CN114274992A - 一种轨道车辆空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轨道车辆空调系统，主要包括风道，空调机组，控制器和排水管；风道位于室内车顶；空调机组设置于风道的中部；控制器用于控制空调机组工作；排水管用于将雨水和空调系统的冷凝水排至车外。上述空调系统将空调机组下方的风道集成至空调机组，消除了空调机组与风道的安装间隙，增加了车内的净高，且简化了风道的设计，提高了客室的舒适度。因此，本发明提出的轨道车辆空调系统，能够简化空调系统的结构设计，提高客室的舒适度，解决了现阶段该领域的难题。

Description

一种轨道车辆空调系统

技术领域

本发明涉及轨道交通空调系统技术领域，更具体地说，涉及一种轨道车辆空调系统。

背景技术

随着科技的发展，轨道交通客室舒适度的要求也越来越高；空调系统是保证轨道交通内部舒适度的重要设备。

现阶段，传统空调系统的整体结构设计复杂，空调风道安装不合理，导致客室内高度偏低；且空调噪音偏大，影响乘车的舒适度。

因此，如何简化空调系统设计，提高客室的舒适度，是现阶段该领域亟待解决的难题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种轨道车辆空调系统，该轨道车辆空调系统能够简化空调系统的结构设计，提高客室的舒适度，解决了现阶段该领域的难题。

一种轨道车辆空调系统，包括：

风道，所述风道位于室内车顶；

空调机组，所述空调机组设置于所述风道的中部；

控制器，用于控制所述空调机组工作；

排水管，所述排水管用于将雨水和空调系统的冷凝水排至车外。

优选的，所述的轨道车辆空调系统，所述空调机组包括能够冷却冷凝器的废排风机。

优选的，所述的轨道车辆空调系统，所述风道包括一体化设计的送风腔、回风腔和排风腔。

优选的，所述的轨道车辆空调系统，客室的第一回风口位于车辆侧墙的底部，并通过埋设于所述车辆侧墙的侧墙风道与所述回风腔相连通。

优选的，所述的轨道车辆空调系统，客室的送风口位于车辆的室内车顶，并与所述送风腔相连通。

优选的，所述的轨道车辆空调系统，客室的第二回风口位于车辆的室内车顶，并与所述回风腔相连通。

优选的，所述的轨道车辆空调系统，所述空调机组包括蒸发风机，所述蒸发风机位于所述送风腔，且所述蒸发风机的出风方向与所述风道的送风气流方向相同。

优选的，所述的轨道车辆空调系统，所述空调机组包括压缩机，所述压缩机为立式涡旋压缩机。

优选的，所述的轨道车辆空调系统，还包括设置于行李架下盖板的温度传感器。

优选的，所述的轨道车辆空调系统，还包括设置于客室的门廊加热器。

本发明提出的轨道车辆空调系统，主要包括风道，空调机组，控制器和排水管；风道位于室内车顶；空调机组设置于风道的中部；控制器用于控制空调机组工作；排水管用于将雨水和空调系统的冷凝水排至车外。上述空调系统将空调机组下方的风道集成至空调机组，消除了空调机组与风道的安装间隙，增加了车内的净高，且简化了风道的设计，提高了客室的舒适度。因此，本发明提出的轨道车辆空调系统，能够简化空调系统的结构设计，提高客室的舒适度，解决了现阶段该领域的难题。

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为本发明具体实施方式中空调系统的主视图；

图2为本发明具体实施方式中空调系统的俯视图；

图3为本发明具体实施方式图1中A-A的剖视图；

图4为本发明具体实施方式图1中B-B的剖视图；

图5为本发明具体实施方式中侧墙风道的示意图；

图6为本发明具体实施方式中多孔送风顶板的示意图；

图7为本发明具体实施方式中端部回风格栅的示意图；

图8为本发明具体实施方式中室外车顶的示意图；

图9为本发明具体实施方式中空调机组内部的布置图；

图10为本发明具体实施方式图9中蒸发腔的剖视图；

图11为本发明具体实施方式图9中压缩机腔的剖视图；

图12为本发明具体实施方式图9中冷凝腔的剖视图；

图13为本发明具体实施方式图9中排风腔的剖视图；

图14为本发明具体实施方式图9中送风腔的剖视图；

图15为本发明具体实施方式图9中下部风道的两侧风腔的剖视图。

图1-图15中：

风道—1；空调机组—2；控制器—3；排水管—4；冷凝器—5；废排风机—6；送风腔—7；回风腔—8；排风腔—9；第一回风口—10；侧墙风道—11；送风口—12；蒸发风机—13；压缩机—14；温度传感器—15；门廊加热器—16；第二回风口—17。

