CN103158731B - 轨道车辆多联式空调机组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轨道车辆多联式空调机组，包括：室外机，置于车体外侧，内装有至少一台压缩机，每台压缩机连接有通过分配器分配的多条制冷管路；多台室内机，嵌入安装于车厢的顶棚上，多条所述制冷管路分别与多台室内机相连接，与多台所述室内机内的蒸发器连成多个制冷回路。本发明室内机和室外机采用分体式设计，而且一台室外机同时拖动多台室内机，多台室内机分散式嵌入安装于车厢的顶棚内，制冷量和制热量都能得到最大利用，减少了无故的损失，提高了整机的制冷和制热效率。另外，将现有技术中用于向室内送风的大功率送风机，替换成了多个小功率送风机，大幅降低了噪音，增强了车厢内的舒适性。

Description

轨道车辆多联式空调机组

技术领域

本发明涉及一种在地铁等轨道车辆上使用的空调机组，特别涉及一种在轨道车辆多联式空调机组，属于轨道车辆空调技术领域。

背景技术

在地铁等轨道车辆中，每节车厢一般配备有两套空调机组，每套空调机组由两个压缩机、两个四通阀、双路冷凝器、双路蒸发器、两个干燥过滤器、分液器、两个节流元件、室内风机和室外风机组成，每个蒸发器和冷凝器都参与两个制冷循环，用于向车厢内送风，保证乘客乘车的舒适性。

现有的轨道车辆空调机组都是采用一体式结构，整体安装于车顶位置，空调机组包括一个壳体，在壳体内分室内侧和室外侧，压缩机、冷凝器、室外风机等部件安装于室外侧，蒸发器、节流元件、室内风机等部件安装于室内侧，在室外侧的壳体上开有进出风口，在室内侧的壳体上开有送风口和回风口，送风口和回风口分别通过送风风道和回风风道与车厢内连通，在车厢内的顶板、侧壁或底板上相应设置有向车厢内送风的送风口和回风口。

上述空调机组，经过蒸发器处理后的空气需经过较长的送风风道才能进入车厢内，冷量或热量在送风风道内有较大的损失，降低了整个空调机组的制冷或制热效率，而且，室内风机需要采用较大功率的送风机，这样才能将经过蒸发器处理的空气送至车厢内，增加了整机的噪音。

发明内容

本发明主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种制冷和制热效率高，噪音低的轨道车辆多联式空调机组。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种轨道车辆多联式空调机组，包括：

室外机，置于车体外侧，内装有至少一台压缩机，每台压缩机连接有通过分配器分配的多条制冷管路；

多台室内机，沿车厢的两侧均匀分布安装于车厢顶板与车体顶板之间的空间内，多条所述制冷管路分别与多台室内机相连接，与多台所述室内机内的蒸发器连成多个制冷回路，对应于每个室内机在车厢顶板上开设有一个向车厢内送风的送风口。

进一步，多台所述室内机均匀分布固定于所述车体两侧的侧墙上。

进一步，所述室内机包括外壳、蒸发器、室内风机、接水盘、电器箱体、送风口及回风口，所述室内风机设置于靠近所述回风口的回风侧，所述蒸发器及送风口依次设置于所述室内风机的出风端，所述接水盘设置于所述蒸发器的下方，所述接水盘的出水口通过水管接于车辆的排水系统。

进一步，所述送风口位于所述室内机的前端部，所述送风口开在所述车厢顶板的中央区域内，所述送风口与所述蒸发器之间连接有送风风道。

进一步，所述回风口位于所述室内机的后端部，所述回风口设置于所述室内机壳体下方的所述车厢顶板或侧板上。

进一步，在所述室内机的回风侧设置有新风口，所述新风口通过新风风道与位于车顶上的新风入口连通。

进一步，所述新风入口开设在所述室外机的壳体上，在所述室外机的壳体内设置有一新风腔，所述新风腔与所述新风入口连通，所述新风腔的出风端与所述新风风道连通。

进一步，在所述室外机的新风入口处再设置有一用于吸入新风的新风风机。

进一步，所述压缩机的排气管通过多个Y形分配器分配形成多条与所述蒸发器连通的所述制冷管路，在每个所述蒸发器的进液管路上再设置有用于调节制冷剂流量的电子膨胀阀。

进一步，所述压缩机采用变频涡旋压缩机。

综上内容，本发明所述的轨道车辆多联式空调机组，采用分体式设计，室内机和室外机分开，而且一台室外机同时拖动多台室内机，多台室内机分散式嵌入安装于车厢的顶棚内，省去了现有技术中的送风风道和回风风道，制冷量和制热量都能得到最大利用，减少了无故的损失，提高了整机的制冷和制热效率。另外，将现有技术中用于向室内送风的大功率送风机，替换成了多个小功率送风机，大幅降低了噪音，增强了车厢内的舒适性。

