本發(fā)明涉及城市軌道交通列車空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種城市軌道交通車輛用獨(dú)立新風(fēng)機(jī)組。

背景技術(shù)：

獨(dú)立新風(fēng)機(jī)組憑借著低溫送風(fēng)、無回風(fēng)等優(yōu)點(diǎn)，在建筑領(lǐng)域已經(jīng)取得了廣泛的應(yīng)用，但是在城市軌道交通車輛上目前用的較少。現(xiàn)有城市軌道交通車輛上用的新風(fēng)機(jī)組，是通過對新風(fēng)進(jìn)行熱回收，然后再送入主空調(diào)機(jī)組里面進(jìn)行熱濕處理后送風(fēng)的，沒有實現(xiàn)真正的新風(fēng)獨(dú)立處理送風(fēng)。

考慮到新風(fēng)負(fù)荷的問題，現(xiàn)有的城市軌道交通列車空調(diào)系統(tǒng)中的新風(fēng)量都比較小，送風(fēng)中通常都摻有回風(fēng)，這樣很容易在人流高峰期時出現(xiàn)新風(fēng)量不夠的現(xiàn)象。所以減小新風(fēng)負(fù)荷、增大新風(fēng)量以及減少能耗之間一直存在著矛盾，而新風(fēng)的獨(dú)立控制能夠較好地解決上面的問題，但也一直是城市軌道列車空調(diào)系統(tǒng)的一個瓶頸。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種城市軌道交通車輛用獨(dú)立新風(fēng)機(jī)組。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種城市軌道交通車輛用獨(dú)立新風(fēng)機(jī)組，包括與全熱交換器連接換熱并相互隔開的新風(fēng)通道和排風(fēng)通道，所述的新風(fēng)通道包括通過全熱交換器連通的新風(fēng)入口風(fēng)道和新風(fēng)出口風(fēng)道，在新風(fēng)入口風(fēng)道內(nèi)設(shè)置預(yù)冷單元，在新風(fēng)出口風(fēng)道內(nèi)設(shè)置再熱單元，所述的新風(fēng)風(fēng)道內(nèi)還設(shè)有處于預(yù)冷單元和再熱單元之間的獨(dú)立的空調(diào)單元，并用于與進(jìn)入的新風(fēng)進(jìn)行換熱。

作為優(yōu)選的實施方案，所述的空調(diào)單元由通過管路連接的壓縮機(jī)、第一換熱器、電子膨脹閥、第二換熱器和四通換向閥組成的閉環(huán)回路，其中，第一換熱器安裝在新風(fēng)風(fēng)道內(nèi)，并位于預(yù)冷單元和再熱單元之間，四通換向閥用于切換閉環(huán)回路內(nèi)的制冷劑流向。當(dāng)處于夏季供冷工況時，閉環(huán)回路中制冷劑正向循環(huán)流動，此時，第一換熱器即相當(dāng)于蒸發(fā)器，第二換熱器即相當(dāng)于冷凝器；當(dāng)處于冬季工況下時，切換四通換向閥，使得閉環(huán)回路中制冷劑反向循環(huán)，此時，第一換熱器起到冷凝供熱的作用，第二換熱器起到蒸發(fā)散發(fā)冷量的作用。

作為優(yōu)選的實施方案，所述的預(yù)冷單元和再熱單元由安裝在新風(fēng)通道內(nèi)的重力熱管換熱器組成，其中，預(yù)冷單元即為所述重力熱管換熱器的蒸發(fā)段，再熱單元即為所述重力熱管換熱器的的冷凝段，所述的新風(fēng)出口風(fēng)道位于新風(fēng)入口風(fēng)道的上方。利用重力熱管換熱器的蒸發(fā)段和冷凝段可以有效的實現(xiàn)新風(fēng)風(fēng)道內(nèi)的能量回收，由于重力熱管換熱器是通過管內(nèi)工質(zhì)的蒸發(fā)冷凝吸放熱來實現(xiàn)換熱，能夠在較小的溫度梯度下實現(xiàn)較好的換熱，其冷凝段內(nèi)的工質(zhì)液體是通過重力回流到蒸發(fā)段的，因此，必須保證冷凝段處于蒸發(fā)段的上面才能實現(xiàn)工質(zhì)的持續(xù)流動和不間斷的換熱。

作為優(yōu)選的實施方案，所述的新風(fēng)入口風(fēng)道的新風(fēng)入口處設(shè)置有新風(fēng)過濾網(wǎng)，所述的新風(fēng)出口風(fēng)道內(nèi)設(shè)置有新風(fēng)風(fēng)機(jī)。

作為優(yōu)選的實施方案，所述的全熱交換器內(nèi)設(shè)有全熱新風(fēng)風(fēng)道和全熱排風(fēng)風(fēng)道，兩者通過全熱交換膜隔開，其中，所述全熱新風(fēng)風(fēng)道用于連通新風(fēng)入口風(fēng)道和新風(fēng)出口風(fēng)道，全熱排風(fēng)風(fēng)道連接排風(fēng)通道。

