CO2汽车空调器
铁路机车司机室CO2空调技术发展与应用

铁路机车司机室CO2空调技术发展与应用摘要:文章介绍了铁路机车司机室CO2空调系统技术发展现状,分析了CO2空调系统的技术优势和研发需求,分析了铁路机车司机室CO2空调系统的关键技术和发展趋势。
关键词:CO2空调系统;铁路机车;司机室空调0 引言过去铁路机车空调中一般使用CFC和HCFC为制冷剂,自1987年签订《蒙特利尔协定书》以来,以CFC和HCFC做制冷剂的空调面临严重挑战,全球各国开始寻找合适制冷剂,目前使用的R134a和混合制冷剂R407C并不能满足长期替代要求,大多数有较高的温室效应(GWP)等缺点。
根据“京都协议书”R134a也是即将被淘汰的工质[1]。
人工合成化合物隐含着不可预知的风险,因此天然制冷剂引起了人们极大关注。
其中R744有良好的热力性质及环保性质,尤其受到重视。
欧盟2014年初正式通过《含氟温室气体法规》,拟大幅度消减电器含氟温室气体排放量,包括停止预先注入含氟温室气体空调及冷藏设备,逐步禁止全球变暖潜能值高的氢氟碳化合物。
制冷界专家认为,R744将是二十一世纪制冷空调理想制冷剂,具有良好的前景和必然趋势。
随着中国“蓝天计划”的启动,将逐渐淘汰臭氧消耗潜能值(ODP)和全球变暖潜能值(GWP)高的冷媒[2]。
1 国外铁路机车司机室CO2空调系统技术发展情况1.1 德国交通车辆CO2空调系统技术发展情况德国Kassel大学Kohler等人对CO2冷媒在热泵空调和汽车空调应用做了研究,在综合考虑了重量、安全、可靠性、密封性、系统性能和效率后,他们认为CO2跨临界循环系统将是21世纪汽车空调中唯一可选的可靠的制冷系统。
德国Dresden大学的H Quack等人分别对CO2跨临界循环系统的主要的部件和系统在火车的空调制冷系统中应用可能性等进行研究。
研究结果表明,在机车空调使用CO2跨临界循环系统,不但对环境保护有重要作用,而且在系统效率也同样有提高的潜力。
1.2 日本交通车辆CO2空调系统技术发展情况日本的丰田汽车与电子装备公司共同研制的燃料电池汽车“FCHV”上安装了CO2空调,通过了试验进入了商业化阶段。
CO2涡旋制冷压缩机研究进展

2 5mm 8
33 -
无集 液 器 半 封 闭
制热 能 力4 5W k
.
基 圆半 径 :29mm .2
日本 松下 大 阪 电信大 学
全封 闭
制 冷 系统
涡 圈厚 度 :44 mm . 0 涡 圈高 度 :44 mm . 0 基 圆半 径 :1 ~30 . .mm 4
涡旋压缩机 ,结构设 计 已经完成 。
【 关键词 】c 涡旋压缩机 o
制 冷
相 比采用传统 工质的压缩机 ,C O 压缩机 的特 点是 工作压 力高 ,结 构尺寸小 ,压 比小以及 吸排 气压 差大 。 目前开发 的C 压缩机 样机型式包括 活塞压缩机 、斜 盘 O。
一
前言
城 氆
栅
通
劈 扰一
C2 O涡旋制冷压缩机研究进展
西 安 交通 大 学流 体 机械 及 压缩 机 国家 工 程研 究 o, 0b ( 西 陕 70 4 ) 郝 臻瑛 10 9 李连 生 赵远 扬 张 薇
就
【 要】 分析 了国内外在c 摘 o 涡旋压缩 机泄漏 、润
滑、整机性 能方 面所取得 的理论 与试验研 究成果 ,指 出
压缩机 、涡旋压缩机 、滑 片压缩机 、滚动转 子压缩机 和 双螺杆压缩机 。其 中涡旋 压缩机具有振动小 ,噪 声低 ,
天然制冷Nco 具 有其他制 冷剂无法 比拟的优 点 ,
比 如运 动 黏 度 低 ,动 力 黏 度 低 ,压 比 小 ( 为 25~ 约 .
