CN206383962U - 一种空轨车辆用空调机组的制冷、制热*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型一种空轨车辆用空调机组的制冷、制热***，属于轨道车辆技术领域，包括设置在壳体内的控制单元、制冷器件及压力调节元件，关键在于：制冷器件中的室内风机和一台压缩机沿车辆轨道方向并排设置在其正下方、两台室内换热器对称设置在室内风机的两侧、两台室外换热器和配套室外风机对称设置在压缩机的两侧；压缩机的出口依次连接两台室外换热器、两台室内换热器、气液分离器、压缩机吸气口形成制冷循环通路，并借助设置在压缩机出口上的两位四通换向阀换向形成媒介经两台室内换热器、两台室外换热器、气液分离器进入压缩机吸气口的制热循环通路。合理布局各部件，充分利用车顶的轨道底部空间，结构紧凑，节能环保。
Description
技术领域
本实用新型属于轨道车辆技术领域，涉及轨道车辆用空调机组，具体涉及安装在悬挂式空轨车辆顶部的单元式空调机组的制冷、制热***。
背景技术
随着我国城市化进程的不断推进，道路交通资源的不足使城市地面交通压力日渐增大，为解决城市交通压力，城市立体化交通成为行之有效的方式，地面、轨道、地下交通相互配合，交通方式从原来的地面平面交叉改为立体交叉。但由于兴建地铁要受到地质地貌因素的制约，而且工期长，资金投入大，不是每一个城市均可以兴建地铁。为了合理利用地面空间，悬挂式空轨车辆应运而生。受空间、承重、安全等因素影响，现有的悬挂式空轨车辆的车体较短，空间较小。我国首辆空铁的车厢长度在8米左右，宽度为3米左右。为了满足乘客舒适性要求，需要在空铁上加装空调。
现有轨道车辆上安装的空调，普遍采用两种安装方式：一种是分体式，室内机位于车厢内、室外机一般安装在车体底部；另一种是单元式，空调机组安装在车体顶板与车厢顶板之间的空间内。空铁的轨道在车顶上部，需要将普通有轨车辆车下与轨道配合的部件转移到车顶，同时也会在车顶适应性增加一些其他结构，车底布设了较多的电气设备。若采用分体式结构，空调安装在车体下部，需要避开那些电气设备，管路连接复杂，既不美观，也会带来安全和维修方面的种种问题。若采用单元式结构，那些转移上来以及新增加的结构，占用了原来车顶的空调机组安装空间；因此如何在有限的空间内合理安装机组，同时使安装的空调能够达到环保和低能耗的效果，是悬挂式空轨车辆需要解决的问题之一。
发明内容
本实用新型为了适应空轨车辆的需要，设计了一种集成式空调机组制冷、制热***，两台室内换热器和室外换热器匹配一台压缩机，减少了压缩机数量，降低了制造成本和机组重量；并合理布局各部件，充分利用车顶的轨道底部空间，结构紧凑，节能环保。
本实用新型的技术方案是：一种空轨车辆用空调机组的制冷、制热***，包括设置在壳体内的控制单元、制冷器件及压力调节元件，关键在于：所述制冷器件中的室内风机和一台压缩机沿车辆轨道方向并排设置在其正下方、两台室内换热器对称设置在室内风机的两侧、两台室外换热器和配套室外风机对称设置在压缩机的两侧；压缩机的出口依次连接两台室外换热器、两台室内换热器、气液分离器、压缩机吸气口形成制冷循环通路，并借助设置在压缩机出口上的两位四通换向阀换向形成媒介经两台室内换热器、两台室外换热器、气液分离器进入压缩机吸气口的制热循环通路。
进一步的，控制单元设置在车辆轨道正下方，位于室内风机与压缩机之间。
空调机组固定在壳体中，壳体安装在车体顶板与车厢顶板之间的空间内。因安装空间较小，设置一台压缩机，并采用小直径卧式涡旋变频压缩机，在保证机组性能的同时缩小压缩机安装空间；一对室外换热器垂直布置，减少因高度降低而引起的气流阻力损失。为了避开车辆轨道对新风和室外机腔进风的影响，将室内风机、控制单元和压缩机并排布置在车辆轨道正下方，垂直布置的匹配室内换热器对称设置在室内风机的两侧、两组室外换热器和室外风机对称设置在控制单元的两侧，以从轨道两侧回风、吸入新风和冷凝进风。室内风机和室外风机用于加速室内换热器和室外换热器的热交换，设置气液分离器，可防止压缩机液击。
