KR100831652B1 - A cooling and heating system for railway vehicle - Google Patents

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Abstract

A cooling and heating system for a railway vehicle is provided to simply perform maintenance and repair by installing indoor and outdoor units at inner and outer sides of a ceiling of the railway vehicle respectively. A cooling and heating system for a railway vehicle includes outdoor units(20a,20b), indoor units(10a,10b,10c,10d), refrigerating cycle devices, and a control board. The outdoor units have outdoor fans and are installed at an outer center of a ceiling of the railway vehicle. The indoor units are installed on the ceiling in correspondence to entrances of the railway vehicle and have indoor fans. The refrigerating cycle devices are connected to each other by a refrigerant pipe and installed in the outdoor and indoor units. The control board controls supply of warm, cool, or purified air according a change of season.

Description

철도차량용 냉난방 시스템{A cooling and heating system for railway vehicle}A cooling and heating system for railway vehicle

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 공기청정 및 냉난방 시스템이 설치된 철도차량을 개략적으로 나타낸 정면도 및 평면도.1a and 1b is a front view and a plan view schematically showing a railroad car is installed air cleaning and air conditioning system of the present invention.

도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 철도차량용 냉난방 시스템의 냉방운전 및 난방운전에 대한 싸이클 상태도.2a and 2b is a cycle state diagram for the cooling operation and heating operation of the heating and cooling system for a railway vehicle according to the present invention.

도 3은 본 발명의 철도차량용 냉난방 시스템 중 실외기의 내부 구성을 나타낸 정단면도 및 측단면도.Figure 3 is a front and side cross-sectional view showing the internal configuration of the outdoor unit of the heating and cooling system for a railway vehicle of the present invention.

도 4는 본 발명의 철도차량용 냉난방 시스템 중 실내기의 내부 구성을 나타낸 정단면도 및 평단면도.Figure 4 is a front sectional view and a plan sectional view showing the internal configuration of the indoor unit of the heating and cooling system for a railway vehicle of the present invention.

도 5는 본 발명의 철도차량용 냉난방 시스템 중 컨트롤 배전반의 정면도.5 is a front view of the control switchboard of the heating and cooling system for a railway vehicle of the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 철도차량용 냉난방 시스템의 냉방과정을 나타낸 상태도.Figure 6 is a state diagram showing the cooling process of the heating and cooling system for a railway vehicle according to the present invention.

도 7은 본 발명에 따른 철도차량용 냉난방 시스템의 난방과정을 나타낸 상태도.Figure 7 is a state diagram showing the heating process of the heating and cooling system for a railway vehicle according to the present invention.

도 8은 본 발명에 따른 철도차량용 냉난방 시스템의 청정공기 공급과정을 나타낸 상태도.8 is a state diagram showing a clean air supply process of the heating and cooling system for a railway vehicle according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

5. 압축기 7. 4웨이 밸브5. Compressor 7. Four Way Valve

10a, 10b, 10c, 10d. 실내기 11, 21, 31. 케이스10a, 10b, 10c, 10d. Indoor unit 11, 21, 31. Case

12. 실내공기 흡입구 13. 토출구12. Indoor air inlet 13. Outlet

14. 필터부재 15. 실내팬14. Filter member 15. Indoor fan

16. 실내열교환기 17. 드레인관16. Indoor heat exchanger 17. Drain pipe

18. 드레인펌프 19. 온도감지센서18. Drain pump 19. Temperature sensor

20a, 20b. 실외기 22. 실외기 덮개판20a, 20b. Outdoor unit 22. Outdoor unit cover plate

23. 실외공기 흡입구 24. 실외팬23. Outdoor air intake 24. Outdoor fan

25. 구동모터 26a, 26b, 26c, 26d. 실외열교환기25. Drive motors 26a, 26b, 26c, 26d. Outdoor heat exchanger

27. 제상히터 28. 덮개부재27. Defrost heater 28. Cover member

29. 팽창밸브 30. 컨트롤 배전반29. Expansion valve 30. Control switchboard

32. 자동온도조절장치 33. 청정공기버튼32. Thermostat 33. Clean air button

34. 냉방버튼 35. 난방버튼34. Cooling button 35. Heating button

36. 전원스위치 37. 냉난방운전 전환스위치36. Power Switch 37. Air Conditioning Switch

38. 제 1 냉난방 구동스위치 39. 제 2 냉난방 구동스위치38. First Air Conditioning Switch 39. Second Air Conditioning Switch

본 발명은 철도차량용 냉난방 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 히터 펌프 방식 즉, 4웨이 밸브에 의해 냉, 난방 운전이 전환 가능한 냉난방 시스템을 철도차량의 천정에 설치하되, 냉매관에 연결된 냉동사이클장치 중 압축기 및 실외열교환기, 실외팬이 구비된 실외기는 철도차량의 천정 외측 중앙에 설치되고, 실내열교환기, 팽창밸브, 실내팬, 필터부재가 구비된 실내기는 철도차량의 각 출입구와 대응되도록 천정 내측에 등간격으로 설치함으로써, 종래 냉방장치와 난방장치가 철도차량의 천정 내부와 좌석이 설치된 바닥면의 양측면으로 분리 설치됨에 따라 한정된 철도차량의 내부공간을 확대 개선할 수 있음과 아울러 이를 통한 내부공간의 활용도 역시 증가시킬 수 있으며, 더욱이 하절기 및 동절기시에는 실내기의 토출구를 통해 냉, 온기를 토출하여 실내의 냉, 난방이 이루어지도록 하고, 춘추절기시에는 실내기 내의 실내팬만을 구동시켜 필터부재를 통해 오염물질이 걸러진 청정공기를 실내기의 토출구를 통해 토출하여 쾌적한 실내환경을 조성할 수 있도록 한 철도차량용 냉난방 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a heating and cooling system for a railway vehicle, and more particularly, a refrigeration cycle apparatus installed on a ceiling of a railway vehicle by installing a heating and cooling system, that is, a cooling and heating system that can be switched between cooling and heating operation by a 4-way valve, connected to a refrigerant pipe. An outdoor unit equipped with a compressor, an outdoor heat exchanger, and an outdoor fan is installed at the center of the outside of the railroad car, and an indoor unit equipped with an indoor heat exchanger, an expansion valve, an indoor fan, and a filter member corresponds to each entrance of the railroad car. By installing at equal intervals inside, the conventional air conditioners and heating devices are separately installed on both sides of the ceiling of the railroad car and the floor where the seats are installed, thereby expanding and improving the internal space of the limited rail car. The utilization of space can also be increased. Furthermore, in summer and winter, the outlet of the indoor unit can be cooled and warmed. In order to create a comfortable indoor environment by discharging clean air filtered by pollutants through the filter unit by driving only the indoor fan in the indoor unit during the spring and autumn seasons. It relates to a heating and cooling system for railroad cars.

일반적으로, 철도차량에는 하절기 및 동절기에 쾌적한 실내환경을 조성하기 위하여 차량의 천정부분에는 냉방장치인 에어컨이 설치되고, 좌석이 설치된 차량의 바닥 양측면에는 난방장치인 히터가 설치되어 있으며, 상기 에어컨의 경우 차량의 천정 외측에 설치되는 증발기 및 상기 증발기에서 열을 방출하여 차가워진 공기를 실내로 공급하는 팬으로 이루어진 냉방부와, 상기 냉방부와 연결된 송풍부와, 상기 송풍부 및 냉방부를 보호하도록 설치된 커버와, 상기 커버의 일측으로부터 전방(前方)으로 연장 설치되는 연장패널과, 상기 연장패널의 하부에 형성되는 개구부와 연결된 공기유입덕트로 구성되어 상기 공기유입덕트를 통해 신선한 공기를 유입하고, 상기 유입된 공기는 회수공기와 혼합되어 증발기로 이동되며, 상기 증발기를 거치면서 공기가 냉각되고 상기 냉각된 공기가 송풍부의 팬을 통해 객실 내부로 공급된다.In general, in order to create a comfortable indoor environment in summer and winter, railway vehicles are provided with air conditioners, which are air conditioners, and heaters, which are heating devices, are installed on both sides of the floor of the seated vehicle. In this case, a cooling unit comprising an evaporator installed outside the ceiling of the vehicle and a fan for discharging heat from the evaporator to supply the cooled air to the room, a blower connected to the cooling unit, and installed to protect the blower and the cooling unit. A cover, an extension panel extending forwardly from one side of the cover, and an air inlet duct connected to an opening formed at a lower portion of the extension panel to introduce fresh air through the air inlet duct, The introduced air is mixed with the recovered air and moved to the evaporator, and the air passes through the evaporator. Is cooled and the cooled air is supplied into the cabin through the fan of the blowing unit.

이와 같이 구성된 철도차량용 냉방장치 및 난방장치의 경우 전술한 바와 같이 상기 냉방장치는 철도차량의 천정 내측에 설치되고 상기 난방장치는 좌석이 설치되는 바닥면 양측면에 설치되는 등 상기 냉방장치와 난방장치가 상호 분리된 구조로 이루어져 있어, 상기한 냉방장치 및 난방장치의 고장유무 점검 및 고장 수리시 냉방장치가 설치되어 있는 차량의 천정부와 난방장치가 설치되어 있는 차량의 실내 바닥면에서 각각 이루어지기 때문에 상기 냉방장치와 난방장치의 점검 및 수리가 매우 번거로움과 아울러 상기 점검 및 수리에 대한 작업시간 및 작업공정 역시 증가하게 되는 등의 커다란 문제점이 있었다.As described above, in the case of the cooling device and the heating device for the railroad car configured as described above, the cooling device is installed inside the ceiling of the railroad car, and the heating device is installed on both side surfaces of the floor where the seat is installed. It is composed of a structure separated from each other, because it is made on the ceiling of the vehicle and the floor of the interior of the vehicle is installed in the heating system when the inspection of the cooling unit and the heating unit is checked for failure and repair The inspection and repair of the air conditioner and the heating device are very troublesome, and there is a big problem such that the working time and work process for the check and repair also increase.

또한, 상기와 같이 종래 냉방장치와 난방장치가 철도차량의 천정 내부와 좌석이 설치된 바닥면의 양측면으로 분리 설치되어 있기 때문에 이에 따른 철도차량의 내부공간이 한정될 수밖에 없으며, 상기 한정된 내부공간에 의해 그 활용도 역시 크게 감소하게 되는 등의 문제점 역시 있었다.In addition, as described above, since the conventional air conditioner and the heating device are separately installed on both sides of the ceiling of the railroad car and the floor surface on which the seat is installed, the interior space of the railroad car is inevitably limited by the limited internal space. There was also a problem such that the utilization is also greatly reduced.

이와 아울러, 상기한 냉방장치 및 난방장치가 차량의 천정 내부와 좌석이 설치된 바닥면의 양측면으로 분리 설치된 철도차량을 승객이 탑승시 하절기시에는 냉방장치에 의한 냉방작용에 의해 쾌적한 실내환경을 이룰 수 있으나, 동절기시에는 난방장치에 의해 실내공기가 탁해져 승객이 장시간 탑승할 경우 두통이나 현기증, 호흡곤란 증세를 느끼게 되는 등의 문제점과 아울러, 이를 해소하기 위한 방법으로 별도의 환기장치를 가동하거나 또는 냉방장치를 약하게 가동해야 하는 등 불필요한 전력낭비가 발생하게 되는 등의 문제점도 있었다.In addition, the air conditioner and the heating device can achieve a comfortable indoor environment by cooling the air vehicle by the air conditioner when the passengers board the railroad car separated into both sides of the inside of the ceiling and the floor where the seat is installed. However, during the winter season, indoor air is clouded by the heating system, and if a passenger rides for a long time, there is a problem such as headache, dizziness, and shortness of breath, and a separate ventilation device is operated as a way to solve the problem. There was also a problem such as unnecessary power consumption, such as the need to operate the cooling device weakly.

