CN109435992A - 一种机车热循环系统及一种机车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机车热循环系统，包括：散热器，设置于机车内人员活动区，散热器内设置有换热管路，用于将通过的高温冷却液散热降温；冷却液管路，设置于散热器与机车内具有液体冷却回路的发热部件之间，将散热器与发热部件的液体冷却回路连通；流量控制装置，设置于冷却液管路上，控制通过散热器的冷却液的流量，以控制散热器的发热。通过冷却液管路将机车内的主要发热部件与机车内需要升温的区域连接，将机车某些工作部件的无用发热有效引入原本需要另行耗电保温的驾乘人员活动区域，从而代替空调或者电加热器等的作用；同时也通过该散热器的散热作用降低了原本需要对冷却液所进行的强迫式风冷的耗电。本发明还公开了一种电力机车。

Description

一种机车热循环系统及一种机车

技术领域

本发明涉及电力机车技术领域，更具体地说，涉及一种机车热循环系统，还涉及一种电力机车。

背景技术

机车在牵引或再生制动运行过程中的功率产生损耗，从而发出大量热量，一般的机车设计是：通过强迫风冷将热量散发到大气中，以降低关键部件的温度，确保机车的正常运行，但是采用此方式热量不能得到有效利用，同时强迫通风需要消耗大量电能。

尤其是在很多情况下，机车的牵引变流器、变压器等会发热的设备的发热功率超过100kW，而在寒冷的天气情况下司机室取暖通常采用电加热暖风机和空调加热，需要消耗大量的电能，应用于高寒地区的机车两个司机室电加热功率总和甚至能达到20kW左右，可见在室外温度较低时为了对机车的驾乘人员区域保温往往要消耗大量的能源，于此同时机车发热部件的降温却还需要消耗另外的能源，可见目前的机车内的资源利用存在相当的不合理及浪费能源的情况。

综上所述，如何有效地解决目前机车内资源利用率低造成能源浪费等的技术问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种机车热循环系统，该机车热循环系统的结构设计可以有效地解决目前机车内资源利用率低造成能源浪费等的技术问题，本发明的第二个目的是提供一种包括上述机车热循环系统的电力机车。

为了达到上述第一个目的，本发明提供如下技术方案：

一种机车热循环系统，包括：

散热器，设置于机车内人员活动区，所述散热器内设置有换热管路，用于将通过的高温冷却液散热降温；

冷却液管路，设置于所述散热器与机车内具有液体冷却回路的发热部件之间，将所述散热器与发热部件的液体冷却回路连通；

流量控制装置，设置于所述冷却液管路上，控制通过所述散热器的冷却液的流量，以控制散热器的发热。

优选的，上述机车热循环系统中，所述冷却液管路上设置有循环泵，用于提供冷却液的流动动力。

优选的，上述机车热循环系统中，所述冷却液管路上连接有冷却塔装置，所述冷却塔装置与所述散热器的输出端连通，用于将流出散热器的冷却液进一步冷却。

优选的，上述机车热循环系统中，所述流量控制装置连接有温度传感器，所述温度传感器设置于机车内人员活动区，根据测得的温度数值控制流量控制装置对冷却液流量进行调节，令机车内人员活动区的温度趋近于预设温度范围。

优选的，上述机车热循环系统中，所述流量控制装置连接有冷却液旁路，用于将冷却液在经过所述散热器之前分流，流量控制器通过控制经过散热器的冷却液流量及分流的冷却液的流量，控制散热器的发热量。

