CN104554314B - 城轨车辆空调通风***及城轨车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种城轨车辆空调通风***及城轨车辆，包括空调机组、送风风道和回风风道，在空调机组上开有送风口和回风口，空调机组固定安装在车体钢结构上，将客室内的侧顶板和/或中顶板与车体钢结构围成的空间作为送风风道，在相应的侧顶板和/或中顶板上设置有向客室内送风的车内送风口及车内回风口，空调机组的送风口及车内送风口均与送风风道连通，车内回风口通过所述回风风道与空调机组回风口连通。本发明合理利用内装顶部空间，解决了客室顶部无法布置送风风道问题，同时可省去单独的风道结构，利用内装顶板与车体之间的空腔进行送风，减轻了重量并节省了成本，而且可以降低顶板与车体之间的高度，进而降低整车的高度，满足车辆限界的要求。

Description

城轨车辆空调通风***及城轨车辆

技术领域

本发明涉及一种城轨车辆，特别涉及一种城轨车辆空调通风***及城轨车辆，属于轨道车辆空调技术领域。

背景技术

在城轨车辆中，每节客室一般配备有两台空调机组，每台空调机组采用单元式结构，空调机组整机布置在车体底部或车顶。空调机组通过送风风道和回风风道与车内的送风口和回风口连接，经过空调机组处理后的空气经送风口送入客室内，调节客室内的温度和湿度，客室内的空气经回风口进入空调机组，与新风混合后再与蒸发器进行热交换，完成制冷循环。

对于安装在车顶的空调机组，送风风道一般安装在车顶板上方的空间内，如专利号为201120510125.0的中国专利“城际动车组用空调风道***”中，公开了一种采用了顶置式空调机组的空调风道***，其中送风风道和回风风道均设置于车顶板上方的空间内，送风风道安装于车顶的中央区域并沿车体长度方向设置，回风风道位于送风风道的两侧，在送风风道下方的车顶板上开设向客室内送风的送风口，在送风风道的下方还设置静压风道。为了有利于车内气流组织均匀，在部分轨道车辆中，除车顶中央的送风风道外，还在客室两侧侧顶的位置分别设置有侧顶送风风道，相应地在侧顶板位置设置送风口。

某些轨道车辆受车辆限界的限制，在保证客室内部高度空间的前提下，客室中顶板以上无足够空间布置空调送风风道。而现有技术中的空调风道***，由于送风风道和静压风道均安装在车顶板上方的空间内，所以增加了车辆的整体高度，无法满足车辆高度的限界要求，而且占用了较大的车顶空间。另外，现有技术中的空调风道***，设置了中央的送风风道、静压风道及侧顶送风风道，结构复杂，不但增加了风道的数量和重量，间接地增加了车身重量，无法满足车身轻量化的要求，而且也增加了风道的材料成本及安装固定的难度。

发明内容

本发明主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种通过合理利用车顶上方自然空间，进而降低车身高度，满足车辆限界要求的城轨车辆空调通风***及城轨车辆。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种城轨车辆空调通风***，包括空调机组、送风风道和回风风道，所述空调机组固定安装在车体钢结构上，在所述空调机组上开有送风口和回风口，将客室内的侧顶板和/或中顶板与车体钢结构之间的空腔围成封闭空间作为所述送风风道，在相应的所述侧顶板和/或中顶板上设置有向客室内送风的车内送风口及车内回风口，所述空调机组的送风口及车内送风口均与所述送风风道连通，所述车内回风口通过所述回风风道与空调机组回风口连通。

进一步，在所述中顶板上方设置有顶板骨架，所述顶板骨架通过车顶安装梁固定在车体钢结构上，所述中顶板固定在所述顶板骨架上，所述侧顶板一侧边固定在侧墙板上，另一侧边固定在所述顶板骨架上。

