RU34706U1

RU34706U1 - INSTALLATION OF AIR CONDITIONING OF PASSENGER CARS WITH HEAT PUMP HEATING MODE

Info

Publication number: RU34706U1
Application number: RU2003123381/20U
Authority: RU
Inventors: В.Н. Саверин; И.А. Родионов; В.А. Жариков; С.А. Гаранов; С.П. Закатов
Original assignee: Зао "Лантеп"
Priority date: 2003-08-05
Filing date: 2003-08-05
Publication date: 2003-12-10

Description

Полезная модель относится к средствам кондиционирования воздуха, преимущественно для кондиционирования воздуха в пассажирских вагонах на железных дорогах.The utility model relates to air conditioning, mainly for air conditioning in passenger cars on railways.

Известен бытовой кондиционер, содержащий компрессор, подключенный со стороны выхода из него сжатого хладагента к конденсатору, последний посредством жидкостной магистрали подключен через дроссельное устройство к испарителю, который в свою очередь подключен к входу компрессора, (см., авторское свидетельство СССР 1800237, кл. F 24 F 5/00, 07.03.1993).A household air conditioner is known that contains a compressor connected from the outlet of the compressed refrigerant to the condenser; the latter is connected via a liquid line through a throttle device to an evaporator, which in turn is connected to the compressor inlet (see USSR copyright certificate 1800237, class F 24 F 5/00, 03/07/1993).

Данный кондиционер позволяет использовать его для охлаждения или нагрева воздуха в помещении. Однако эффективность его работы недостаточно велика, что связано с тем, что при работе кондиционера используется только естественная циркуляция воздуха в помещении.This air conditioner allows you to use it to cool or heat indoor air. However, the efficiency of its work is not large enough, due to the fact that when the air conditioner is used, only the natural air circulation in the room is used.

Наиболее близким техническим решением к полезной модели является бытовой холодопроизводящий комплекс, содержащий компрессор, подключенный со стороны выхода из него сжатого хладагента к конденсатору, последний посредством жидкостной магистрали подключен через дроссельное устройство к испарителю, который в свою очередь подключен к входу компрессора, при этом испаритель и конденсатор выполнены с вентиляторами для принудительной подачи через них воздуха, (см. патент РФ 2084785, кл. F 25 D 11/02, 20.07.1997)/The closest technical solution to the utility model is a domestic refrigeration complex containing a compressor connected from the outlet of the compressed refrigerant to the condenser, the latter is connected through the throttle to an evaporator, which in turn is connected to the compressor inlet, while the evaporator and the condenser is made with fans for forced air supply through them, (see RF patent 2084785, CL F 25 D 11/02, 07/20/1997) /

В данном техническом решении при кондиционировании воздуха используют его принудительную циркуляцию в помещении, что интенсифицирует процесс охлаждения воздуха. Однако данныйIn this technical solution, when air conditioning is used, its forced circulation in the room, which intensifies the process of air cooling. However, this

кондиционер не позволяет нагревать воздух в помещении, что сужает его возможности.air conditioning does not allow heating the air in the room, which narrows its capabilities.

Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является расширение функциональных возможностей установки и повышение надежности её работы.The task to which the real utility model is directed is to expand the functionality of the installation and increase the reliability of its operation.

Указанная задача решается за счет того, что установка кондиционирования воздуха пассажирских вагонов содержит компрессор, подключенный со стороны выхода из него сжатого хладагента к конденсатору, последний посредством жидкостной магистрали подключен через дроссельное устройство к испарителю, который в свою очередь подключен к входу компрессора, при этом испаритель и конденсатор выполнены с вентиляторами для принудительной подачи через них воздуха, а установка содержит два параллельно подключенных к выходу компрессора конденсатора, два параллельно подключенных к входу компрессора испарителя и две жидкостные магистрали, на каждой из которых между конденсатором и дроссельным устройством установлен фильтр-осушитель, и на одной из этих магистралей установлено смотровое стекло, за каждым из испарителей по ходу движения подаваемого в помещение потока воздуха установлены калорифер системы водяного отопления и электрокалорифер, а со стороны входа в компрессор установлен фильтр газообразного хладагента, при этом в качества компрессора использовано два параллельно установленных спиральных компрессора на входе в которые установлен отделитель жидкости, а на выходе отделитель масла, подключенный посредством трубопровода возврата масла к входу в компрессоры, причем кондиционер снабжен двумя байпасными трубопроводами посредством которых выход компрессоров через вентиль подключен к испарителям, вход компрессоров через вентиль подключен к конденсаторам с возможностью отключения при этом выхода компрессоров от конденсаторов и входа компрессоров от испарителей.This problem is solved due to the fact that the air conditioning installation of passenger cars contains a compressor connected from the outlet of the compressed refrigerant to the condenser, the latter is connected through the throttle to the evaporator, which in turn is connected to the compressor inlet, while the evaporator and the condenser is made with fans for forced air supply through them, and the installation contains two condenser in parallel connected to the compressor output, two evaporators connected in parallel to the compressor inlet and two liquid lines, on each of which a filter dryer is installed between the condenser and the throttle device, and a sight glass is installed on one of these lines, a heater is installed behind each of the evaporators in the direction of the air flow water heating systems and an electric air heater, and a gaseous refrigerant filter is installed on the compressor inlet side, while two parallel units are used as the compressor The new scroll compressors are equipped with a liquid separator at the inlet and an oil separator at the outlet, connected via an oil return pipe to the compressor inlet, the air conditioner is equipped with two bypass pipelines, through which the compressor output through the valve is connected to the evaporators, the compressor input through the valve is connected to the condensers with the possibility of disconnecting the compressor output from the condensers and the compressor input from the evaporators.