具体实施方式

本具体实施方式的核心在于提供一种轨道车辆空调系统，该轨道车辆空调系统能够简化空调系统的结构设计，提高客室的舒适度，解决了现阶段该领域的难题。

以下，参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。

本具体实施方式提供的轨道车辆空调系统，主要包括风道1，空调机组2，控制器3和排水管4；风道1位于室内车顶；空调机组2设置于风道1的中部；控制器用于控制空调机组2工作；排水管4用于将雨水和空调系统的冷凝水排至车外。车内可以设置一套排水管4，排水管4可以沿侧墙由空调机组2延伸到车下，用于将空调系统的冷凝水和雨水排到车外。

上述空调系统将空调机组下方的风道1集成至空调机组2，消除了空调机组2与风道1的安装间隙，增加了车内的净高，且简化了风道1的设计，提高了客室的舒适度。

且空调机组2与底部风道1一体化设计，将送风机安装在风道1内，送风机气流不用经过转向，直接送入风机两端风道1；消除了下送风时，送风机气流90度转向产生的涡流噪音，进一步提高客室的舒适度。

因此，本发明提出的轨道车辆空调系统，能够简化空调系统的结构设计，提高客室的舒适度，解决了现阶段该领域的难题。具体请参见图1-图15。

本具体实施方式提供的轨道车辆空调系统，空调机组2可以包括能够冷却冷凝器5的废排风机6；首先，空调机组2集成了废排风机6，能够减少车下单独布置废排单元外壳，取消了车下废排风道，减少了车体的吊装重量；其次，能够利用排风来冷却冷凝器5，进而使排风得以回收，即回收排风能量，从而降低空调系统整体的运行能耗。

空调机组2集成废排风机6，车内废气经风道1到废排风机6，废排风机 6增压后进入空调机组2冷凝器5，最后排出车外。夏季制冷运行，排风温度低于外界环境温度，能够利用排风冷量降低冷凝温度；冬季热泵运行，排风温度高于外界环境温度，能够利用排风热量提高蒸发温度。

进一步，空调机组2可设置两个独立的冷凝腔体，每个冷凝腔体有两个冷凝腔和一台冷凝风机。半冷/半暖及以下负荷时仅启动一个冷凝风机，即减少一台冷凝风机的能耗。

在实际设计时，可以在车顶安装2台空调机组2，并分别布置在车辆的1/4和3/4处。

本具体实施方式提供的轨道车辆空调系统，风道1可以包括一体化设计的送风腔7、回风腔8和排风腔9。气流组织可以为上部送风，下部回风、排风，新鲜空气自上而下通过车内空间，保证车内空气品质，使车内温度均匀。

本具体实施方式提供的轨道车辆空调系统，客室的第一回风口10可以位于车辆侧墙的底部，并通过埋设于车辆侧墙的侧墙风道11与回风腔8相连通，例如可以通过软管来实现第一回风口10和回风腔8的连通。

进一步，客室的送风口12可以位于车辆的室内车顶，并与送风腔7相连通，进而实现自上而下送风，进而更好的实现车内气流的循环流动，保证车内温度均匀。

本具体实施方式提供的轨道车辆空调系统，客室的第二回风口17可以位于车辆的室内车顶，并与回风腔8相连通。内装顶板与铝合金车顶之间可以安装1套风道1，风道1两侧设置软风道1；内装侧墙背部集成侧墙风道11，侧墙风道11下部设置第一回风口10，侧墙风道11上部与风道1两侧软风道1连接。内装中顶板设置送风口12，且送风口周圈采用密封胶条与风道1实现密封；内装平顶板设置回风格栅，回风格栅可以设置于风道1的两端。

本具体实施方式提供的轨道车辆空调系统，空调机组2可以包括蒸发风机13，蒸发风机13可以位于送风腔7，且蒸发风机13的出风方向与风道1 的送风气流方向相同，进而能够消除涡流噪音，降低空调系统产生的噪音，进一步提高乘车的舒适度。