寿命长 ,可靠性好和效率 高等特点 ,已经在 中小冷量 范
72 .3
松下电气
日本 松 下 大 阪 电信大 学 日本 日立
紧凑式
二氧化碳复叠制冷效率

二氧化碳复叠制冷效率二氧化碳(CO2)是一种常见的气体,在自然界中广泛存在。
然而,近年来,随着全球气候变化问题的日益突出,科学家们开始研究如何利用二氧化碳作为一种环保的冷却剂。
二氧化碳复叠制冷技术应运而生,被认为是一种高效的制冷方式。
二氧化碳复叠制冷技术是利用二氧化碳的特殊物理性质实现制冷的过程。
二氧化碳在常温常压下是一种气体,但当压力增加时,它会转化为液体或固体。
这种特性使得二氧化碳可以很容易地被压缩和释放,从而实现制冷效果。
与传统的制冷剂相比,二氧化碳具有许多优势。
首先,二氧化碳是一种天然的物质,不会对环境造成污染。
相比之下,传统的制冷剂如氟利昂会破坏臭氧层,对大气环境有害。
其次,二氧化碳的价格相对较低,易于获取。
而传统的制冷剂价格较高,需要专门的生产和管理。
此外,二氧化碳的制冷效果较好,可以适用于各种不同的制冷需求。
二氧化碳复叠制冷技术的工作原理是通过压缩和扩张二氧化碳气体来实现制冷效果。
首先,二氧化碳气体被压缩成高压液体,然后通过扩张阀放松,使其迅速膨胀成气体。
这个过程中,气体吸收热量,从而使周围环境变得更凉爽。
二氧化碳复叠制冷技术的制冷效率主要取决于压缩机的性能。
压缩机是将气体压缩成液体的关键设备。
目前,研究人员已经开发出了高效的压缩机,可以实现更高效的制冷效果。
此外,二氧化碳复叠制冷技术还可以结合其他制冷技术,如换热器和蒸发器,进一步提高制冷效率。
二氧化碳复叠制冷技术在实际应用中有着广泛的潜力。
例如,在超市和商场的制冷设备中,使用二氧化碳可以降低能耗,实现节能减排。
此外,二氧化碳复叠制冷技术还可以应用于汽车空调和工业制冷等领域,为人们的生活和生产带来更多的便利。
然而,二氧化碳复叠制冷技术也存在一些挑战。
首先,二氧化碳在常温下的制冷效果较差,需要较高的压力才能达到理想的制冷效果。
其次,二氧化碳的传热性能较差,需要优化换热器的设计。
此外,二氧化碳的安全性也需要重视,因为高压二氧化碳可能对人体和设备造成危险。
二氧化碳气体冷却作用

二氧化碳气体冷却作用引言:二氧化碳(CO2)是一种常见的气体,广泛应用于工业和日常生活中。
除了其与温室效应有关的负面影响外,二氧化碳还具有一些有益的特性,其中之一就是其冷却作用。
本文将探讨二氧化碳气体的冷却原理、应用领域以及在环保方面的潜力。
一、二氧化碳气体的冷却原理1.1 膨胀冷却原理二氧化碳气体在高压下,当经过减压阀或喷嘴时,会发生膨胀,从而降低气体的温度。
这是因为膨胀过程中气体分子之间的相互作用减弱,导致气体分子的平均动能减小,从而降低了气体的温度。
1.2 吸热原理二氧化碳气体在膨胀的同时,还会吸收周围的热量。
这是因为膨胀过程中气体分子与周围环境发生碰撞,吸收了一部分热量。
因此,二氧化碳气体在膨胀过程中不仅降低了自身的温度,还吸收了周围环境的热量。
二、二氧化碳气体冷却的应用领域2.1 工业领域二氧化碳气体的冷却作用在工业领域有着广泛的应用。
例如,在制冷设备中,二氧化碳被用作制冷剂,通过膨胀冷却原理实现空气或物体的冷却。
此外,二氧化碳气体还被用于激光切割、焊接等高温工艺中的冷却,以防止设备过热损坏。
2.2 医疗领域二氧化碳气体的冷却作用也在医疗领域得到了应用。
例如,在手术中,医生常常需要冷却器械或手术区域以减少疼痛和减轻组织损伤。
二氧化碳气体通过膨胀冷却原理,可以快速降低器械或手术区域的温度,提供更好的手术条件。