进一步，所述侧顶板与所述顶板骨架之间通过铰链可转动连接。

进一步，在所述车体钢结构上开有与所述空调机组送风口对应的开口，在所述开口处固定安装一送风盒，所述送风盒上开有至少一个出风口，所述送风盒将空调机组的送风口与送风风道连通。

进一步，在所述中顶板与侧顶板之间设置有侧顶带灯体，所述侧顶板的边缘与侧顶带灯体之间的条缝状间隙作为车内送风口。

进一步，在所述侧顶板上开设的车内送风口为多个条缝状开口。

进一步，在所述车体钢结构上沿车体纵向安装有两个排水槽，两个所述排水槽分设在所述空调机组的两侧。

进一步，在所述车体钢结构与中顶板之间安装线管，所述线管通过管夹固定在所述顶板骨架上。

进一步，在所述中顶板与所述车体钢结构之间沿纵向安装两个纵向梁，两个所述纵向梁将两侧的侧顶板上方空间分隔成两个独立的侧顶空间作为所述送风风道。

本发明的另一个技术方案是：

一种城轨车辆，包括如上所述的空调通风***。

综上内容，本发明提供的一种城轨车辆空调通风***及城轨车辆，与现有技术相比，具有如下优点：

(1)合理利用内装顶部空间，解决了客室顶部无法布置送风风道问题，同时可省去单独的风道结构，利用内装顶板与车体之间的空腔进行送风，减轻了重量并节省了成本，而且可以降低顶板与车体之间的高度，进而降低整车的高度，满足车辆限界的要求。

(2)利用车辆客室内装顶板以上空间，作为空调通风***的送风风道，将空调机组的送风沿车体纵向长度方向输送到客室内，无送风死角，解决了客室内纵向送风不均的问题，同时在侧顶板设置送风条缝，采用侧送风方式，气流组织合理，可避免送风直吹人体造成的不适感，改善夏季小断面车辆的空调效果差问题，提高车内舒适性。

附图说明

图1是本发明城轨车辆结构示意图；

图2是本发明空调机组结构示意图；

图3是图2的侧向视图；

图4是图2的后视图；

图5是本发明空调机组内部结构示意图；

图6是本发明车体断面结构示意图；

图7是本发明内装顶板安装结构示意图；

图8是本发明送风盒结构示意图；

图9是本发明条缝状车内送风口结构示意图。

如图1至图9所示，车体1，车门2，车窗3，空调机组4，废排装置5，壳体6，室内侧7，室外侧8，排水槽9，送风盒10，出风口11，车内送风口12，车内回风口13，冷凝进风口14，冷凝出风口15，送风口16，回风口17，侧墙板18，地板19，侧顶板20，中顶板21，送风风道22，车体钢结构23，顶板骨架24，安装座25，侧墙骨架26，线管27，连接件28，侧顶带灯体29，回风风道30，过渡板31，螺栓32，螺栓33，铰链34，隔板35，车内送风口36，蒸发器37，蒸发风机38，电加热器39，冷凝器40，冷凝风机41，压缩机42，新风口43，连接件44，折页45，横梁46。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

实施例一：

如图1所示，本发明提供了一种城轨车辆，包括车体1，在车体1的侧墙上设置车门2及车窗3等。在城轨车辆上为了调节车厢内的环境温度和湿度安装有空调通风***，本发明提供的空调通风***包括空调机组4和废排装置5，空调机组4和废排装置5均固定安装于车体1顶部的车体钢结构23上，废排装置5为两套，分设于空调机组4的两侧。

如图2所示，为了降低车辆高度，空调机组4采用超薄的单元式结构，并且落在车顶的下方安装，以降低车辆的整体高度，满足特殊的限界要求。空调机组4通过多个安装座25固定安装在车体1顶部的车体钢结构23上，安装座25与车体钢结构23之间设置减振器。

