CN215971506U - 一种高原动车组内燃动力车空调 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高原动车组内燃动力车空调，包括空调机组外壳，空调机组外壳内部左侧设置为蒸发腔，右侧设置为冷凝腔，蒸发腔设有蒸发器、蒸发风机和电加热器，冷凝腔的右侧面设置为进风口，冷凝腔的上面设置为排风口，蒸发腔的前面设置有回风口和出风口，回风口在出风口的左侧，蒸发腔的左侧面设置有新风口，冷凝器设置在冷凝腔的右侧靠近进风口，冷凝风机设置在冷凝腔的中部，上方为排风口，在进风口和空调格栅之间设有用于防止动车组在倒推过程中高温燃气进入空调的隔热罩，本发明可以使空调适应高原恶劣的环境，提高空调的安全性，内部件服役寿命以及稳定性。

Description

一种高原动车组内燃动力车空调

技术领域

本实用新型涉及内燃动力车空调领域，尤其涉及一种高原动车组内燃动力车空调。

背景技术

高原的气候环境比较恶劣，海拔每升高1000m，空气密度下降10％，并且高原温度较低，白天日照辐射强，因此空调常处于低温制冷状态。在高原地区难以建造电气化铁路，使用内燃机车作为动车组的动力车，内燃机车有时会作为头车进行牵引，在返程时也会作为尾车进行倒推，内燃机车产生的高温排气会达到100℃及以上，在倒推过程中，由于内燃机车空调处于司机室上方，且空调的安装是镶嵌在车顶，前方后方均有机车挡板，空调受内燃机排气影响较大，蒸发腔内的电控部件超70℃，会对空调的安全性和稳定性造成影响。高原动车组速度达到160km/h，明显高于目前高原使用的内燃机车的运行速度，当运行速度更快时，内燃机排放的高温气体更易进入空调冷凝腔，空调的工作环境也更加恶劣，当进入隧道内部时，环境相对封闭，空调机组吸入环境空气更少，导致内燃机排出的高温气体更易进入冷凝腔。相较于在平原地区的动车组空调所处环境，在高原行驶的动车组空调会遇到更为恶劣的环境，因此需要对空调内外的进行调整以适应恶劣的高原环境，减少高原环境及倒推过程中内燃机排气对空调安全性，内部件服役寿命以及稳定性的影响。

发明内容

本实用新型提供一种高原动车组内燃动力车空调，以克服内燃机车在倒推过程中内燃机车产生的高温燃气对空调造成安全性低稳定性差，以及空调内部器件服役寿命短的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种高原动车组内燃动力车空调，包括空调机组外壳，所述空调机组外壳内部一侧设置为蒸发腔，另一侧设置为冷凝腔，所述蒸发腔内设有蒸发器、蒸发风机和电加热器，所述冷凝腔内设有压缩机、冷凝器和冷凝风机，所述压缩机、冷凝器和蒸发器依次连接并且所述蒸发器还与所述压缩机连接，所述压缩机与主控器连接，所述冷凝腔的右侧面设置为进风口，所述蒸发腔的前面设置有回风口和出风口，所述回风口在出风口的左侧，所述蒸发腔的左侧面设置有新风口，所述冷凝器设置在冷凝腔的右侧靠近进风口，所述冷凝风机设置在冷凝腔的中部，且在冷凝腔的上方设置排风口，在进风口和空调格栅之间设有设有用于防止高温燃机在空调与机车挡板的空隙进入空调的隔热罩。

进一步的，所述隔热罩包括第一隔热板、第二隔热板、第三隔热板、第四隔热板和第五隔热板，所述第五隔热板包括第一侧面和第二侧面，所述第一侧面的一端与所述第二侧面固定连接，且为一体结构，所述第一隔热板的上端与所述第一侧面的另一端固定连接且与所述第二侧面平行，所述第二隔热板固定在所述第一侧面的下面板上，其两端并与所述第一隔热板和第二侧面抵接，所述第三隔热板呈楔形状，所述第三隔热板的侧边与所述第一侧面的右侧固定连接，所述第四隔热板的一边与所述第二侧面的右侧固定连接，所述隔热罩的左侧罩在所述空调机组外壳的冷凝器侧，所述隔热罩的右侧固定在动车组的格栅处。

进一步的，所述压缩机与压力控制器连接，所述压力控制器包括高压压力变送器、高压压力开关、低压压力变送器和低压压力开关，所述压缩机通过低压压力开关和低压压力变送器与冷凝器连接，所述压缩机通过高压压力开关和高压压力变送器和蒸发器连接，所述冷凝器上有安装有冷凝风机，所述蒸发器上安装有蒸发风机，所述冷凝器和所述蒸发器之间安装有旁通阀。

