空气膨胀制冷/热泵系统应用于列车空调中的模拟研究 姓名：张振迎 专业：供热、供燃气、通风及空调工程 指导教师：廖胜明 摘要 空气是满足环保要求的制冷和热泵系统中的最理想工质。以空气为工质的膨胀制冷系统和热泵系统已经成为研究者们关注的焦点。目前我国铁路客车空调使用的大都是以CFC工质为主的压缩式蒸汽制冷系统，对环境污染严重，制冷剂替代迫在眉睫。针对上述情况，本文对以空气为工质的膨胀系统应用于列车空调作了研究。分析了空气膨胀循环的基本特点;建立了湿空气热力计算模型，针对我国普通列车空调工况，通过对各种空气膨胀制冷系统方案的比较，找出了适合于我国铁路客车的空气膨胀制冷系统——开式负压循环系统;对该系统中各部件建立了数学模型，并将各部件组成循环整体，进行系统稳态模拟，对系统作了变工况分析;模拟结果显示，利用空气膨胀制冷系统的送风温度处于低温送风的范围，与列车 用空气膨胀制冷系统相适应的送风方式应为低温送风方式;本文还对空气膨胀热泵系统应用在青藏铁路客车增压供氧和空调系统中进行了研究，提出了自己的设计方案，并与常规方案进行了对比，对比结果显示：新型方案的性能系数EER可达到3.95，是常规方案的2倍多;本文用专业计算软件Airpak对普通列车采用低温送风时和青藏铁路客车采用暖风采暖时的车内热环境进行了数值模拟研究，结果表明：采用喷嘴型专用散流器送风时，硬座车内热环境较合理，而硬卧车内由于障碍物较多，热环境较差，尤其是中铺的温度偏高，青藏铁路客车采用暖风采暖时，送风口布置在小桌下侧车内热环境可达到较好的效果。 本文结果对推动我国制冷剂替代工作、对列车用空气膨胀制冷系统的研制和空气膨胀系统在制冷空调中的推广具有重要的意义。 关键词：空气膨胀制冷，列车空调，增压供氧，低温送风，热风采暖
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