进一步的，所述压缩机的媒介出口处设置有高压压力开关和高压变送器，吸气口处设置有低压压力开关和低压变送器，高压和低压压力开关的信号输出端连接控制单元，用于检测***压力，使空调机组在允许的压力范围工作。
进一步的，在室外换热器与室内换热器之间的介质管道上设有干燥过滤器。
进一步的，在室外换热器与室内换热器之间的介质管道上设置有电子膨胀阀。
压缩机的媒介出口处设置高压压力开关，吸气口处设置低压压力开关，用于检测***压力，使空调机组在允许的压力范围工作。控制***接收到超压信号后，切断压缩机电源，空调***停止工作，以保护压缩机在正常压力范围内运行，避免压缩机超载烧损。在室外换热器与室内换热器之间的介质管道上设置干燥过滤器，可以用来吸收水分和***中的固体杂质，防止***堵塞，确保介质管道畅通。
干燥过滤器后端设置的电子膨胀阀，可以在介质进入室内换热器前对其进行节流降压。对于制冷***中常用的毛细管调压方式，因毛细管是根据一个固定工况设计长度，在正常工作条件下，毛细管具有可接受的***性能，但随着频率的上升，***冷凝压力上升，蒸发压力下降，使得采用毛细管的***冷凝压力上升的速度比采用电子膨胀阀的***速度要快，蒸发压力下降的速度也比采用电子膨胀阀的***下降速度快。由于采用毛细管***的蒸发压力比采用电子膨胀阀***的蒸发压力要低，室内换热器出口的过热度也相应地增大，而电子膨胀阀可以通过开度控制室内换热器的出口过热度在设定值。对于毛细管***来说，室内换热器有效利用面积减小，而出口过热度的增加也使得***的制冷剂流量减小，这两个方面都使得毛细管的变频空调***在频率高于设计频率时，***的制冷量小于采用电子膨胀阀的***，试验得出最多可以低13%左右。随着频率的下降，***的冷凝压力下降，蒸发压力上升，毛细管***冷凝压力下降和蒸发压力上升的速度都比电子膨胀阀***明显。在常用频率带工作时，毛细管节流***也具有可以接受的性能，在偏离了设计点以后，电子膨胀阀***的性能要比毛细管***的性能好，采用电子膨胀阀的变频空调***的制冷量和能效比要比采用毛细管的变频空调***高20%以上，整体平均来看，要比采用毛细管的***高10%。
进一步的，所述压缩机出口上并联有融霜电磁阀，媒介经融霜电磁阀并联至室外换热器与室内换热器之间的介质管道上，融霜电磁阀的受控端连接控制单元。可以在制热时开启，进行融霜。
进一步的，所述室内风机采用离心风机。以将在其两侧混合的新风和车厢回风经室内换热器热交换后从轴向吸入、再利用离心力从圆周方向甩入送风风道。且离心风机风量和风压都很大，在相同风量，相同风压的情况下，离心风机的噪音会相对小。
进一步的，所述室外风机采用轴流风机。轴流风机均采用短机壳电机或外转子电机，以降低风机高度。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：采用两台室内换热器和室外换热器匹配一台压缩机，减少了压缩机数量，在保证机组性能的同时缩小压缩机安装空间，降低了制造成本和机组重量；并合理布局各部件，避开车辆轨道的影响，将室内风机、控制单元和压缩机并排布置在车辆轨道正下方，匹配的室内换热器、室外换热器和室外风机对称设置在轨道的两侧，结构简单，避免了车辆轨道和空间缩小对冷凝效果的影响。
附图说明
图1是本实用新型拆除壳体顶板后的结构示意图；
图2是本实用新型的***原理图；
图3是空调机组和车辆轨道的相对位置示意图；