如图5所示，空调机组4包括壳体6，壳体6的内腔分为室内侧7和室外侧8。在室内侧7内部安装蒸发器37、蒸发风机38、电加热器39等，在室外侧8内部安装冷凝器40、冷凝风机41及压缩机42等，在室外侧8壳体的顶部设置有冷凝进风口14和冷凝出风口15。

如图4和图5所示，在室内侧7的壳体底部开有两个送风口16和一个回风口17，两个送风口16和一个回风口17在车宽方向上并排设置，两个送风口16设置在回风口17的两侧。如图5所示，为了配合两个送风口16，室内侧7内的蒸发器37、蒸发风机38及电加热器39均为两个，以车体中心线为中心呈对称结构布置，两个电加热器39在中间，外侧布置两个蒸发器37，蒸发器37的外侧再布置两个蒸发风机38。

如图3和图5所示，在室内侧7的壳体侧壁的中央设置有新风口43，在新风口43处安装过滤装置。车外新鲜的空气从新风口43进入空调机组4内部，与客室内的回风混合，混合后的空气经过蒸发器37换热，降温后的空气通过送风口16送入客室内。冬季的时候，开启电加热器39，混合后的空气经过电加热器39加热，加热后的空气通过送风口16送入客室内。

如图2和图5所示，为了增大冷凝面积，室外侧8内的冷凝器40采用两个，冷凝风机41设置为一个，两个冷凝器40倾斜设置在冷凝风机41的两侧，冷凝出风口15对应冷凝风机41开设在壳体6顶壁的中央，两个冷凝进风口14对应冷凝器40分设在冷凝出风口15的两侧。空调机组4内安装两台压缩机42，两台压缩机42安装在冷凝风机41的一侧，并且安装在两个冷凝器40之间。

如图2和图3所示，为了增加冷凝进风量，壳体6的顶壁与侧壁之间通过一斜置的过渡板31连接，在过渡板31上同样开设有冷凝进风口中14，冷凝器40采用平板状的翅片管式换热器，同时从壳体6顶部及过渡板31上的冷凝进风口14进风。冷凝器40也可以在此处具有一向下弯折的部分，以达到进一步增加冷凝器40换热面积的目的，另外，还可以对应冷凝进风口中14单独设置一辅助冷凝器(图中未示出)，辅助冷凝器与对应侧上方的冷凝器串联连接在一起。

本实施例中，压缩机42采用全封闭涡旋式压缩机，两台压缩机42采用并联连接的方式，压缩机42的进气管和排气管并联，而且在两个压缩机42之间连接有气平衡管和油平衡管。全封闭涡旋式压缩机在抗震动、抗液击以及频繁启动等方面具有优异的性能，而且还具有噪音低、振动小、效率高及寿命长的特点。

如图2至图5所示，本实施例中，为了满足客室内的制冷量需求，空调通风***包括两套空调机组4，两套空调机组4并排安装在车体钢结构23上，而且两套空调机组4为对称的结构，这样不但可以简化车顶结构及安装过程，而且可以将两套空调机组4串联在一起。两套空调机组4共设置有四个送风口16和两个回风口17，共使用四台压缩机42，两个冷凝风机41，四个冷凝器40，四个蒸发器37、四个蒸发风机38及四个电加热器39。根据客室的温度与设定温度的差值实现全冷(4台压缩机全部工作)、半冷(只有两台压缩机工作)、通风、制热的控制，使空调的温度控制精度更高，增加乘客的舒适性。而且当其中一套空调机组4出现故障时，另一套空调机组可以正常工作，保证客室的制冷和制热要求。

为了进一步简化结构，两套空调机组4的制冷***还可以安装在一个壳体6内，在一个壳体6内分隔成两个室外侧8和两个室内侧7，两个室外侧8紧靠在一起，两个室内侧7分设在两个室外侧8的两侧。

每个空调机组4内安装一个控制盒，两个空调机组4可独立控制，两个控制盒之间还通过多芯屏蔽电缆进行通信实现启动和故障的互联。控制盒安装在回风区域，散热环境好，可以有效延长电气元件的工作寿命。