作為上述優(yōu)選的實施方案的更優(yōu)選，所述的排風(fēng)風(fēng)道包括通過全熱排風(fēng)風(fēng)道連通的排風(fēng)入口風(fēng)道和排風(fēng)出口風(fēng)道兩部分，其中，排風(fēng)入口風(fēng)道的排風(fēng)入口處安裝有排風(fēng)過濾網(wǎng)，排風(fēng)出口風(fēng)道內(nèi)設(shè)置有排風(fēng)風(fēng)機(jī)。

作為上述更優(yōu)選的實施方案的進(jìn)一步優(yōu)選，所述的新風(fēng)入口風(fēng)道和排風(fēng)出口風(fēng)道分別與車輛頂部的新風(fēng)風(fēng)帽和排風(fēng)風(fēng)帽相連。

本發(fā)明的工作過程如下：

當(dāng)處于夏季供冷的工況時，新風(fēng)從新風(fēng)入口風(fēng)道進(jìn)來，經(jīng)過重力熱管換熱器的蒸發(fā)段，完成一個預(yù)冷的工作；然后經(jīng)過全熱交換器進(jìn)行熱濕交換；再經(jīng)過空調(diào)單元的蒸發(fā)器進(jìn)行冷卻除濕，由于除濕后的溫度過低，通常不滿足送風(fēng)要求，通常的做法是：在蒸發(fā)器17后面加設(shè)電加熱器對空氣進(jìn)行一個再熱處理。本發(fā)明在這里采用重力熱管換熱器的冷凝段8對空氣進(jìn)行再熱升溫，使空氣溫度達(dá)到送風(fēng)要求，從而節(jié)省了電加熱的能耗?？諝饨?jīng)過再熱之后，達(dá)到送風(fēng)要求后直接送至靜壓箱，通過靜壓箱風(fēng)口送入車內(nèi)。在排風(fēng)側(cè)，排風(fēng)經(jīng)過全熱交換器4將排風(fēng)中的熱量傳遞給新風(fēng)，實現(xiàn)能量的回收，然后通過排風(fēng)風(fēng)機(jī)直接排到車外。

冬季工況下，新風(fēng)出風(fēng)風(fēng)道溫度高于新風(fēng)入口溫度，此時重力熱管換熱器的冷凝段在下方，蒸發(fā)段在上方，在重力熱管換熱器中，工質(zhì)在冷凝段冷凝后，不能回流到蒸發(fā)段，故工質(zhì)在熱管換熱器中不能實現(xiàn)連續(xù)的流動，不能進(jìn)行持續(xù)的換熱，故在冬季工況下，重力熱管換熱器不工作，即上述的預(yù)冷、再熱單元不工作。

當(dāng)處于過渡季節(jié)時，空調(diào)單元停止工作。新風(fēng)風(fēng)機(jī)和排風(fēng)風(fēng)機(jī)高效運(yùn)行，增大送入車內(nèi)的新風(fēng)量。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)與現(xiàn)場有車輛上的獨(dú)立新風(fēng)裝置相比，本發(fā)明在新風(fēng)出口風(fēng)道(9)內(nèi)增加了空調(diào)單元，能夠?qū)π嘛L(fēng)直接進(jìn)行溫濕度的控制處理，然后送至送風(fēng)靜壓箱里，不需要再經(jīng)過主空調(diào)系統(tǒng)的處理，能更好地對新風(fēng)進(jìn)行獨(dú)立控制。

(2)本發(fā)明增加了一個重力熱管換熱器，在夏季能夠利用新風(fēng)的熱量，給空調(diào)單元出口的空氣進(jìn)行再熱，從而減少蒸發(fā)器出口處理空氣時的再熱能耗，降低能耗。

(3)本發(fā)明還設(shè)置了內(nèi)外溫度信號控制系統(tǒng)，能在過渡季節(jié)實現(xiàn)全新風(fēng)送風(fēng)，具有很好的節(jié)能效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中，1-新風(fēng)入口，2-新風(fēng)過濾網(wǎng)，3-預(yù)冷單元，4-全熱交換器，5-排風(fēng)出口風(fēng)道，6-排風(fēng)風(fēng)道，7-新風(fēng)風(fēng)機(jī)，8-再熱單元，9-新風(fēng)出口風(fēng)道，10-空調(diào)單元，11-排風(fēng)入口風(fēng)道，12-排風(fēng)過濾網(wǎng)，13-四通換向閥，14-第二換熱器，15-電子膨脹閥，16-壓縮機(jī)，17-第一換熱器，18-排風(fēng)出口，19新風(fēng)入口風(fēng)道。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

