CN102975733A - 高速磁悬浮列车空调装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速磁悬浮列车空调装置，包括室内机组和室外机组，室内机组包括室内机箱体以及设置在室内机箱体内的混合腔和送风腔，混合腔内设置有新风风道，新风风道上连接有新风风阀，室内机箱体上安装有送风风机、过滤器、蒸发器和排风风机，蒸发器的一侧固定连接有电加热器；室外机组包括压缩机、冷凝器、储液器和干燥过滤器，冷凝器的一侧设置有冷凝风机；还包括混合腔温度传感器、送风腔温度传感器和车厢温度传感器，室内机箱体的侧壁上安装有电气控制柜，电气控制柜内设置有空调控制系统。本发明结构紧凑，设计新颖合理，使用操作便捷，工作可靠性高，运行状态稳定，制冷能力强，适应性强，节约成本，实用性强，便于推广使用。

Description

高速磁悬浮列车空调装置

技术领域

本发明涉及空调装置技术领域，尤其是涉及一种高速磁悬浮列车空调装置。

背景技术

磁浮列车国产化进程正在进行，前期虹桥至浦东段磁浮空调，后期将在沪杭线磁浮空调项目进行批量化。同时随着我国高速铁路的飞速发展，磁浮列车空调装置的国产化迫在眉睫，但由于现使用的德国列车空调装置采购成本高，而且在列车高速行驶时换热能力急剧下降，导致空调装置效果变差，不能满足夏天炎热状况下的热负荷要求，车内温度上升，无法满足车内的舒适性要求。另外，德国进口的磁浮列车由于迎面行驶的两列高速磁浮列车汇车时或列车快速驶入隧道时会产生压力波，给调节新风带来困难，不能达到良好的制冷效果，从而导致在盛夏工作条件下没能达到相对较低的客室温度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种高速磁悬浮列车空调装置，其结构紧凑，设计新颖合理，使用操作便捷，工作可靠性高，运行状态稳定，制冷能力强，适应性强，节约成本，实用性强，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种高速磁悬浮列车空调装置，其特征在于：包括室内机组和室外机组，所述室内机组包括室内机箱体以及设置在所述室内机箱体内且供新风与高速磁悬浮列车车厢回风混合的混合腔和供冷风或热风输送的送风腔，所述混合腔内设置有新风风道，所述新风风道上连接有新风风阀，所述室内机箱体上安装有送风风机、过滤器、蒸发器和排风风机，所述蒸发器的一侧固定连接有电加热器，所述送风风机和排风风机均设置在所述混合腔内，所述送风风机的出风口通过过渡风道与所述过滤器的进风口相连，所述过滤器的出风口与所述蒸发器的进风口相连，所述蒸发器的出风口和所述电加热器均设置在所述送风腔内，所述送风腔上连接有用于将冷风或热风输送到高速磁悬浮列车上的送风管道，所述高速磁悬浮列车车厢的回风口通过回风管道与所述混合腔相连通，所述排风风机的出风口上连接有排风风道，所述排风风道上连接有排风风阀；所述室外机组包括压缩机、冷凝器、储液器和干燥过滤器，所述压缩机的入口通过制冷剂输送管道与蒸发器的制冷剂出口连接，所述压缩机的出口通过制冷剂输送管道与冷凝器的制冷剂出口连接，所述冷凝器的制冷剂出口通过制冷剂输送管道与储液器的入口连接，所述储液器的出口通过制冷剂输送管道与干燥过滤器的入口连接，所述干燥过滤器的出口通过制冷剂输送管道与蒸发器的制冷剂入口连接，所述冷凝器的一侧设置有冷凝风机；所述混合腔内设置有用于对混合腔内温度进行实时检测的混合腔温度传感器，所述送风腔内设置有用于对送风腔内温度进行实时检测的送风腔温度传感器，所述高速磁悬浮列车车厢内设置有用于车厢内温度进行实时检测的车厢温度传感器，所述室内机箱体的侧壁上安装有电气控制柜，所述电气控制柜内设置有用于对所述空调装置的制冷和制热进行自动控制的空调控制系统，所述混合腔温度传感器、送风腔温度传感器和车厢温度传感器均与所述空调控制系统的信号输入端相接，所述新风风阀、送风风机、排风风机、排风风阀、电加热器和冷凝风机均与所述空调控制系统的信号输出端相接。