进一步的，所述主控器还来连接制氧机，所述制氧机的输氧口通过压差开关与蒸发腔的出风口连接，所述蒸发腔回风口处设置氧气浓度传感器，所述氧气浓度传感器与所述主控器连接。

进一步的，所述蒸发腔新风口处安装新风阀。

进一步的，所述出风口处设有第二温度传感器。

有益效果：本实用新型公开的一种高原动车组内燃动力车空调，通过将空调设置成上排风型式，在冷凝风机上方的排风口排风，在侧面吸入空气与冷凝器换热，同时在空调机组外壳冷凝器侧添加隔热罩，可以完全阻隔原本从间隙进入空调冷凝腔的高温气体，使得大部分空气从格栅进入冷凝腔，可以有效降低冷凝风机吸进来的气体的温度，克服了内燃机车在倒推过程中内燃机车产生的高温燃气对空调造成安全性低稳定性差，以及空调内部器件服役寿命短的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型公开的一种高原动车组内燃动力车空调与动车组内燃机排气口位置图；

图2为本实用新型公开的一种高原动车组内燃动力车空调机组示意图；

图3为本实用新型公开的一种高原动车组内燃动力车空调安装隔热罩后示意图；

图4为本实用新型公开的一种高原动车组内燃动力车空调外部示意图；

图5为本实用新型公开的一种高原动车组内燃动力车空调装配图；

图6为本实用新型公开的一种高原动车组内燃动力车空调制冷***原理图；

图7为本实用新型公开的一种高原动车组内燃动力车空调隔热罩细节图；

图中：1、压缩机，2、冷凝器，3、冷凝风机，4、蒸发器，5、蒸发风机， 6高压压力变送器，7、高压压力开关，8、低压压力变送器，9、低压压力开关， 10、压力控制器，11、主控器，12、旁通阀，13、新风阀，14、空调机组外壳， 15、蒸发腔，16、冷凝腔，17、新风口，18、回风口，19、氧气浓度传感器， 20、出风口，21、第二温度传感器，22、电加热器，23、第一隔热板，24、第四隔热板，25、第二隔热板，26、第三隔热板，27、第五隔热板，271、第一侧面，272、第二侧面，28、第一温度传感器，29、内燃机排气口，30、格栅，31、空隙，32、进风口，33、排风口，34、隔热罩。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

一种高原动车组内燃动力车空调内燃机排气口与空调的位置如图1所示，在牵引过程中，空调不会受到内燃机排出的高温气体影响，在倒推过程中，因为空调安装是镶嵌在车顶，前方后方均有机车挡板，内燃机排气口29在空调的前方，所以高温气体流经空调上方，在内燃机排出的高温气体会在空调和车体上的挡板形成的空隙31进入空调冷凝腔，同时吸入的还有环境空气，吸入的气体经过冷凝器进行热交换，如果吸入的气体温度过高，则冷凝器的热交换不充分，造成***高压故障。空调空隙处的温度较高，与空调有一段距离的格栅处温度较低。空调机组的排风及进风情况如图2所示，空调在上方的排风口33排风，在冷凝器侧的进风口32进风，故在冷凝器侧添加隔热罩34，如图3所示，添加隔热罩34后，将空调机组的进风侧空隙31封死，使在空隙31处进风改为在格栅30处进风，可以大大降低进风温度。

本实施例提供了一种高原动车组内燃动力车空调，如图2和图5所示包括空调机组外壳14，所述空调机组外壳14内部左侧设置为蒸发腔15，右侧设置为冷凝腔16，所述蒸发腔15设有蒸发器4、蒸发风机5和电加热器22，所述冷凝腔16内设有压缩机1、冷凝器2和冷凝风机3，所述压缩机1、冷凝器2 和蒸发器4依次连接并且所述蒸发器4还与所述压缩机1连接，所述压缩机1 与主控器11连接，所述冷凝腔的右侧面设置为进风口32，所述冷凝腔的上面设置为排风口33，所述冷凝风机3采用上排风型式，所述冷凝风机3在上方排风，从侧面吸入空气与所述冷凝器2换热，防止在动车组倒推过程中吸入内燃机排出的高温气体。如图4所示，所述蒸发腔15的前面设置有回风口18和出风口20，所述回风口18在出风口20的左侧，所述蒸发腔15的左侧面设置有新风口17，所述冷凝器2设置在冷凝腔16的右侧靠近进风口32，所述冷凝风机3设置在冷凝腔16的中部，上方为排风口33，在进风口32和空调格栅30 之间设有用于防止动车组在倒推过程中高温燃气进入空调的隔热罩34。所述空调机组外壳14在冷凝器2侧通过隔热罩34与列车上的格栅30相连。根据内燃机排气在车顶横向位置流场分析，中间位置尾气最密集，温度最高，向横向两端延展温度逐渐降低，空调安装于车顶中间位置，因此在设计时增加隔热罩，加入隔热罩之后，可以完全阻隔原本从间隙进入空调冷凝腔的高温气体，使得大部分空气从格栅进入冷凝腔。