附图说明

图1是本发明车厢空调机组分布结构示意图；

图2是本发明制冷系统图；

图3是本发明室外机结构示意图；

图4是本发明室内机结构示意图。

如图1至图4所示，室内机1，室外机2，连机管3，压缩机4，分配器5，制冷管路6，蒸发器7，外机壳体8，汽液分离器9，冷凝器10，冷凝风机11，安装座12，内机外壳13，室内风机14，接水盘15，送风口16，回风口17，送风风道18，新风口19，电子膨胀阀20，干燥过滤器21。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

如图1所示，地铁等轨道车辆在每节车厢内备配两套完全独立的空调机组，用于控制车厢内温度、湿度及空气的新鲜度。本实施例中，每套空调机组包括有一台室外机2和多台室内机1，一台室外机2同时带动多台室内机1运行，室内机1和室外机2采用分体式设计，室外机2和室内机1之间通过室内外机连机管3(包括进液管和回气管)连接。室内机1与室外机2之间通过通讯联系，并最终受控于司机室的中央控制系统，由中央控制系统统一控制各套空调机组的运行。

连机管3与室内机1的连接处优选采用端面接头密封螺纹连接，或者采用沟槽环保型密封螺纹连接，在连接处还可以在螺纹处涂上螺纹防松胶或胶泥，增加连接的可靠性，连机管3与室外机2的连接处也采用螺纹连接，便于检修和现场安装，且连机管3外侧还要包裹保温材料。

室内机1安装于车厢的顶棚上，位于车厢顶板与车体顶板之间的空间内，室外机2则安装于车体外侧，室外机2可以安装于车顶上，也可以安装于车体底部。本实施例中，室外机2优选安装于车顶上，可以减少室外机2与室内机1之间连机管3的长度。由于室内机1直接安装于车厢内，经过室内机1处理的冷热空气可以直接作用于车厢内的空间，冷量和热量都能得到最大程度的利用，减少了现有技术中的风道冷量损失，提高了整机的制冷和制热效率。

如图1和图2所示，室外机2内装有至少一台压缩机4，每台压缩机4连接有通过分配器5分配形成的多条制冷管路6，多条制冷管路6分别与多台室内机1相连接，与多台室内机1内的蒸发器7连成多个制冷回路，上述的连机管3即为制冷管路6中的一段。各台压缩机4的制冷循环系统之间相对独立，单独控制。

室内机1的具体数量是根据车型和车体空间，在综合考虑车辆热负荷后确定的。本实施例中，每台室外机2内安装有两台压缩机4，每台压缩机4的排气经过冷凝器10冷凝后，先后经过三个Y形分配器5逐级进行三次分配，形成四条制冷管路6，四条制冷管路6分别与四台室内机1相连接，与四台室内机1内的四个蒸发器7连成四个制冷回路，从蒸发器7出来的制冷剂再通过三个分配器5汇总后流入压缩机4。一台室外机2总共同时带动八台室内机1，一节车厢内则总共设置16台室内机1，每台室内机1可以独立工作。16台室内机1分散布置在车厢内，增加了能量的交换，减少原有风道的温度和风场死角，增加了车厢内的舒适性。而且，当其中一个压缩机4出现故障时，其它压缩机4依然可以保证空调机组的正常运行，进而保证车厢内的空气温度和湿度。

由于地铁等轨道车辆需要经常开门，同外界有热量交换，乘客有上下班和高峰段时间，本实施例中，压缩机4采用直流变频涡旋压缩机，可以根据车厢内的环境温度调整压缩机4的频率，适时输出冷量，提高降温效果明显，且能容易维持控制需求的舒适温度。

下面详细描述室内机1和室外机2的结构。

如图3所示，室外机2包括一个外机壳体8，在外机壳体8内安装两台压缩机4、两个汽液分离器9、两个冷凝器10、两台冷凝风机11、两个干燥过滤器21、电器部件及十二个分配器5，对于热泵空调机组还设置有相应的电磁阀。