上述的高速磁悬浮列车空调装置，其特征在于：所述蒸发器的制冷剂入口前端连接有膨胀阀。

上述的高速磁悬浮列车空调装置，其特征在于：所述电加热器内集成有加热功率调节电路和过热保护器，所述加热功率调节电路与所述空调控制系统的信号输出端相接。

上述的高速磁悬浮列车空调装置，其特征在于：所述送风风机的数量为两个，相应所述过渡风道的数量为两个。

上述的高速磁悬浮列车空调装置，其特征在于：所述排风风机设置在所述送风风机的下方。

上述的高速磁悬浮列车空调装置，其特征在于：所述空调控制系统包括主控制器模块、与主控制器模块相接的数据存储电路模块和为空调控制系统中各用电模块供电的电源模块，所述主控制器模块的输入端接有用于输入控制参数的参数设置电路模块，所述主控制器模块的输出端接有用于显示控制参数的显示模块和用于指示空调装置工作状态的工作状态指示灯；所述混合腔温度传感器、送风腔温度传感器和车厢温度传感器均与所述主控制器模块的信号输入端相接，所述新风风阀、送风风机、排风风机、排风风阀、电加热器和冷凝风机均与所述主控制器模块的信号输出端相接。

上述的高速磁悬浮列车空调装置，其特征在于：所述主控制器模块为可编程逻辑控制器或单片机。

上述的高速磁悬浮列车空调装置，其特征在于：所述参数设置电路模块由多个独立按键组成。

上述的高速磁悬浮列车空调装置，其特征在于：所述制冷剂输送管道为铜管。

上述的高速磁悬浮列车空调装置，其特征在于：所述冷凝风机的数量为两个。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明结构紧凑，设计新颖合理。

2、本发明能够满足夏季炎热状况下的车内舒适度要求，且通过配合压力保护格栅使用，能够解决高速行驶的磁悬浮列车在两车交汇以及快速驶入隧道时会产生压力波的问题，能够达到良好的制冷效果。

3、本发明的运行状态稳定，性能良好，使用操作便捷，工作可靠性高，维护维修方便。

4、本发明通过室内机组和室外机组的设计，解决了列车在高速行驶时产生的冷凝以及新风量问题，制冷能力强，适应性强，能够满足高速磁悬浮列车在冬季和夏季环境下以及静态和动态下（高速时）的车内空调通风环境要求，确保空调装置达到用户要求的制冷效果。

5、本发明实现了高速磁悬浮列车空调装置的国产化，应用在我国的高速磁悬浮列车建设中，能够节省50%的采购成本，经济性能好。

6、本发明的实用性强，使用效果好，便于推广使用。

综上所述，本发明结构紧凑，设计新颖合理，使用操作便捷，工作可靠性高，运行状态稳定，制冷能力强，适应性强，节约成本，实用性强，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的工作原理图。

图2为本发明室内机组的整体结构示意图。

图3为本发明室内机组除室内机箱体外的主视图。

图4为本发明室内机组除室内机箱体外的后视图。

图5为本发明室外机组的结构示意图。

图6为本发明空调控制系统与其它各部件的连接关系示意图。

附图标记说明:

1-1—室内机箱体；      1-2—送风风机；        1-3—排风风机；

1-4-电气控制柜；       1-5-混合腔；           1-6-过滤器；

1-7—蒸发器；          1-8—电加热器；        1-9—送风腔；

1-10-过渡风道；        1-11-新风风阀；        1-12-排风风阀；

1-13—新风风道；       1-14—排风风道；       2-1—压缩机；

2-2—冷凝器；          2-3—冷凝风机；          2-4—储液器；

2-5—干燥过滤器；      3-1—送风腔温度传感器；  3-2—混合腔温度传感器；

3-3—车厢温度传感器；  4—送风管道；            5—回风管道；

6—制冷剂输送管道；    7—膨胀阀；              8—空调控制系统；

8-1—主控制器模块；    8-2—数据存储电路模块；

8-3—电源模块；        8-4—参数设置电路模块；

8-5—显示模块；        8-6—工作状态指示灯。

具体实施方式

如图1～图5所示，本发明包括室内机组和室外机组，所述室内机组包括室内机箱体1-1以及设置在所述室内机箱体1-1内且供新风与高速磁悬浮列车车厢回风混合的混合腔1-5和供冷风或热风输送的送风腔1-9，所述混合腔1-5内设置有新风风道1-13，所述新风风道1-13上连接有新风风阀1-11，所述室内机箱体1-1上安装有送风风机1-2、过滤器1-6、蒸发器1-7和排风风机1-3，所述蒸发器1-7的一侧固定连接有电加热器1-8，所述送风风机1-2和排风风机1-3均设置在所述混合腔1-5内，所述送风风机1-2的出风口通过过渡风道1-10与所述过滤器1-6的进风口相连，所述过滤器1-6的出风口与所述蒸发器1-7的进风口相连，所述蒸发器1-7的出风口和所述电加热器1-8均设置在所述送风腔1-9内，所述送风腔1-9上连接有用于将冷风或热风输送到高速磁悬浮列车上的送风管道4，所述高速磁悬浮列车车厢的回风口通过回风管道5与所述混合腔1-5相连通，所述排风风机1-3的出风口上连接有排风风道1-14，所述排风风道1-14上连接有排风风阀1-12；所述室外机组包括压缩机2-1、冷凝器2-2、储液器2-4和干燥过滤器2-5，所述压缩机2-1的入口通过制冷剂输送管道6与蒸发器1-7的制冷剂出口连接，所述压缩机2-1的出口通过制冷剂输送管道6与冷凝器2-2的制冷剂出口连接，所述冷凝器2-2的制冷剂出口通过制冷剂输送管道6与储液器2-4的入口连接，所述储液器2-4的出口通过制冷剂输送管道6与干燥过滤器2-5的入口连接，所述干燥过滤器2-5的出口通过制冷剂输送管道6与蒸发器1-7的制冷剂入口连接，所述冷凝器2-2的一侧设置有冷凝风机2-3；所述混合腔1-5内设置有用于对混合腔内温度进行实时检测的混合腔温度传感器3-2，所述送风腔1-9内设置有用于对送风腔1-9内温度进行实时检测的送风腔温度传感器3-1，所述高速磁悬浮列车车厢内设置有用于车厢内温度进行实时检测的车厢温度传感器3-3，所述室内机箱体1-1的侧壁上安装有电气控制柜1-4，所述电气控制柜1-4内设置有用于对所述空调装置的制冷和制热进行自动控制的空调控制系统8，所述混合腔温度传感器3-2、送风腔温度传感器3-1和车厢温度传感器3-3均与所述空调控制系统8的信号输入端相接，所述新风风阀1-11、送风风机1-2、排风风机1-3、排风风阀1-12、电加热器1-8和冷凝风机2-3均与所述空调控制系统8的信号输出端相接。

如图1所示，本实施例中，所述蒸发器1-7的制冷剂入口前端连接有膨胀阀7。所述电加热器1-8内集成有加热功率调节电路和过热保护器，所述加热功率调节电路与所述空调控制系统8的信号输出端相接。

如图2～图4所示，本实施例中，所述送风风机1-2的数量为两个，相应所述过渡风道1-10的数量为两个。所述排风风机1-3设置在所述送风风机1-2的下方。

结合图6，本实施例中，所述空调控制系统8包括主控制器模块8-1、与主控制器模块8-1相接的数据存储电路模块8-2和为空调控制系统8中各用电模块供电的电源模块8-3，所述主控制器模块8-1的输入端接有用于输入控制参数的参数设置电路模块8-4，所述主控制器模块8-1的输出端接有用于显示控制参数的显示模块8-5和用于指示空调装置工作状态的工作状态指示灯8-6；所述混合腔温度传感器3-2、送风腔温度传感器3-1和车厢温度传感器3-3均与所述主控制器模块8-1的信号输入端相接，所述新风风阀1-11、送风风机1-2、排风风机1-3、排风风阀1-12、电加热器1-8和冷凝风机2-3均与所述主控制器模块8-1的信号输出端相接。具体地，所述主控制器模块8-1为可编程逻辑控制器或单片机。所述参数设置电路模块8-4由多个独立按键组成。