상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 본 발명은, 히터펌프 방식 즉, 4웨이 밸브에 의해 냉, 난방 운전이 전환 가능한 냉난방 시스템을 철도차량의 천정에 설치하되, 냉매관에 연결된 냉동사이클장치 중 압축기 및 실외열교환기, 실외팬이 구비된 실외기는 철도차량의 천정 외측 중앙에 설치되고, 실내열교환기, 팽창밸브, 실내팬, 필터부재가 구비된 실내기는 철도차량의 각 출입구와 대응되도록 천정 내측에 등간격으로 설치함으로써, 종래 냉방장치와 난방장치가 철도차량의 천정 내부와 좌석이 설치된 바닥면의 양측면으로 분리 설치됨에 따라 한정된 철도차량의 내부공간을 확대 개선할 수 있음과 아울러 이를 통한 내부공간의 활용도 역시 증가시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.The present invention devised to solve the above-mentioned problems, the heating pump system, that is installed in the ceiling of the railroad car heating and cooling system that can switch the cooling, heating operation by the 4-way valve, the refrigeration cycle connected to the refrigerant pipe Among the devices, the compressor, outdoor heat exchanger, and outdoor unit equipped with outdoor fan are installed at the center of the ceiling outside of the railway vehicle, and the indoor unit equipped with the indoor heat exchanger, expansion valve, indoor fan, and filter member corresponds to each entrance of the railway vehicle. By installing at equal intervals inside the ceiling, the conventional air conditioners and heating devices are separately installed on both sides of the ceiling of the railway vehicle and the floor where the seats are installed, thereby expanding and improving the interior space of the limited railway vehicle. The purpose is to increase the utilization of the internal space as well.

또한, 본 발명의 경우 히트펌프 방식인 철도차량용 냉난방 시스템을 통해 하절기 및 동절기시에는 실내기의 토출구를 통해 냉, 온기를 토출하여 실내의 냉, 난방이 이루어지도록 하고, 춘추절기시에는 실내기 내의 실내팬만을 구동시켜 필터부재를 통해 오염물질이 걸러진 청정공기를 실내기의 토출구를 통해 토출하는 등 계절변화에 따른 철도차량의 실내환경을 보다 쾌적하게 조성함과 아울러, 상기와 같이 쾌적하게 조성된 실내환경에 의해 승객이 장시간 탑승하더라도 불편함 없이 쾌적한 상태 그대로 철도차량을 이용할 수 있도록 하는데 다른 목적이 있다.In addition, in the case of the present invention through the air-conditioning system for railroad cars of the heat pump system during the summer and winter season, the cooling and hot air is discharged through the outlet of the indoor unit so that the indoor cooling and heating is performed, and the indoor fan in the indoor unit during the spring and summer seasons. By driving the bay and discharging the clean air filtered through the filter member through the discharge port of the indoor unit, the indoor environment of the railroad car according to the seasonal change is made more comfortable, and in addition to the comfortable indoor environment as described above. As a result, even if a passenger boards for a long time, there is another purpose to enable the user to use the railway vehicle in a comfortable state without any inconvenience.

그리고, 본 발명의 경우 냉난방 시스템을 이루는 실내기 및 실외기가 철도차 량의 천정 내, 외측에 설치되어 있기 때문에 상기한 냉난방 시스템의 고장유무 점검 및 고장 수리시 실내기 및 실외기가 설치된 철도차량의 천정부에서 모두 이루어짐에 따라 상기 점검 및 수리에 대한 작업시간 및 작업공정이 냉방장치와 난방장치가 상호 분리되어 철도차량의 천정 내부와 좌석이 설치된 바닥 양측면에 설치되었던 종래에 비해 크게 단축됨과 아울러, 상기 냉난방 시스템의 고장유무 점검 및 고장 수리를 간편하게 수행할 수 있도록 하는데 또 다른 목적이 있다.In the present invention, since the indoor and outdoor units forming the air-conditioning system are installed inside and outside the ceiling of the railroad car, both the ceiling and the ceiling of the railroad car in which the indoor and outdoor units are installed at the time of checking the failure of the air-conditioning system and repairing the fault. As a result, the working time and work process for the inspection and repair are greatly shortened compared to the conventional ones, in which the air conditioner and the heating device are separated from each other and installed on both sides of the ceiling of the railroad car and the floor where the seats are installed. Another purpose is to make it easy to perform a fault check and repair.

본 발명의 철도차량용 냉난방 시스템은, 실외팬을 구비하면서 철도차량의 천정 외측 중앙에 대기와 접하도록 설치된 실외기와; 상기 철도차량의 각 출입구측과 대응되도록 천정 내측에 등간격으로 설치됨과 아울러 실내팬을 구비하면서 냉, 온기 및 필터링된 청정공기를 실내에 토출하는 실내기와; 냉매관에 의해 상호 연결된 상태로 실내기 및 실외기 내에 설치되어 실내외 공기와 냉매간의 열교환을 통해 응축 및 증발작용을 이루는 냉동사이클장치와; 계절에 따라 냉동사이클장치 구동에 의한 운전방식이 냉방 또는 난방으로 변환되도록 압축기로부터 토출된 고온고압의 냉매 흐름을 전환시키는 4웨이 밸브와; 상기 실내기를 통해 실내로 토출되는 공기를 계절변화에 따라 냉, 온기 및 청정공기로 구분하여 공급하도록 제어하는 컨트롤 배전반으로 구성된 것을 특징으로 한다.An air conditioning system for a railroad car of the present invention includes an outdoor unit provided with an outdoor fan and installed in contact with the atmosphere at the center of the ceiling outside of the railroad car; An indoor unit installed at equal intervals inside the ceiling so as to correspond to each entrance and exit side of the railway vehicle, and having an indoor fan and discharging cold, warm, and filtered clean air to the interior; A refrigeration cycle apparatus installed in the indoor unit and the outdoor unit in a state connected to each other by the refrigerant pipe to condense and evaporate through heat exchange between the indoor and outdoor air and the refrigerant; A four-way valve for switching the high-temperature, high-pressure refrigerant flow discharged from the compressor so that the operation method by driving the refrigeration cycle apparatus is converted into cooling or heating depending on the season; Characterized in that it consists of a control switchgear for controlling to supply the air discharged into the room through the indoor unit to the cold, warm and clean air according to the seasonal change.

여기서, 상기 철도차량의 천정 내, 외측에 설치된 실내기 및 실외기는 하나의 객차량에 대해 4개의 실내기와 2개의 실외기가 냉매관에 의해 상호 연결된 상태로 설치되되, 하나의 실외기에 2개의 실내기가 각각 연결 구동되는 것을 특징으로 한다.Here, indoor units and outdoor units installed inside and outside of the ceiling of the railway vehicle are installed with four indoor units and two outdoor units connected to each other by a refrigerant pipe for one passenger vehicle, and two indoor units each for one outdoor unit. It is characterized in that the connection is driven.

이 때, 상기 실외기는 철도차량의 천정 외측에 고정되는 케이스와; 상기 케이스 내에 장착되어 실외공기를 흡입 및 송풍하는 실외팬과; 상기 실외팬과 결합된 구동모터 및 이를 지지하는 모터 마운트와; 상기 케이스의 일측에 설치되어 냉매를 고온고압으로 압축하는 압축기와; 상기 실외팬 주위에 대기와 접하도록 설치되어 실외팬 구동에 의해 흡입된 실외공기와의 열교환작용을 통해 냉매를 응축 또는 증발시키는 실외열교환기와; 상기 실외열교환기의 각 냉매관 사이에 설치되어 동절기시 실외열교환기 측에 발생되는 성애를 제거하는 제상히터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.At this time, the outdoor unit and the case is fixed to the outside of the ceiling of the railway vehicle; An outdoor fan mounted in the case to suck and blow outdoor air; A drive motor coupled with the outdoor fan and a motor mount supporting the outdoor fan; A compressor installed at one side of the case to compress the refrigerant at high temperature and high pressure; An outdoor heat exchanger installed around the outdoor fan to be in contact with the atmosphere to condense or evaporate the refrigerant through heat exchange with the outdoor air sucked by the outdoor fan; The defrost heater is installed between each refrigerant pipe of the outdoor heat exchanger to remove defrost generated on the outdoor heat exchanger side during the winter season.

그리고, 상기 실내기는 철도차량의 천정 내측에 설치되는 카세트 형태의 케이스와; 상기 케이스 내에 장착되어 실내공기를 흡입 및 송풍하는 실내팬과; 상기 실내팬 주위에 설치되어 실내팬 구동에 의해 흡입된 실내공기와의 열교환작용을 통해 냉매를 증발 또는 응축시키는 실내열교환기와; 상기 실내팬 하단에 연통되게 설치되어 실내팬 구동에 의해 흡입된 실내공기 내의 오염물질을 필터링하는 필터부재와; 상기 실내열교환기로부터 발생된 응축수를 드레인관을 통해 케이스 외부로 강제 배출시키는 드레인펌프를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.And, the indoor unit and the case of the cassette type is installed inside the ceiling of the railway vehicle; An indoor fan mounted in the case to suck and blow indoor air; An indoor heat exchanger installed around the indoor fan to evaporate or condense the refrigerant through heat exchange with the indoor air sucked by the indoor fan; A filter member installed in communication with a lower end of the indoor fan to filter contaminants in the indoor air sucked by the indoor fan drive; It characterized in that it comprises a drain pump for forcibly discharging the condensed water generated from the indoor heat exchanger to the outside of the case through the drain pipe.

이와 더불어, 상기 컨트롤 배전반은 케이스와; 상기 케이스 상단에 설치되어 철도차량의 실내온도를 자동 조절하도록 온도조절버튼과 온도표시부를 구비한 자동온도조절장치와; 상기 케이스 전면(前面) 상단에 설치되어 청정공기 공급 및 냉, 난방운전을 실행하기 위한 각 운전버튼 및 운전표시부와; 상기 케이스 전면(前面) 중앙에 설치되어 전원을 온(on)/오프(off) 시키는 전원스위치와; 상기 케이스 전면(前面) 하단에 설치되어 냉, 난방운전을 전환하는 운전전환스위치 및 상기 냉매관에 의해 실외기와 실내기가 상호 연결되어 시스템화된 제 1 냉난방시스템과 제 2 냉난방시스템의 구동을 온(on)/오프(off)시키는 제 1, 2 냉난방 구동스위치로 구성된 것을 특징으로 한다.In addition, the control switchboard and the case; An automatic temperature control device installed at an upper end of the case and having a temperature control button and a temperature display unit for automatically adjusting the indoor temperature of the railway vehicle; An operation button and an operation display unit installed at an upper end of the case to execute clean air supply and cooling and heating operation; A power switch installed at a center of the front of the case to turn on / off a power; Installed on the lower side of the front of the case and the operation switching switch for switching the cooling and heating operation and the refrigerant pipe connected to the outdoor unit and the indoor unit is interconnected by the system to turn on the driving of the first air conditioning system and the second air conditioning system (on) It is characterized by consisting of the first and second air-conditioning driving switch to turn on / off (off).

이하, 본 발명의 철도차량용 냉난방 시스템을 도면과 대비하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the air-conditioning system for a railway vehicle of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 공기청정 및 냉난방 시스템이 설치된 철도차량을 개략적으로 나타낸 정면도 및 평면도이고, 도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 철도차량용 냉난방 시스템의 냉방운전 및 난방운전에 대한 싸이클 상태도를 나타낸 것이며, 도 3은 본 발명의 철도차량용 냉난방 시스템 중 실외기의 내부 구성을 나타낸 정단면도 및 측단면도이다.1a and 1b is a front view and a plan view schematically showing a railroad car is installed air cleaning and air conditioning system of the present invention, Figure 2a and 2b is a cooling and heating operation of the heating and cooling system for a railway vehicle according to the present invention A cycle state diagram is shown, and FIG. 3 is a front sectional view and a side sectional view which show the internal structure of the outdoor unit of the air-conditioning system for railroad cars of this invention.