Кондиционер может быть снабжен преобразователем частоты с возможностью изменения частоты от 40 до 60 Гц при постоянном отношении напряжения питания двигателя к частоте тока.The air conditioner can be equipped with a frequency converter with the ability to change the frequency from 40 to 60 Hz with a constant ratio of the motor voltage to the current frequency.

Анализ работы различного рода установок кондиционирования показывает, что в зависимости от ситуации необходимо охлаждать воздух в помещениях или нагревать его. Особенно актуальна эта проблема при использовании кондиционеров в транспортных средствах, в частности в железнодорожных пассажирских вагонах. В ходе движения поезда, особенно в межсезонье, часто происходит изменение погодных условий, поезд может пересекать различные климатические зоны. Кроме того, большое количество пассажиров находится в довольно тесных помеш;ениях. Все это накладывает дополнительные требования к установкам по созданию микроклимата в помещениях пассажирских вагонов, например в купе. Выполнение кондиционера с возможностью использования его как для охлаждения, так и для нагрева подаваемого в помещение воздуха, а также снабжение установки калорифером системы водяного отопления и электрокалорифером позволяет поддерживать комфортные условия для пассажиров независимо от погодных условий. Дополнительные возможности открываются за счет использования преобразователя частоты для привода двигателя компрессора с возможностью изменения частоты тока от 40 до 60 Гц. Как следствие была создана экономичная в энергопотреблении климатическая установка. Повышению надежности работы установки и улучшению условий для ее ремонта и модернизации способствует выполнение установки в виде отдельного блока. Это позволяет при необходимости достаточно быстро заменить установку. Кроме того, моноблочное выполнение установки позволяет более рационально разместить климатическую установку в пространстве вагона под его крышей. Проведенные исследования показали, что при эксплуатации установки она постоянно испытывает воздействие вибрации, толчков, а также инерционное воздействие в периоды неравномерногоAnalysis of the operation of various types of air conditioning installations shows that, depending on the situation, it is necessary to cool the air in the premises or to heat it. This problem is especially relevant when using air conditioners in vehicles, in particular in railway passenger cars. During the movement of the train, especially in the off-season, weather conditions often change, the train can cross different climatic zones. In addition, a large number of passengers are in fairly close quarters; All this imposes additional requirements on microclimate installations in the premises of passenger cars, for example, in a compartment. The implementation of the air conditioner with the possibility of using it both for cooling and for heating the air supplied to the room, as well as supplying the installation with a heater for the water heating system and an electric heater allows you to maintain comfortable conditions for passengers regardless of weather conditions. Additional opportunities are opened by using a frequency converter to drive the compressor motor with the possibility of changing the current frequency from 40 to 60 Hz. As a result, an energy-efficient climate system was created. Improving the reliability of the installation and improving the conditions for its repair and modernization contributes to the installation in a separate unit. This allows you to quickly replace the installation if necessary. In addition, monoblock installation allows you to more efficiently place the air conditioning system in the space of the car under its roof. Studies have shown that during operation of the installation, it constantly experiences the effects of vibration, shocks, as well as inertial effects during periods of uneven

движения состава по железной дороге. В этих условиях к конструкции компрессора предъявляются повышенные требования. Было выявлено, что компрессоры спирального типа в наибольшей степени удовлетворяют предъявляемым к такой эксплуатации требованиям.train movements by rail. Under these conditions, increased demands are made on the design of the compressor. It was found that scroll compressors to the greatest extent satisfy the requirements for such operation.