如图5所示，在室内侧7的壳体顶部设置有两个可向上翻转打开的检修门(图中未标示)，检修门通过折页45与中间的横梁46连接，检修门的活动边通过锁闭结构与壳体固定连接，避免在车辆运行过程中打开，检修门的设置方便操作人员日常检修和维护。

如图6和图7所示，在车体1的内侧安装有内装饰板，以美化客室内的乘车环境，内装饰板包括侧墙板18、中间的中顶板21、两侧的侧顶板20、端墙板及地板19，本实施例中，将侧顶板20及中顶板21与顶部及部分侧部的车体钢结构23之间的空腔围成封闭空间作为送风风道22，以将空调机组4处理后的冷空气送入客室内，两套空调机组4的四个送风口16均与送风风道22连通，四个送风口16位于侧顶板20的上方。

在中顶板21的上方固定安装顶板骨架24，顶板骨架24采用铝合金型材，为由多根横梁和纵梁组成的纵横交错的框架结构，在车体1中心2000mm宽范围内安装顶板骨架24，顶板骨架24通过多根车顶安装梁(图中未示出)固定在车体1顶部的车体钢结构23上，车顶安装梁沿车体长度方向布置并焊接在车体钢结构23的下表面上，顶板骨架24与车顶安装梁之间通过螺栓固定连接。

中顶板21的两则分别焊接固定有两个沿车体长度方向延伸的通长的连接件44，连接件44再通过螺栓32固定在顶板骨架24的纵梁上，为了保证中顶板21连接处的密封，在连接件44与顶板骨架24之间安装密封胶条。中顶板21在安装时，安装顺序为车顶安装梁—>顶板骨架24—>中顶板21，在顶板骨架24的基础上从客室的一端依次逐块安装下层的中顶板21，各块中顶板21之间相互压接连接。

侧顶板20底部的侧边焊接固定有沿车体长度方向延伸的通长的连接件28，连接件28通过多个螺栓33与侧墙板18上的连接件(图中未标示)固定连接，进而实现侧顶板20与侧墙板18之间的固定连接。在车体1的侧墙上固定安装侧墙骨架26，侧墙板18通过自攻螺钉与侧墙骨架26固定连接。为了实现密封，侧顶板20上的连接件28与侧墙板18的连接件之间安装密封胶条，在车门2顶部的区域，侧顶板20将车门的驱动机构包围在其中。

侧顶板20的另一侧边与顶板骨架24固定连接，本实施例中，侧顶板20与顶板骨架24之间通过铰链34可旋转连接，铰链34的一侧边通过螺栓固定在顶板骨架24上，另一侧边焊接或粘结固定侧顶板20，这样可以方便检修，检修时只需要将侧顶板20与侧墙板18之间的螺栓33松开，向下翻转侧顶板20，即可检测侧顶板20上方的空间和设备。

在中顶板21与侧顶板20之间设置有一条侧顶带灯体29，侧顶带灯体29由灯架、灯罩及内部的光源组成，其中灯架采用铝板或铝合金型材制成，灯架的顶部通过螺栓固定在顶板骨架24的上。侧顶带灯体29沿车体长度方向通长设置，而且在侧顶带灯体29的顶部与顶板骨架24之间设置密封垫，以将上方的空间与客室空间隔开。在如图6所示，侧顶板20的边缘与侧顶带灯体29之间的未安装铰链34的地方会留有条缝状间隙，该间隙可以作为车内送风口12，向客室内送出空调机组4处理后的空气。除了侧顶板20的边缘与侧顶带灯体29之间的条缝状车内送风口12外，在每个侧顶板20上再均匀开设多个车内送风口36，如图9所示，为了美观及送风均匀，车内送风口36采用条缝状的开口，空调机组4处理后的冷空气从客室两侧顶的条缝状车内送风口12和36送出。