또한, 도 4는 본 발명의 철도차량용 냉난방 시스템 중 실내기의 내부 구성을 나타낸 정단면도 및 평단면도이고, 도 5는 본 발명의 철도차량용 냉난방 시스템 중 컨트롤 배전반의 정면도를 나타낸 것이다.4 is a front sectional view and a plan sectional view showing the internal configuration of the indoor unit of the heating and cooling system for a railway vehicle of the present invention, Figure 5 shows a front view of the control panel of the heating and cooling system for a railway vehicle of the present invention.

본 발명의 철도차량용 냉난방 시스템은, 도 1a 및 도 1b에 도시한 바와 같이 크게 실외팬(24)을 구비하면서 철도차량의 천정 외측 중앙에 대기와 접하도록 설치된 실외기(20a,20b)와; 상기 철도차량의 각 출입구측과 대응되도록 천정 내측에 등간격으로 설치됨과 아울러 실내팬(15)을 구비하면서 냉, 온기 및 필터링된 청정공기를 실내에 토출하는 실내기(10a,10b,10c,10d)와; 냉매관(6)에 의해 상호 연결된 상태로 실내기(10a,10b,10c,10d) 및 실외기(20a,20b) 내에 설치되어 실내외 공기와 냉매간의 열교환을 통해 응축 및 증발작용을 이루는 냉동사이클장치와; 상기 실내기(10a,10b,10c,10d)를 통해 실내로 토출되는 공기를 계절변화에 따라 냉, 온기 및 청정공기로 구분하여 공급하도록 제어하는 컨트롤 배전반(30)으로 구성되어 있다.The air-conditioning system for a railway vehicle according to the present invention includes an outdoor unit (20a, 20b) having a large outdoor fan (24) installed in contact with the atmosphere at the center of the ceiling outside of the railway vehicle, as shown in FIGS. 1A and 1B; Indoor units 10a, 10b, 10c, and 10d which are installed at equal intervals inside the ceiling to correspond to the respective entrance and exit sides of the railway vehicle, and which discharge the cold, warm, and filtered clean air to the interior while having an indoor fan 15. Wow; A refrigeration cycle apparatus installed in the indoor units (10a, 10b, 10c, 10d) and the outdoor units (20a, 20b) connected to each other by the refrigerant pipe (6) to condense and evaporate through heat exchange between the indoor and outdoor air and the refrigerant; The control panel 30 is configured to control the air discharged to the room through the indoor unit (10a, 10b, 10c, 10d) to be supplied to the cold, warm and clean air according to the seasonal change.

여기서, 본 발명의 철도차량용 냉난방 시스템이 적용된 철도차량의 경우 지하철이나 도시철도용 철도차량으로 사용되는 전동차(일명, 전철(electric rail car))인 것을 미리 밝혀두며, 상기와 같이 전동차 이외에 무궁화나 새마을호와 같이 기관차에 연결되는 일반적인 객차량에 적용하여도 무방하다는 것 역시 미리 밝혀둔다.Here, in the case of a railroad car to which the air-conditioning system for railroad cars of the present invention is applied, it is known that the electric car (aka, electric rail car) used as a railroad car for subway or urban railway, and in addition to the electric car as described above, Mugunghwa or Saemaul Ho It is also known in advance that it may be applied to a general passenger vehicle connected to a locomotive.

특히, 상기한 철도차량용 냉난방 시스템에 있어, 계절에 따라 냉동사이클장치 구동에 의한 운전방식이 냉방 또는 난방으로 변환되도록 하기 위하여 상기 냉동사이클장치 중 증발기 즉, 실내열교환기(16)로부터 토출된 저온저압의 기상냉매를 고온고압의 기상냉매로 압축시키는 압축기(5)의 토출구측 냉매관(6) 상에 4웨이(way) 밸브(7)가 설치되어 있는데, 이 때 상기 4웨이 밸브(7)의 경우 도 2a에 도시한 바와 같이 압축기(5)로부터 토출된 고온고압의 냉매 흐름을 하절기시에는 실외기(20a,20b) 내에 설치된 실외열교환기(26a,26b,26c,26d) 측으로 유동시켜 실외팬(24)의 구동에 의해 흡입 송풍되는 실외공기와의 열교환작용에 따라 응축되어 팽창밸브(29)를 통해 단열 팽창 후 실내기(10a,10b,10c,10d) 내에 설치된 실내열교환기(16) 측으로 유동되어 실내팬(15)의 구동에 의해 흡입 송풍되는 실내공기와의 열교환작용에 따라 증발되어 냉기를 실내로 토출 공급하는 등의 냉방운전이 이루어지 고, 이와 반대로 동절기시에는 도 2b에 도시한 바와 같이 압축기(5)로부터 토출된 고온고압의 냉매를 실내기(10a,10b,10c,10d) 내에 설치된 실내열교환기(16) 측으로 유동시켜 상기 실내팬(15)의 구동에 의해 흡입 송풍되는 실내공기와의 열교환작용에 따라 응축되어 온기를 실내로 토출공급하는 난방운전이 이루어짐과 동시에 상기 실내열교환기(16)를 통해 응축된 냉매는 팽창밸브(29)를 거쳐 단열 팽창 후 실외기(20a,20b) 내에 설치된 실외열교환기(26a,26b,26c,26d) 측으로 유동되어 실외팬(24) 구동에 의해 흡입 송풍되는 실외공기와의 열교환작용에 따라 증발되어 압축기(5)로 재 유입되는 등 냉방 및 난방 싸이클의 전환을 이룬다.In particular, in the air-conditioning and heating system for the railway vehicle, the low temperature low pressure discharged from the evaporator, that is, the indoor heat exchanger 16 of the refrigeration cycle apparatus in order to convert the operation method by the refrigeration cycle apparatus driving to the cooling or heating according to the season. The four-way valve (7) is provided on the refrigerant pipe 6 of the discharge port side of the compressor (5) for compressing the gaseous phase refrigerant into a high-temperature, high-pressure gaseous phase refrigerant. As shown in FIG. 2A, the high-temperature, high-pressure refrigerant flow discharged from the compressor 5 flows to the outdoor heat exchangers 26a, 26b, 26c, and 26d installed in the outdoor units 20a and 20b during the summer. 24 is condensed according to the heat exchange effect with the outdoor air sucked and blown by the driving of the air and flows to the indoor heat exchanger 16 installed in the indoor units 10a, 10b, 10c, and 10d after the adiabatic expansion through the expansion valve 29. By driving the indoor fan 15 The cooling operation is performed by evaporating and supplying cold air into the room according to the heat exchange effect with the suctioned indoor air. On the contrary, during the winter season, the high temperature and high pressure discharged from the compressor 5 is performed. Of refrigerant flows to the indoor heat exchanger (16) installed in the indoor units (10a, 10b, 10c, 10d), and condensed by the heat exchange action with the indoor air sucked and blown by the driving of the indoor fan (15). The refrigerant condensed through the indoor heat exchanger 16 is discharged and supplied to the outdoor heat exchanger 16, and the refrigerant condensed through the indoor heat exchanger 16 is expanded through the expansion valve 29 and then installed in the outdoor units 20a, 20b and 26c. , 26d) is converted into cooling and heating cycles, such as being evaporated and re-introduced into the compressor 5 in accordance with the heat exchange action with the outdoor air sucked and blown by driving the outdoor fan 24.

더욱이, 상기 철도차량의 천정 내, 외측에 설치된 실내기(10a,10b,10c,10d) 및 실외기(20a,20b)는 하나의 객차량에 대해 4개의 실내기(10a,10b,10c,10d)와 2개의 실외기(20a,20b)가 냉매관(6)에 의해 상호 연결된 상태 즉, 하나의 실외기(20a)(또는 20b)에 2개의 실내기(10a,10c)(또는 10b,10d)가 각각 연결 구동된 상태로 본 발명의 철도차량용 냉난방 시스템을 구성하게 되는데, 이 때 상기 실외기(20a,20b)와 실내기(10a,10b,10c,10d)의 연결 상태에 있어 보다 바람직하게는 2개의 실외기(20a,20b) 중 1번 실외기(20a)는 1, 3번 실내기(10a,10c)와 각각 연결 구동되고, 2번 실외기(20b)는 2, 4번 실내기(10b,10d)와 각각 연결 구동되도록 이루어져 있다.Furthermore, the indoor units 10a, 10b, 10c, 10d and the outdoor units 20a, 20b installed inside and outside the ceiling of the railway vehicle have four indoor units 10a, 10b, 10c, 10d and 2 for one passenger vehicle. Two outdoor units 20a and 20b are interconnected by the refrigerant pipe 6, that is, two indoor units 10a and 10c (or 10b and 10d) are connected and driven to one outdoor unit 20a (or 20b), respectively. In this state, the air-conditioning system for railroad cars of the present invention is constructed. In this case, the outdoor units 20a and 20b and the indoor units 10a, 10b, 10c, and 10d are more preferably connected to two outdoor units 20a and 20b. 1) outdoor unit 20a is connected and driven with indoor units 1, 3 and 10a and 10c, respectively, and outdoor unit 2b is configured to be connected and driven with indoor units 10b and 10d, respectively.

이와 같이 구성된 본 발명의 철도차량용 냉난방 시스템의 구성요소 중 상기 실외기(20a,20b)는, 도 3에 도시한 바와 같이 철도차량의 천정 외측에 대기와 접하도록 설치 고정되는 케이스(21)와; 상기 케이스(21) 내에 장착되어 실외공기를 흡 입 및 송풍하는 실외팬(24)과; 상기 실외팬(24)과 결합된 구동모터(25) 및 이를 지지하는 모터 마운트(25a)와; 상기 케이스(21)의 일측에 설치되어 냉매를 고온고압으로 압축하는 압축기(5)와; 상기 실외팬(24) 주위에 대기와 접하도록 설치되어 실외팬(24) 구동에 의해 흡입된 실외공기와의 열교환작용을 통해 냉매를 응축 또는 증발시키는 실외열교환기(26a,26b,26c,26d)와; 상기 실외열교환기(26a,26b,26c,26d)의 각 냉매관(6) 사이에 설치되어 동절기시 실외열교환기(26a,26b,26c,26d) 측에 발생되는 성애를 제거하는 제상히터(27)로 구성되어 있다.The outdoor units 20a and 20b of the components of the air-conditioning system for a railway vehicle of the present invention configured as described above include a case 21 fixed to be installed in contact with the atmosphere outside the ceiling of the railway vehicle, as shown in FIG. 3; An outdoor fan (24) mounted in the case (21) to suck and blow outdoor air; A drive motor 25 coupled to the outdoor fan 24 and a motor mount 25a supporting the outdoor motor 24; A compressor (5) installed at one side of the case (21) to compress the refrigerant at high temperature and high pressure; Outdoor heat exchangers (26a, 26b, 26c, 26d) installed in contact with the atmosphere around the outdoor fan (24) to condense or evaporate the refrigerant through heat exchange with the outdoor air sucked by the outdoor fan (24). Wow; Defrost heater 27 is installed between the refrigerant pipes 6 of the outdoor heat exchangers 26a, 26b, 26c, and 26d to remove defrost generated on the outdoor heat exchangers 26a, 26b, 26c, and 26d during the winter season. It consists of).

