JP2004106709A - Air-conditioning ventilation device for rail vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道車両の空調換気装置に係り、空調装置の熱負荷を低減させて、空調装置の運転動力を低減するのに好適な鉄道車両用空調換気装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
車両が高速でトンネル内を走行する時、トンネル内に大きな圧力変動が発生し、車外の圧力変動の影響を受けて乗客の耳に不快感を与えるので、車両の走行時の状態から送風機の吸込送風量を制御することが知られ、例えば特開昭62−227850号公報に記載されている。
【0003】
また、車外の新鮮空気を利用して空調装置の熱負荷を低減することが知られ、特開平7−223538号公報に記載されている。
【0004】
【特許文献1】
特開昭62−227850号公報
【特許文献2】
特開平7−223538号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術では、高静圧の送風機を給気装置として使用するため、送風機を通過した空気は断熱圧縮により温度上昇し、車外温度よりも高温となるので、空調負荷を増大させることとなる。
また、新鮮空気を利用するものでは、雨天時など霧状の雨が給気空気として吸入され、全熱交換機が空気中の水分により脆弱化し、長期に渡る信頼性を低下する恐れがあった。さらに、新鮮空気が換気装置を通過する際の断熱圧縮による負荷を除去するために全熱交換機を使用したとしても、その熱交換器が大型化する。
【0006】
本発明の目的は、新鮮空気を利用する場合でも、熱負荷を低減し小型で高効率化を図り、消費電力を低減した車両用空調換気装置を提供することにある。また、本発明は、乗客の不快感をより低減すると共に、長期間の信頼性を向上することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、車外空気を給気する給気装置と、車内空気を排出する排気装置と、を有し、車外空気を冷却し車内へ送風する鉄道車両用空調装置において、前記給気装置の吐出口の下流から前記排気装置の給気口の上流側へ至る間に熱交換器を設け、前記車外空気と排出される前記車内空気とを熱交換させるものである。
【0008】
また、上記のものにおいて、車外空気は前記熱交換器を通り、車内の循環空気と混合されてから冷却されることが望ましい。
さらに、上記のものにおいて、熱交換器は、給気される前記車外空気から吸熱して冷媒を蒸発させる蒸発部と、該蒸発部で発生した冷媒ガスを上昇させるガス配管と、排出される前記車内空気へ放熱して冷媒を凝縮させる凝縮部と、該凝縮部で発生した液冷媒を重力によって降下させる液配管を順次連通した冷媒流路と、を有するヒートパイプ式熱交換器とすることが望ましい。
【0009】
さらに、上記のものにおいて、車外空気は熱交換器を通り、車内の循環空気と混合され、補助冷却部で冷却され、その後、再び冷却部で冷却されることが望ましい。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図1および図2を参照して説明する。図1は車両用空調換気装置3が搭載された鉄道車両1を示す概略図であり、図2は車両用空調換気装置3における排熱回収用の熱交換器を示したものである。
車両空調換気装置3は、車外の新鮮空気FAを給気する給気装置11及び車内の空気EAを排気する排気装置13から構成される換気装置10と車内の循環空気と新鮮空気を混合する混合部20、混合気を冷却する冷却部40、冷却部を通過した調和空気CAを車内へ送風する送風機50、新鮮空気と排気空気を熱交換させるヒートパイプ式熱交換器60から構成されている。
【0011】
車両用空調換気装置3は次のように動作する。換気装置10により給気された新鮮空気FAは給気装置11の吐出口12で断熱圧縮により温度上昇し、ヒートパイプ式熱交換器60の蒸発部61で熱交換し冷却される。その後、混合部20で新鮮空気FAと循環器RAが混合されて混合気MAとなり、冷却部40で調和空気CAとなる。調和空気RAは送風機50により車内2に設けてある吹出し口から車内2へ通気される。排気空気EA及び循環空気RAは車内2に設けてある排気空気RA及び循環器EAの吸込み口から空調換気装置3へ排出され、一部は排気空気EAとなり、一部は循環空気RAとなる。循環器RAはその後、新鮮空気FAと混合し、混合気MAとなる。排気空気EAは排出装置13の給気口14上流にあるヒートパイプ式熱交換器60の凝縮部63で加熱された後、排気装置13の給気口14から排気装置13へ給気され、その後、車外へ排出される。
【0012】
図2に示すヒートパイプ熱交換器は、新鮮空気FAと熱交換する蒸発部61、ガス配管62、排気空気EAと熱交する凝縮部63、及び液配管64を順次連通することによって構成される。凝縮部63は液化した冷媒が重力落下により蒸発部61へ循環するようにするために、蒸発部61よりも高い位置に設置されている。
冷媒は蒸発部61で新鮮空気FAと熱交換して蒸発しガス冷媒となり、この時、新鮮空気FAは冷媒によって冷却される。その後、冷媒はガス配管62を通って凝縮部63へ導入され、凝縮部63において車内から排出された排気空気EAと熱交換して液冷媒となる。この時、排気空気EAは加熱され、液冷媒は液配管64を通過して蒸発部61へ戻る循環を繰り返す。本方式では、ガス冷媒はガス配管を流れ、液冷媒は液配管64を流れるので、ガス流れによる上昇流と液冷媒の重力落下による下降流が干渉しないため熱輸送量の限界を向上することが可能となる。この結果、熱交換器を小型化することができる。以上により、蒸気の流れと凝縮液の流れが干渉しなくなり、熱交換器を小型・高効率化し、空調換気装置そのものも小型化することが出来る。
【0013】
図3は他の実施形態を示し、図3において、新鮮空気MAと循環器RAを混合した混合気MAを補助冷却部30で冷却することによって、冷却部40へ給気される空気の熱負荷を低減できる。本例では補助冷却部30、冷却部40の上流側で排気空気EAと新鮮空気FAとが熱交換することによって排熱回収が行なわれるので、より効率向上を図ることができる。
【0014】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、新鮮空気を利用する場合でも、熱負荷を低減し小型で高効率化を図り、消費電力を低減した車両用空調換気装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による一の実施形態を示す構成図。
【図2】一実施の形態によるヒートパイプ式熱交換器を示す平面図。
【図3】本発明による他の実施形態を示す構成図。
【符号の説明】
1…鉄道車両、2…車内、3…空調換気装置、10…換気装置、11…給気装置、12…給気装置の吐出口、13…排気装置、14…排気装置の給気口、20…混合部、30…補助冷却部、40…冷却部、50…送風機、60…ヒートパイプ式熱交換器、61…凝縮部、62…液配管、63…蒸発部、64…ガス配管。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an air conditioning ventilation device for a railway vehicle, and more particularly to a railway vehicle air conditioning ventilation device suitable for reducing the heat load of the air conditioning device and reducing the driving power of the air conditioning device.