在车顶的位置，由中间的中顶板21、两侧的侧顶板20及车体1顶部及部分侧部的车体钢结构23之间的空腔围成具有一定高度的相对封闭的空间，侧顶板20及中顶板21上方的空间是相互联通的，该空间即作为送风风道22，同时不影响在空间内安装其它设备，送风风道22内的冷空气从侧顶板20的边缘与侧顶带灯体29之间的条缝状车内送风口12及侧顶板20上的条缝状车内送风口36送到客室内，调节客室内的温度和湿度。

在车体钢结构23上开有与空调机组4的送风口16对应的开口，送风口16与开口处通过密封胶条实现密封连接，在该开口处再固定安装一送风盒10，送风盒10处于送风风道22内，送风盒10采用玻璃钢制成。如图8所示，送风盒10为一盒体结构，送风盒10的上部敞口，在其两个相对的侧壁上各开有一个出风口11，送风盒10的顶边通过螺钉固定在车体钢结构23上，送风盒10将空调机组4的送风口16与由中顶板21、侧顶板20及车体钢结构23之间围成的送风风道22连通。送风盒10起到静压腔的作用，同时改变了空调机组4的空气流动方向，空调机组4送出的空气在送风盒10内得以缓冲，而且由于整个车顶的空间都相当于送风风道22，气流在送风风道22内进一步得到缓冲，使送风气流更加均匀。

在中顶板21上对应空调机组4的回风口17的位置开设车内回风口13，在中顶板21上开设两个车内回风口13，在车体钢结构23上同样开设两个与空调机组4的回风口17对应的开口(图中未示出)，车内回风口13的背面连接一回风风道30，回风风道30由隔板35围成，隔板35以外的空间均作为送风风道22。车体钢结构23上的开口与空调机组4的回风口17之间通过密封胶条实现密封连接，车内回风口13与回风风道30的连接处也通过密封胶条实现密封连接。车内的空气通过中顶板21上的两个车内回风口13进入回风风道30，再最后进入空调机组4内进行热交换，两个车内回风口13通过一个回风风道30与空调机组4的两个回风口17连通。

安装时，将空调机组4安装在车体钢结构23上后，在车体钢结构23、中顶板21根据回风口17位置研配开口露出空调机组4的回风口17，根据送风口16位置在车体钢结构23研配开口并使用自攻钉对应送风口17安装送风盒10，各连接处通过密封胶条实现密封连接。

如图6和图7所示，在车体钢结构23上沿车体1纵向安装有上部开口的两个排水槽9，两个排水槽9分设在空调机组4的两侧，排水槽9与车体钢结构23之间通过焊接实现密封连接，排水槽9由铝合金或不锈钢制成，以减轻重量。空调机组4工作时的冷凝水及雨水等均从排水槽9引至位于空调平台两端的排水管，再最后排至车外。

在车体钢结构23与中顶板21之间安装线管27，线缆等安装在线管27内，线管27通过管夹固定在顶板骨架24上。

空调机组4处理后的空气经过四个送风口16后分别进入四个送风盒10，再从四个送风盒10的出风口11送入送风风道22内，冷空气最后从侧顶板20与侧顶带灯体29之间的条缝状车内送风口12及侧顶板20上的条缝状车内送风口36送入客室内，同时，车内的空气通过中顶板21上的两个车内回风口13进入回风风道30，再最后进入空调机组4内与蒸发器进行热交换，完成制冷循环。本实施例将空调机组4的送风沿车体纵向长度方向输送到客室内，无送风死角，解决了客室内纵向送风不均的问题，同时采用从车顶两侧侧送风方式，使气流组织合理，可避免送风直吹人体造成的不适感，改善夏季小断面车辆的空调效果差问题，提高车内舒适性。

