專利名稱：一種節(jié)能耐高溫地鐵列車空調(diào)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及車輛空調(diào)的設計與制造技術(shù)領域，具體的說，涉及用于軌道交通車廂的空調(diào)，是一種節(jié)能耐高溫地鐵列車空調(diào)。
背景技術(shù)：
目前，軌道交通地鐵列車A型車廂的空調(diào)機組采用的是制冷劑為R407c的空調(diào)系統(tǒng)。由于該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征和制冷劑R407c的物理特性，它只能在46°C高溫時卸載，當遇到環(huán)境溫度高于48°C的情況時，該空調(diào)系統(tǒng)壓縮機的排氣溫度將高于30bar，此時空調(diào)系統(tǒng)的換熱器、制冷配件和管路將不能正常工作，需要停機。當環(huán)境溫度高于50°C時它只有通風的功能。此外，在高溫高壓下，該空調(diào)系統(tǒng)壓縮機的潤滑油容易碳化。由于目前地球大氣環(huán)境的溫度在逐年升高，軌道交通車廂的客戶對地鐵列車的舒適度和使用性能的要求越來越高，其中就包括列車空調(diào)系統(tǒng)，因此，整車廠對為地鐵列車配套的空調(diào)的要求也相應提高， 這樣，為目前軌道交通地鐵列車A型車廂配置新的高性能的空調(diào)機組也就成為車輛空調(diào)設計與制造企業(yè)亟待解決的問題。地鐵大大地緩解了城市交通擁擠的壓力。但是，就乘車規(guī)律而言，地鐵只有在上下班的早晚高峰的時間或者是特殊日子里才會滿員，其它時段都會處在乘客不飽和的狀態(tài)。 地鐵列車空調(diào)是按照車廂滿負荷的情況設計的，因此，地鐵列車空調(diào)通常是兩個壓縮機系統(tǒng)，當車廂負荷達到50%時開一臺壓縮機，達到100%時開兩臺壓縮機，當車廂負荷低于40% 或高于60%時，空調(diào)的壓縮機就會頻繁啟動才能調(diào)節(jié)車廂的舒適度，而壓縮機的頻繁啟動造成啟動電流增大，不僅增加了地鐵列車的耗電量，而且車廂內(nèi)溫度的波動也會比較大。因此，軌道交通地鐵列車A型車廂的空調(diào)機組怎么能才更好地節(jié)能和環(huán)保成為另一個需要解決的問題。由于地鐵列車在大部分時間里是運行于地下的隧道中的，為了保證乘客乘座的舒適性，為地鐵列車車廂提供新風是必不可少的?，F(xiàn)在的地鐵列車A型車廂的空調(diào)機組一般在新風口是不安裝新風門或只安裝一個開關的風門，車廂內(nèi)的新風量是按乘客滿員時的狀況設計的，因此，在地鐵列車空調(diào)的負荷上新風量的負荷占到非常大的一部分，這又增加了地鐵列車的耗電量。如何在乘客非飽和狀態(tài)時減少新風量的提供，降低能耗也是一個需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，設計和提供一種節(jié)能耐高溫地鐵列車空調(diào)，以期使地鐵列車A型車廂在遇到高溫的情況時也能正常運轉(zhuǎn)，保證車廂內(nèi)的乘座舒適度并在車廂負荷多變時運行更節(jié)能。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為
一種節(jié)能耐高溫地鐵列車空調(diào)，包括兩個蒸發(fā)室單元和冷凝壓縮單元，分別安裝在蒸發(fā)室單元的兩個蒸發(fā)器、四個熱力膨脹閥以及安裝在冷凝壓縮單元內(nèi)的四個壓縮機、兩個冷凝器和四個電磁閥；兩分路蒸發(fā)器的一路出口通過銅管與壓縮機的進口連接在一起，壓縮機的出口與冷凝器進口通過銅管連接在一起，冷凝器的出口與電磁閥及干燥過濾器和視液鏡通過銅管連接在一起，視液鏡的出口通過銅管與熱力膨脹閥的進口連接在一起，最后， 膨脹閥的出口與蒸發(fā)器進口連接在一起形成一個制冷回路系統(tǒng)；其特征是，在地鐵列車A 