CN201777258U - 一种应用于轨道交通列车的空调机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于轨道交通列车的空调机组，其包括第一制冷系统和第二制冷系统，其中第一制冷系统主要由第一定频压缩机、第一冷凝器和第一蒸发器依次连接形成；而第二制冷系统由第二定频压缩机、第二冷凝器和第二蒸发器通过冷媒管路依次连接形成。本实用新型具备4级制冷量输出，即100％、75％、50％、25％的制冷量输出，从而可让列车车厢温度较以往波动更小。

Description

一种应用于轨道交通列车的空调机组 

技术领域：

本实用新型涉及一种制冷装置，具体涉及一种应用于轨道交通列车的空调机组。 

背景技术：

在通常情况下，轨道交通列车的运行环境变化快且大，如客流波动剧烈、高架/地面和隧道温度差异较大等，导致轨道交通列车的车厢负荷变化波动剧烈，因此，轨道交通列车的车厢热负荷对轨道交通列车的空调机组的制冷量需求的变化也是快速和剧烈的。 

目前，在轨道交通列车空调机组普遍采用双制冷系统，每个制冷系统的配置一般采用1台定频压缩机，即每个制冷系统只有启动/停止模式；对轨道交通列车空调机组而言只能输出50％(关闭1个制冷系统的压缩机)或100％制冷量，因此造成制冷系统的压缩机启动/停止十分频繁，对轨道交通列车的车载电源的冲击较大，增加了轨道交通列车的控制系统的电气元件的触点消耗，车厢温度波动大，电能消耗高(综合能效比低)，且在高温季节制冷运行范围有限(一般环境温度高于45℃，空调机组就需停止制冷运行)。随着乘客舒适性要求的提高和国家节能减排的政策、目标的提出，轨道交通列车空调机组的多级能量调节和节能需求也与日俱增。 

综上所述，针对现有的轨道交通列车空调机组存在的上述缺陷，特别需要一种新型的轨道交通列车空调机组，以解决以上提到的问题。 

实用新型内容：

本实用新型针对现有轨道交通列车空调机组所存在的缺陷，而提供一种新型的应用于轨道交通列车的空调机组，该空调机组具备4级制冷量输出，即100％、75％、50％、25％的制冷量输出，从而可让列车车厢温度较以往波动更小。 

为了达到上述目的，本实用新型采用如下的技术方案： 

一种应用于轨道交通列车的空调机组，所述空调机组包括第一制冷系统和第二制冷系统，所述第一制冷系统主要包括第一定频压缩机、第一冷凝器和第一蒸发器，所述第一定频压缩机通过冷媒管路依次连接第一冷凝器和第一蒸发器形成第一制冷循环回路；所述第二制冷系统主要包括第二定频压缩机、第二冷凝器和第二蒸发器，所述第二定频压缩机通过冷媒管路依次连接第二冷凝器和第二蒸发器形成第二制冷循环回路。 

所述第一蒸发器由第一半蒸发器和第二半蒸发器组成，所述第一半蒸发器和第二半蒸发器通过冷媒管路并接形成第一蒸发器；所述第二蒸发器由第三半蒸发器和第四半蒸发器组成，所述第三半蒸发器和第四半蒸发器通过冷媒管路并接形成第二蒸发器；所述第一半蒸发器与第三半蒸发器交叉组成第一并联蒸发器；所述第二半蒸发器与第四半蒸发器交叉组成第二并联蒸发器。 

所述第一蒸发器中的第一半蒸发器和第二半蒸发器的输出口端分别连接有第一膨胀阀和第二膨胀阀，所述第一半蒸发器的输入口和第二半蒸发器的输入口之间的管路上设置有第一电磁阀。 

