CN105716334A - 一种带排风过冷器的地铁列车空调机组 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种带排风过冷器的地铁列车空调机组，该空调机组包括制冷剂回路和空气回路；所述的制冷剂回路内充注制冷剂，包括压缩机、冷凝器、节流装置及蒸发器，所述的制冷剂回路还包括过冷器，其中，压缩机、冷凝器、过冷器、节流装置及蒸发器依次循环连接；所述的空气回路包括蒸发器空气回路、过冷器空气回路和冷凝器空气回路。与现有技术相比，本发明使用车厢排风进行冷却，不消耗额外的能源，且增设一过冷器，增加了空调机组的制冷效率，仿真结果表明，增设过冷器后，制冷性能***提高9％。

Description

一种带排风过冷器的地铁列车空调机组
技术领域
本发明涉及地铁列车空调机组，具体涉及一种带排风过冷器的地铁列车空调机组。
背景技术
地铁列车空调多为单冷***。在现有的地铁列车空调机组中，车厢内排风直接经排风风机、风道排至室外环境，存在巨大的冷量浪费。此外，地铁列车空调机组的尺寸受到严格限制，换热器的换热效果差，机组的制冷效率低。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能耗低、制冷效率好的带排风过冷器的地铁列车空调机组。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种带排风过冷器的地铁列车空调机组，该空调机组包括制冷剂回路和空气回路；所述的制冷剂回路内设有制冷剂，包括压缩机、冷凝器、节流装置及蒸发器，所述的制冷剂回路还包括过冷器，其中，压缩机、冷凝器、过冷器、节流装置及蒸发器依次循环连接；所述的空气回路包括蒸发器空气通路和过冷器空气通路；
所述的蒸发器空气回路包括依次连接的蒸发器和送风风机，利用制冷剂冷却车厢外新风与列车内回风的混合气体，并通过送风风机将混合气体送回至车厢内；
所述的过冷器空气回路包括依次连接的过冷器和排风风机，利用车厢内空气冷却制冷剂回路中的制冷剂。
在制冷剂回路上增设制冷剂过冷器，用车厢内低温气体冷却制冷剂，一方面可降低冷凝温度，提高机组的运行可靠性和安全性；另一方面，可增加制冷机组单位质量流量的制冷量，制取相同大小的制冷量可降低压缩机频率，明显提高机组效率。
所述的冷凝器包括冷凝器冷剂通道和冷凝器空气通道，所述的冷凝器冷剂通道为制冷剂回路的一部分，所述的冷凝器空气通道的入口与车厢外空气连通，冷凝器空气通道的出口通过冷凝风机与车厢外空气连通，利用车厢外空气冷却制冷剂回路中的制冷剂，利用车厢外空气冷却制冷剂回路中的制冷剂。
所述的过冷器包括过冷器冷剂通道和过冷器空气通道，所述的过冷器冷剂通道为制冷剂回路的一部分，所述的冷器空气通道的入口通过一号排风口与车厢内空气连通，冷器空气通道的出口通过排风风机与车厢外空气连通，利用车厢内的冷空气再次冷却制冷剂回路中的制冷剂。
所述的节流装置包括毛细管、短管、电子膨胀阀、热力膨胀阀或孔板。
所述的蒸发器包括蒸发器冷剂通道和蒸发器空气通道，所述的蒸发器冷剂通道为制冷剂回路的一部分，所述的蒸发器空气通道为空气回路的一部分，蒸发器空气通道入口通过气体混合器与车厢外空气及车厢内空气连通，蒸发器空气通道出口通过送风风机与车厢内空气连通，利用制冷剂回路中的制冷剂冷却混合空气。
所述的气体混合器与蒸发器空气通道入口之间设置过滤器，以提高车厢送风的空气品质。
在制冷剂回路中，首先在压缩机作用下，低温低压制冷剂蒸汽变为高温高压蒸汽，在冷凝器中放热冷凝变成高温高压液体，进入过冷器被进一步冷却，过冷的制冷剂液体经节流装置进入蒸发器，在蒸发器中吸热蒸发变成低温低压的制冷剂蒸汽，完成制冷循环。
在空气回路中，室外新风经新风口进入风管与车厢内的回风混合，混合后的空气先经风管进入蒸发器，在蒸发器中被降温除湿，后经送风风机作用，送入车厢。
本发明可提高地铁列车空调机组的运行可靠性和制冷效率的原理在于：增设一个制冷剂过冷器，相当于增大冷凝器的换热面积，冷凝器的换热效果增强，从而降低冷凝温度，避免高压保护，有利于提高机组运行可靠性和安全性；此外，车厢排风的温度明显低于室外空气，使用车厢排风进入过冷器换热，冷却效果更好，可有效增加***过冷度，增加单位制冷剂流量的制冷量，从而提高列车空调机组的制冷效率。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在以下几方面：
(1)使用车厢排风进行冷却，不消耗额外的能源；
(2)将排风风道全部或者部分集成到空调机组中，并增设一制冷剂过冷器，过冷器回收的冷量增加了***过冷度，增加了单位制冷量，降低了***制冷剂流路，降低了冷凝压力，减少了压缩机容量，提高了机组能效比，仿真结果表明，增设过冷器后，列车空调机组的制冷性能***从2.2提升至2.4，提高9％。
附图说明
图1为本发明的连接示意图。
其中，1为压缩机，2为冷凝器，3为过冷器，4为节流装置，5为蒸发器，6为车厢，7为送风风机，8为排风风机，9为冷凝风机，10～18为制冷剂连接管，21为回风口，22为新风口，23为送风口，24为一号排风口，25为二号排风口，26为吸风口，27为出风口，31～41为风管。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
一种带排风过冷器的地铁列车空调机组，其结构和流程如图1所示，该空调机组包括制冷剂回路和空气回路。
制冷剂回路包括依次循环连接的压缩机1、冷凝器2、过冷器3、节流装置4和蒸发器5，其中，冷凝器2、过冷器3及蒸发器5均包括冷剂通道和空气通道，在制冷剂回路中，冷凝器2、过冷器3及蒸发器5连接的都是冷剂通道，其具体过程如下：从蒸发器5冷剂通道出来的低温低压制冷剂蒸汽经制冷剂连接管18进入压缩机1，在压缩机1的作用下变成高温高压的制冷剂蒸汽；经制冷剂连接管14进入冷凝器2的冷剂通道，放热冷凝变成高温高压的制冷剂液体；再经制冷剂连接管15进入过冷器3的冷剂通道，被车厢排风进一步冷却，变成过冷液体，经制冷剂连接管16进入节流装置4；再通过制冷机连接管17进入蒸发器5的冷剂通道，经吸热蒸发变成低温低压的制冷剂蒸汽，经制冷剂连接管18回到压缩机，完成制冷循环。
空气回路包括蒸发器空气通路和过冷器空气通路。
其中，过冷器空气回路通过一号排风口24及风管36将车厢6内空气吸入过冷器3的空气通道，并利用该空气冷却过冷器3冷剂通道中的制冷剂，并依次通过风管37、排风风机8和风管38将空气经二号排风口14排车车厢外。
蒸发器空气回路通过回风口21和风管31将车厢6内的空气吸入，通过新风口22和风管32将车厢外空气吸入，两股空气混合后通过风管33进入蒸发器5的空气通道，利用蒸发器5冷剂通道中的冷量进行冷却后，依次通过风管34、送风风机7和风管35，并经送风口23送回至车厢6内。在蒸发器5之前设有过滤器，以提高车厢送风的空气品质。
另外，冷凝器的空气通路通过吸风口26及风管39将车厢外空气吸入冷凝器2的空气通道，并利用该空气冷却冷凝器2冷剂通道中的制冷剂，并依次通过风管40、冷凝风机9和风管41，经由出风口27将空气排出车厢外。
仿真结果表明，增设过冷器后，列车空调机组的制冷性能***从2.2提升至2.4，提高9％。
上述实施例中未完整展示制冷剂循环和风道的所有部件，实施过程中，在制冷剂回路设置高压储液器、气液分离器、油分离器、过滤器、干燥器等常见制冷辅件，在风道设置过滤器，***，加湿器，加热器，杀菌装置等空气处理附件，选用不同的送风口和回风格栅，改变风机位置，或不脱离本发明技术方案的精神增加热交换器，风机和风阀等，均不能视为对本发明进行了实质性改进，应属于本发明保护范围。
本文中使用“一号”、“二号”等词语来限定部件，本领域技术人员应该知晓：“一号”、“二号”等词语的使用仅仅是为了便于描述，对上述部件进行区别。如没有另行声明外，上述词语并没有特殊的含义。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换，但只要不脱离本发明技术方案的精神,其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (6)