在具体实施例中，如图7所示，所述隔热罩34包括第一隔热板23、第二隔热板25、第三隔热板26、第四隔热板24和第五隔热板27，所述第五隔热板 27包括第一侧面271和第二侧面272，所述第一侧面271的一端与所述第二侧面272固定连接，且为一体结构，所述第一隔热板23的上端与所述第一侧面 271的另一端固定连接且与所述第二侧面272平行，所述第二隔热板25固定在所述第一侧面271的下面板上，其两端并于所述第一隔热板23和第二侧面272 抵接，所述第三隔热板26呈楔形状，所述第三隔热板26的侧边与所述第一侧面271的右侧固定连接，所述第四隔热板24的一边与所述第二侧面272的右侧固定连接，所述隔热罩34的左侧罩在所述空调机组外壳的冷凝器侧，所述隔热罩34的右侧固定在动车组的格栅30处。通过隔热板组合成一个壳体隔热罩，使空调在格栅处吸入气体，可以降低吸入空调内的气体温度，提高空调的高温工作稳定性。

在具体实施例中，如图6所示，所述压缩机1与压力控制器10连接，所述压力控制器10包括高压压力变送器6、高压压力开关7、低压压力变送器8、和低压压力开关9，所述压缩机1通过低压压力开关7和低压压力变送器6与冷凝器2连接，所述压缩机1通过高压压力开关9和高压压力变送器8和蒸发器4连接，所述冷凝器2和所述蒸发器4之间安装有旁通阀12。所述旁通阀12 通过取压管路一端连接蒸发器4，另一端与冷凝器2连接，当空调***压力达到设定值时50℃，打开旁通阀，进行热气旁通，卸载部分热负荷，可提升***运行环境温度上限值，使得上限值从50℃提升到55℃，通常环境温度达到55 ℃，***压力会超过高压压力开关7的响应值，主控器11会接收到压力控制器 10的信号并关闭冷凝风机3，处于进入隧道空调上方可能会出现极端温度，压力开关故障不能及时响应以及冷凝风机长时间在高温环境内工作会缩减寿命等其他影响，空调机组在冷凝腔上方设置第一温度传感器28，到温度传感器检索温度高于60℃时，主动关闭冷凝风机3和压缩机1，保持蒸发风机5运转并进行通风。

在具体实施例中，所述主控器11还控制制氧机，所述制氧机的输氧口通过压差开关与蒸发腔的出风口连接，所述蒸发腔15回风口18处设置氧气浓度传感器19，所述氧气浓度传感器19与所述主控器11连接。氧气浓度传感器19 将氧气浓度值传输给主控器11，当氧气浓度超出正常范围后，主控器给电动球阀输出信号，以增大或减小氧气输送量，实现智能调节司机室内的氧气浓度。所述制氧机的输氧口通过压差开关与蒸发腔15的出风口连接，蒸发腔15内设置压差开关以检测蒸发风机5是否动作，当蒸发风机5运作时，压差开关输出闭合信号，制氧机允许启动，蒸发风机故障或者未启动时，压差开关不输出信号，制氧机不允许工作，防止局部氧气浓度过高，引起司机室内人员醉氧。

在具体实施例中，所述蒸发腔15新风口17处安装新风阀13。当收到高原模式指令时，立即调整阀门的打开角度，减少新风量，排废阀门附近的排废风量也会相应减小，防止司机室内氧气通过排废排出造成浪费。

在具体实施例中，所述出风口20处设有第二温度传感器21。天气冷时司机室内需要加热使用空调里的电加热器22进行加热，加热时先开启蒸发风机5 再开启电加热即可，因为电加热管是热电阻构成的，通电即可产生热量，高原空气密度小影响空调蒸发腔内电加热管22的散热效果，通过增加电加热管的管径，减小电加热的热流密度，同时设置两组单独控制的电加热管，提升散热效果。同时再蒸发腔15出风口20附近增加第二温度传感器21，当此处的温度高于设定值时，关闭一组电加热管，当仍高于设定值时，完全关闭电加热管。