优选的，上述机车热循环系统中，机车内的发热部件包括牵引变流器。

优选的，上述机车热循环系统中，机车内的发热部件还包括牵引变压器。

优选的，上述机车热循环系统中，所述冷却液管路与所述散热器连通的管路段设置有单向阀，用于防止散热器内的冷却液逆向流动。

优选的，上述机车热循环系统中，机车内人员活动区包括司机室。

本发明提供的机车热循环系统，包括：散热器，设置于机车内人员活动区，所述散热器内设置有换热管路，用于将通过的高温冷却液散热降温；冷却液管路，设置于所述散热器与机车内具有液体冷却回路的发热部件之间，将所述散热器与发热部件的液体冷却回路连通；流量控制装置，设置于所述冷却液管路上，控制通过所述散热器的冷却液的流量，以控制散热器的发热。本发明所提供的这种热循环系统，通过冷却液管路将机车内的主要发热部件与机车内需要升温的区域连接起来，将机车某些工作部件的无用发热有效引入原本需要另行耗电保温的驾乘人员活动区域，通过已经吸热完成的高温冷却液对这些相对低温的区域加热，从而代替空调或者电加热器等的作用；同时也通过该散热器的散热作用将流经散热器的冷却液的温度降低，从而降低了原本需要对冷却液所进行的强迫式风冷的耗电。该设计将机车的不必要发热引入实际需要加热的空间，从而提升了机车内的能效，减少了不必要的资源浪费，有效解决了目前机车内资源利用率低造成能源浪费的技术问题。

为了达到上述第二个目的，本发明还提供了一种电力机车，该电力机车包括上述任一种机车热循环系统。由于上述的机车热循环系统具有上述技术效果，具有该机车热循环系统的电力机车也应具有相应的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的机车热循环系统的系统结构示意图。

附图中标记如下：

散热器1、发热部件2、流量控制装置3、循环泵4、温度传感器5、冷却塔装置6、单向阀7、冷却液旁路8。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种机车热循环系统，以解决目前机车内资源利用率低造成能源浪费的技术问题。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1为本发明实施例提供的机车热循环系统的系统结构示意图。

本实施例提供的机车热循环系统，包括：散热器1，设置于机车内人员活动区，散热器1内设置有换热管路，用于将通过的高温冷却液散热降温；冷却液管路，设置于散热器1与机车内具有液体冷却回路的发热部件2之间，将散热器1与发热部件2的液体冷却回路连通；流量控制装置3，设置于冷却液管路上，控制通过散热器1的冷却液的流量，以控制散热器1的发热。

散热器1可包括用于散热的翅片，布设于翅片内的换热管路，以及对翅片吹风提高换热效率的风机。其中人员活动区可包括车厢、驾驶室甚至当冷却液温度足够高时可引入餐车，供食物加热使用。冷却液管路构成完整的循环回路，将高温的冷却液从机车发热部件2输送至人员活动区，再将经散热后的低温冷却液重新输送至机车发热部位。

这种热循环系统，通过冷却液管路将机车内的主要发热部件2与机车内需要升温的区域连接起来，将机车某些工作部件的无用发热有效引入原本需要另行耗电保温的驾乘人员活动区域，通过已经吸热完成的高温冷却液对这些相对低温的区域加热，从而代替空调或者电加热器等的作用；同时也通过该散热器1的散热作用将流经散热器1的冷却液的温度降低，从而降低了原本需要对冷却液所进行的强迫式风冷的耗电。该设计将机车的不必要发热引入实际需要加热的空间，从而提升了机车内的能效，减少了不必要的资源浪费，有效解决了目前机车内资源利用率低造成能源浪费的技术问题。

冷却液管路上设置有循环泵4，用于提供冷却液的流动动力；冷却液管路上连接有冷却塔装置6，冷却塔装置6与散热器1的输出端连通，用于将流出散热器1的冷却液进一步冷却。

本实施例提供的技术方案进一步优化冷却液的循环设计，在管路上设置循环泵4的结构，通过泵提供冷却液的流通动力，从而加速管路内的冷却液流速，提升热交换的效率，优化了系统的换热速率，令系统整体的吸热以及放热过程都更加迅速。

为进一步优化了人员活动区的温度控制，提升系统的自动化程度，提供以下设计：流量控制装置3连接有温度传感器5，温度传感器5设置于机车内人员活动区，根据测得的温度数值控制流量控制装置3对冷却液流量进行调节，令机车内人员活动区的温度趋近于预设温度范围。