여기서, 상기 케이스(21)의 경우 일측에 냉동사이클장치의 구성요소 중 실외팬(24) 및 실외열교환기(26a,26b,26c,26d)로부터 이격된 상태로 압축기(5)가 구획 설치되어 있으면서 상단 및 양측면이 개방된 구조로 이루어져 있는데, 이는 모터 마운트(25a)에 의해 지지되는 구동모터(25) 및 상기 구동모터(25)와 연결된 실외팬(24)을 케이스(21) 내부에 설치하기 용이하도록 함과 아울러, 상기 실외팬(24) 구동에 의해 케이스(21) 내부로 흡입되어 실외열교환기(26a,26b,26c,26d) 측으로 송풍되는 실외공기가 상기 실외열교환기(26a,26b,26c,26d) 내의 냉매와 열교환된 상태로 외부에 바로 배출될 수 있도록 하기 위함이다.Here, in the case 21, while the compressor 5 is partitioned on one side of the components of the refrigeration cycle apparatus, the compressor 5 is spaced apart from the outdoor fan 24 and the outdoor heat exchangers 26a, 26b, 26c, and 26d. The upper and both sides of the structure is open, which is easy to install the drive motor 25 supported by the motor mount (25a) and the outdoor fan 24 connected to the drive motor 25 in the case 21. In addition, the outdoor air sucked into the case 21 by driving the outdoor fan 24 and blown to the outdoor heat exchangers 26a, 26b, 26c, and 26d is supplied to the outdoor heat exchangers 26a, 26b, and 26c. And to be immediately discharged to the outside in heat exchange state with the refrigerant in (26d).

또한, 상기 케이스(21) 상단에는 외부 충격으로부터 실외팬(24) 및 실외열교환기(26a,26b,26c,26d)를 보호하기 위하여 실외기 덮개판(22)이 설치되어 있는데, 이 때 상기 실외기 덮개판(22)의 중앙에는 실외팬(24) 구동에 의한 실외공기를 케이스(21) 내부로 흡입하기 위한 실외공기 흡입구(23) 형성되어 있다.In addition, an outdoor unit cover plate 22 is installed at the top of the case 21 to protect the outdoor fan 24 and the outdoor heat exchangers 26a, 26b, 26c, and 26d from external shocks. In the center of the plate 22, an outdoor air inlet 23 for sucking outdoor air by driving the outdoor fan 24 into the case 21 is formed.

그리고, 상기 2개의 실외기(20a,20b) 테두리에는 외부공기가 실외기(20a,20b) 측으로의 유입 및 외부로의 배출이 원활하도록 함과 동시에 외부 충격으로부터 실외기(20a,20b)를 보호하기 위한 수단으로서 상단 및 양측면에 통기그릴(28a)이 설치된 덕트형태의 덮개부재(28)가 설치 고정되어 있다.Means for protecting the outdoor units 20a and 20b from external shocks while allowing outside air to flow into and out of the outdoor units 20a and 20b smoothly on the edges of the two outdoor units 20a and 20b. As an example, a cover member 28 in the form of a duct provided with ventilation grilles 28a on the top and both sides is fixed.

또한, 상기 각 실외기(20a,20b) 내에 설치된 실외열교환기(26a,26b,26c,26d)와 대응되는 실외팬(24)의 경우 실외열교환기(26a,26b,26c,26d) 측과 열교환작용이 이루어지는 실외공기의 유입량 및 송풍량 증가와 함께 열교환 효율이 향상될 수 있도록 하기 위하여 복수개로 이루어져 있다.In addition, the outdoor fan 24 corresponding to the outdoor heat exchangers 26a, 26b, 26c, and 26d installed in each outdoor unit 20a and 20b exchanges heat with the outdoor heat exchangers 26a, 26b, 26c and 26d. It is composed of a plurality in order to improve the heat exchange efficiency with the increase in the amount of inlet air flow and the air flow is made.

이와 더불어, 상기 실외열교환기(26a,26b,26c,26d)의 경우 개방된 케이스(21)의 양측면에 각각 설치될 수 있도록 평면 형태인 직육면체 구조로 형성되어 있는데, 이 때 상기 각 실외열교환기(26a,26b,26c,26d)는 철도차량의 천정 내측에 등간격으로 설치된 4개의 실내기(10a,10b,10c,10d) 중 2개의 실내기(10a,10c)(또는 10b,10d) 즉, 보다 바람직하게는 1번 실외기(20a)의 케이스(21) 양측면에 설치된 각 실외열교환기(26a,26c)의 경우 1, 3번 실내기(10a,10c)와 냉매관(6)을 통해 각기 독립적으로 연결되어 있으며, 상기 2번 실외기(20b)의 케이스(21) 양측면에 설치된 각 실외열교환기(26b,26d) 역시 2, 4번 실내기(10b,10d)와 냉매관(6)을 통해 각기 독립적으로 연결되어 있다.In addition, the outdoor heat exchangers 26a, 26b, 26c, and 26d are formed in a rectangular parallelepiped structure so as to be installed on both sides of the open case 21, wherein each of the outdoor heat exchangers ( 26a, 26b, 26c, and 26d are two indoor units 10a, 10c (or 10b, 10d) of the four indoor units 10a, 10b, 10c, and 10d installed at equal intervals inside the ceiling of the railway vehicle, that is, more preferably. For example, each of the outdoor heat exchangers 26a and 26c installed on both sides of the case 21 of the outdoor unit 20a may be independently connected to the indoor units 10a and 10c and the refrigerant pipe 6 respectively. Each of the outdoor heat exchangers 26b and 26d installed on both sides of the case 21 of the outdoor unit 20b is also independently connected to the indoor units 10b and 10d and the refrigerant pipe 6 respectively. have.

이의 경우 하나의 압축기(5)를 통해 토출되는 고온고압의 기상냉매는 1번 실외기(20a) 중 케이스(21)의 양측면에 설치된 각각의 실외열교환기(26a,26c)를 거쳐 이와 각기 연결된 각 실내기 즉, 1, 3번 실내기(10a,10c)로 유동한 후 다시 하나의 압축기(5)로 유동되는 등 하나의 압축기(5)를 포함한 각각의 냉동사이클을 이루게 되며, 상기 2번 실외기(20b) 역시 전술한 1번 실외기(20a)와 마찬가지로 상기 2번 실외기(20b) 측의 각 실외열교환기(26b,26d)와 2, 4번 실내기(10b,10d)가 각기 연결된 냉동사이클을 각각 이루게 된다.In this case, the high-temperature, high-pressure gas phase refrigerant discharged through one compressor (5) passes through each outdoor heat exchanger (26a, 26c) installed on both sides of the case (21) of the outdoor unit (20a), and each indoor unit connected thereto. That is, each of the refrigeration cycle including one compressor (5), such as the first and third indoor units (10a, 10c) and then flows to one compressor (5) again, the second outdoor unit (20b) Like the aforementioned outdoor unit 20a, the outdoor heat exchangers 26b and 26d of the second outdoor unit 20b and the indoor units 10b and 10d of the second and fourth indoor units 20b each form a refrigeration cycle.

한편, 본 발명의 철도차량용 냉난방 시스템의 구성요소 중 상기 실내기(10a,10b,10c,10d)는, 도 4에 도시한 바와 같이 철도차량의 천정 내측에 설치되는 케이스(11)와; 상기 케이스(11) 내에 장착되어 실내공기를 흡입 및 송풍하는 실내팬(15)과; 상기 실내팬(15) 주위에 설치되어 실내팬(15) 구동에 의해 흡입된 실내공기와의 열교환작용을 통해 냉매를 증발 또는 응축시키는 실내열교환기(16)와; 상기 실내팬(15) 하단에 연통되게 설치되어 실내팬(15) 구동에 의해 흡입된 실내공기 내의 오염물질을 필터링하는 필터부재(14)와; 상기 실내열교환기(16)로부터 발생된 응축수를 드레인관(17)을 통해 케이스(11) 외부로 강제 배출시키는 드레인펌프(18)로 구성되어 있다.On the other hand, the indoor unit (10a, 10b, 10c, 10d) of the components of the air-conditioning system for railroad cars of the present invention, as shown in Figure 4, the case 11 is installed inside the ceiling of the railroad car; An indoor fan 15 mounted in the case 11 to suck and blow indoor air; An indoor heat exchanger (16) installed around the indoor fan (15) to evaporate or condense the refrigerant through heat exchange with the indoor air sucked by the indoor fan (15); A filter member 14 installed in communication with a lower end of the indoor fan 15 to filter contaminants in indoor air sucked by driving the indoor fan 15; It is composed of a drain pump 18 for forcibly discharging the condensed water generated from the indoor heat exchanger 16 to the outside of the case 11 through the drain pipe 17.

여기서, 상기 케이스(11)의 경우 전체형상이 정사각인 카세트 형태로 이루어져 있으며, 상기 케이스(11) 하단 중앙에는 실내팬(15) 구동에 의해 케이스(11) 내부로 실내공기를 흡입할 수 있도록 실내공기 흡입구(12)가 형성되어 있다.Here, the case 11 is formed in the shape of a cassette having an overall shape of a square, and the center of the bottom of the case 11 is indoors to suck the indoor air into the case 11 by driving the indoor fan 15. An air intake 12 is formed.

또한, 상기 케이스(11) 하단의 사각 테두리에는 필터부재(14)를 통해 필터링된 청정공기 및 실내열교환기(16)와 열교환작용을 통해 형성된 냉, 온기를 실내로 토출시키기 위한 토출구(13)가 각각 형성되어 있다.In addition, a discharge port 13 for discharging cold and warm air formed through heat exchange with the clean air and the indoor heat exchanger 16 filtered through the filter member 14 is formed at a square edge of the bottom of the case 11. Each is formed.

이와 같이 구성된 케이스(11)의 경우 사각 테두리에 형성된 토출구(13)로부 터 실내팬(15) 및 실내열교환기(16)가 설치된 케이스(11)의 상단부는 철도차량의 청정 내부에 삽입되고 상기 토출구(13)로부터 실내공기 흡입구(12) 및 필터부재(14)가 설치된 케이스(11)의 하단부는 철도차량의 천정으로부터 실내측으로 돌출된 상태로 고정되어 상기 필터부재(14)를 통해 필터링된 청정공기 및 실내열교환기(16)와의 열교환을 통해 형성된 냉, 온기를 실내로 토출하는 등의 실내기(10a,10b,10c,10d) 설치가 이루어지게 된다.In the case 11 configured as described above, the upper end of the case 11 in which the indoor fan 15 and the indoor heat exchanger 16 are installed from the discharge opening 13 formed at the rectangular rim is inserted into the clean interior of the railway vehicle, and the discharge opening is formed. The lower end of the case 11, in which the indoor air inlet 12 and the filter member 14 are installed from 13, is fixed to protrude from the ceiling of the railroad vehicle to the interior and filtered through the filter member 14. And indoor units 10a, 10b, 10c, and 10d such as discharging cold and warm air formed through heat exchange with the indoor heat exchanger 16 to the room.

그리고, 상기 케이스(11) 내에 장착되어 실내공기를 흡입 및 실내열교환기(16) 측으로 송풍하는 실내팬(15)의 경우 팬(15) 구동에 의한 흡입력 작용에 따라 케이스(11) 하단 중앙에 형성된 실내공기 흡입구(12)를 통해 케이스(11) 내부로 유입된 실내공기를 방사상(放射狀)으로 토출하여 상기 팬(15) 주위에 설치된 실내열교환기(16)와 원활한 열교환작용이 이루어질 수 있도록 하기 위한 고효율 터보팬(Turbo Fan)으로 이루어져 있다.In the case of the indoor fan 15 mounted in the case 11 and blowing indoor air and blowing air toward the indoor heat exchanger 16, the indoor fan 15 is formed at the center of the bottom of the case 11 according to the suction force by the fan 15. Discharge the indoor air introduced into the case 11 through the indoor air inlet 12 in a radial manner so that a smooth heat exchange operation can be performed with the indoor heat exchanger 16 installed around the fan 15. It consists of a high efficiency turbo fan.