两个冷凝器10设置在压缩机4的两侧，在外机壳体8靠近冷凝器10的两侧设置有进风口，在外机壳体8的顶面上设置有出风口，冷凝风机11位于出风口处。在外机壳体8上设置有四个安装座12，安装座12通过螺栓与车顶的车体固定连接，从而将室外机2固定于车顶的车体上。

如图4所示，室内机1包括一个内机外壳13，在外壳13内设置有蒸发器7、室内风机14、接水盘15、电器部件、送风口16、回风口17及电子膨胀阀20。

电子膨胀阀20设置于每个蒸发器7的进液管路上，用于调节进入每个蒸发器7内的制冷剂流量，通过调节电子膨胀阀20的开度，精确控制制冷剂的流量，达到最佳的控制效果，电子膨胀阀20在断电后可控制卸载，压力平衡快，实时满足空调机组的最佳能效控制。

如图2所示，以一台压缩机4为例，压缩机4的排气口与冷凝器10的入口相连接，冷凝器10的出口与第一个分配器5的入口连接，第一个分配器5的两个出口分别连接两个分配器5的入口，每个分配器5的两个出口分别连接两个电子膨胀阀20，每个电子膨胀阀20的出口与一个蒸发器7的入口连接，四个蒸发器7的出口两两经过分配器5汇总，再经过最后一个分配器5汇总后流入汽液分离器9，汽液分离器9的出口与压缩机4的进气口连接。

或者，也可以采用，冷凝器10的出口与第一个分配器5的入口连接，第一个分配器5中的一个出口与第一个室内机1内的电子膨胀阀20的入口连接，电子膨胀阀20的出口与蒸发器7的入口连接，第一个分配器5的另一个出口与第二个分配器5的入口连接，第二个分配器5的一个出口与第二个室内机1内的电子膨胀阀20的入口连接，依次类推。四个蒸发器7的出口在依次通过分配器5汇总后，与汽液分离器9的入口连接，汽液分离器9的出口与压缩机4的进气口连接。

室内风机14设置于靠近回风口17的回风侧，即室内风机14设置于室内机1的后端部位置，这种结构具有防止室内风机14带水和降低噪音的作用。蒸发器7及送风口16依次设置于室内风机14的出风端，即送风口16设置于室内机1的前端部位置。

接水盘15设置于蒸发器7的下方，接水盘15的出水口通过水管接于车辆的排水系统，为保证排水顺畅，水管要具有一定的斜度，并同时需要可靠固定吊挂，接水盘15与水管连接处需要使用软管连接，以缓冲室内机1与水管之间的变形和位移。

如图1所示，为了有利于车厢内的空气流动，避免车厢内出现空气流动死角，提高整个车厢内的舒适性，本实施例中，每节车厢内的16台室内机1均匀分布固定于顶棚内车体两侧的侧墙上，每个车体侧墙上固定8个室内机1，即每个室内机外壳13的后侧壁通过螺栓与车体侧墙固定连接，同时，室内机1还通过多个吊杆(图中未示出)与车体固定连接，安装方便可靠，使室内机1固定更为牢固，避免由于车辆高速运行而影响室内机1的性能。

如图1所示，送风口16开在车厢顶板的中央区域内，车厢内的16个送风口16相互交错设置，因为送风口16距离蒸发器7有一小段距离，所以在送风口17与蒸发器7之间连接有一小段送风风道18。因为回风口17设置于室内机1的后端部位置，回风口17则开在室内机1外壳13下方的车厢顶板或侧板上。这样，车厢内的空气是从中央送风，从两侧回风，有利于车厢内的空气流动，提高舒适性。

由于每节车厢内的室内机1数量较多，使得每个室内机1所需负担的载荷较小，因此可以使用小功率的室内风机14，本实施例中，室内风机14优选采用直流离心风机，大幅降低了噪音，增强了车厢内的舒适性。

在室内机1的回风侧都设置有用于吸入新鲜空气的新风口19，新风口19开在外壳13后侧壁上，以满足室内机1下回风的设计需求。从新风口19吸入的新鲜空气与从回风口17吸入的车厢内空气混合后经室内风机14吹向蒸发器7，与蒸发器7进行热交换后通过送风风道18从送风口16送至车厢内。在新风口19处设置有新风阀门，新风阀门根据载荷自动调节，保证车厢新风的前提下，做到按需控制，进一步的减少能量的无效浪费。