2.3 汽车空调二氧化碳气体还可以用于汽车空调系统中。
与传统的制冷剂相比,二氧化碳气体具有较低的环境污染和全球变暖潜力。
因此,将二氧化碳气体应用于汽车空调系统可以减少对环境的负面影响。
三、二氧化碳气体冷却的环保潜力随着对环境保护意识的提高,人们对传统制冷剂的使用提出了更高的要求。
二氧化碳气体作为一种天然气体,具有较低的环境污染和全球变暖潜力,因此被视为一种环保的替代品。
在工业领域,将二氧化碳气体作为制冷剂可以减少对臭氧层的破坏,降低全球变暖的风险。
此外,二氧化碳气体的使用还可以减少对其他危险化学物质的需求,进一步降低对环境的负荷。
CO2换热器与二氧化碳制冷技术

• 测量改进之后的壁面温度
提高系统的运行效率的途径:降低 出口温度,并尽可能接近进口温度
冷却器迎面风速2.5m/s----1.0m/s 时逼近温度增加10~20% (1600r/min行驶----200r/min怠速)
改进前温差12.2℃ 改进后温差3.7℃
●第二种翅片管换热器 1994年设计,考虑了最小爆裂压力要求。小管径能够改善换热器性能。
辅助设备及其对系统控制特性的影响
• 系统参数控制及其特性
1、高压压力
控制高压压力可以获得最大的COP, 高压压力主要依赖于环境温度(热汇 温度),通过调节压力得到不同环境 温度下的最大COP。
气体CO2出口温度
控制高压装储液 器是必要的 气动或电动节流阀如电子膨胀阀,根据压缩 机排气压力调节开度。
提高系统的运行效率的途径: 降低出口温度,并尽可能接 近进口温度
计算条件:蒸发温度3.9℃、蒸发器效率:0.8、忽略压降。
• CO2比定压比热容随温度在跨临界区域变化曲线
比定压热容在近临界区急剧增加 超过临界区域急剧减小,逐步恢复 到一般水平 气体CO2压力
在气体冷却器入口,气 体温度高,比热容小, 被冷却CO2气体与冷却 空气之间温差大,所以 冷却速度很快;在临界 区域(可能在冷却器中 部或尾部)比定压热容 大,温度降低很慢。
• 换热器材料的承压能力
名目 冷却器 蒸发器
名目
冷却器 蒸发器
最小的爆破压力应是系统最大承受压力的2.5~3倍 ●翅片管换热器 1990~1991研制的产品 铝管铝片,管外径49mm,内径34,壁厚 7.5mm。叉排,深度34mm 存在问题:通过翅片有热量从高温管传 向低温管(气体冷却器进口温度较出口 温度高很多)。 翅片裂缝(改进后) 空气进口位置(改进后)
1. 汽车空调系统(85页PPT).ppt

a)R12 (CCL2F2)
b)R134a(CH2F-CF3)
图8-6 汽车空调用制冷剂
2.汽车空调制冷系统的基本组成
图8-7 汽车空调蒸汽压缩制冷系统 1-电磁离合器;2-压缩机;3-轴流式冷却风机;4-车外冷空气;5-冷凝器; 6-储液干燥器;7-热空气(吹向发动机);8-高压管路;9-车内热空气;10-离心式冷却风机; 11-节流膨胀阀;12-蒸发器;13-冷空气(吹入车内);14-低压管路;15-压缩机驱动皮带
3.汽车蒸汽压缩制冷系统工作原理
汽车蒸汽压缩制冷系统工作时,制冷剂以不同的状态(物 态)在密闭系统内循环流动,每一循环包括四个基本过程:
1)蒸汽压缩过程
当发动机带动压缩机运转时,压缩机吸入蒸发器出口处低温 (约0℃)低压(约0.147MPa)的气态制冷剂,将其压缩成 高温(70~80℃)、高压(约1.471MPa)的蒸汽排出压缩机。
压缩机是蒸汽压缩制冷系统中低压和高压、低温和高温 的转换装置,其正常工作是实现热交换的必要条件。