在上述实施例中通过流量控制装置3的控制从而改变通过散热器1即人员活动区的冷却液的流量，从而改变发热的效果，以便实现温度的控制。进一步的，在本实施例中对流量控制装置3的控制达到自动化的效果，通过温度传感器5检测对应区域的温度，再通过反馈的温度数据对应的控制冷却液的流通，以便在完全无需人为干预的情况下，系统能够自动将对应区域的温度维持在预设的范围内，令系统的便利性大大提升。

本实施例提供的技术方案进一步优化了流量控制装置3对流量控制的原理，流量控制装置3连接有冷却液旁路8，用于将冷却液在经过散热器1之前分流，流量控制器通过控制经过散热器1的冷却液流量及分流的冷却液的流量，控制散热器1的发热量。

该设计在冷却液管路进入散热器1之前，设置分流的岔道即冷却液旁路8，将冷却液在不经过散热器1散热的情况下直接回流至系统，通过其他方式对冷却液降温而不通过散热器1的发热，能够通过流量控制装置3准确的控制冷却液分流的情况，从而控制散热器1的实际发热，该设计实现简单且不易引起压力过高等情况，具有较高的系统安全性。

机车内的发热部件2包括牵引变流器，机车内的发热部件2还包括牵引变压器。本实施例提供的技术方案进一步优化了对机车内实际热源的限定，通过主要的发热部位：冷却液管路与牵引变流器及变压器位置的冷却液管路的连通，能够确保系统能够获得大量的余热。

上述机车热循环系统中，冷却液管路与散热器1连通的管路段设置有单向阀7，用于防止散热器1内的冷却液逆向流动。通过以上管路结构设计，在散热器1之前的冷却液管路上设置单向阀7能够有效避免散热器1内的冷却液回流，保证了系统的热交换效率。

当上述人员活动区指的是司机室且机车采用常用的双司机室设计时，对应的在每个司机室内均设置散热器1，每个散热器1均配备一组流量控制装置3、温度传感器5以及单向阀7。

基于上述实施例中提供的机车热循环系统，本发明还提供了一种电力机车，该电力机车包括上述实施例中任意一种机车热循环系统。由于该电力机车采用了上述实施例中的机车热循环系统，所以该电力机车的有益效果请参考上述实施例。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种机车热循环系统，其特征在于，包括：

散热器，设置于机车内人员活动区，所述散热器内设置有换热管路，用于将通过的高温冷却液散热降温；

冷却液管路，设置于所述散热器与机车内具有液体冷却回路的发热部件之间，将所述散热器与发热部件的液体冷却回路连通；

流量控制装置，设置于所述冷却液管路上，控制通过所述散热器的冷却液的流量，以控制散热器的发热。

2.根据权利要求1所述的机车热循环系统，其特征在于，所述冷却液管路上设置有循环泵，用于提供冷却液的流动动力。

3.根据权利要求2所述的机车热循环系统，其特征在于，所述冷却液管路上连接有冷却塔装置，所述冷却塔装置与所述散热器的输出端连通，用于将流出散热器的冷却液进一步冷却。

4.根据权利要求1至3任一项所述的机车热循环系统，其特征在于，所述流量控制装置连接有温度传感器，所述温度传感器设置于机车内人员活动区，根据测得的温度数值控制流量控制装置对冷却液流量进行调节，令机车内人员活动区的温度趋近于预设温度范围。

5.根据权利要求4所述的机车热循环系统，其特征在于，所述流量控制装置连接有冷却液旁路，用于将冷却液在经过所述散热器之前分流，流量控制器通过控制经过散热器的冷却液流量及分流的冷却液的流量，控制散热器的发热量。

6.根据权利要求5所述的机车热循环系统，其特征在于，机车内的发热部件包括牵引变流器。

7.根据权利要求6所述的机车热循环系统，其特征在于，机车内的发热部件还包括牵引变压器。

8.根据权利要求5所述的机车热循环系统，其特征在于，所述冷却液管路与所述散热器连通的管路段设置有单向阀，用于防止散热器内的冷却液逆向流动。

9.根据权利要求5所述的机车热循环系统，其特征在于，机车内人员活动区包括司机室。

10.一种电力机车，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的机车热循环系统。