本具体实施方式提供的轨道车辆空调系统，空调机组2可以包括压缩机 14，压缩机14可以为立式涡旋压缩机14；就相同的制冷能力而言，立式涡旋压缩机14比卧式涡旋压缩机14的噪音低，能效比高；空调机组2与下部风道1一体化设计，使压缩机14安装位置可以适当占用风道1空间，增加压缩机14安装位置的高度，以便满足立式压缩机14的装配要求。

本具体实施方式提供的轨道车辆空调系统，还可以包括设置于行李架下盖板的温度传感器15和设置于客室的门廊加热器16；每车可以设置两个温度传感器15，每个侧门下方可以设置1个门廊加热器16；控制器3能够根据温度传感器15反馈的车内温度情况，来控制两台空调机组2和门廊加热器16 的运行。

总体而言，空调系统的布置可以分为上下层结构，上层布置制冷/制暖系统部件；下层为风道1，风道1可以分为3个腔体，即中间的送风腔7和两侧的回风腔8/排风腔9。空调机组2的顶部可以设置新风入口、冷却空气入口、冷却空气出口和排风出口，且冷却空气出口和排风出口可以共用一个。

请参见图9，空调机组2内部部件可以包含2个蒸发器、1个蒸发风机13、 4个压缩机14、4个冷凝器5、2个冷凝风机、2个新风压力波阀门、2个回风电动阀门、1个废排风机6、2个排风压力波阀门等。空调系统可以分为两个独立的制冷剂环路，空调机组2由4块构成，即蒸发腔、压缩机腔、冷凝腔和废排腔；其中，冷凝腔又可以分为相互独立的两部分，即1各冷凝风机对应2个冷凝器5。

蒸发腔断面请参见图10，蒸发风机13安装在送风腔7内，处理后的空气由蒸发风机13加压后直接送入送风腔7。蒸发腔下方设置送风口，并经过送风导流板均匀送入车内。回风由两侧回风腔8经过回风电动调节阀门上去，新风由压缩机腔经过新风压力波阀门进入蒸发腔，新风和回风在混合风滤网前混合，混合空气经过混合风滤网、蒸发器、电加热器处理后进入蒸发风机 13。

压缩机腔断面见图11，压缩机14可以采用立式涡旋压缩机14，压缩机 14布置在空调机组2两侧；压缩机安装座沉到空调机组2下部风道内部；压缩机安装座将空调机组2下部的风道两侧腔体隔断，蒸发腔下部的风道1两侧腔体为回风腔8，冷凝腔和排风腔9下部的风道两侧腔体为排风腔9；压缩机腔下部的风道中间送风腔7高度不变；压缩机腔上部中间空间用于安装膨胀阀、过滤器、视液镜、检修阀等制冷剂附件；压缩机腔顶部为新风入口。

冷凝腔断面见图12，冷凝腔上部安装冷凝器5和冷凝风机，下部设置用于送风和排风流动的送风腔7和排风腔9，送风腔7底部设置送风口和送风导流板。

排风腔9断面见图13，排风腔9上部安装废排风机6和排风压力波阀门，下部设置用于送风和排风流动的送风腔7和排风腔9。排风由排风腔9经过排风压力波阀门进入废排风机6，由废排风机6加压后沿导流风道排到冷凝器5，排风经过冷凝器5带走冷凝器5的热量(夏季)/冷量(冬季)后排到外界大气环境。

空调机组2送风腔7纵向断面见图14，经处理后的空气经蒸发风机13加压不用更改送风方向，直接送入蒸发风机13两端送风腔7，通过送风腔7底部送风口和送风导流板送入车内。

空调机组2下部风道的两侧风腔纵向断面见图15，压缩机安装座将风道1 两侧腔体分为左右两部分，左面为回风腔8，右面为排风腔9。车内回风经回风腔8进入空调机组2，然后通过回风电动调节阀门进入混合风过滤网前端。新风由压缩机腔通过新风压力波阀门进入混合风过滤网前端。回风和新风在混合风过滤网前端混合。空调机组2侧部排风入口通过软风道1连接到侧墙风道11，客室废气由侧墙下部风口进入，通过侧墙风道11、软风道，最后到排风腔9会合。客室其他部分排风由风道1完成，通过风道1的排风腔9进入空调机组2排风腔9。所有排风最后通过排风压力波阀门进入空调机组2废排腔。