在具体实施例中，因高原环境温度较低，太阳辐射较强，因此有时需要空调超低温制冷，铁路行业标准规定的工况，室外温度低于5℃的情况下制冷即为超低温制冷，如图7所示，冷凝风机使空气循环起来，流经冷凝器上，使空气与冷凝器进行强制对流换热。冷凝风机可以实现4/6及转速调节，在外界环境温度低且室内需要制冷时，根据低压压力变送器8的数值，***蒸发温度低于结霜温度(-3℃)时，使冷凝风机降低转速，由6级变为4级，如果降速后，蒸发温度仍然低于结霜温度，可关闭冷凝风机，利用动车组的运行，空调冷凝风机上方的负压产生的气流对冷凝器进行换热，不仅能保障机组的平稳运行，也可实现空调机组整体节能。若以上方式不能阻止蒸发器4结霜，开启旁通阀 12进行热气旁通，提升蒸发温度。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种高原动车组内燃动力车空调，其特征在于，包括空调机组外壳(14)，所述空调机组外壳(14)内部一侧设置为蒸发腔(15)，另一侧设置为冷凝腔(16)，所述蒸发腔(15)内设有蒸发器(4)、蒸发风机(5)和电加热器(22)，所述冷凝腔(16)内设有压缩机(1)、冷凝器(2)和冷凝风机(3)，所述压缩机(1)、冷凝器(2)和蒸发器(4)依次连接并且所述蒸发器(4)还与所述压缩机(1)连接，所述压缩机(1)与主控器(11)连接，所述冷凝腔的右侧面设置为进风口(32)，所述蒸发腔(15)的前面设置有回风口(18)和出风口(20)，所述回风口(18)在出风口(20)的左侧，所述蒸发腔(15)的左侧面设置有新风口(17)，所述冷凝器(2)设置在冷凝腔(16)的右侧靠近进风口(32)，所述冷凝风机(3)设置在冷凝腔(16)的中部，且在冷凝腔的上方设置排风口(33)，在进风口(32)和空调格栅(30)之间设有用于防止高温燃机在空调与机车挡板的空隙(31)进入空调的隔热罩(34)。

2.根据权利要求1所述的一种高原动车组内燃动力车空调，其特征在于，所述隔热罩(34)包括第一隔热板(23)、第二隔热板(25)、第三隔热板(26)、第四隔热板(24)和第五隔热板(27)，所述第五隔热板(27)包括第一侧面(271)和第二侧面(272)，所述第一侧面(271)的一端与所述第二侧面(272)固定连接，且为一体结构，所述第一隔热板(23)的上端与所述第一侧面(271)的另一端固定连接且与所述第二侧面(272)平行，所述第二隔热板(25)固定在所述第一侧面(271)的下面板上，其两端并与所述第一隔热板(23)和第二侧面(272)抵接，所述第三隔热板(26)呈楔形状，所述第三隔热板(26)的侧边与所述第一侧面(271)的右侧固定连接，所述第四隔热板(24)的一边与所述第二侧面(272)的右侧固定连接，所述隔热罩(34)的左侧罩在所述空调机组外壳的冷凝器侧，所述隔热罩(34)的右侧固定在动车组的格栅(30)处。

3.根据权利要求1所述的一种高原动车组内燃动力车空调，其特征在于，所述压缩机(1)与压力控制器(10)连接，所述压力控制器(10)包括高压压力变送器(6)、高压压力开关(7)、低压压力变送器(8)和低压压力开关(9)，所述压缩机(1)通过低压压力开关(9)和低压压力变送器(8)与冷凝器(2)连接，所述压缩机(1)通过高压压力开关(7)和高压压力变送器(6)和蒸发器(4)连接，所述冷凝器(2)上有安装有冷凝风机(3)，所述蒸发器(4)上安装有蒸发风机(5)，所述冷凝器(2)和所述蒸发器(4)之间安装有旁通阀(12)。

4.根据权利要求1所述的一种高原动车组内燃动力车空调，其特征在于，所述主控器(11)还连接制氧机，所述制氧机的输氧口通过压差开关与蒸发腔(15)的出风口(20)连接，所述蒸发腔(15)的回风口(18)处设置氧气浓度传感器(19)，所述氧气浓度传感器(19)与所述主控器(11)连接。

5.根据权利要求1所述的一种高原动车组内燃动力车空调，其特征在于，所述蒸发腔(15)新风口(17)处安装新风阀(13)。

6.根据权利要求1所述的一种高原动车组内燃动力车空调，其特征在于，所述出风口(20)处设有第二温度传感器(21)。

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