實施例

一種城市軌道交通車輛用獨(dú)立新風(fēng)機(jī)組，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，該機(jī)組包括預(yù)冷單元3、全熱交換器4、新風(fēng)風(fēng)機(jī)7、新風(fēng)風(fēng)道、排風(fēng)風(fēng)機(jī)6、排風(fēng)風(fēng)道、空調(diào)單元10。其中，新風(fēng)風(fēng)道由新風(fēng)入口風(fēng)道19、新風(fēng)全熱風(fēng)道以及新風(fēng)出口風(fēng)道9組成；排風(fēng)風(fēng)道由排風(fēng)入口風(fēng)道11、排風(fēng)全熱風(fēng)道、排風(fēng)出口風(fēng)道5組成。新風(fēng)入口風(fēng)道19、新風(fēng)出口風(fēng)道9和排風(fēng)入口風(fēng)道11、排風(fēng)出口風(fēng)道5分別置于全熱交換單元4的兩側(cè)。新風(fēng)出口風(fēng)道9出口處設(shè)有新風(fēng)風(fēng)機(jī)7，和主空調(diào)的主送風(fēng)道相連；排風(fēng)出口風(fēng)道5的近排風(fēng)出口18處設(shè)有排風(fēng)風(fēng)機(jī)6，直接連接到車外。新風(fēng)入口1處設(shè)置新風(fēng)過濾網(wǎng)2，排風(fēng)入口風(fēng)道11的排風(fēng)入口處設(shè)置排風(fēng)過濾網(wǎng)12.

全熱交換器4內(nèi)有全熱新風(fēng)風(fēng)道和全熱排風(fēng)風(fēng)道，兩者之間通過全熱交換膜隔開，新、排風(fēng)在全熱交換器4中進(jìn)行熱濕的交換，能夠?qū)崿F(xiàn)排風(fēng)中冷、熱量的回收。

預(yù)冷單元3和再熱單元8由重力熱管換熱器組成，預(yù)冷單元3為重力熱管換熱器的蒸發(fā)段，再熱單元8為重力熱管換熱器的冷凝段；新風(fēng)獨(dú)立機(jī)組就是在重力熱管換熱器的預(yù)冷單元3和再熱單元8中實現(xiàn)能量回收的。重力熱管換熱器通過管內(nèi)工質(zhì)的蒸發(fā)冷凝吸放熱來實現(xiàn)換熱，能夠在較小的溫度梯度下實現(xiàn)較好的換熱。其冷凝段8內(nèi)的工質(zhì)液體是通過重力回流到蒸發(fā)段3的，所以冷凝段8必須處于蒸發(fā)段3的上面才能實現(xiàn)工質(zhì)的持續(xù)流動和不間斷的換熱。

空調(diào)單元10由第一換熱器(夏季即為蒸發(fā)器)17、第二換熱器(夏季即為冷凝器)14、壓縮機(jī)16、電子膨脹閥15以及四通換向閥13組成；四通換向閥13用于切換制冷劑流路，能夠?qū)崿F(xiàn)夏季制冷除濕，同時也能夠?qū)崿F(xiàn)冬季的供熱需求。

新風(fēng)風(fēng)機(jī)7和排風(fēng)風(fēng)機(jī)6采用變頻控制，風(fēng)量可調(diào)。

本發(fā)明的工作過程如下：

當(dāng)處于夏季供冷的工況時，新風(fēng)從新風(fēng)入口風(fēng)道19進(jìn)來，經(jīng)過重力熱管換熱器的蒸發(fā)段(預(yù)冷單元3)，完成一個預(yù)冷的工作；然后經(jīng)過全熱交換器4進(jìn)行熱濕交換；再經(jīng)過空調(diào)單元10的第一換熱器17進(jìn)行冷卻除濕，由于除濕后的溫度過低，通常不滿足送風(fēng)要求，本領(lǐng)域通常的做法是：在第一換熱器17后面加設(shè)電加熱器對空氣進(jìn)行一個再熱處理。本發(fā)明在這里采用重力熱管換熱器的冷凝段(再熱單元8)對空氣進(jìn)行再熱升溫，使空氣溫度達(dá)到送風(fēng)要求，從而節(jié)省了電加熱的能耗?？諝饨?jīng)過再熱之后，達(dá)到送風(fēng)要求后直接送至靜壓箱，通過靜壓箱風(fēng)口送入車內(nèi)。在排風(fēng)側(cè)，排風(fēng)經(jīng)過全熱交換器4將排風(fēng)中的熱量傳遞給新風(fēng)，實現(xiàn)能量的回收，然后通過排風(fēng)風(fēng)機(jī)6直接排到車外。

冬季工況下，新風(fēng)出口風(fēng)道9溫度高于新風(fēng)入口1溫度，此時重力熱管換熱器的冷凝段在下方，蒸發(fā)段在上方，在重力熱管換熱器中，工質(zhì)在冷凝段冷凝后，不能回流到蒸發(fā)段，故工質(zhì)在熱管換熱器中不能實現(xiàn)連續(xù)的流動，不能進(jìn)行持續(xù)的換熱，故在冬季工況下，重力熱管換熱器不工作，即上述的預(yù)冷、再熱單元不工作。

當(dāng)處于過渡季節(jié)時，空調(diào)單元停止工作。新風(fēng)風(fēng)機(jī)7和排風(fēng)風(fēng)機(jī)6高效運(yùn)行，增大送入車內(nèi)的新風(fēng)量。

上述的對實施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和使用發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本發(fā)明不限于上述實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。