客室风道1通过空调机组2分成三部分，中间部分风道1连接两个空调机组2，端部两部分风道1分别连接对应的空调机组2另一端。风道1主体断面同样分为三个腔体，中部腔体为送风腔7，中间部分风道1两侧腔体为排风腔 9，端部两部分风道1两侧腔体为回风腔8。中间部分风道1侧部软风道1为排风软风道1，端部两部分风道1两侧软风道1为回风软风道1。所有软风道 1均连接到侧墙风道11。风道1两端设置第二回风口17，连接到内装顶板格栅。

上述空调系统的实际效果如下：

首先，增加了车内净高；取消风道1与空调机组2安装间隙30mm，风道1 底面高度提高30mm，相当于车内净高增加30mm。

其次，采用轻量化设计，新方案：单个空调机组2重量840kg，风道1重量210kg，空调机组2和风道1总重1890kg。而原方案：单个空调机组2重量796kg，风道1重量375kg，车下废排单元重量147，车下废排风道1重量 61kg，空调机组2、风道1、车下废排单元及车下废排风道1总重2175kg。即新方案单车重量减轻285kg。

再次，降低噪音，实测风道1下方0.5m出最大噪音为63dB(A)，常规机组下方噪音67dB(A)左右。

最后，增加能效比，该空调系统的制冷能效比可达2.8，常规机组在2.4 左右。

空调系统气流组织：

新风由空调机组2顶部新风入口进入到压缩机腔，然后通过压缩机腔与蒸发腔之间的新风压力波阀门进入到空调机组2混合风滤网前部。

客室回风通过侧墙底部的第一回风口10和端部回风格栅即车顶的第二回风口17进入风道1，车辆端部回风直接进入回风腔8，侧墙下方回风经侧墙风道11、软风道进入回风腔8，回风由回风腔8汇总后进入空调机组2，最后通过回风电动调节阀门进入到空调机组2混合风滤网前部。

新风和回风在空调机组2混合风过滤网前混合，混合空气经混合风滤网过滤变为洁净空气，洁净空气通过蒸发器进行冷却除湿(冬季热泵运行对洁净空气进行加热)，处理后冷空气(冬季热空气)由蒸发风机13加压后进入送风腔7，然后由送风腔7下方开口并经送风导流板分散到中顶板与风道1之间腔体内，最后通过顶板送风孔均匀送入车内。

排风由车辆中部的侧墙下方风口经侧墙风道11和软风道进入排风腔9，由排风腔9汇总后进入空调机组2，然后通过排风压力波阀门进入空调机组2 排风腔9，最后通过废排风机6加压后经过空调机组2冷凝器5后排到车外。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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)

1.一种轨道车辆空调系统，其特征在于，包括：

风道(1)，所述风道(1)位于室内车顶；

空调机组(2)，所述空调机组(2)设置于所述风道(1)的中部；

控制器(3)，用于控制所述空调机组(2)工作；

排水管(4)，所述排水管(4)用于将雨水和空调系统的冷凝水排至车外。

2.根据权利要求1所述的轨道车辆空调系统，其特征在于，所述空调机组(2)包括能够冷却冷凝器(5)的废排风机(6)。

3.根据权利要求2所述的轨道车辆空调系统，其特征在于，所述风道(1)包括一体化设计的送风腔(7)、回风腔(8)和排风腔(9)。

4.根据权利要求3所述的轨道车辆空调系统，其特征在于，客室的第一回风口(10)位于车辆侧墙的底部，并通过埋设于所述车辆侧墙的侧墙风道(11)与所述回风腔(8)相连通。

5.根据权利要求3所述的轨道车辆空调系统，其特征在于，客室的送风口(12)位于车辆的室内车顶，并与所述送风腔(7)相连通。

6.根据权利要求3所述的轨道车辆空调系统，其特征在于，客室的第二回风口(17)位于车辆的室内车顶，并与所述回风腔(8)相连通。

7.根据权利要求3所述的轨道车辆空调系统，其特征在于，所述空调机组(2)包括蒸发风机(13)，所述蒸发风机(13)位于所述送风腔(7)，且所述蒸发风机(13)的出风方向与所述风道(1)的送风气流方向相同。

8.根据权利要求1所述的轨道车辆空调系统，其特征在于，所述空调机组(2)包括压缩机(14)，所述压缩机(14)为立式涡旋压缩机(14)。

9.根据权利要求1所述的轨道车辆空调系统，其特征在于，还包括设置于行李架下盖板的温度传感器(15)。

10.根据权利要求1所述的轨道车辆空调系统，其特征在于，还包括设置于客室的门廊加热器(16)。

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