1.一种带排风过冷器的地铁列车空调机组，该空调机组包括制冷剂回路和空气回路；所述的制冷剂回路内充注制冷剂，包括压缩机、冷凝器、节流装置及蒸发器，其特征在于，所述的制冷剂回路还包括过冷器，其中，压缩机、冷凝器、过冷器、节流装置及蒸发器依次循环连接；所述的空气回路包括蒸发器空气通路和过冷器空气通路；
所述的蒸发器空气通路包括依次连接的蒸发器和送风风机，利用制冷剂冷却车厢外新风与列车内回风的混合气体，并通过送风风机将混合气体送回至车厢内；
所述的过冷器空气通路包括依次连接的过冷器和排风风机，利用车厢内空气冷却制冷剂回路中的制冷剂液体。
2.根据权利要求1所述的一种带排风过冷器的地铁列车空调机组，其特征在于，所述的冷凝器包括冷凝器冷剂通道和冷凝器空气通道，所述的冷凝器冷剂通道为制冷剂回路的一部分，所述的冷凝器空气通道的入口与车厢外空气连通，冷凝器空气通道的出口通过冷凝风机与车厢外空气连通，利用车厢外空气冷却制冷剂回路中的制冷剂。
3.根据权利要求1所述的一种带排风过冷器的地铁列车空调机组，其特征在于，所述的过冷器包括过冷器冷剂通道和过冷器空气通道，所述的过冷器冷剂通道为制冷剂回路的一部分，所述的过冷器空气通道的入口通过排风口与车厢内空气连通，过冷器空气通道的出口通过排风风机与车厢外空气连通。
4.根据权利要求1所述的一种带排风过冷器的地铁列车空调机组，其特征在于，所述的节流装置包括毛细管、短管、电子膨胀阀、热力膨胀阀或孔板。
5.根据权利要求1所述的一种带排风过冷器的地铁列车空调机组，其特征在于，所述的蒸发器包括蒸发器冷剂通道和蒸发器空气通道，所述的蒸发器冷剂通道为制冷剂回路的一部分，所述的蒸发器空气通道为空气回路的一部分，蒸发器空气通道入口通过气体混合器与车厢外空气及车厢内空气连通，蒸发器空气通道出口通过送风风机与车厢内空气连通。
6.根据权利要求5所述的一种带排风过冷器的地铁列车空调机组，其特征在于，所述的气体混合器与蒸发器空气通道入口之间设置过滤器。
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