如图5所示，本实施例中，所述制冷剂输送管道6为铜管。所述冷凝风机2-3的数量为两个。

具体实施时，在该空调装置和外界的连接处、新风口、排风口都可以设置压力保护格栅（压力保护格栅的结构采用申请日为2011年8月31日，申请号为201110254515.0的中国专利公开的列车空调装置用通风除雨格栅的结构），在压力保护格栅上设置用于调节压力保护格栅打开大小的调节阀，并在高速磁悬浮列车车体外部安装有用于对压力进行实时检测的压力传感器，将压力传感器的信号输出端与所述主控制器模块8-1的信号输入端相接，一旦压力波动超过允许值，主控制器模块8-1控制调节阀自动关闭，以此来解决高速行驶的磁悬浮列车在两车交汇以及快速驶入隧道时会产生压力波的问题。

本发明的工作原理及工作过程是：系统开启后，外部空气通过设置在车辆侧面的新风口、设置在混合腔1-5内的新风风道1-13和新风风阀1-11，进入混合腔1-5内与通过回风管道5输送来的车厢回风混合，然后通过送风风机1-2送入过滤器1-6过滤、蒸发器1-7进行冷却或电加热器1-8加热，其中蒸发器1-7中的液态制冷剂从被冷却空气中吸收热量而变成气态，完成车身内的制冷过程，蒸发器1-7将气态制冷剂从制冷剂出口通过制冷剂输送管道6输送到压缩机2-1中，压缩机2-1将气态制冷剂压缩成高压气体进入冷凝器2-2，在冷凝器2-2内，制冷剂气体所含的热量传递给在冷凝器2-2外部冷却空气，此时制冷剂再从气态转变为液态并通过制冷剂输送管道6输送到储液器2-4中，液态制冷剂从储液器2-4输出后经过干燥过滤器2-5干燥后，低压状态的液态制冷剂从蒸发器1-7的制冷剂入口流入蒸发器1-7，在蒸发器1-7内压力减小，液态制冷剂重新沸腾，就从送风中吸收更多的热量，以此循环（在冬季运行工况下，室外机组及蒸发器1-7不工作，直接通过电加热器1-8对经过过滤器1-6过滤的空气进行加热）。通过冷却（或加热）的空气经过送风腔1-9和送风管道4送入高速磁悬浮列车上的静压箱，在静压箱内达到一定的供风压力后，通过车内送风主风道和辅助送风口送入车厢内，具体实施时，送风方式可以采用车厢中部顶板静压孔板送风和行李架辅助送风，送风保持合适的送风速度，并与车内空气混合，达到设定的空气温度。车厢内的回风大部分通过回风管道5送入混合腔1-5内继续循环使用，少部分废气通过排风风机1-3从排风风道1-14排出车外。