因为轨道车辆的运行环境较为复杂，为保证新鲜空气的洁净度，连通室外环境的新风入口(图中未示出)一般都设置于车顶上，新风口19通过新风风道(图中未示出)与新风入口连通，新风风道贴于车体的两侧侧墙上部的设置固定。在室内风机14的作用下，室外环境中的新鲜空气从新风入口吸入，经过新风风道及新风口19进入室内机1内。

如图3所示，本实施列中，新风入口开设在室外机2的外机壳体8上，在室外机2的壳体8内设置有一新风腔(图中未示出)，新风腔与新风入口连通，新风腔的出风端与新风风道连通。

为了保证新鲜空气的吸入量，还可以在室外机2的新风入口设置有一用于吸入新风的新风风机(图中未示出)。

下面以单冷空调机组为例，对制冷循环过程进行详细描述。

如图2所示，压缩机4的排气口与冷凝器10的进气口连接，制冷剂在冷凝器10内与空气进行充分的热交换，制冷剂由高温高压的气态冷凝成中温高压的液态，高压液态制冷剂经过干燥过滤器21后再进入第一个Y型分配器5，第一个Y型分配器5对由冷凝器10流出的高压液态冷媒进行分流，分成两支路流出，各自流入下一级的分配器5，分配器5再各自分成两路，分别流入四个电子膨胀阀20，电子膨胀阀20对制冷剂进行节流，节流后的制冷剂为低温低压的状态，电子膨胀阀20的出口端与蒸发器7的入口端连接，制冷剂在蒸发器7中与空气进行热交换，进而降低空气的温度，低温的空气通过送风风道18及送风口16输送到车厢内，调节车厢内的温度和湿度，四个蒸发器7的出口端经过三个分配器5汇总后与汽液分离器9的入口连接，最后经过压缩机4的回气口进入压缩机4，完成一个制冷循环。

由于制冷剂从冷凝器10流出后首先进入分配器5分流，分配器5分流前的制冷剂状态为高压液态，此时可以最大程度地保证分配器5分流的均匀，再各自经过电子膨胀阀20节流后分别进入四个蒸发器7，进而保证进入每个蒸发器7的制冷剂流量相同，大幅度提高了蒸发器7的换热效率。

如上所述，结合附图所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种轨道车辆多联式空调机组，其特征在于，包括：

室外机，置于车体外侧，内装有至少一台压缩机，每台压缩机连接有通过分配器分配形成的多条制冷管路；

多台室内机，所述室内机包括外壳、蒸发器、室内风机、接水盘、电器箱体、送风口及回风口；

多台室内机沿车厢的两侧均匀分布安装于车厢顶板与车体顶板之间的空间内并固定于所述车体两侧的侧墙上，多条所述制冷管路分别与多台室内机相连接，与多台所述室内机内的蒸发器连成多个制冷回路，对应于每个室内机在车厢顶板的中央区域内开设有一个向车厢内送风的送风口,所述送风口位于所述室内机的前端部，所述送风口与所述蒸发器之间连接有送风风道,所述回风口位于所述室内机的后端部，所述回风口设置于所述室内机壳体下方的所述车厢顶板或侧板上。

2.根据权利要求1所述的轨道车辆多联式空调机组，其特征在于：所述室内风机设置于靠近所述回风口的回风侧，所述蒸发器及送风口依次设置于所述室内风机的出风端，所述接水盘设置于所述蒸发器的下方，所述接水盘的出水口通过水管接于车辆的排水系统。

3.根据权利要求1所述的轨道车辆多联式空调机组，其特征在于：在所述室内机的回风侧设置有新风口，所述新风口通过新风风道与位于车顶上的新风入口连通。

4.根据权利要求3所述的轨道车辆多联式空调机组，其特征在于：所述新风入口开设在所述室外机的壳体上，在所述室外机的壳体内设置有一新风腔，所述新风腔与所述新风入口连通，所述新风腔的出风端与所述新风风道连通。

5.根据权利要求3所述的轨道车辆多联式空调机组，其特征在于：在所述室外机的新风入口处再设置有一用于吸入新风的新风风机。

6.根据权利要求1所述的轨道车辆多联式空调机组，其特征在于：所述分配器为Y形分配器，与多个所述室内机连接的多条所述制冷管路是通过多个所述Y形分配器依次逐级分配形成的，在每个所述蒸发器的进液管路上设置有用于调节制冷剂流量的电子膨胀阀。

7.根据权利要求1所述的轨道车辆多联式空调机组，其特征在于：所述压缩机采用变频涡旋压缩机。