汽车空调制冷容积式压缩机种类繁多。按排量变化与否可 分为定量式和变量式两大类。常用的定量式压缩机按运动形式 和主要零件形状不同,又可分为往复活塞式和旋转活塞式两大 类。常用的轴向活塞式压缩机有斜盘式和摇板式两种。
8.1.3汽车空调系统的组成和分类 1.汽车空调系统的基本组成
现代汽车全功能空调系统由制冷系统、供暖系统、通风系 统、空气净化装置及控制系统等几部分组成。
①通风系统。通风系统用于将车外的新鲜空气引进车内,达 到通风、换气的目的。
②采暖系统。采暖系统用于对车内空气或车外进入车内的新鲜 空气进行加热、除湿,使车内达到温暖舒适。
1.动压通风方式
动压通风(自然通风)方式是利用汽车行驶时,车外空 气对汽车产生的风压,通过进风口和排风口,实现通风换气。
二氧化碳制冷和热泵循环

文章编号:ISSN 1005-9180(2009)04-0042-07Ξ二氧化碳制冷和热泵循环周子成(广东西屋康达空调有限公司,广东佛山528000)[摘要]二氧化碳制冷剂由于它的制热性能系数高和对大气的全球气候变暖潜能值小,现在获得了愈来愈多的应用,尤其是在热泵热水器和汽车空调领域。
本文论述二氧化碳制冷剂的各种制冷和热泵循环。
[关键词]二氧化碳;制冷;热泵;循环[中图分类号]T Q 05115;T U833 [文献标识码]ACar bon Dioxide Cooling and Heating CyclesZH OU Z icheng(G uangd on g S iuk onda Air Condition ing C o 1,Ltd 1,G uangd ong 528000,Chin a )Abstra ct :O w ing to the high coe fficien t of heating and low G lobal W orm ing Potential ,The application o f carb on dioxide refrigerant is m ore and more w idely 1Es pecially in the area o f heat pump water heaters and car air conditioners 1In th is pa 2per ,the different k inds o f carb on d iox ide refrigerant cooling and heating cycles are d iscussed 1K eyw or ds :Carb on Dioxide ;Refrigeration ;H eat pum p ;Cycle1 引言二氧化碳(CO 2)是一种不破坏大气臭氧层(O DP =0)和全球气候变暖指数很小(G WP =1)的天然制冷剂。
二氧化碳跨临界制冷循环

二氧化碳跨临界制冷循环摘要:CO2是一种环保型的自然工质,它对臭氧层不产生任何破坏作用且具有较小的温室效应。
本文概述跨临界C02制冷循环的原理,提出几个影响该循环的技术关键。
介绍跨临界CO2循环的相关应用领域,指出CO2作为性能良好的自然工质有着很好的发展前景。
关键词:二氧化碳;制冷;跨临界循环引言由于制冷剂中氯原子对大气臭氧层有破坏作用,《蒙特利尔协议》规定R12 等CFCS(氯氟碳)在制冷工质中被禁用,危害程度较小的R22 等HCFCS(氢氯氟碳)的禁用日期也一再提前。
目前已获应用的R134a,R410A,R407C 等HFCS (氢氟碳)仍是一类新的化学合成物,它们不仅制造成本昂贵,而且已被证明能产生较为严重的温室效应。
另外,随着研究的深入,有可能证明HFCS 在其它方面也有危害。