또한, 상기 실내열교환기(16)의 경우 정사각인 카세트 형태의 케이스(11) 내부에 설치될 수 있도록 각 모서리부가 곡면형태를 이루는 정사각 형태로 형성됨과 아울러 고효율 터보팬으로 이루어진 실내팬(15)으로부터 송풍되는 실내공기와의 열교환작용이 원활히 이루어질 수 있도록 상기 실내팬(15)의 주위 즉, 배출구가 형성된 실내팬(15)의 원주면을 감싸는 상태로 설치되며, 상기 실내팬(15) 구동에 의해 케이스(11) 내부로 흡입된 실내공기는 실내열교환기(16) 측으로 송풍되어 열교환을 통해 하절기엔 냉기로 동절기엔 온기로 변화되어 상기 케이스(11) 하단의 토출구(13)를 거쳐 실내로 토출되면서 실내의 냉방 및 난방이 이루어지게 된다.In addition, in the case of the indoor heat exchanger (16) from the indoor fan (15) which is formed in a square shape to form a curved shape each corner portion to be installed in the case 11 of the cassette-shaped square shape and high efficiency It is installed to surround the circumferential surface of the indoor fan 15 around the indoor fan 15, that is, the discharge port is formed so that the heat exchange action with the indoor air is blown smoothly, by driving the indoor fan 15 The indoor air sucked into the case 11 is blown to the indoor heat exchanger 16 to be changed into warmth in winter in cold season through heat exchange and discharged into the room through the outlet 13 in the bottom of the case 11. Cooling and heating of the room is achieved.

더욱이, 상기 실내열교환기(16)의 하단에는 실내공기와의 열교환작용으로 실내열교환기(16)의 표면에 생성되어 하방(下方)으로 낙하하는 응축수를 저장하기 위한 드레인팬(미도시)이 설치되어 있는데, 이 때 상기 드레인팬에 저장된 응축수는 드레인관(17)을 통해 상기 드레인팬과 연결된 드레인펌프(18)의 작동에 따라 상기 케이스(11) 외부로 강제 배출되게 된다.In addition, a drain pan (not shown) is installed at a lower end of the indoor heat exchanger 16 to store condensate generated on the surface of the indoor heat exchanger 16 by a heat exchange action with indoor air and falling downward. At this time, the condensed water stored in the drain pan is forcibly discharged to the outside of the case 11 according to the operation of the drain pump 18 connected to the drain pan through the drain pipe 17.

그리고, 상기 필터부재(14)의 경우 케이스(11) 하단 중앙에 형성된 실내공기 흡입구(12)와 연통되면서 실내팬(15) 하단에 설치되어 상기 실내팬(15) 구동에 의해 작용된 흡입력에 따라 실내공기 흡입구(12)를 거쳐 케이스(11) 내부로 흡입된 실내공기를 상기 실내팬(15) 주위에 설치된 실내열교환기(16) 측으로 송풍시키기에 앞서 상기 실내공기 내에 포함된 오염물질들을 걸러내는 필터링작업을 수행하기 위한 요소로서, 포집효율이 서로 다른 필터가 3단 구조 즉, 일반적으로 사용되는 프리필터(Pre filter)(14a)가 최하단에 위치되고, 중앙에 중성능의 카본필터(Carbon filter)(14b)가 설치되며, 최상단에 포집효율이 고성능인 헤파필터(Hepa filter)(14c)가 위치되는 등 3단 구조로 적층 형성되어 있다.In addition, the filter member 14 is installed at the bottom of the indoor fan 15 while communicating with the indoor air suction port 12 formed at the center of the bottom of the case 11, according to the suction force acted by the indoor fan 15 driving. Filtering contaminants contained in the indoor air prior to blowing the indoor air sucked into the case 11 through the indoor air inlet 12 toward the indoor heat exchanger 16 installed around the indoor fan 15. As a factor for performing the filtering operation, a filter having a different collection efficiency has a three-stage structure, that is, a commonly used pre-filter 14a is located at the bottom, and a neutral carbon filter at the center. ) 14b is provided, and a Hepa filter 14c having a high collection efficiency is positioned at the top thereof, and is stacked in a three-stage structure.

이와 더불어, 상기 실내팬(15)과 필터부재(14) 사이에는 상기 실내팬(15) 구동에 의해 케이스(11) 내부로 흡입되는 실내공기의 온도를 감지하여 냉,난방 성능을 증감시킬 수 있도록 온도감지센서(19)가 설치되어 있다.In addition, between the indoor fan 15 and the filter member 14 detects the temperature of the indoor air sucked into the case 11 by driving the indoor fan 15 to increase or decrease the cooling and heating performance. The temperature sensor 19 is provided.

그 다음, 본 발명의 철도차량용 냉난방 시스템의 구성요소 중 상기 냉동사이클장치는, 보통 하나의 기기에서 냉방과 난방을 겸용으로 사용할 수 있는 등 냉매의 발열 또는 응축열을 이용해 저온의 열원(熱源)을 고온으로 전달하는 냉방장치와 고온의 열원을 저온으로 전달하는 난방장치를 겸용으로 사용할 수 있는 히트펌프(Heat Pump)로서, 도 2a al 도 2b에 도시한 바와 같이 저온저압의 기상냉매를 고온고압의 기상냉매로 가압하는 하나의 압축기(5)와; 상기 압축기(5)로부터 토출된 고온고압의 기상냉매를 상온고압의 액상냉매로 응축시키는 실외열교환기(응축기)(26a,26b,26c,26d)와; 상기 실외열교환기(26a,26b,26c,26d)를 통해 토출된 상온고압의 액상냉매를 저온저압으로 단열 팽창시키는 팽창밸브(29)와; 상기 팽창밸브(29)를 통해 저온저압으로 단열 팽창된 액상상태의 냉매를 저온저압의 기상상태로 증발시키는 실내열교환기(증발기)(16)로 구성되어 있다.Next, the refrigeration cycle apparatus among the components of the air-conditioning system for railroad cars of the present invention is a high-temperature heat source using the heat generated from the refrigerant or the heat of condensation such as cooling and heating can be commonly used in one device. As a heat pump that can be used as a cooling device that delivers a high temperature heat source and a heating device that transmits a high temperature heat source at a low temperature, as shown in Figure 2a al 2b is a low-temperature low-pressure gas phase refrigerant at a high temperature and high pressure gas phase One compressor 5 for pressurizing with a refrigerant; An outdoor heat exchanger (condenser) (26a, 26b, 26c, 26d) for condensing the high temperature and high pressure gaseous refrigerant discharged from the compressor (5) into a liquid refrigerant at room temperature and high pressure; An expansion valve (29) for adiabatic expansion and expansion of the liquid refrigerant of room temperature and high pressure discharged through the outdoor heat exchanger (26a, 26b, 26c, 26d) to low temperature and low pressure; It consists of an indoor heat exchanger (evaporator) 16 for evaporating the liquid phase refrigerant insulated from the low temperature and low pressure through the expansion valve 29 to the gas phase state at low temperature and low pressure.

여기서, 본 발명의 철도차량용 냉난방 시스템을 이루는 실외기(20a,20b) 및 실내기(10a,10b,10c,10d)에 있어, 상기 실외기(20a,20b)에는 케이스(21) 일측에 분리 구획된 상태로 설치되는 압축기(5)와 더불어 실외팬(24)을 포함해 평면 형태로 형성된 실외열교환기(26a,26b,26c,26d)가 각각 케이스(21)의 양측면에 설치되고, 상기 실내기(10a,10b,10c,10d)에는 필터부재(14) 및 실내팬(15)을 포함해 팽창밸브(29) 및 정사각 형태로 형성된 실내열교환기(16)가 카세트 형태의 케이스(11) 내에 설치되며, 냉매관(6)에 의해 연결된 냉동사이클장치가 계절에 따른 즉, 하절기와 동절기시에 냉방 또는 난방운전으로 변환되도록 압축기(5)로부터 토출된 고온고압의 기상냉매의 흐름을 전환시키는 4웨이 밸브(7)가 상기 압축기(5)의 토출구측 냉매관(6) 상에 설치되어 있다.Here, in the outdoor unit (20a, 20b) and the indoor unit (10a, 10b, 10c, 10d) constituting the air-conditioning system for railroad cars of the present invention, the outdoor unit (20a, 20b) in a state partitioned on the case 21 one side Outdoor heat exchangers 26a, 26b, 26c, and 26d, which are formed in a planar shape including an outdoor fan 24, in addition to the compressor 5, are installed on both sides of the case 21, respectively, and the indoor units 10a and 10b. In the 10c and 10d, an expansion valve 29 and an indoor heat exchanger 16 formed in a square shape, including a filter member 14 and an indoor fan 15, are installed in a case 11 of a cassette form. Four-way valves 7 for switching the flow of the high-temperature, high-pressure gaseous refrigerant discharged from the compressor 5 so that the refrigeration cycle device connected by (6) is converted into cooling or heating operation according to seasons, that is, during summer and winter. Is provided on the discharge port side refrigerant pipe (6) of the compressor (5).

그리고, 본 발명의 철도차량용 냉난방 시스템의 구성요소 중 상기 컨트롤 배전반(30)은, 철도차량의 운전석(미도시) 일측에 설치되어 계절변화에 따라 냉, 온 기 및 청정공기를 공급할 수 있도록 철도차량용 냉난방 시스템을 제어하는 요소로서, 도 5에 도시한 바와 같이 사각함체로 이루어진 케이스(31)와; 상기 케이스(31) 상단에 설치되어 철도차량의 실내온도를 자동 조절하도록 온도조절버튼(32a)과 온도표시부(32b)를 구비한 자동온도조절장치(32)와; 상기 케이스(31) 전면(前面) 상단에 설치되어 청정공기 공급 및 냉, 난방운전을 실행하기 위한 각 운전버튼(33,34,35) 및 운전표시부(33a,34a,35a)와; 상기 케이스(31) 전면(前面) 중앙에 설치되어 전원을 온(on)/오프(off) 시키는 전원스위치(36)와; 상기 케이스(31) 전면(前面) 하단에 설치되어 냉, 난방운전을 전환하는 냉난방운전 전환스위치(37) 및 상기 냉매관(6)에 의해 실외기(20a,20b)와 실내기(10a,10b,10c,10d)가 상호 연결되어 시스템화된 제 1 냉난방시스템과 제 2 냉난방시스템의 구동을 온(on)/오프(off)시키는 제 1, 2 냉난방 구동스위치(38,39)로 구성되어 있다.In addition, the control switchboard 30 of the components of the heating and cooling system for a railroad vehicle of the present invention is installed on one side of a driver's seat (not shown) of the railroad car so as to supply cold, warm and clean air according to seasonal changes. As an element for controlling the heating and cooling system, as shown in Figure 5 and the case 31 made of a rectangular enclosure; A thermostat device (32) installed at the top of the case (31) and having a temperature control button (32a) and a temperature display portion (32b) to automatically adjust the indoor temperature of the railway vehicle; An operation button 33, 34, 35 and an operation display unit 33a, 34a, 35a installed at an upper end of the case 31 to execute clean air supply, cooling, and heating operation; A power switch (36) installed at the center of the front surface of the case (31) to turn on / off power; The outdoor unit 20a, 20b and the indoor unit 10a, 10b, 10c are installed at the bottom of the front surface of the case 31 by the air-conditioning operation switching switch 37 for switching the cooling and heating operation and the refrigerant pipe 6. And 10d) are composed of first and second air-conditioning driving switches 38 and 39 which turn on / off driving of the first air-conditioning system and the second air-conditioning system that are systemically connected to each other.