附图中，1是壳体，2是车辆轨道，111代表室内风机，112代表室内换热器，113代表新风口，121是压缩机，122是控制单元，123代表室外换热器，124代表室外风机，125代表室外机腔出风口，126代表室外机腔进风口3，是气液分离器，4代表高压压力开关，4-1代表高压变送器，5代表低压压力开关，5-1代表低压变送器，6代表干燥过滤器，7代表电子膨胀阀，8是两位四通换向阀，9是融霜电磁阀，单线箭头方向为风向，双线箭头为制冷循环方向，双线双箭头为制热循环方向。
具体实施方式
一种空轨车辆用空调机组的制冷、制热***，包括设置在壳体1内的控制单元122、制冷、制热器件及压力调节元件，制冷、制热器件中的室内风机111和一台压缩机121沿车辆轨道2方向并排设置在其正下方、两台室内换热器112对称设置在室内风机111的两侧、两台室外换热器123和配套室外风机124对称设置在压缩机121的两侧；压缩机121的出口依次连接两台室外换热器123、两台室内换热器112、气液分离器3、压缩机121吸气口形成制冷循环通路，并借助设置在压缩机121出口上的两位四通换向阀8换向形成媒介经两台室内换热器112、两台室外换热器123、气液分离器3进入压缩机121吸气口的制热循环通路。
参见附图，壳体1沿位于其中上方的车辆轨道2方向分为室内机腔和室外机腔。室内风机111及匹配室内换热器112位于室内机腔，压缩机121、控制单元122及匹配设置的两组室外换热器123和室外风机124位于室外机腔。压缩机采用小直径卧式涡旋变频压缩机，室内风机111采用离心风机，室外风机124采用轴流风机。两对轴流风机均采用短机壳电机，室内换热器112、室外换热器123及室外风机124为垂直布置。空调机组的回风口设置有两个、位于室内机腔两端的壳体1与室内换热器112之间，送风口设置有一个、位于室外机腔的控制单元122下方，并借助风道13与室内风机111的出风口连通。室内机腔两端的壳体1侧壁上设置有借助新风风道与外界连通的两个新风口113，从新风口113吸入的新鲜空气与从车厢吸入的回风在室内机腔混合。两个室外机腔进风口126设置在室外机腔壳体1的顶部、车辆轨道2的两侧，两个室外机腔出风口125设置在室外机腔壳体1的两端侧壁上。控制单元122的散热器1221位于连通室内风机111出风口和送风口的风道内。
压缩机121的媒介出口处设置有高压压力开关4和高压变送器4-1，吸气口处设置有低压压力开关5和低压变送器5-1，高压和低压压力开关4、5的信号输出端连接控制单元122，控制***接收到超压信号后，切断压缩机121电源，空调***停止工作，以保护压缩机在正常压力范围内运行，避免压缩机超载烧损。在室外换热器123与室内换热器112之间的介质管道上设置有干燥过滤器6。在室外换热器123与室内换热器112之间的介质管道上设置有电子膨胀阀7。压缩机121为卧式涡旋变频压缩机。压缩机121出口上并联有融霜电磁阀9，媒介经融霜电磁阀9并联至室外换热器123与室内换热器112之间的介质管道上，当制热结霜时，控制***打开融霜电磁阀9进行融霜。
空调机组制冷过程中，压缩机121将媒介压缩成高压高温的介质气体，高温气体流经室外换热器123，经外界空气的强制冷却，冷凝成常温高压的液体，液态介质经干燥过滤器6过滤后流过电子膨胀阀7节流降压，变成低温低压的气液混合介质，再经室内换热器112与室内回风和新风热交换蒸发成低温低压的蒸汽，在此过程中吸收热量，降低室内温度；最后低温低压的蒸汽经气液分离器3分离后再被压缩机121吸入，完成一个封闭的制冷循环。同时，在室内风机111的作用下，经室内换热器112换热后的低温空气经风道，从送风口吹出，给车厢内降温。在室内风机111的作用下，室温空气经回风口进入室内机腔，并与经新风口113进入的车外新风混合，形成混合空气再次与室内换热器111进行强制换热降温，形成低温空气，经送风口吹出，实现循环降温。在室外风机124的作用下，室外空气被从轨道两侧的室外机腔进风口126吸入室外机腔，经室外换热器123换热后，高温的空气再经侧壁上的室外机腔出风口125排入外界中，完成一次顶部进风，侧壁排风的冷凝换风过程。