本实施例，合理利用了内装顶部空间，利用中顶板21、侧顶板20与顶部的车体钢结构23之间的空腔作为送风风道22，不再单独另外安装送风风道，解决了客室顶部无法布置送风风道问题，同时省去了单独的风道结构，减轻了重量并节省了成本，而且，在保证送风量的同时，可以降低内装顶板与车体钢结构23之间的高度，车顶中顶板21上方的高度由现有技术中的220mm降低为120mm，进而降低了整车的高度，满足车辆限界的要求。另外，也不受空调机组4安装空间的限制，保证整个客室纵向空间的送风均匀性。

实施例二：

与实施例一不同之处在于，除在侧顶板20上开设车内送风口12和36外，也可以根据实际需要在中顶板21上开设车内送风口(图中未示出)，中顶板21上的车内送风口可以由多个小圆通孔组成，也可以为条缝状开口。

实施例三：

与实施例一和实施例二不同之处在于，在中顶板21与车体钢结构23之间沿车体长度方向安装两个纵向梁(图中未示出)，两个纵向梁将两侧的侧顶板20上方空间分隔成出来，形成两个独立的侧顶空间，仅利用侧顶板20上方的空间作为送风风道22，两侧的四个送风口16分别与两侧顶位置的送风风道22连通。纵向梁可以不单独设置，直接利用两个车顶安装梁，车顶安装梁与顶板骨架24固定连接时通过密封垫等结构实现密封，隔出两个侧顶的空间。

如上所述，结合附图所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种城轨车辆空调通风***，包括空调机组、送风风道和回风风道，所述空调机组固定安装在车体钢结构上，在所述空调机组上开有送风口和回风口，其特征在于：将客室内的侧顶板和/或中顶板与车体钢结构之间的空腔围成封闭空间作为所述送风风道，在相应的所述侧顶板和/或中顶板上设置有向客室内送风的车内送风口及车内回风口，所述空调机组的送风口及车内送风口均与所述送风风道连通，所述车内回风口通过所述回风风道与空调机组回风口连通。

2.根据权利要求1所述的城轨车辆空调通风***，其特征在于：在所述中顶板上方设置有顶板骨架，所述顶板骨架通过车顶安装梁固定在车体钢结构上，所述中顶板固定在所述顶板骨架上，所述侧顶板一侧边固定在侧墙板上，另一侧边固定在所述顶板骨架上。

3.根据权利要求2所述的城轨车辆空调通风***，其特征在于：所述侧顶板与所述顶板骨架之间通过铰链可转动连接。

4.根据权利要求1所述的城轨车辆空调通风***，其特征在于：在所述车体钢结构上开有与所述空调机组送风口对应的开口，在所述开口处固定安装一送风盒，所述送风盒上开有至少一个出风口，所述送风盒将空调机组的送风口与送风风道连通。

5.根据权利要求1所述的城轨车辆空调通风***，其特征在于：在所述中顶板与侧顶板之间设置有侧顶带灯体，所述侧顶板的边缘与侧顶带灯体之间的条缝状间隙作为车内送风口。

6.根据权利要求1所述的城轨车辆空调通风***，其特征在于：在所述侧顶板上开设的车内送风口为多个条缝状开口。

7.根据权利要求1所述的城轨车辆空调通风***，其特征在于：在所述车体钢结构上沿车体纵向安装有两个排水槽，两个所述排水槽分设在所述空调机组的两侧。

8.根据权利要求2所述的城轨车辆空调通风***，其特征在于：在所述车顶钢结构与中顶板之间安装线管，所述线管通过管夹固定在所述顶板骨架上。

9.根据权利要求1所述的城轨车辆空调通风***，其特征在于：在所述中顶板与所述车体钢结构之间沿纵向安装两个纵向梁，两个所述纵向梁将两侧的侧顶板上方空间分隔成两个独立的侧顶空间作为所述送风风道。

10.一种城轨车辆，其特征在于：包括如权利要求1-9任一项所述的空调通风***。