[0002]
[Prior art]
When a vehicle travels in a tunnel at high speed, a large pressure fluctuation occurs in the tunnel, and the pressure fluctuation outside the vehicle causes discomfort to the passengers' ears. It is known to control the amount of air blow, and is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-227850.
[0003]
It is also known to reduce the heat load of the air conditioner by using fresh air outside the vehicle, which is described in JP-A-7-223538.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-62-227850 [Patent Document 2]
JP-A-7-223538
[Problems to be solved by the invention]
In the above prior art, since a high static pressure blower is used as an air supply device, the temperature of the air passing through the blower rises due to adiabatic compression and becomes higher than the outside temperature of the vehicle, so that the air conditioning load increases.
Further, in the case of using fresh air, misty rain such as rainy weather is sucked in as supply air, and the total heat exchanger may be weakened by moisture in the air, which may reduce long-term reliability. Furthermore, even if a total heat exchanger is used to remove the load due to adiabatic compression when fresh air passes through the ventilator, the heat exchanger becomes large.
[0006]
An object of the present invention is to provide a vehicle air-conditioning and ventilating device that reduces heat load, achieves compactness and high efficiency, and reduces power consumption even when fresh air is used. Another object of the present invention is to further reduce the discomfort of passengers and improve long-term reliability.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to an air conditioner for a railway vehicle that has an air supply device that supplies air outside the vehicle and an exhaust device that discharges air inside the vehicle, and cools air outside the vehicle and blows air into the vehicle. A heat exchanger is provided between the downstream side of the outlet and the upstream side of the air supply port of the exhaust device to exchange heat between the outside air and the discharged inside air.
[0008]
Further, in the above, it is desirable that the air outside the vehicle passes through the heat exchanger and is mixed with the circulating air in the vehicle before being cooled.
Further, in the above, the heat exchanger is provided with an evaporator for absorbing heat from the supplied outside air to evaporate the refrigerant, a gas pipe for raising the refrigerant gas generated in the evaporator, and The heat pipe type heat exchanger may include a condensing unit that radiates heat to the air in the vehicle to condense the refrigerant, and a refrigerant flow path that sequentially communicates a liquid pipe that lowers the liquid refrigerant generated in the condensing unit by gravity. desirable.
[0009]
Further, in the above, it is desirable that the air outside the vehicle passes through the heat exchanger, is mixed with the circulating air in the vehicle, cooled in the auxiliary cooling unit, and then cooled again in the cooling unit.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic view showing a
The vehicle air-conditioning ventilator 3 includes a
[0011]
The vehicle air conditioner / ventilator 3 operates as follows. The temperature of the fresh air FA supplied by the
[0012]
The heat pipe heat exchanger shown in FIG. 2 is configured by sequentially communicating an
The refrigerant exchanges heat with the fresh air FA in the
[0013]
FIG. 3 shows another embodiment. In FIG. 3, the heat load of the air supplied to the
[0014]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even when fresh air is used, it is possible to obtain a vehicle air-conditioning ventilator that reduces heat load, achieves compactness and high efficiency, and reduces power consumption.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing a heat pipe type heat exchanger according to one embodiment.
FIG. 3 is a configuration diagram showing another embodiment according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記給気装置の吐出口の下流から前記排気装置の給気口の上流側へ至る間に熱交換器を設け、前記車外空気と排出される前記車内空気とを熱交換させることを特徴とする鉄道車両用空調換気装置。An air-conditioning device for a railway vehicle that has an air supply device that supplies air outside the vehicle and an exhaust device that discharges air inside the vehicle, and cools the air outside the vehicle and blows air into the vehicle,
A heat exchanger is provided from downstream of the discharge port of the air supply device to upstream of the air supply port of the exhaust device, and heat exchange is performed between the outside air and the discharged inside air. Air conditioning ventilation equipment for railway vehicles.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2002272439A JP2004106709A (en) | 2002-09-19 | 2002-09-19 | Air-conditioning ventilation device for rail vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2002272439A JP2004106709A (en) | 2002-09-19 | 2002-09-19 | Air-conditioning ventilation device for rail vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Family
ID=32269451
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JP2002272439A Withdrawn JP2004106709A (en) | 2002-09-19 | 2002-09-19 | Air-conditioning ventilation device for rail vehicle |
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-
2002
- 2002-09-19 JP JP2002272439A patent/JP2004106709A/en not_active Withdrawn
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