机电系统组成及原理精要.doc

第X章 机电系统及原理 第一节 环控技术 一、制冷技术基础知识 1.制冷原理及制冷系统的组成 （1）冷却的概念及人工制冷 1)冷却的基本概念 冷却 —— 就是取出物体的热量，使物体的温度降低。 冷却的过程伴随着物体本身热能的减少。 自然冷却的程度受周围介质的影响，冷却的极限温度不可能低于周围介质的温度。要想把某一物体的温度降到低于周围介质的温度，只能借助于人工冷却的方法，即：人工制冷。? 2)人工制冷 人工制冷的方法有多种，我们常见的是蒸气压缩式制冷，是借助于一种专门的技术装置，通常是由压缩机.热交换设备和节流机构等组成，消耗一定的外界能量，迫使热量从温度较低的被冷却物体，传递给温度较高的环境介质，得到人们所需要的各种低温，这种技术装置称为制冷装置。 3）蒸气压缩式制冷就是根据物质相变过程中能吸收或放出较多热量.相变温度又会随压力条件变化的物理特性，压缩机将制冷剂蒸气压缩成高压高温过热蒸气，经过冷凝.节流后变成低压低温液体，吸收被冷却物质的热量而产生汽化，变成蒸气再被压缩机压缩，如此不停地循环，不断地将被冷却物质的热量转移出去，从而达到对被冷却物质制冷的目的。由于制冷的循环是通过压缩机对制冷剂蒸气所做的压缩功来实现的，所以称作蒸气压缩式制冷。 （2）制冷剂 采用蒸气压缩式制冷方式的制冷机，由压缩机.蒸发器.冷凝器及节流机构四大基本部件组成，其制冷工作原理是：液体制冷剂在蒸发器中吸收被冷却的物体热量之后,汽化成低温低压的蒸汽.被压缩机吸入.压缩成高温高压的蒸汽后排入冷凝器.在冷凝器中向冷却介质(水或空气)放热,冷凝为高压液体.经节流阀（膨胀阀）节流为低温低压的制冷剂.再次进入蒸发器吸热汽化,达到循环制冷的目的。这样，制冷剂在系统中经过蒸发.压缩.冷凝.节流四个基本过程完成一个制冷循环。 (1)压缩机 压缩机起压缩和输送制冷剂蒸气的作用，促使制冷剂沿箭头方向不断循环流动，是制冷系统的动力装置。经过压缩机的压缩作用，蒸发器里的制冷剂蒸气压力下降，冷凝器里的制冷剂蒸气压力上升。常见压缩机有活塞式制冷压缩机、螺杆式制冷压缩机、 和涡旋式制冷压缩机等。 （2）冷凝器 冷凝器的作用是把压缩机排出的高温高压气态制冷剂冷凝成液态制冷剂，把制冷剂在蒸发器中吸收的热量（制冷量）与压缩机所耗功率相当的热量之和排入周围环境（水或空气之中）。 （3）蒸发器 在蒸发器中，节流后制冷剂液体吸收被冷却介质的热量后气化变为饱和蒸气或过热蒸气，制冷剂在蒸发器中发生的是一个沸腾的过程，被冷却介质可以是空气，也可以是液体载冷剂。对于蒸气压缩式制冷机的蒸发器，应使蒸发器出口不能是湿蒸气，以免对压缩机产生液击，同时使进入蒸发器的润滑油能返回压缩机，防止压缩机因缺油而影响运动部件的润滑。 （4）节流机构 节流机构的作用是将冷凝器中冷凝压力下的饱和液体或过冷液体节流后降至蒸发压力和蒸发温度，同时根据负荷的变化，调节进入蒸发器制冷剂的流量。 3.空调冷水系统简介 空调冷水系统一般由冷却塔.冷却水泵和冷冻水泵组成，冷水机组联锁控制，正常开启顺序为：冷却塔风机开→冷却水泵开→冷冻水泵开→冷水机组开；关机顺序则为：冷水机组关→冷却水泵关→冷却塔风机关→冷冻水泵（延时）关。 （1）冷水机组 冷水机组主要由压缩机、冷凝器、节流机构和蒸发器四部分组成。 在冷凝器里，制冷剂由气态变成液态，需要释放大量的热量被冷却水吸收，使冷却水温度由32℃上升到37℃。 在蒸发器里，制冷剂由液态变成气态，需要从冷冻水中吸收大量的热量，使冷冻水温度由12℃下降到7℃。 （2）冷却塔 冷却塔是利用水和空气的接触，通过蒸发作用来散去工业上或制冷空调中产生的废热的一种设备。基本原理是：干燥(低焓值)的空气经过风机的抽动后，自进风网处进入冷却塔内；饱和蒸汽分压力大的高温水分子向压力低的空气流动，湿热(高焓值)的水由播水系统洒入塔内。当水滴和空气接触时，一方面由于空气与水的直接传热，另一方面由于水蒸汽表面和空气之间存在压力差，在压力的作用下产生蒸发现象，将水中的蒸发潜热带走，即蒸发传热，从而达到降温的目的。 二、地铁环控系统 1.地铁环控系统的概述 环控即环境控制的简称，是对车站及相应区间内隧道内温度、湿度、风速、噪声和空气质量进行全面控制，为乘客提供舒适的乘车环境；为工作人员和设备提供良好的工作环境；并在紧急情况下组织气流确保人员安全疏散。 环控系统是指站厅、站台、隧道、设备及管理用房等场所进行空气处理过程的系统，包括：车站通风系统、空调系统、防排烟系统、空调水系统。环控系统须满足两个方面的要求，一是日常运营给乘客和设备提供舒适及适宜的环境；二是事故及灾害情况下进行通风、排烟、排毒、排热，起到生命保障及辅助灭火的作用。 2．环控系统构成 （1）全线隧道通风系统按集成闭式系统设计，开闭式运行。车站站台设置全高