以上整个工作过程都是在空调控制系统8的智能控制下自动完成的。使用时，操作人员只需通过操作参数设置电路模块8-4设置好空调装置的运行工况，主控制器模块8-1便能根据设定的运行工况以及混合腔温度传感器3-2、送风腔温度传感器3-1和车厢温度传感器3-3检测到的温度信号，智能控制新风风阀1-11、送风风机1-2、排风风机1-3、排风风阀1-12、电加热器1-8和冷凝风机2-3，使得空调装置按照设定的运行工况运行，从而控制空调装置能耗最少，并保证车厢内的温度达到设定温度。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高速磁悬浮列车空调装置，其特征在于：包括室内机组和室外机组，所述室内机组包括室内机箱体（1-1）以及设置在所述室内机箱体（1-1）内且供新风与高速磁悬浮列车车厢回风混合的混合腔（1-5）和供冷风或热风输送的送风腔（1-9），所述混合腔（1-5）内设置有新风风道（1-13），所述新风风道（1-13）上连接有新风风阀（1-11），所述室内机箱体（1-1）上安装有送风风机（1-2）、过滤器（1-6）、蒸发器（1-7）和排风风机（1-3），所述蒸发器（1-7）的一侧固定连接有电加热器（1-8），所述送风风机（1-2）和排风风机（1-3）均设置在所述混合腔（1-5）内，所述送风风机（1-2）的出风口通过过渡风道（1-10）与所述过滤器（1-6）的进风口相连，所述过滤器（1-6）的出风口与所述蒸发器（1-7）的进风口相连，所述蒸发器（1-7）的出风口和所述电加热器（1-8）均设置在所述送风腔（1-9）内，所述送风腔（1-9）上连接有用于将冷风或热风输送到高速磁悬浮列车上的送风管道（4），所述高速磁悬浮列车车厢的回风口通过回风管道（5）与所述混合腔（1-5）相连通，所述排风风机（1-3）的出风口上连接有排风风道（1-14），所述排风风道（1-14）上连接有排风风阀（1-12）；所述室外机组包括压缩机（2-1）、冷凝器（2-2）、储液器（2-4）和干燥过滤器（2-5），所述压缩机（2-1）的入口通过制冷剂输送管道（6）与蒸发器（1-7）的制冷剂出口连接，所述压缩机（2-1）的出口通过制冷剂输送管道（6）与冷凝器（2-2）的制冷剂出口连接，所述冷凝器（2-2）的制冷剂出口通过制冷剂输送管道（6）与储液器（2-4）的入口连接，所述储液器（2-4）的出口通过制冷剂输送管道（6）与干燥过滤器（2-5）的入口连接，所述干燥过滤器（2-5）的出口通过制冷剂输送管道（6）与蒸发器（1-7）的制冷剂入口连接，所述冷凝器（2-2）的一侧设置有冷凝风机（2-3）；所述混合腔（1-5）内设置有用于对混合腔内温度进行实时检测的混合腔温度传感器（3-2），所述送风腔（1-9）内设置有用于对送风腔（1-9）内温度进行实时检测的送风腔温度传感器（3-1），所述高速磁悬浮列车车厢内设置有用于车厢内温度进行实时检测的车厢温度传感器（3-3），所述室内机箱体（1-1）的侧壁上安装有电气控制柜（1-4），所述电气控制柜（1-4）内设置有用于对所述空调装置的制冷和制热进行自动控制的空调控制系统（8），所述混合腔温度传感器（3-2）、送风腔温度传感器（3-1）和车厢温度传感器（3-3）均与所述空调控制系统（8）的信号输入端相接，所述新风风阀（1-11）、送风风机（1-2）、排风风机（1-3）、排风风阀（1-12）、电加热器（1-8）和冷凝风机（2-3）均与所述空调控制系统（8）的信号输出端相接。

2.按照权利要求1所述的高速磁悬浮列车空调装置，其特征在于：所述蒸发器（1-7）的制冷剂入口前端连接有膨胀阀（7）。

3.按照权利要求1所述的高速磁悬浮列车空调装置，其特征在于：所述电加热器（1-8）内集成有加热功率调节电路和过热保护器，所述加热功率调节电路与所述空调控制系统（8）的信号输出端相接。

4.按照权利要求1所述的高速磁悬浮列车空调装置，其特征在于：所述送风风机（1-2）的数量为两个，相应所述过渡风道（1-10）的数量为两个。

5.按照权利要求1或4所述的高速磁悬浮列车空调装置，其特征在于：所述排风风机（1-3）设置在所述送风风机（1-2）的下方。

6.按照权利要求1～4中任一权利要求所述的高速磁悬浮列车空调装置，其特征在于：所述空调控制系统（8）包括主控制器模块（8-1）、与主控制器模块（8-1）相接的数据存储电路模块（8-2）和为空调控制系统（8）中各用电模块供电的电源模块（8-3），所述主控制器模块（8-1）的输入端接有用于输入控制参数的参数设置电路模块（8-4），所述主控制器模块（8-1）的输出端接有用于显示控制参数的显示模块（8-5）和用于指示空调装置工作状态的工作状态指示灯（8-6）；所述混合腔温度传感器（3-2）、送风腔温度传感器（3-1）和车厢温度传感器（3-3）均与所述主控制器模块（8-1）的信号输入端相接，所述新风风阀（1-11）、送风风机（1-2）、排风风机（1-3）、排风风阀（1-12）、电加热器（1-8）和冷凝风机（2-3）均与所述主控制器模块（8-1）的信号输出端相接。

7.按照权利要求6所述的高速磁悬浮列车空调装置，其特征在于：所述主控制器模块（8-1）为可编程逻辑控制器或单片机。

8.按照权利要求6所述的高速磁悬浮列车空调装置，其特征在于：所述参数设置电路模块（8-4）由多个独立按键组成。

9.按照权利要求1～4中任一权利要求所述的高速磁悬浮列车空调装置，其特征在于：所述制冷剂输送管道（6）为铜管。

10.按照权利要求1～4中任一权利要求所述的高速磁悬浮列车空调装置，其特征在于：所述冷凝风机（2-3）的数量为两个。

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