空调机组制热过程中，压缩机121将媒介压缩成高压高温的介质气体，高温气体流经室内换热器112，经新风和车厢回风的强制冷却，冷凝成常温高压的液体，在此过程中释放热量，提高室内温度；液态介质经电子膨胀阀7节流降压，变成低温低压的气液混合介质，再经室外换热器123与外界空气热交换蒸发成低温低压的蒸汽，最后低温低压的蒸汽经气液分离器3分离后再被压缩机121吸入，完成一个封闭的制热循环。
Claims (10)
1.一种空轨车辆用空调机组的制冷、制热***，包括设置在壳体（1）内的控制单元（122）、制冷、制热器件及压力调节元件，其特征在于：所述制冷、制热器件中的室内风机（111）和一台压缩机（121）沿车辆轨道（2）方向并排设置在其正下方、两台室内换热器（112）对称设置在室内风机（111）的两侧、两台室外换热器（123）和配套室外风机（124）对称设置在压缩机（121）的两侧；压缩机（121）的出口依次连接两台室外换热器（123）、两台室内换热器（112）、气液分离器（3）、压缩机（121）吸气口形成制冷循环通路，并借助设置在压缩机（121）出口上的两位四通换向阀（8）换向形成媒介经两台室内换热器（112）、两台室外换热器（123）、气液分离器（3）进入压缩机（121）吸气口的制热循环通路。
2.根据权利要求1所述的一种空轨车辆用空调机组的制冷、制热***，其特征在于：所述控制单元（122）设置在车辆轨道（2）正下方，位于室内风机（111）与压缩机（121）之间。
3.根据权利要求1所述的一种空轨车辆用空调机组的制冷、制热***，其特征在于：所述压缩机（121）的媒介出口处设置有高压压力开关（4）和高压变送器（4-1），吸气口处设置有低压压力开关（5）和低压变送器（5-1），高压和低压压力开关（4、5）的信号输出端连接控制单元（122）。
4.根据权利要求1所述的一种空轨车辆用空调机组的制冷、制热***，其特征在于：在室外换热器（123）与室内换热器（112）之间的介质管道上设置有干燥过滤器（6）。
5.根据权利要求1所述的一种空轨车辆用空调机组的制冷、制热***，其特征在于：在室外换热器（123）与室内换热器（112）之间的介质管道上设置有电子膨胀阀（7）。
6.根据权利要求1所述的一种空轨车辆用空调机组的制冷、制热***，其特征在于：所述压缩机（121）为卧式涡旋变频压缩机。
7.根据权利要求1所述的一种空轨车辆用空调机组的制冷、制热***，其特征在于：所述压缩机（121）出口上并联有融霜电磁阀（9），媒介经融霜电磁阀（9）并联至室外换热器（123）与室内换热器（112）之间的介质管道上，融霜电磁阀（9）的受控端连接控制单元（122）。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种空轨车辆用空调机组的制冷、制热***，其特征在于：所述室内风机（111）采用离心风机。
9.根据权利要求1-7任一项所述的一种空轨车辆用空调机组的制冷、制热***，其特征在于：所述室外风机（124）采用轴流风机。
10.根据权利要求8所述的一种空轨车辆用空调机组的制冷、制热***，其特征在于：所述室外风机（124）采用轴流风机。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170808 |
|
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