이에, 여름인 하절기시에는 전원스위치(36)를 온(on) 시킨 상태에서 철도차량 내부의 냉방을 위해 기관사가 컨트롤 배전반(30) 상단에 설치된 자동온도조절장치(32)를 통해 실내온도를 설정한 후 상기 케이스(31) 전면(前面) 상단에 설치된 각 운전버튼(33,34,35) 중 냉방운전을 위한 냉방버튼(34)을 누룬 후 상기 케이스(31) 전면(前面) 하단에 설치된 운전전환스위치를 냉방으로 전환하고 이웃한 제 1, 2 냉난방 구동스위치(38,39)를 온(on) 시킴으로써 냉매관(6)에 의해 1개의 실외기(20a)(또는 20b)와 2개의 실내기(10a,10c)(또는 10b,10d)가 상호 연결되어 시스템화된 냉난방장치 즉, 제 1, 2 냉난방시스템이 구동되면서 철도차량의 실내를 냉방하게 되는데, 이 때 상기 제 1, 2 냉난방 구동스위치(38,39) 모두를 온(on) 시킬 경우 실내 전체가 냉방이 이루어지게 되고, 두개의 냉난방 구동스위치(38,39) 중 제 1 냉난방 구동스위치(38) 또는 제 2 냉난방 구동스위치(39) 즉, 하나의 냉난방 구동스위치(38)(또는 39)만 온(on)시킬 경우 선택된 냉난방시스템의 구동에 의해 실내가 1/2만 냉방이 이루어지게 된다.Thus, during the summer season, the engineer sets the indoor temperature through the thermostat 32 installed on the control switchboard 30 for cooling the inside of the railway vehicle while the power switch 36 is turned on. After pressing the cooling button 34 for the cooling operation of each operation button (33, 34, 35) installed on the top of the front of the case 31, the operation installed on the bottom of the front of the case (31) One outdoor unit 20a (or 20b) and two indoor units 10a are switched by the refrigerant pipe 6 by switching the changeover switch to cooling and turning on adjacent first and second air-conditioning drive switches 38 and 39. (10c) (or 10b, 10d) is interconnected to systemize the heating and cooling system, that is, the first and second air-conditioning system is driven to cool the interior of the railway vehicle, wherein the first and second air-conditioning drive switch 38, 39) If you turn on all of them, the whole room is cooled. If only one air-conditioning drive switch 38 or 39 of the drive switches 38 and 39 is turned on, that is, only one air-conditioning drive switch 38 (or 39) is turned on. Only half of the room is cooled by the drive.

또한, 겨울인 동절기시에는 기관사가 컨트롤 배전반(30) 상단에 설치된 자동온도조절장치(32)를 통해 실내온도를 설정한 후 상기 케이스(31) 전면(前面) 상단에 설치된 각 운전버튼(33,34,35) 중 난방운전을 위한 난방버튼(35)을 누룬 후 상기 케이스(31) 전면(前面) 하단에 설치된 운전전환스위치를 난방으로 전환하고 이웃한 제 1, 2 냉난방 구동스위치(38,39)를 온(on) 시킴으로써 전술한 냉방에서와 마찬가지로 제 1, 2 냉난방시스템이 구동되면서 철도차량의 실내 전체 또는 1/2만 난방하게 된다.In addition, during the winter season, the engineer sets the room temperature through the thermostat 32 installed on the control panel 30, and then each operation button 33 installed on the front of the case 31. After pressing the heating button 35 for heating operation among the 34 and 35, the operation switching switch installed at the bottom of the front surface of the case 31 is switched to heating and the neighboring first and second air conditioning heating switches 38 and 39 By turning on), the first and second air-conditioning systems are operated as in the above-mentioned cooling system, thereby heating only the whole room or half of the railway vehicle.

이와 더불어, 봄·가을인 춘,추절기시에는 기관사가 컨트롤 배전반(30)의 케이스(31) 전면(前面) 상단에 설치된 각 운전버튼(33,34,35) 중 실내공기청정을 위한 청정공기버튼(33)을 누르게 되면 철도차량의 천정 내부에 설치된 각 실내기(10a,10b,10c,10d)의 실내팬(15)만 구동하면서 상기 각 실내기(10a,10b,10c,10d)의 케이스(11) 하단 중앙에 형성된 실내공기 흡입구(12)를 통해 실내공기를 흡입함과 동시에 필터부재(14)를 거쳐 상기 흡입된 실내공기 내의 오염물질을 걸러내는 필터링작용을 거친 후 상기 실내팬(15)의 송풍작용에 따른 상기 케이스(11) 하단의 사각 테두리에 형성된 토출구(13)를 통해 실내로 청정공기를 토출함으로써 쾌적한 실내환경을 이루게 된다.In addition, during the spring and autumn seasons, the engineer cleans the air for cleaning indoor air among the operation buttons 33, 34, and 35 installed on the front of the case 31 of the control switchboard 30. When the button 33 is pressed, only the indoor fan 15 of each indoor unit 10a, 10b, 10c, 10d installed inside the ceiling of the railway vehicle is driven, and the case 11 of each indoor unit 10a, 10b, 10c, 10d is driven. The indoor fan is sucked into the indoor air through the indoor air inlet 12 formed at the bottom center, and the filtering member 14 filters the contaminants in the sucked indoor air. By discharging the clean air into the room through the discharge port 13 formed on the rectangular border of the lower end of the case 11 in accordance with the blowing action to achieve a comfortable indoor environment.

이하, 본 발명의 철도차량용 냉난방 시스템의 작동과정을 도면과 대비하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation process of the air-conditioning system for a railway vehicle of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 6은 본 발명에 따른 철도차량용 냉난방 시스템의 냉방과정을 나타낸 상태도이고, 도 7은 본 발명에 따른 철도차량용 냉난방 시스템의 난방과정을 나타낸 상태도이며, 도 8은 본 발명에 따른 철도차량용 냉난방 시스템의 청정공기 공급과정을 나타낸 상태도이다.Figure 6 is a state diagram showing the cooling process of the heating and cooling system for a railway vehicle according to the invention, Figure 7 is a state diagram showing the heating process of the heating and cooling system for a railway vehicle according to the invention, Figure 8 is a heating and cooling system for a railway vehicle according to the invention This is a state diagram showing the process of supplying clean air.

먼저, 본 발명의 철도차량용 냉난방 시스템에 대한 냉방과정으로서, 기관사가 컨트롤 배전반(30)의 케이스(31) 전면(前面) 중앙에 설치된 전원스위치(36)를 온(on) 시킨 상태에서 철도차량 내부를 냉방시키기 위해 컨트롤 배전반(30) 상단에 설치된 자동온도조절장치(32)를 통해 실내온도를 설정한 다음 상기 케이스(31) 전면(前面) 상단에 설치된 각 운전버튼(33,34,35) 중 냉방운전을 위한 냉방버튼(34)을 누룬 후 상기 케이스(31) 전면(前面) 하단에 설치된 운전전환스위치를 냉방으로 전환함과 아울러 이웃한 제 1, 2 냉난방 구동스위치(38,39) 모두를 온(on) 시키게 되면, 도 2a에 도시된 냉방사이클과 같이 냉동사이클장치가 구동되는데, 이 때 상기 냉동사이클장치 중 압축기(5)의 토출구측 냉매관(6)에 설치된 4웨이 밸브(7)가 냉방사이클을 이룰 수 있도록 전환되면서 상기 압축기(5)로부터 토출된 고온고압의 기상냉매가 상기 4웨이 밸브(7)를 거쳐 실외기(20a,20b) 중 케이스(21)의 양측면에 설치된 각각의 실외열교환기(26a,26b,26c,26d)로 유동되어 실외팬(24)의 구동에 의해 흡입 송풍되는 실외공기와의 열교환작용에 따라 응축됨과 동시에 팽창밸브(29)로 유동 단열 팽창된 후 상기 각각의 실외열교환기(26a,26b,26c,26d)와 각기 연결 되면서 철도차량 천정 내부에 각기 독립적으로 설치된 실내기(10a,10b,10c,10d) 즉, 1번 실외기(20a)와 연결된 1, 3번 실내기(10a,10c)와 2번 실외기(20b)와 연결된 2, 4번 실내기(10b,10d) 내에 각기 설치된 실내열교환기(16)로 유동되어 실내팬(15) 구동에 의해 각 실내기(10a,10b,10c,10d) 내부로 흡입되어 실내열교환기(16) 측으로 송풍되는 실내공기와의 열교환작용에 따라 증발됨과 동시에 상기 각 실내열교환기(16) 주위의 실내공기가 냉기로 변화되어 상기 실내기(10a,10b,10c,10d) 하단의 사각 테두리에 형성된 토출구(13)를 통해 도 6과 같이 철도차량의 실내로 토출 공급되면서 실내 전체에 냉방이 이루어지게 된다.First, as a cooling process for the cooling and heating system for a railway vehicle of the present invention, the inside of the railway vehicle with the engineer turned on the power switch 36 installed in the center of the front surface of the case 31 of the control switchboard 30. To set the room temperature through the thermostat 32 installed on the top of the control switchboard 30 to cool the control panel of each of the operation buttons (33, 34, 35) installed on the top of the front (31) After pressing the cooling button 34 for cooling operation, the operation switching switch installed at the bottom of the front surface of the case 31 is switched to cooling, and both neighboring first and second air conditioning driving switches 38 and 39 are turned on. When turned on, the refrigerating cycle apparatus is driven as in the cooling cycle shown in FIG. 2A. At this time, the 4-way valve 7 installed in the refrigerant pipe 6 at the discharge port side of the compressor 5 of the refrigerating cycle apparatus is provided. Is converted to achieve a cooling cycle The high-temperature, high-pressure gaseous refrigerant discharged from the compressor (5) passes through the four-way valve (7) to each of the outdoor heat exchangers (26a, 26b, 26c) installed on both sides of the case (21) of the outdoor units (20a, 20b), 26d) is condensed according to the heat exchange action with the outdoor air sucked and blown by the driving of the outdoor fan 24 and at the same time flow-insulated and expanded by the expansion valve 29 and the respective outdoor heat exchangers 26a, 26b, 26c, 26d) and the indoor units 10a, 10b, 10c, and 10d respectively installed in the ceiling of the railroad vehicle independently, that is, indoor units 10 and 10c connected to the first outdoor unit 20a and the second indoor unit 10a. It flows into the indoor heat exchanger 16 installed in the indoor units 10b and 10d connected to the outdoor unit 20b, respectively, and is sucked into each indoor unit 10a, 10b, 10c, 10d by driving the indoor fan 15. And evaporated according to the heat exchange action with the indoor air blown to the indoor heat exchanger (16) and at the same time, the respective indoor heat exchangers (16) The indoor air of the air is changed to the cold air through the discharge port 13 formed in the rectangular border of the lower end of the indoor unit (10a, 10b, 10c, 10d) as shown in Figure 6 to be supplied to the interior of the railroad car to cool the entire room do.

여기서, 상기 제 1, 2 냉난방 구동스위치(38,39) 중 하나만 온(on) 시킬 경우 선택된 냉난방시스템의 구동에 의해 실내의 1/2만 냉방이 이루어지게 된다.Here, when only one of the first and second air conditioning driving switches 38 and 39 is turned on, only 1/2 of the room is cooled by driving the selected air conditioning system.

