CN210912428U - 基于二氧化碳跨临界制冷循环的地铁空调*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于二氧化碳跨临界制冷循环的地铁空调***，其特征是：包括制冷***和温控***，所述温控***包括温度传感器、空调控制单元、司机室控制器，所述温度传感器的输出端与空调控制单元相连，空调控制单元又分别与司机室控制器和制冷***连接；所述制冷***采用两两并联的蒸发器、两两并联气体冷却器和四台压缩机两两并联的连接方式，小梯度的调节客室内温度。有益效果：本实用新型根据客室内人员数量变化调节温度变化；还采用自然工质二氧化碳制冷剂，具有环保、安全优点。尤其在冬季供热时由于二氧化碳作为制冷剂与空气对流换热时存在滑移温度，供热效果更好。

Description

基于二氧化碳跨临界制冷循环的地铁空调***

技术领域

本实用新型属于暖通技术领域，尤其涉及一种基于二氧化碳跨临界制冷循环的地铁空调***。

背景技术

目前，地铁空调***中的制冷机组是由两台压缩机组成的两套子***，制冷机组运行时至少有一套子***在运行。当车厢内乘客较少时，乘客也会感觉车厢内温度较低，有不适感，也造成资源的浪费；当上下班高峰时期，地铁空调***高负载运行，又会出现高温保护延迟压缩机启动周期，此时乘客又会感觉室内温度较高，不舒适。车厢内的空调***是否需要制冷或供热，一般是由司机进行人为判断，导致车厢内实际温度与司机主观判断的差异，使乘客在乘车时感觉不适。地铁空调***控制着车厢内空气的品质，城市建设高速发展，地铁路线越来越多，乘坐地铁的人数不断增加，因此对于地铁空调***的制冷效果和有效调控提出了更高的要求。

当前地铁空调***基本是采用常见的R22、R134a制冷剂，其ODP虽然较小(R22:ODP＝0.034；R134a＝0)，但是R22的GWP＝1760，R134a的 GWP＝1300，易造成温室效应，破坏臭氧层，对环境造成破坏。目前自然工质当中二氧化碳作为制冷剂因其具有独特的优势更广泛的关注，其优势： 1.环境友好，二氧化碳的ODP＝0,GWP＝1；2.无毒且不易燃，作为制冷剂更加安全；3容积制冷量大；4.压比低，导热性能好，粘度小；5.价格低，维护成本低等。

因此，在改进地铁空调机组的制冷***同时也应采用环境友好型(ODP 为0，GWP很小)的制冷剂。

实用新型内容

本实用新型是为了克服现有技术中的不足，提供一种基于二氧化碳跨临界制冷循环的地铁空调***，能够使客室内温度以较小梯度变化进行调节，达到乘客舒适的目的；采用自然工质二氧化碳替代原制冷剂，利用二氧化碳在冬季作为制冷剂的温度滑移特性，提高了制热效率，供热效果更佳。

本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现，一种基于二氧化碳跨临界制冷循环的地铁空调***，其特征是：包括制冷***和温控***，所述温控***包括温度传感器、空调控制单元、司机室控制器，所述温度传感器的输出端与空调控制单元相连，空调控制单元又分别与司机室控制器和制冷***连接；所述制冷***采用两两并联的蒸发器、两两并联气体冷却器和四台压缩机两两并联的连接方式，小梯度的调节客室内温度。

所述制冷***包括蒸发器、回热器、压力传感器、四台压缩机、气体冷却器、储液器、膨胀机、膨胀阀、汽液分离器、冷却风机、过滤器、干燥过滤器和四通换向阀，所述四台压缩机两两并联，并联后的压缩机高压排气口与四通换向阀的主阀管口二连接，四通换向阀管口一与汽液分离器和压缩机低压吸气口连接，四通换向阀管口三与回热器入口连接，所述回热器出口与两台并联的气体冷却器入口连接，所述气体冷却器出口依次连接储液器、干燥过滤器、回热器和膨胀机，所述膨胀机并联有膨胀阀，并联的膨胀机与膨胀阀出口与并联的蒸发器入口连接，并联蒸发器的出口与四通换向阀管口四连接，构成空调制冷供暖的循环回路。

