CN102941856A - 动车组太阳能辅助空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动车组太阳能辅助空调系统，由压缩冷凝设备(4)及主要由依次串联设置的新风口(2)、热交换器(5)和出风口(7)构成车厢空调送风系统，设置一由辅助新风口(8)、辅助新风送风道(9)和空气处理单元(3)和回风混合箱(6)构成的辅助空调送风支路；所述空气处理单元(3)内设置有风动和热交换设备；所述辅助空调送风系统的动力电源采用设置在动车组车厢车顶光伏阵列。采用本发明辅助空调系统，以光伏阵列发电作为新增空调系统工作电源，平时可减轻现有空调系统负荷和实现节能，在供电或设备故障时，能保障太阳能空调系统的正常运行，确保了客室内的空气流通，在一定程度上改善了客室内的舒适性。

Description

动车组太阳能辅助空调系统

技术领域

本发明属于动车车厢设备，具体是车厢送风空调设备及供电系统运行方式技术领域。 

背景技术

动车组空调机组是调节动车组车内空气温度、湿度、气流速度、洁净度等参数的重要设备，是直接影响动车组车辆室内舒适性的重要组成。 

现有CRH2型动车组1节车厢在车底两端对称安装有两台小型、轻量化空调装置。空调装置的送风口与设置在客室地板下部的送风道连通，并与顶板位置处的送风口连通；回风口与吸入车内空气的回风道连接。夏季工况时，从回风道吸入的客室内空气与从新风口通过送风道送入的新鲜外气在混合箱进行混合，通过设置在空调装置回风口的车厢过滤器，在室内热交换器进行热交换，冷却为冷气，从车体两侧风道出风口送入客室，向乘客提供冷风。冬季工况时，从回风道吸入空气时，同样与新鲜外气混合，通过设置在空调装置回风口的过滤器，由电加热器加热，通过与冷气相同的路径，向乘客提供暖风。 

现有动车组空调机组存在的不足主要体现在：(1)目前，动车组车载电气设备供电完全来自供电网，全部来自于常规能源发电，且高速列车全部采用全封闭式车厢。然而，由于接触网空间结构尺寸、电气连接、绝缘等方面的问题导致供电网系统故障频发；同时，由于受电弓结构具有机电合一、露天设置、动态工作、没有备用等特性，所以铁路供电网一旦发生故障将会直接影响列车牵引供电系统的正常运行，进而影响列车其他电气设备的正常工作。此外，空调设备自身也易出现故障。自我国高铁开行以来，在运营中出现数十次因供电 网故障导致动车组运行中断，车辆负载设备停止工作。尤其是在夏季出现故障时，车内温度急剧升高，旅客舒适性大大降低，甚至部分旅客出现胸闷、中暑等症状。(2)CRH2动车组空调制冷时输入功率为20KW，制热时输入功率为22KW，是列车除牵引以外耗能最大的负载设备，占了车辆电气设备总能耗的70％，列车节能也成为技术改进的重要方向。 

发明内容

鉴于现有技术的以上不足，本发明的目的是提供一套以动车组车顶光伏阵列发电作为工作电源，在正常工作情况下辅助列车空调系统工作以达到节能作用，在供电故障或设备故障时维持列车客室内的空气流通和调节以保障动车组车辆室内舒适性的空调设备。 

本发明的目的是通过如下的手段实现的。 

动车组太阳能辅助空调系统，由压缩冷凝设备4及主要由依次串联设置的新风口2、热交换器5和出风口7构成车厢空调送风支路，设置一由辅助新风口8、辅助新风送风道9和空气处理单元3和回风混合箱6构成的辅助空调送风系统；所述空气处理单元3内设置有风动和热交换设备；所述辅助空调送风系统的动力电源采用设置在动车组车厢车顶光伏阵列。 

动车组太阳能空调的工作原理为：车顶的光伏阵列1通过光电转换得到驱动太阳能空调系统工作的电源，新风从辅助新风口8处被吸入，并通过辅助新风送风通道9送入空气处理单元3，在空气处理单元3中进行热交换(制冷或加热)，再送入新风与回风混合箱6，与从回风口7吸入并通过回风通道送入的回风进行混合，然后进入热交换器5进行热交换，得到处理后的空气再送入客室内。 

与原动车组空调机组相比，本发明动车组太阳能空调的优点有： 

一节车厢新增两组空气处理单元3，对动车组原有空调系统结构没有任何改变，本发明对车体结构改变小，工艺要求低，降低改造成本。 

新增空气处理单元3只是将新风口吸入的新风通过送风软管先送入空气单元处理再送入混合箱，实际是改变了新风的状态，对动车组原有空调系统工作模式及控制没有影响，原理简单，易于实现。 

新增空气处理单元3可对新风进行制冷和加热，可满足夏季和冬季两种工况，实用性较强。 

增加的空调系统将车顶光伏阵列发电作为其工作电源，降低了动车组电气设备负荷，极大地起到了节能的作用，研究得知可使动车组能耗降低20％左右。 

光伏阵列发电作为新增空调系统工作电源，即使发生供电故障或设备故障，也能保障太阳能空调系统的正常运行，空气处理单元中的风机12也会启动，确保了客室内的空气流通，在一定程度上确保了客室内的舒适性。 

附图说明：

图1是本发明结构平面布置图。 

图2本发明工作气流组织流向示意图。 

图3为空气处理单元布置图。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施对本发明作进一步描述。 

在由依次串联设置的新风口2-新风送风道20-热交换器5-出风口7构成的现有车厢空调送风系统的基础上，设置本发明的由辅助新风口8-辅助新风送风道9-空气处理单元3-回风混合箱6构成的辅助空调送风支路。图2表达了本发明在车厢中设置的位置情况和送风气流的流动情况，30为车厢外轮廓，本发明设置在车厢的两个端头。 

光伏阵列1安装在车顶，与车体钢结构链接，新增的空气处理单元3安装在热交换器5上部，辅助新风口8与空气处理单元3之间的送风道采用软管的 辅助新风送风通道9连接，压缩冷凝设备4安装在车辆底部，压缩冷凝设备4和空气处理单元3采用无缝钢管链接，管道需包扎隔热，所有连接处需密封处理。 

图3为空气处理单元3的内部情况，主要由加热器10、表冷器11、风机1组成，其上部空气进口与辅助新风送风通道9连接；下部空气出口于回风混合箱6相通。 

Claims (2)

1.动车组太阳能辅助空调系统，由压缩冷凝设备(4)及主要由依次串联设置的新风口(2)、热交换器(5)和出风口(7)构成车厢空调送风系统，其特征在于，设置一由辅助新风口(8)、辅助新风送风道(9)和空气处理单元(3)和回风混合箱(6)构成的辅助空调送风支路；所述空气处理单元(3)内设置有风动和热交换设备；所述辅助空调送风系统的动力电源采用设置在动车组车厢车顶光伏阵列。

2.根据权利要求1所述的动车组太阳能辅助空调系统，其特征在于，所述空气处理单元(3)内设置有加热器(10)、表冷器(11)、风机(12)。

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