그 다음, 본 발명의 철도차량용 냉난방 시스템에 대한 난방과정으로서, 전술한 냉방과정에서와 마찬가지로 기관사가 컨트롤 배전반(30)의 케이스(31) 전면(前面) 중앙에 설치된 전원스위치(36)를 온(on) 시킨 상태에서 철도차량 내부를 난방시키기 위해 컨트롤 배전반(30) 상단에 설치된 자동온도조절장치(32)를 통해 실내온도를 설정한 다음 상기 케이스(31) 전면(前面) 상단에 설치된 각 운전버튼(33,34,35) 중 난방운전을 위한 난방버튼(35)을 누룬 후 상기 케이스(31) 전면(前面) 하단에 설치된 운전전환스위치를 난방으로 전환함과 아울러 이웃한 제 1, 2 냉난방 구동스위치(38,39) 모두를 온(on) 시키게 되면, 도 2b에 도시된 난방사이클과 같이 냉동사이클장치가 구동되는데, 이 때 상기 냉동사이클장치 중 압축기(5)의 토출구측 냉매관(6)에 설치된 4웨이 밸브(7)가 난방사이클을 이룰 수 있도록 전환 되면서 상기 압축기(5)로부터 토출된 고온고압의 기상냉매가 상기 4웨이 밸브(7)를 거쳐 철도차량의 천정 내부에 각각 독립적으로 설치된 각 실내기(10a,10b,10c,10d) 내의 실내열교환기(16) 측으로 유동되어 실내팬(15) 구동에 의해 각 실내기(10a,10b,10c,10d) 내로 흡입되어 실내열교환기(16) 측으로 송풍되는 실내공기와의 열교환작용에 따라 응축됨과 동시에 상기 각 실내열교환기(16) 주위의 실내공기가 온기로 변화되어 상기 각 실내기(10a,10b,10c,10d) 하단의 사각 테두리에 형성된 토출구(13)를 통해 도 7과 같이 철도차량의 실내로 토출 공급되면서 실내 전체에 난방이 이루어지게 되고, 상기 각 실내열교환기(16)를 통해 응축된 냉매는 팽창밸브(29)를 거쳐 단열 팽창 후 상기 각 실내기(10a,10b,10c,10d)와 각기 연결된 실외기(20a,20b) 즉, 1, 3번 실내기(10a,10c)와 연결된 1번 실외기(20a)와 2, 4번 실내기(10b,10d)와 연결된 2번 실외기(20b)의 양측면에 설치된 각각의 실외열교환기(26a,26b,26c,26d) 측으로 유동되어 실외팬(24) 구동에 의해 흡입 송풍되는 실외공기와의 열교환작용에 따라 증발되어 압축기(5)로 재 유입되게 된다.Next, as a heating process for the cooling and heating system for a railway vehicle of the present invention, as in the cooling process described above, the engineer turns on the power switch 36 installed in the center of the front of the case 31 of the control switchboard 30 ( On to set the room temperature through the thermostat 32 installed on the top of the control switchboard 30 in order to heat the inside of the railway vehicle, and then each operating button installed on the front of the case 31 After pressing the heating button 35 for heating operation among the 33, 34, and 35, the operation switching switch installed at the bottom of the front surface of the case 31 is switched to heating and the neighboring first and second air-conditioning driving When both of the switches 38 and 39 are turned on, the refrigeration cycle apparatus is driven as in the heating cycle shown in FIG. 2B, and at this time, the refrigerant pipe 6 at the discharge port side of the compressor 5 of the refrigeration cycle apparatus. 4-way valve (7) Each indoor unit (10a, 10b, 10c, 10d) installed in the ceiling of a railroad car independently of the high-temperature, high-pressure gas phase refrigerant discharged from the compressor (5) while being switched to achieve a cycle through the four-way valve (7) Flows to the indoor heat exchanger (16) in the inside) and is sucked into each indoor unit (10a, 10b, 10c, 10d) by driving the indoor fan (15) in accordance with the heat exchange action with the indoor air blown to the indoor heat exchanger (16) side At the same time, the indoor air around each indoor heat exchanger (16) is changed to warmth, and the railway vehicle as shown in FIG. 7 through a discharge port (13) formed at a square rim of the lower end of each indoor unit (10a, 10b, 10c, 10d). The discharge is supplied to the interior of the room is heated to the entire room, the refrigerant condensed through each of the indoor heat exchanger (16) after the adiabatic expansion through the expansion valve 29 and the respective indoor units (10a, 10b, 10c, 10d) ) And outdoor units 20a and 20b respectively connected to Each of the outdoor heat exchangers 26a, 26b and 26c installed on both sides of the outdoor unit 20a connected to the third indoor unit 10a and 10c and the outdoor unit 20b connected to the second and fourth indoor units 10b and 10d. 26d) is evaporated and re-introduced into the compressor 5 according to the heat exchange action with the outdoor air that is sucked and blown by driving the outdoor fan 24.

여기서, 상기 제 1, 2 냉난방 구동스위치(38,39) 중 하나만 온(on) 시킬 경우 전술한 냉방과정에서와 마찬가지로 선택된 냉난방시스템의 구동에 의해 실내의 1/2만 난방이 이루어지게 된다.In this case, when only one of the first and second air-conditioning driving switches 38 and 39 is turned on, only 1/2 of the room is heated by the selected air-conditioning system as in the above-described cooling process.

마지막으로, 본 발명의 철도차량용 냉난방 시스템에 대한 청정공기 공급과정으로서, 주로 봄·가을인 춘,추절기시에 사용되게 되는데, 이 때 상기한 청정공기 공급과정은 앞서 기술한 냉방과정과 난방과정에서도 실내기(10a,10b,10c,10d) 내의 송풍팬 작동시 상기 실내기(10a,10b,10c,10d) 하단 중앙의 실내공기 흡입구(12)를 통해 내부로 흡입될 때 필터부재(14)에 의해 실내공기 내의 오염물질을 걸러내는 필터링작용이 이루어짐에 따라 자연적으로 청정공기와 실내열교환기(16) 내의 냉매간에 열교환이 이루어지면서 형성된 냉기 또는 온기가 철도차량의 실내로 토출되게 되며, 이와는 별도로 본 발명의 철도차량용 냉난방 시스템을 통한 봄·가을인 춘,추절기시의 청정공기 공급과정에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Finally, as a clean air supply process for the cooling and heating system for railroad cars of the present invention, it is mainly used during the spring and autumn in the spring and autumn, wherein the clean air supply process described above is the cooling process and heating process Even when the blower fan in the indoor unit (10a, 10b, 10c, 10d) is operated by the filter member (14) when sucked into the interior through the indoor air inlet 12 of the lower center of the indoor unit (10a, 10b, 10c, 10d) As the filtering action is performed to filter contaminants in the indoor air, cold or warm air formed by heat exchange between the clean air and the refrigerant in the indoor heat exchanger 16 is discharged to the interior of the railway vehicle. A detailed description will be given of the clean air supply process in the spring and autumn seasons in the spring and autumn seasons.

먼저, 기관사가 컨트롤 배전반(30)의 케이스(31) 전면(前面) 상단에 설치된 각 운전버튼(33,34,35) 중 실내공기청정을 위한 청정공기버튼(33)을 누르게 되면, 철도차량의 천정 내부에 각기 독립적으로 설치된 각 실내기(10a,10b,10c,10d)의 실내팬(15)만 구동하면서 흡입력 작용에 따라 상기 각 실내기(10a,10b,10c,10d)의 하단 중앙에 형성된 실내공기 흡입구(12)를 통해 실내공기를 흡입하게 되고, 상기 흡입된 실내공기는 상기 실내공기 흡입구(12)의 상단에 설치된 필터부재(14)를 거쳐 상기 실내공기 내의 오염물질을 걸러내는 필터링작용이 이루어지면서 상기 실내팬(15) 내부로 흡입됨과 동시에 상기 실내팬(15)의 송풍작용을 통해 각 실내기(10a,10b,10c,10d) 하단의 사각 테두리에 형성된 토출구(13)를 통해 도 8과 같이 철도차량의 실내로 청정공기를 토출함으로써 쾌적한 실내환경을 이룰 수 있다.First, when the engineer presses the clean air button 33 for the indoor air cleaning among the operation buttons 33, 34, and 35 installed on the upper front of the case 31 of the control switchboard 30, Indoor air formed at the bottom center of each indoor unit (10a, 10b, 10c, 10d) in accordance with the suction force while driving only the indoor fan (15) of each indoor unit (10a, 10b, 10c, 10d) independently installed inside the ceiling The indoor air is sucked through the inlet 12, and the sucked indoor air is filtered to filter contaminants in the indoor air through a filter member 14 installed at an upper end of the indoor air inlet 12. While being sucked into the indoor fan 15 and blowing at the same time as the indoor fan 15 through the discharge holes 13 formed in the rectangular edges at the bottom of each indoor unit 10a, 10b, 10c, 10d, as shown in FIG. Pleasant room by discharging clean air into the interior of railway vehicles I can achieve my environment.

이상에서와 같이 상술한 실시예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만 상기 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.As described above, the above-described embodiments are described with reference to the most preferred examples of the present invention, but are not limited to the above embodiments, and it will be apparent to those skilled in the art that various modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. .

본 발명의 철도차량용 냉난방 시스템은, 히터펌프 방식 즉, 4웨이 밸브에 의해 냉, 난방 운전이 전환 가능한 냉난방 시스템을 철도차량의 천정에 설치하되, 냉매관에 연결된 냉동사이클장치 중 압축기 및 실외열교환기, 실외팬이 구비된 실외기는 철도차량의 천정 외측 중앙에 설치되고, 실내열교환기, 팽창밸브, 실내팬, 필터부재가 구비된 실내기는 철도차량의 각 출입구와 대응되도록 천정 내측에 등간격으로 설치함으로써, 종래 냉방장치와 난방장치가 철도차량의 천정 내부와 좌석이 설치된 바닥면의 양측면으로 분리 설치됨에 따라 한정된 철도차량의 내부공간을 확대 개선할 수 있음과 아울러 이를 통한 내부공간의 활용도 역시 증가시킬 수 있는 등의 탁월한 효과가 있다.In the heating and cooling system for a railway vehicle of the present invention, a heating and cooling system that can switch between cooling and heating operations by a four-way valve is installed on the ceiling of a railway vehicle, but a compressor and an outdoor heat exchanger among refrigeration cycle devices connected to a refrigerant pipe. , The outdoor unit with outdoor fan is installed at the center of the ceiling outside of the railway vehicle, and the indoor unit with the indoor heat exchanger, expansion valve, indoor fan, and filter member is installed at equal intervals inside the ceiling so as to correspond to each entrance and exit of the railway vehicle. As a result, the conventional air conditioner and the heating system are separately installed on both sides of the ceiling of the railroad car and the bottom of the floor where the seat is installed, thereby expanding and improving the interior space of the limited railroad car and increasing the utilization of the interior space. It can have an excellent effect.

또한, 본 발명의 경우 히트펌프 방식인 철도차량용 냉난방 시스템을 통해 하절기 및 동절기시에는 실내기의 토출구를 통해 냉, 온기를 토출하여 실내의 냉, 난방이 이루어지도록 하고, 춘추절기시에는 실내기 내의 실내팬만을 구동시켜 필터부재를 통해 오염물질이 걸러진 청정공기를 실내기의 토출구를 통해 토출하는 등 계절변화에 따른 철도차량의 실내환경을 보다 쾌적하게 조성함과 아울러, 상기와 같이 쾌적하게 조성된 실내환경에 의해 승객이 장시간 탑승하더라도 불편함 없이 쾌적한 상태 그대로 철도차량을 이용할 수 있는 등의 효과 역시 있다.In addition, in the case of the present invention through the air-conditioning system for railroad cars of the heat pump system during the summer and winter season, the cooling and hot air is discharged through the outlet of the indoor unit so that the indoor cooling and heating is performed, and the indoor fan in the indoor unit during the spring and summer seasons. By driving the bay and discharging the clean air filtered through the filter member through the discharge port of the indoor unit, the indoor environment of the railroad car according to the seasonal change is made more comfortable, and in addition to the comfortable indoor environment as described above. As a result, even if a passenger boards for a long time, it is also possible to use a railway vehicle as it is without inconvenience.