Таким образом, достигнуто выполнение поставленной в полезной модели задачи - расширение функциональных возможностей установки и повышение надежности ее работыThus, the achievement of the task set in the utility model has been achieved - expanding the functionality of the installation and increasing the reliability of its operation

На чертеже представлена схема установки кондиционирования воздз а пассажирских вагонов.The drawing shows a diagram of the installation of air conditioning for passenger cars.

Установка кондиционирования воздуха пассажирских вагонов содержит компрессор 1, подключенный со стороны выхода из него сжатого хладагента к конденсатору 2. Последний посредством жидкостной магистрали 3 подключен через дроссельное устройство 4 к испарителю 5, который в свою очередь подключен к входу компрессора 1. Испаритель 5 и конденсатор 2 выполнены с вентиляторами 6, 7 для принудительной подачи через них воздуха. Кондиционер содержит два параллельно подключенных к выходу компрессора 1 конденсатора 2, два параллельно подключенных к входу компрессора 1 испарителя 5 и две жидкостные магистрали 3, на каждой из которых между конденсатором 2 и дроссельным устройством 4 установлен фильтр-осушитель 8, а на одной из этих магистралей 3 дополнительно установлено смотровое стекло 9 с индикатором влажности. За каждым из испарителей 5 по ходу движения подаваемого в помещение потока воздуха установлены калорифер 10 системы водяного отопления и электрокалорифер 11. Со стороны входа в компрессор 1 установлен фильтр 12 газообразного хладагента. В качества компрессора 1 использовано два параллельно установленных спиральных компрессора на входе в которые установлен отделитель 13 жидкости, а на выходе отделитель 14 масла, подключенный посредством трубопровода 15 возврата масла к входу в компрессоры 1. Кондиционер снабжен двумя байпасными трубопроводами 16 и 17 посредством которых выход компрессоров 1 через вентиль 18The air conditioning installation of passenger cars contains a compressor 1 connected from the outlet of the compressed refrigerant to the condenser 2. The latter is connected through the throttle device 3 through the throttle device 4 to the evaporator 5, which in turn is connected to the input of the compressor 1. The evaporator 5 and the condenser 2 made with fans 6, 7 for forced air supply through them. The air conditioner contains two parallel connected to the output of the compressor 1 condenser 2, two parallel connected to the input of the compressor 1 of the evaporator 5 and two liquid lines 3, on each of which between the condenser 2 and the throttle device 4 there is a filter dryer 8, and on one of these lines 3, an additional sight glass 9 with a humidity indicator is installed. For each of the evaporators 5, in the direction of the flow of air supplied to the room, an air heater 10 of the water heating system and an electric air heater 11 are installed. On the inlet side of the compressor 1, a gaseous refrigerant filter 12 is installed. As a compressor 1, two parallel-mounted scroll compressors were used at the inlet of which a liquid separator 13 is installed, and at the outlet an oil separator 14 connected through an oil return pipe 15 to the compressor inlet 1. The air conditioner is equipped with two bypass pipelines 16 and 17 through which the compressor output 1 through valve 18

подключен к испарителям 5, а вход компрессоров 1 через вентиль 19 подключен к конденсаторам 2 с возможностью отключения при этом выхода компрессоров 1 от конденсаторов 2 и входа компрессоров 1 от испарителей 5.connected to the evaporators 5, and the input of the compressors 1 through the valve 19 is connected to the capacitors 2 with the possibility of disconnecting the output of the compressors 1 from the condensers 2 and the input of the compressors 1 from the evaporators 5.