因此,在制冷系统中对地球生物圈中原来就有的“自然工质”进行研究,已成为近年来的前沿课题之一。
二氧化碳(R744)目前被称作是一种被遗忘的制冷剂,它在19世纪被广泛地使用,从20世纪30年代后被冷落。
现在,大家认为:已经到了使用现代的高新技术重新利用二氧化碳的时候了。
1.CO2制冷二氧化碳基本上不会引起环境问题,它无毒不燃,具有氨和烃类制冷剂所不可及的一些优点。
另外它价廉,与一般的制冷设备和润滑系统都相容。
它可以高度压缩,因此可以利用先进设备及设计大大减小压缩机的体积和管道直径。
它在高压下良好的传热效果是该制冷剂的另一个优点。
总而言之,在满足制冷要求的情况下,使用二氧化碳制冷剂可以大大降低设备的投资。
2.工作原理跨临界蒸汽压缩式制冷循环是利用气体液化后可吸收蒸发(汽化)潜热的特性以达到制冷的目的。
跨临界系统由压缩机C ,气体冷却器G ,内部热交换器I,节流阀V ,蒸发器E 与储存器A组成封闭回路,以CO2为工作介质,气体工质在压缩机C 中升压至超临界压力P2,在T 一S 图上为过程1一2 ,然后进入气体冷却器G 中,被冷却介质(空气或冷却水)所冷却。
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第 3 卷 2 总 1 期) 0 第 期( 1 5
文章编 号 :I N 05 10 (0 1 2 09— 5 S 10 —98 2 1 )0
冷
C 2 车 空调 器 O 汽
周 子 成
[ 摘要 ] c 2 一种能用于汽车空调器 的替 代制冷剂 ,而且是一种 自然 制冷剂 。本 文论述 了 c 2 o是 o 制冷 剂在
O 跨临界循环并获得 了专利 ,且与同事合作在他 消 耗燃 油 变成排 气所 排 放 的 C 2 相 当 可观 ,这 些 c 2 0也 的研究所研制出 C 2 O 汽车空调样机。劳伦曾与佩特 都造成大气 中的温室效应 ,使全球气侯变暖。
92 由于 R 2 1 在全世界范围内早 已被禁止使用于汽 森于 19 年 首 次 发 表 了 二 氧 化 碳 应 用 于 汽 车 空 调 车空调 ,目前极大多数汽车空调 中使用 的制冷剂是 上的实验数据和实验室样机系统 ,表 明它与 当时流 1 O 94年 R14 ,它 的 G 3a WP是 10 ,排放 到 大气 中对环 境 产 行 的 R 2汽车 空调 系统 相 比 ,C P有优 势 。 19 30
生相 当大 的温室 效应 。
图 1表 示 全 世 界 累计 生 产 和 释放 到 大 气 中 的
欧洲一些公司发起成立 R C A E联合研究项 目,联合 欧洲一 些 大学 、研 究 所 、汽 车 制 造 厂共 同研 究 C 2 O
R 3a 1 的当量 C 2 ,按照这个趋 势 ,如果 R 3a 汽车空 调 系统 ,并 完成样 机 试验 。该项 目包括 开发 4 o值 1 4 继续 使 用下 去 ,未来 大气 中的 当量 C 2 O 排放 量 将 随 和安装 在 汽车上 的原型 系统 的测 试 结果 ,证实 二 氧 着年代的增加呈抛物线上升。欧盟指令 20/0 E 化碳汽车空调具有竞争的潜力 。项 目成员包括宝马 064/ C 规定 ,从 2 1 年 1 1日开始 ,G P高于 10的 ( M ) 01 月 W 5 B W 、戴 姆 勒 奔 驰 ( a l Di e m r—B n ) 陆 虎 ez 、 制冷剂被禁止在 欧洲新 生产的车型 中使用。因此 , ( oe 、沃尔沃 ( o o 、大众 ( o sa n Rvr ) Vl ) v V l wg )等汽 k e