그리고, 본 발명의 경우 냉난방 시스템을 이루는 실내기 및 실외기가 철도차량의 천정 내, 외측에 설치되어 있기 때문에 상기한 냉난방 시스템의 고장유무 점검 및 고장 수리시 실내기 및 실외기가 설치된 철도차량의 천정부에서 모두 이루어짐에 따라 상기 점검 및 수리에 대한 작업시간 및 작업공정이 냉방장치와 난방장치 가 상호 분리되어 철도차량의 천정 내부와 좌석이 설치된 바닥 양측면에 설치되었던 종래에 비해 크게 단축됨과 아울러, 상기 냉난방 시스템의 고장유무 점검 및 고장 수리를 간편하게 수행할 수 있는 효과 등도 있다.In the present invention, since the indoor and outdoor units forming the air-conditioning system are installed inside and outside the ceiling of the railway vehicle, both the indoor and outdoor units are installed at the ceiling of the railway vehicle in which the indoor and outdoor units are installed. As a result, the working time and work process for the inspection and repair are greatly shortened compared to the conventional ones in which air conditioners and heating devices are separated from each other and installed on both sides of the ceiling of the railroad car and the floor where the seats are installed. There is also an effect that can easily check the presence and troubleshooting.

Claims (10)

실외팬을 구비하면서 철도차량의 천정 외측 중앙에 대기와 접하도록 설치된 실외기와;An outdoor unit having an outdoor fan and installed in contact with the atmosphere at the center outside the ceiling of the railway vehicle; 상기 철도차량의 각 출입구측과 대응되도록 천정 내측에 등간격으로 설치됨과 아울러 실내팬을 구비하면서 냉, 온기 및 필터링된 청정공기를 실내에 토출하는 실내기와;An indoor unit installed at equal intervals inside the ceiling so as to correspond to each entrance and exit side of the railway vehicle, and having an indoor fan and discharging cold, warm, and filtered clean air to the interior; 냉매관에 의해 상호 연결된 상태로 실내기 및 실외기 내에 설치되어 실내외 공기와 냉매간의 열교환을 통해 응축 및 증발작용을 이루는 냉동사이클장치와;A refrigeration cycle apparatus installed in the indoor unit and the outdoor unit in a state connected to each other by the refrigerant pipe to condense and evaporate through heat exchange between the indoor and outdoor air and the refrigerant; 계절에 따라 냉동사이클장치 구동에 의한 운전방식이 냉방 또는 난방으로 변환되도록 압축기로부터 토출된 고온고압의 냉매 흐름을 전환시키는 4웨이 밸브와;A four-way valve for switching the high-temperature, high-pressure refrigerant flow discharged from the compressor so that the operation method by driving the refrigeration cycle apparatus is converted into cooling or heating depending on the season; 상기 실내기를 통해 실내로 토출되는 공기를 계절변화에 따라 냉, 온기 및 청정공기로 구분하여 공급하도록 제어하는 컨트롤 배전반으로 구성되되,Consists of a control switchgear to control the air discharged to the room through the indoor unit to supply the cold, warm and clean air according to the seasonal change, 상기 실외기는 철도차량의 천정 외측에 고정되는 케이스와; 상기 케이스 내에 장착되어 실외공기를 흡입 및 송풍하는 실외팬과; 상기 실외팬과 결합된 구동모터 및 이를 지지하는 모터 마운트와; 상기 케이스의 일측에 설치되어 냉매를 고온고압으로 압축하는 압축기와; 상기 실외팬 주위에 대기와 접하도록 설치되어 실외팬 구동에 의해 흡입된 실외공기와의 열교환작용을 통해 냉매를 응축 또는 증발시키는 실외열교환기와; 상기 실외열교환기의 각 냉매관 사이에 설치되어 동절기시 실외열교환기 측에 발생되는 성애를 제거하는 제상히터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 철도차량용 냉난방 시스템. The outdoor unit is a case fixed to the outside of the ceiling of the railway vehicle; An outdoor fan mounted in the case to suck and blow outdoor air; A drive motor coupled with the outdoor fan and a motor mount supporting the outdoor fan; A compressor installed at one side of the case to compress the refrigerant at high temperature and high pressure; An outdoor heat exchanger installed around the outdoor fan to be in contact with the atmosphere to condense or evaporate the refrigerant through heat exchange with the outdoor air sucked by the outdoor fan; And a defrost heater installed between each refrigerant pipe of the outdoor heat exchanger to remove defrost generated on the outdoor heat exchanger side during the winter season . 제 1 항에 있어서, 상기 철도차량의 천정 내, 외측에 설치된 실내기 및 실외기는 하나의 객차량에 대해 4개의 실내기와 2개의 실외기가 냉매관에 의해 상호 연결된 상태로 설치되되, 하나의 실외기에 2개의 실내기가 각각 연결 구동되는 것을 특징으로 하는 철도차량용 냉난방 시스템.According to claim 1, The indoor unit and the outdoor unit installed on the outside of the ceiling of the railway vehicle, the four indoor unit and the two outdoor units are installed in a state connected to each other by a refrigerant pipe for one passenger vehicle, Heating and cooling system for a railway vehicle, characterized in that the two indoor units are connected and driven. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 실외팬은 실외열교환기 측과 열교환작용이 이루어지는 실외공기의 유입량 및 송풍량 증가와 함께 열교환 효율이 향상될 수 있도록 복수개로 이루어진 것을 특징으로 하는 철도차량용 냉난방 시스템. The air-conditioning system for a railway vehicle according to claim 1, wherein the outdoor fan includes a plurality of outdoor fans so that heat exchange efficiency is improved along with an increase in an inflow rate and an airflow amount of the outdoor air in which heat exchange is performed with the outdoor heat exchanger. 제 1 항에 있어서, 상기 케이스 상단에는 외부 충격으로부터 실외팬 및 실외열교환기를 보호할 수 있도록 중앙에 실외공기 흡입구가 형성된 실외기 덮개판이 설치되고, 상기 케이스 양측면은 실외팬 구동에 의해 케이스 내부로 흡입되어 실외열교환기 측으로 송풍되는 실외공기가 상기 실외열교환기 내의 냉매와 열교환된 상태로 외부에 바로 배출되도록 개방된 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 철도차량용 냉난방 시스템. According to claim 1 , The top of the case is provided with an outdoor unit cover plate having an outdoor air inlet formed in the center to protect the outdoor fan and the outdoor heat exchanger from the external shock, both sides of the case is sucked into the case by the outdoor fan drive An air conditioner system for a railway vehicle, characterized in that the outdoor air blown to the outdoor heat exchanger is open to be discharged directly to the outside in heat exchange with the refrigerant in the outdoor heat exchanger. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 실내기는 철도차량의 천정 내측에 설치되는 카세트 형태의 케이스와;According to claim 1 or 2, wherein the indoor unit and the cassette-shaped case is installed inside the ceiling of the railway vehicle; 상기 케이스 내에 장착되어 실내공기를 흡입 및 송풍하는 실내팬과;An indoor fan mounted in the case to suck and blow indoor air; 상기 실내팬 주위에 설치되어 실내팬 구동에 의해 흡입된 실내공기와의 열교환작용을 통해 냉매를 증발 또는 응축시키는 실내열교환기와;An indoor heat exchanger installed around the indoor fan to evaporate or condense the refrigerant through heat exchange with the indoor air sucked by the indoor fan; 상기 실내팬 하단에 연통되게 설치되어 실내팬 구동에 의해 흡입된 실내공기 내의 오염물질을 필터링하는 필터부재와;A filter member installed in communication with a lower end of the indoor fan to filter contaminants in the indoor air sucked by the indoor fan drive; 상기 실내열교환기로부터 발생된 응축수를 드레인관을 통해 케이스 외부로 강제 배출시키는 드레인펌프를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 철도차량용 냉난방 시스템.And a drain pump for forcibly discharging condensate generated from the indoor heat exchanger to the outside of the case through a drain pipe. 제 6 항에 있어서, 상기 송풍팬과 필터부재 사이에는 실내팬 구동에 의해 케이스 내부로 흡입되는 실내공기의 온도를 감지하여 냉난방 성능을 증감시키기 위한 온도감지센서가 설치된 것을 특징으로 하는 철도차량용 냉난방 시스템.The air-conditioning system for a railway vehicle according to claim 6, wherein a temperature sensor is installed between the blower fan and the filter member to increase and decrease air-conditioning performance by detecting a temperature of indoor air sucked into the case by an indoor fan drive. . 제 6 항에 있어서, 상기 케이스 하단 중앙에는 실내팬 구동에 의해 케이스 내부로 실내공기를 흡입하기 위한 실내공기 흡입구가 형성되고, 상기 케이스 하단 각 테두리에는 필터부재를 통해 필터링된 청정공기 및 실내열교환기와 열교환작용 을 통해 형성된 냉, 온기를 실내로 토출시키기 위한 토출구가 각각 형성된 것을 특징으로 하는 철도차량용 냉난방 시스템.The air conditioner of claim 6, wherein an indoor air inlet is formed at the center of the bottom of the case to suck the indoor air into the case by driving an indoor fan, and each of the bottom edges of the case is filtered with a clean air and an indoor heat exchanger. Cooling and heating system for a railway vehicle, characterized in that each discharge port for discharging the cold, warm air formed through the heat exchange action is formed. 제 6 항에 있어서, 상기 필터부재는 포집효율이 서로 다른 필터가 3단 구조로 적층된 것을 특징으로 하는 철도차량용 냉난방 시스템.The air-conditioning system for a railway vehicle according to claim 6, wherein the filter member has a three-stage structure in which filters having different collection efficiencies are stacked. 제 1 항에 있어서, 상기 컨트롤 배전반은 케이스와;The apparatus of claim 1, wherein the control switchboard comprises: a case; 상기 케이스 상단에 설치되어 철도차량의 실내온도를 자동 조절하도록 온도조절버튼과 온도표시부를 구비한 자동온도조절장치와;An automatic temperature control device installed at an upper end of the case and having a temperature control button and a temperature display unit for automatically adjusting the indoor temperature of the railway vehicle; 상기 케이스 전면(前面) 상단에 설치되어 청정공기 공급 및 냉, 난방운전을 실행하기 위한 각 운전버튼 및 운전표시부와;An operation button and an operation display unit installed at an upper end of the case to execute clean air supply and cooling and heating operation; 상기 케이스 전면(前面) 중앙에 설치되어 전원을 온(on)/오프(off) 시키는 전원스위치와;A power switch installed at a center of the front of the case to turn on / off a power; 상기 케이스 전면(前面) 하단에 설치되어 냉, 난방운전을 전환하는 운전전환스위치 및 상기 냉매관에 의해 실외기와 실내기가 상호 연결되어 시스템화된 제 1 냉난방시스템과 제 2 냉난방시스템의 구동을 온(on)/오프(off)시키는 제 1, 2 냉난방 구동스위치로 구성된 것을 특징으로 하는 철도차량용 냉난방 시스템.Installed on the lower side of the front of the case and the operation switching switch for switching the cooling and heating operation and the refrigerant pipe connected to the outdoor unit and the indoor unit is interconnected by the system to turn on the driving of the first air conditioning system and the second air conditioning system (on) The heating and cooling system for a railway vehicle, characterized in that consisting of the first and second air-conditioning driving switch to turn on / off.
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