所述第二蒸发器中的第三半蒸发器和第四半蒸发器的输出口端分别连接有第三膨胀阀和第四膨胀阀，所述第三半蒸发器的输入口和第四半蒸发器的输入口的管路上设置有第二电磁阀。 

所述第一定频压缩机和第二定频压缩机为半封闭活塞式定频压缩机。 

所述第一定频压缩机和第二定频压缩机的吸气管前分别设置有第一气液分离器和第二气液分离器。 

所述所述第一定频压缩机和第二定频压缩机采用内部卸载阀，其排气量输出为100％和50％；所述第一定频压缩机和第二定频压缩机内部还设置热保护装置和高压保护装置。 

所述第一冷凝器和第二冷凝器的出液总管上分别安装有第三电磁阀和第四电磁阀。

所述第一定频压缩机和第二定频压缩机组成的空调机组为可以输出4级制冷量的空调机组，即：每个制冷系统压缩机通过卸载阀通断可以输出2级制冷量，1台空调机组的2个制冷系统共可输出4级制冷量(100％、75％、50％、 25％)。 

本实用新型提供的空调机组中的单个制冷系统通过半封闭活塞式定频压缩机的卸载阀，实现2级制冷量输出，使空调机组具备4级制冷量输出，即100％、75％、50％、25％的制冷量输出，从而可让列车车厢温度较以往波动更小。 

当单个制冷系统压缩机卸载工作时，换热器面积相对压缩机满载工作时要提高一倍，此时制冷系统的换热效率大幅提高，因此制冷系统在部分负荷时的能效比(即综合能效比)大幅提高，实现了节能的效果。同时每个制冷系统配置2台并联的蒸发器，在高温时通过关闭其中的一个蒸发器的措施，本空调机组比采用同种制冷剂的常规空调机组具有更高的环境温度运行范围。 

附图说明：

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本实用新型。 

图1为本实用新型的的结构原理图； 

图2为本实用新型的蒸发器的结构示意图； 

图3为图2的A-A剖视的旋转示意图； 

图4为图2的B-B剖视的旋转示意图。 

具体实施方式：

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。 

参见图1，本实用新型提供的空调机组包括第一制冷系统100和第二制冷系统200两部分。 

其中，第一次制冷系统100主要由第一定频压缩机101、第一冷凝器103、第一蒸发器以及若干冷媒管路连接构成，第一定频压缩机101的输出端通过冷媒管路依次经过第一冷凝器103、第一蒸发器，再连接到第一定频定频压缩机101的输入端构成形成第一制冷系统的第一制冷循环回路。 

空调机组第二制冷系统200主要由第二定频压缩机201、第二冷凝器203、第二蒸发器以及若干冷媒管路连接构成。第二定频压缩机201的输出端通过冷 媒管路依次经过第二冷凝器203、第二蒸发器，再连接到第二定频压缩机201的输入端构成形成第二制冷系统的第二制冷循环回路。 

本实用新型中的第一制冷系统100的第一蒸发器由第一半蒸发器110和第二半蒸发器111组成，两者的输入口端和输出口端分别通过冷媒管路相接，从而并接形成第一蒸发器。 

第二制冷系统200中的第二蒸发器由第三半蒸发器210和第四半蒸发器211组成，两者的输入口端和输出口端分别通过冷媒管路相接，从而并接形成第二蒸发器。 

进一步，本实用新型中的第一蒸发器和第二蒸发器相互组合成两个并联蒸发器。 

参见图2至图4，第一蒸发器中的第一半蒸发器110与第二蒸发器中的第三半蒸发器210交叉组成第一并联蒸发器1。其中第一半蒸发器110和第三半蒸发器210交叉分布(如图3和图4所示)，这样能够保证第一并联蒸发器1对第一制冷系统和第二制冷系统都有良好的换热均匀性，且制冷剂侧对于空气侧为逆流型式，以获得较高的换热温差。 

同理，第一蒸发器中的第二半蒸发器111与第二蒸发器中的第四半蒸发器211交叉组成第一并联蒸发器2(如图1所示)。 

在本实用新型中，第一定频压缩机101和第二定频压缩机201都采用半封闭活塞式压缩机。 

在具体设置时，本实用新型在第一定频压缩机101的吸气管前端设置有第一气液分离器112，同时在第二定频压缩机201的吸气管前端设置有第二气液分离器212。 

第一制冷系统100的第一冷凝器103出口管上设置有用于控制液路的第三电磁阀105；在第二制冷系统200的第二冷凝器203出口管上设置有控制液路的第四电磁阀205；其主要作用是当制冷系统停止时(即压缩机停止工作时)，切断该电磁阀，阻止液态制冷剂继续流入蒸发器，防止压缩机启动时产生液击，保护压缩机。 