V 1 0(o l o.1 o.3 T t 15) aN
车制造商 ,以及汽车空调系统供应商贝洱 ( er、 c 2 Bh) O 空调 ,并进 行 了运 行试 验 。美 国制冷 空 调 中心 法雷奥 ( a o V l )和一家欧洲的压缩机制造商丹佛斯 也 开发 了第一代 C 2 车空 调样机 ,与在 福特 汽 车 e O汽 ( afs) D n s。德 国汽 车 工业 学 会 ( D o V A)组织 了几 家 上使 用 的 R 3a汽 车空 调 相 比 ,制冷 量 更 大 ,C P 14 O 汽 车生 产厂 对 C 2 车空 调进行 了道 路 试验 ,证 明 更 高 。20 O汽 02年开发 并测试 了第 二代 样机 ,进 一步 得 了 比 R 3a汽 车 空 调 节 油 、G 14 WP低 。 19 96年 德 国 出 同样 的结 论 。我 国上 海 交 大 于 20 02年 也 研 发 出 康 瓦克 塔公 司研 制 出安装在 城市 巴士公 共 汽车 上 的 C ’ 车空调 样机 。 0汽
17 年中国汽车产量为 14 97 3 万辆 ,20 年达到 07
各 汽车 制造 业 和制 冷行 业共 同的迫切 任务 。
c2 O 被认为是一种在汽车空调中替代 R 3a 14 的
88 8 万辆 ,2 1 00年达到 12 . 864 7万辆 ,其 中乘用 车 理想制冷剂 。它是一种 自然制冷剂 ,不燃 ,无 毒 , 无 已知的致癌 、致突变或其他有毒的危 害影响 ,对 17 .8 辆 ,远 远超 过美 国 ,居世 界第 一位 。 357 万
* 收稿 日期 :2 1 —3 0 1 —5
作者简介 :周子成 ( 3 一) 男 ,教授 ,主要从 事制冷 空调 的理论研究 和新产 品设计 。E m i l eg o@13 t 15 , 9 — a :zh z u 6 . m l cn h o
N 2,2 1 ,J n o. 0 1 ue
WP只有 1 ,即只有 目前 ,不论是在我 国还是在外 国,几乎每辆乘 环境产生 的温 室效应 很小 ,G R14 3 a的 10 之一 。 30分 用 车都 安 装 有 空 调 器 。汽 车 空 调 制 冷 剂 泄 漏 到 大
气 ,使 环境 大气 中 C 2 量增 大 ,同时 ,汽 车 空调 o含 早 在 19 90年 ,挪 威 科 学 家 劳 伦 曾教 授 提 出 了
ZHOU c e g Zih n
Ab ta t T e c 2i o e o t eatr a v f g rnsu e bl i c n i o e n san tr1 I i p p r te a — sr c : h o n f h l n t er r ea t s d i mo i ar o d t n r d i i au a .n t s a e , h d s e i ei n e i a t h
K y od :R fgr t 0 ;M b e iC n t nr a r ei r t ew rs eie n 2 oi r od oe;N t a R fg a r a C lA i i ul re n
限制和取代 R 3a 1 在汽车空调中的使用 已成为世界 4
1 引 言
汽车空调器 中应用 的优点 ,以及 c 2 o 汽车空调器各组成 部分 的特点 。
[ 关键词 ] c 2 o 制冷剂 ;汽车空调器 ;自然 制冷 剂 [ 中图分 类号 ] [ 献标 识码] B 文
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