所述汽液分离器和压缩机低压吸气口之间安装压力传感器和电动阀门。

所述压缩机的出口处安装有压力传感器和电动阀门。

所述气体冷却器上安装冷却风机。

所述蒸发器上安装送风机，蒸发器的气体出口处安装过滤器。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型根据客室内因人员数量变化导致温度变化，触发车厢内部装置的温度传感器，空调控制单元采集到由温度传感器的传来的信息，并对其进行信息处理和程序判断，进而调节制冷***机组开启的压缩机、气体冷却器、蒸发器的数量以及***运行工况负荷，保证客室内温度以较小梯度变化进行调整，乘客在车厢内感觉更加舒适。本实用新型还采用自然工质二氧化碳替代原制冷剂，拥有更环保 (ODP＝0,GWP＝1)，无毒无害更加安全等优点。本实用新型具有夏季供冷冬季供暖的功能，尤其在冬季供热时由于二氧化碳作为制冷剂与空气对流换热时存在滑移温度，供热效果更好。

附图说明

图1是本实用新型的制冷***工作原理图；

图2是本实用新型的温控***连接框图。

图1中：1四通换向阀，2汽液分离器，3压力传感器，4电动阀门，5压缩机，6回热器，7冷却风机，8气体冷却器，9储液罐，10干燥过滤器， 11膨胀机，12膨胀阀，13蒸发器，14过滤器，15送风机。

101、四通换向阀管口一，102、四通换向阀主阀管口二，103、四通换向阀管口三，104、四通换向阀管口四。

具体实施方式

以下结合较佳实施例，对依据本实用新型提供的具体实施方式详述如下：

详见附图1，本实施例公开了一种基于二氧化碳跨临界制冷循环的地铁空调***，包括制冷***和温控***，所述温控***包括温度传感器、空调控制单元、司机室控制器，所述温度传感器的输出端与空调控制单元相连，空调控制单元又分别与司机室控制器和制冷***连接；所述制冷***采用两两并联的蒸发器、两两并联气体冷却器和四台压缩机两两并联的连接方式，小梯度的调节客室内温度。

所述制冷***包括：四通换向阀1、汽液分离器2、压力传感器3、电动阀门4、压缩机5、回热器6、冷却风机7、气体冷却器8、储液罐9、干燥过滤器10、膨胀机11、膨胀阀12、蒸发器13、过滤器14、送风机 15等。四通换向阀主阀1管口二连接与压缩机5高压排气口，四通换向阀管口一与汽液分离器2、压力传感器3、压缩机5低压吸气口依次连接，四台压缩机两两相并联。四通换向阀1管口三与回热器6入口连接，其出口与两台相并联的气体冷却器8的入口相连接，气体冷却器8的出口依次连接储液罐9、干燥过滤器10、回热器6和膨胀机11与膨胀阀12并联的入口，膨胀机11与膨胀阀12并联的出口连接两台并联蒸发器13的入口，蒸发器13并联的出口与四通换向阀1管口四连接。在制冷***中分别在两台蒸发器上安装送风机15和气体冷却器上安装冷却风机7，并且在蒸发器的气体出口处安装过滤器14。汽液分离器2和压缩机低压吸气口之间与每台压缩机5出口均安装压力传感器3和电动阀门4，汽液分离器与四台两两并联的压缩机的入口以及每台压缩机出口处安装压力传感器和电动阀门。压力传感器对压力变化更加敏感，当制冷剂出现泄漏或其他状况导致减少时，***压力出现异常波动，通过压力传感器控制室更易察觉***的异常变化，然后通过电动阀门关闭压缩机，从而达到保护压缩机。并联的气体冷却器的入口之间也安装压力传感器和电动阀门，当制冷剂通过压缩机后，若压力出现不正常的变化时，可通过传感器反应到控制室，利用阀门，停止压缩机工作，保护***的安全。