第一制冷系统100中的第一半蒸发器110和第二半蒸发器111的输出口端分别连接有第一膨胀阀109和第二膨胀阀108；同时第二制冷系统200中的第 三半蒸发器210和第四半蒸发器211的输出口端分别连接有第三膨胀阀209和第四膨胀阀208 

进一步，第一制冷系统100的第一半蒸发器110的输入口和第二半蒸发器111的输入口之间的管路上设置有第一电磁阀107(其中第一电磁阀107具体可设置在第一半蒸发器110的输入口管路上)；第二制冷系统200的第三半蒸发器210的输入口和第四半蒸发器211的输入口之间的管路上设置有第二电磁阀207(其中第二电磁阀207具体可设置在第四半蒸发器211的输入口管路上)；这两个电磁阀的主要作用是在高温时通过关闭第一半蒸发器110或者第四半蒸发器211，或者同时关闭第一半蒸发器110和第四半蒸发器211，降低机组的负荷。保证机组正常运行。 

第一制冷系统100还在制冷回路上设置有第一高压力开关102、第一低压压力开关113、第一干燥过滤器104和第一示液镜106(此为现有技术，此处不加以赘述)。 

同时，第二制冷系统200还在制冷回路上设置有第二高压压力开关202、第二低压压力开关213、第二干燥过滤器204和第二示液镜206(此为现有技术，此处不加以赘述)。 

由上述技术方案得到的本实用新型通过压缩机的启、停组合和相应液路电磁阀的通断控制可以实现4种制冷量输出，根据它们的不同组合方式空调机组可实现约100％、75％、50％、25％的制冷模式；并具有卸载功能。 

4种制冷量输出的具体方式如下： 

100％制冷量输出 

参见图1，第一制冷系统100的第一定频压缩机101满载工作；且第一半蒸发器110、第二半蒸发器111均工作，即第三电磁阀105和第一电磁阀107均通路。 

第二制冷系统200的第二定频压缩机201满载工作；且第三半蒸发器210、第四半蒸发器211均工作，即第四电磁阀205和第二电磁阀207均通路。 

75％制冷量输出 

方式一：第一制冷系统的第一定频压缩机101满载工作；第二制冷系统的第二定频压缩机201满载工作，且第一半蒸发器110、第二半蒸发器111、第 三半蒸发器210和第四半蒸发器211有一台关闭，即断开第一电磁阀107或者第二电磁阀207。 

方式二：第一制冷系统或者第二制冷系统的压定频缩机正常满载工作，另外一个制冷系统的压缩机卸载工作，且第一半蒸发器110、第二半蒸发器111、第三半蒸发器210和第四半蒸发器211均工作。该方式的空调能效比大于方式一。 

50％制冷量输出： 

方式一：第一制冷系统的第一定频压缩机101满载工作，且第一半蒸发器110、第二半蒸发器111工作；第二制冷系统200的不工作，即第二定频压缩机201停机，且第四电磁阀205断开。或者第二制冷系统200的第二定频压缩机201满载工作，且第三蒸半发器210、第四半蒸发器211工作，第一制冷系统100的不工作，即第一定频压缩机101停机，且第三电磁阀105断开。 

方式二：第一制冷系统100的第一定频压缩机101满载工作，且第二半蒸发器111工作，而第一半蒸发器110不工作，即第一电磁阀107断开；第二制冷系统200的第二定频压缩机201满载工作，第三半蒸发器210工作，而第四半蒸发器211关闭，即断开第二电磁阀207。 

方式三：第一制冷系统的第一定频压缩机101卸载工作；且第一半蒸发器110、第二半蒸发器111均工作；第二制冷系统200的第二定频压缩机201卸载工作，且第三半蒸发器210和第四半蒸发器211均工作。即第三电磁阀105、第一电磁阀107、第四电磁阀205和第二电磁阀207均通路。 

25％制冷量输出： 

方式一：第一制冷系统100或者第二制冷系统200工作，工作系统的压缩机满载工作，且只有一台蒸发器工作；另一个制冷系统停止，即第三电磁阀105、第一电磁阀107、第四电磁阀205和第二电磁阀207均断路。该系统也较适用于除霜模式。 

