，因此空調(diào)系統(tǒng)中必須保持一定量的潤滑油，壓縮機中的潤滑油對空調(diào)系統(tǒng)運行的可靠性、穩(wěn)定性和使用壽命等方面均具有重要影響?？照{(diào)系統(tǒng)中的壓縮機各部件能夠正常工作保障空調(diào)系統(tǒng)實現(xiàn)制冷和制熱，離不開潤滑油的作用。2.4.1潤滑油的作用潤滑冷卻密封清洗防銹1.2.3.4.5.由油泵將潤滑油輸送到各運動部件的摩擦面，形成一層油膜，降低壓縮機的摩擦功，減少運動零件的摩擦，提高了壓縮機的可靠性和延長機器的使用壽命。由于潤滑油帶走摩擦熱，不致于使摩擦面的溫升太高，因而防止運動零件因發(fā)熱而“卡死”。對于開啟式壓縮機，在密封件的摩擦面間隙中充滿潤滑油，防止制冷劑氣體的泄漏。潤滑油流經(jīng)潤滑面時，帶走機械雜質(zhì)和油污，清潔摩擦面，以防止進一步的磨粒磨損。潤滑油能在各零件表面形成油膜保護層，防止零件的銹蝕。能量調(diào)節(jié)6.在壓縮機中，通過潤滑油推動能量調(diào)節(jié)部件運動，改變壓縮機的排氣量，達到調(diào)節(jié)制冷量的作用。2.4.2潤滑油的性能與要求在空調(diào)制冷系統(tǒng)中，壓縮機潤滑油和制冷劑的相互接觸是不可避免的。各種制冷劑與相應的潤滑油之間的溶解程度不同，有完全溶解、部分溶解、完全不溶解三種情況。所以在壓縮機運轉(zhuǎn)時，潤滑油和制冷劑會一起由壓縮機排氣口進入到空調(diào)管路中，如果潤滑油不能及時回到壓縮機，就會導致壓縮機缺油，影響壓縮機的使用壽命。2.4.2潤滑油的性能與要求制冷劑與潤滑油溶解會使?jié)櫥妥兿?，黏度下降，影響壓縮機潤滑效果。因此對潤滑油的要求如下:潤滑油的凝固點要低要有適當?shù)酿ざ纫话慵矣秒姳浜图矣每照{(diào)器采用凝固點低于-30°C的潤滑油。如果黏度太小，在摩擦面不易形成正常的油膜厚度，會加速機械磨損，甚至發(fā)生拉毛氣缸、抱軸等故障，機械密封性能也不好，制冷劑容易泄漏;如果黏度太大，潤滑和密封性能雖好，但流動阻力較大，制冷壓縮機的單位制冷量消耗的功率會增大，耗電量增加。122.4.2潤滑油的性能與要求有較好的黏溫性能和較高的閃點要有良好的化學穩(wěn)定性和抗氧化安定性制冷壓縮機在工作中，氣缸等處的溫度高達130~150°C，所以要求潤滑油的黏度在溫度變化時其變化要小，閃點要高，不會使?jié)櫥驮跍囟雀叩那闆r下炭化(在規(guī)定的條件下，加熱潤滑油，潤滑油的蒸氣和周圍空氣的混合氣，一旦與火焰接觸，即發(fā)生閃火現(xiàn)象的最低溫