温控***包括制冷机组与温度传感器、空调控制单元、司机室控制器，温度传感器的输出端与空调控制单元相连，空调控制单元又分别与司机室控制器和制冷机组相连接。

工作原理：

在温控***运行时，当人流量很大，且外部温度较高，车厢内高温触发温度传感器，反馈至空调控制单元，进行信息处理，若温度达到设定上限，通过空调控制单元可以直接控制制冷机组全开或者通过空调控制单元反馈到司机室的控制器由司机进行全部开启制冷机组。当人流量较小，地铁内乘客较少，此时车厢内温度较低，温度传感器将车厢内真实温度反馈至空调控制单元，判断制冷机组中开启压缩机的数量及其运行工况负荷，如只开启一台压缩机制冷甚至可以不开启压缩机，就可以使乘客感觉车厢内较舒适同时达到节能的效果。当人流量较大，乘客人数变化不定，此时车厢内温度偏高，但是还没有达到最大设定温度，温度传感器将车厢内真实温度反馈至空调控制单元，进行信息处理，判断制冷机组中开启压缩机、蒸发器及气体冷却器的数量及***运行工况负荷。根据实际情况，开启两台或者三台压缩机，开启一台或者两台全开蒸发器及气体冷却器，并同时对***运行工况负荷进行调整，使车厢内的温度以较小梯度变化，车厢内乘客感觉车厢内较舒适，温度不会过热或者过冷，也具备***节能的目的。

在制冷***运行时，低温低压的制冷剂分别由四台压缩机5吸入，同时压缩为高温高压的超临界流体，随后高温高压的二氧化碳由排气口排出，一同流向四通换向阀1管口二，从四通换向阀管口三流出，流过回热器6，继而流经气体冷却器8。高温高压的二氧化碳分别进入两台气体冷却器当中与环境换热，然后流出气体冷却器的低温高压二氧化碳后汇集一起进入储液器9，流经干燥过滤器10和回热器6，再经膨胀机11节流降压(关闭膨胀阀12前的阀门)，或者打开膨胀阀12前阀门关闭膨胀机11 (关闭膨胀机11前的阀门)，工质流过膨胀阀12进行节流降压，此时低温低压的两相流体进入两台蒸发器13，再从出口流向四通换向阀1管口四，然后从四通换向阀1管口一流出，依次流进汽液分离器和压力传感器，在进入压缩机5当中。

供热***运行时，利用四通换向阀改变制冷剂的流动通道，改变制冷剂流向，转换冬夏两季蒸发器和气体冷却器的功用，冬季供热时制冷剂在气体冷却器8(此时为蒸发器)中蒸发吸收外界热量，在蒸发器13(此时为气体冷却器)中放热，用于车厢内供热。

上述参照实施例对该一种基于二氧化碳跨临界制冷循环的地铁空调***的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本实用新型总体构思下的变化和修改，应属本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于二氧化碳跨临界制冷循环的地铁空调***，其特征是：包括制冷***和温控***，所述温控***包括温度传感器、空调控制单元、司机室控制器，所述温度传感器的输出端与空调控制单元相连，空调控制单元又分别与司机室控制器和制冷***连接；所述制冷***采用两两并联的蒸发器、两两并联气体冷却器和四台压缩机两两并联的连接方式，小梯度的调节客室内温度。

2.根据权利要求1所述的基于二氧化碳跨临界制冷循环的地铁空调***，其特征是：所述制冷***包括蒸发器、回热器、压力传感器、四台压缩机、气体冷却器、储液器、膨胀机、膨胀阀、汽液分离器、冷却风机、过滤器、干燥过滤器和四通换向阀，所述四台压缩机两两并联，并联后的压缩机高压排气口与四通换向阀的主阀管口二连接，四通换向阀管口一与汽液分离器和压缩机低压吸气口连接，四通换向阀管口三与回热器入口连接，所述回热器出口与两台并联的气体冷却器入口连接，所述气体冷却器出口依次连接储液器、干燥过滤器、回热器和膨胀机，所述膨胀机并联有膨胀阀，并联的膨胀机与膨胀阀出口与并联的蒸发器入口连接，并联蒸发器的出口与四通换向阀管口四连接，构成空调制冷供暖的循环回路。

3.根据权利要求2所述的基于二氧化碳跨临界制冷循环的地铁空调***，其特征是：所述汽液分离器和压缩机低压吸气口之间安装压力传感器和电动阀门。

4.根据权利要求1或2所述的基于二氧化碳跨临界制冷循环的地铁空调***，其特征是：所述压缩机出口处安装有压力传感器和电动阀门。

5.根据权利要求2所述的基于二氧化碳跨临界制冷循环的地铁空调***，其特征是：所述气体冷却器上安装冷却风机。

6.根据权利要求2所述的基于二氧化碳跨临界制冷循环的地铁空调***，其特征是：所述蒸发器上安装送风机，蒸发器的气体出口处安装过滤器。

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