При работе установки в режиме охлаждения подаваемого в помещения воздуха подают напряжение на электродвигатель и последний приводит в работу компрессор 1, который откачивает пары хладагента из испарителей 5, сжимает эти пары и подает сжатые пары хладагента в конденсаторы 2, охлаждаемые потоком воздуха, который подает вентилятор 6, В конденсаторах 2 пары хладагента переходят в жидкое состояние. Жидкий хладагент из конденсаторов 2 поступает по жидкостным магистралям 3 через фильтры - осушители 8 (а по одной из магистралей 3 и через смотровое стекло 9 с индикатором влажности) в дроссельные устройства 4, выполненные в виде терморегулирующих вентилей, каждый их которых установлен перед одним из испарителей 5. Таким образом осуществляют регулировку подачи жидкого хладагента. В испарителях 5 хладагент переходит в газообразное состояние, отбирая при этом тепло от окружающего испарители 5 воздуха. Вентилятор 7 подает охлажденный воздух в кондиционируемое помещение. Из испарителей 5 пары хладагента откачиваются компрессором 1, причем вначале пары хладагента проходят очистку в фильтре 12 от возможных механических примесей, а затем в отделителе 13 осуществляют выделение из газообразного хладагента жидкости. В установленном на выходе из компрессоров 1 отделителе 14 масла осуществляют очистку газообразного хладагента от примесей масла, которые попадают в хладагент в процессе его сжатия в компрессоре 1. По трубопроводу 15 производят возврат масла из отделителя 14 на вход компрессоров 1.When the unit is operating in the cooling mode of the air supplied to the premises, voltage is supplied to the electric motor and the latter drives compressor 1, which pumps the refrigerant vapor out of the evaporators 5, compresses these pairs and delivers the compressed refrigerant vapor to the condensers 2, cooled by the air stream supplied by the fan 6 , In condensers, 2 refrigerant vapors become liquid. The liquid refrigerant from the condensers 2 enters the liquid lines 3 through filters - dryers 8 (and along one of the lines 3 and through the sight glass 9 with a humidity indicator) to the throttle devices 4, made in the form of thermostatic valves, each of which is installed in front of one of the evaporators 5. Thus, the flow of liquid refrigerant is adjusted. In evaporators 5, the refrigerant goes into a gaseous state, while taking heat from the air surrounding the evaporators 5. Fan 7 delivers chilled air to an air-conditioned room. From the evaporators 5, the refrigerant vapor is pumped out by the compressor 1, and first, the refrigerant vapor is cleaned of possible mechanical impurities in the filter 12, and then in the separator 13, liquid is extracted from the gaseous refrigerant. In the oil separator 14 installed at the outlet of the compressors 1, the gaseous refrigerant is purified from oil impurities that enter the refrigerant during compression in the compressor 1. Oil is returned from the separator 14 to the compressor inlet 1 through pipeline 15.

При необходимости возможен подогрев подаваемого в помещение воздуха. В этом случае выход компрессоров 1 через байпасный трубопровод 16 и вентиль 18 подключают к испарителям 5, отключаяIf necessary, heating of the air supplied to the room is possible. In this case, the output of the compressors 1 through the bypass pipe 16 and the valve 18 is connected to the evaporators 5, turning off

..

одновременно с помощью вентиля вход компрессоров 1 от испарителей 5. В тоже время посредством байпасного трубопровода 17 и вентиля 19 вход компрессоров 1 подключают к конденсаторам 2, отключая с помощью вентиля выход компрессоров 1 от конденсаторов 2. В результате испарители 5 будут работать в режиме конденсаторов, а конденсаторы 2 будут работать в режиме испарителей. Таким образом, тепло, которое будут снимать с испарителей 5, которые работают в режиме конденсаторов будет направляться в кондиционируемое помещение. С помощью калорифера 10 системы водяного отопления и/или электрокалорифера 11 можно произвести дополнительный обогрев кондиционируемых помещений.at the same time, with the help of the valve, the input of the compressors 1 from the evaporators 5. At the same time, bypass line 17 and the valve 19 connect the input of the compressors 1 to the condensers 2, disconnecting the output of the compressors 1 from the condensers 2 with the valve. As a result, the evaporators 5 will operate in the condenser mode, and condensers 2 will operate in evaporator mode. Thus, the heat that will be removed from the evaporators 5, which operate in condenser mode, will be sent to an air-conditioned room. Using the heater 10 of the water heating system and / or the electric heater 11, it is possible to additionally heat the air-conditioned rooms.

Путем изменения частоты тока, который подают на электродвигатель компрессора 1, осуществляют регулировку производительности компрессора 1, а, следовательно, и всей установки.By changing the frequency of the current that is supplied to the electric motor of the compressor 1, the performance of the compressor 1, and, therefore, the entire installation, is adjusted.

Наиболее целесообразно использование установки в пассажирских, преимущественно купейных, вагонах. 6The most appropriate use of the installation in passenger, mainly compartment, wagons. 6

Claims

An air conditioning installation for passenger cars, comprising a compressor connected to the condenser from the outlet of the compressed refrigerant, the latter is connected to the evaporator via a throttle line, which, in turn, is connected to the compressor inlet, while the evaporator and condenser are made with fans for forced supply of air through them, characterized in that it contains two parallel connected to the compressor output of the condenser, two in parallel air to the compressor inlet of the evaporator and two liquid lines, on each of which a filter dryer is installed between the condenser and the throttle device, and an inspection glass is installed on one of these lines, a water heater for the air flow to the room is installed heating and an electric air heater, and a gaseous refrigerant filter is installed on the compressor inlet side, while two parallel spiral units are used as a compressor a spring, at the entrance to which a liquid separator is installed, and at the output, an oil separator connected via an oil return pipe to the compressor inlet, the air conditioner is equipped with two bypass pipelines, through which the compressor output through the valve is connected to the evaporators, the compressor input through the valve is connected to condensers with the ability to disable the output of the compressors from the condensers and the input of the compressors from the evaporators.