方式二：第一制冷系统100或者第二制冷系统200工作，工作系统的压缩机卸载工作，且两台蒸发器工作；另外一个制冷系统停止工作。该方式的空调能效比大于方式一。 

另外，当只有一个制冷系统工作，该系统压缩机卸载工作，且该系统只有 一个蒸发器工作，此时空调机组的制冷量可小于25％。但由于会造成2个物理结构上的蒸发器输出不均衡(其中1个半蒸发器不制冷)，影响向客室送风温度的不均衡(其中1个半蒸发器不送冷风)，除有特殊用途外，一般在轨道交通列车上不使用。 

在高温条件下(如：外温大于45℃)，空调机组的每个制冷系统压缩机可卸载运行，且关闭1台半蒸发器(即关闭第一电磁阀107和第二207)。由于相对提高了冷凝面积，可使高压有一定幅度的下降；同时由于减小了蒸发器面积，可使低压控制在一定的范围内(即控制低压不超过压缩机的应用范围)。因此，这种方式可使空调机组在更高的环境温度保持一定的制冷能力。具体的最高温度使用上限根据设计条件的边界和具体要求会有所不同。 

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。 

Claims (9)

1.一种应用于轨道交通列车的空调机组，其特征在于，所述空调机组包括第一制冷系统和第二制冷系统，所述第一制冷系统主要包括第一定频压缩机、第一冷凝器和第一蒸发器，所述第一定频压缩机通过冷媒管路依次连接第一冷凝器和第一蒸发器形成第一制冷循环回路；所述第二制冷系统主要包括第二定频压缩机、第二冷凝器和第二蒸发器，所述第二定频压缩机通过冷媒管路依次连接第二冷凝器和第二蒸发器形成第二制冷循环回路。

2.根据权利要求1所述的一种应用于轨道交通列车的空调机组，其特征在于，所述第一蒸发器由第一半蒸发器和第二半蒸发器组成，所述第一半蒸发器和第二半蒸发器通过冷媒管路并接形成第一蒸发器；所述第二蒸发器由第三半蒸发器和第四半蒸发器组成，所述第三半蒸发器和第四半蒸发器通过冷媒管路并接形成第二蒸发器；所述第一半蒸发器与第三半蒸发器交叉组成第一并联蒸发器；所述第二半蒸发器与第四半蒸发器交叉组成第二并联蒸发器。

3.根据权利要求2所述的一种应用于轨道交通列车的空调机组，其特征在于，所述第一蒸发器中的第一半蒸发器和第二半蒸发器的输出口端分别连接有第一膨胀阀和第二膨胀阀，所述第一半蒸发器的输入口和第二半蒸发器的输入口之间的管路上设置有第一电磁阀。

4.根据权利要求2或3所述的一种应用于轨道交通列车的空调机组，其特征在于，所述第二蒸发器中的第三半蒸发器和第四半蒸发器的输出口端分别连接有第三膨胀阀和第四膨胀阀，所述第三半蒸发器的输入口和第四半蒸发器的输入口的管路上设置有第二电磁阀。

5.根据权利要求1所述的一种应用于轨道交通列车的空调机组，其特征在于，所述第一定频压缩机和第二定频压缩机为半封闭活塞式定频压缩机。

6.根据权利要求1或5所述的一种应用于轨道交通列车的空调机组，其特征在于，所述第一定频压缩机和第二定频压缩机的吸气管前分别设置有第一气液分离器和第二气液分离器。

7.根据权利要求1所述的一种应用于轨道交通列车的空调机组，其特征在于，所述第一冷凝器和第二冷凝器的出液总管上分别安装有第三电磁阀和第四电磁阀。 

8.根据权利要求1或5所述的轨道交通列车用空调机组，其特征在于，所述第一定频压缩机和第二定频压缩机采用内部卸载阀，其排气量输出为100％和50％；所述第一定频压缩机和第二定频压缩机内部还设置热保护装置和高压保护装置。

9.根据权利要求8所述的轨道交通列车用空调机组，其特征在于，所述第一定频压缩机和第二定频压缩机组成的空调机组为输出4级制冷量的空调机组。 

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