型車廂空調(diào)系統(tǒng)尺寸不變的情況下采用四個渦旋式壓縮機(即第一旋渦式壓縮機、第二旋渦式壓縮機、第三旋渦式壓縮機、第四旋渦式壓縮機)，采用制冷劑以及兩套雙回路蒸發(fā)器(即第一雙回路蒸發(fā)器、第二雙回路蒸發(fā)器)、兩套雙回路冷凝器(即第一雙回路冷凝器、第二雙回路冷凝器)、四個膨脹閥(即第一熱力膨脹閥、第二熱力膨脹閥、第三熱力膨脹閥、第四熱力膨脹閥)、四個電磁閥(即第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥、第四電磁閥) 和相關制冷配件，將四個所述的渦旋式壓縮機采用剛性連接件設置在一個底盤上，再通過四個減震器組件設置在空調(diào)底板上，將四個渦旋式壓縮機設置為四個單獨的回路，既，由四個所述的制冷回路系統(tǒng)組成本發(fā)明的整個空調(diào)系統(tǒng)，可按車廂負荷的25%、50%、75%和100% 進行溫度調(diào)節(jié)；在新風口設置無級調(diào)節(jié)的新風門結(jié)構(gòu)。所述渦旋式壓縮機采用立式全封閉渦旋式壓縮機。所述的新風門結(jié)構(gòu)由調(diào)速電機和風門框架通過軸和鉸鏈機構(gòu)連接起來。所述的新風門結(jié)構(gòu)通過列車載重信號傳感器采集列車車廂重量來分析乘客的信息，然后將乘客信息轉(zhuǎn)換成電信號發(fā)送給空調(diào)的CPU，CPU經(jīng)過數(shù)字信號處理后轉(zhuǎn)換成PWM 信號，驅(qū)動調(diào)速電機的運轉(zhuǎn)角度，控制新風門開度從0 100%運轉(zhuǎn)。本發(fā)明的積極效果是
(1)在地鐵列車A型車廂有限的空間內(nèi)通過改變壓縮機的安裝方式設置四臺小排量壓縮機(原來為兩臺大排量壓縮機)，其優(yōu)點是首先，使用成本要小于使用兩臺大排量壓縮機；其次，可進行25%、50%、75%、100%的四檔溫度調(diào)節(jié)(而兩臺大排量壓縮機只能實現(xiàn)50%和 100%的兩級控制)，減少了壓縮機的啟停次數(shù)，更好地保護了壓縮機，降低了空調(diào)的用電量， 初步估計每臺本發(fā)明的地鐵列車空調(diào)一年可節(jié)電11680度；
(2)通過將制冷劑R407c改換成R134a，解決了地鐵列車空調(diào)在高溫50°C以上不能運行的問題；
(3 )采用無級調(diào)節(jié)電機來控制新風門，能控制車廂內(nèi)的新風量，節(jié)省了空調(diào)的用電量； (4)采用了整體式壓縮機減震系統(tǒng)，解決了由于單個壓縮機的振動給空調(diào)殼體(底部) 帶來的變形。


附圖1為本發(fā)明一種節(jié)能耐高溫地鐵列車空調(diào)的四個單獨回路的連接示意圖； 圖中的標號分別為
EV、雙回路蒸發(fā)器；BE、電加熱器；CO、雙回路冷凝器；
CP、旋渦式壓縮機；VM、蒸發(fā)離心風機；VC、冷凝軸流風機；
VE、外平衡式熱力膨脹閥；FLLU、視鏡液和干燥過濾器；AVJl /排氣避震管； TPS、電加熱過熱保護器；PR、壓力保護開關；STAE、新風溫度傳感器；
STAR、回風溫度傳感器；VS、電磁閥。附圖2為本發(fā)明一種節(jié)能耐高溫地鐵列車空調(diào)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中的標號分別為 1、第一旋渦式壓縮機； 4、第四旋渦式壓縮機； 7、第一電磁閥； 10、第二雙回路冷凝器； 13、第一熱力膨脹閥； 16、第四熱力膨脹閥；
2、第二旋渦式壓縮機； 5、第一雙回路蒸發(fā)器； 8、第二電磁閥； 11、第三電磁閥； 14、第二熱力膨脹閥； 17、新風門結(jié)構(gòu)；
3、第三旋渦式壓縮機 6、第二雙回路蒸發(fā)器 9、第一雙回路冷凝器 12、第四電磁閥； 15、第三熱力膨脹閥； 18、減震器組件。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖給出本發(fā)明一種節(jié)能耐高溫地鐵列車空調(diào)的具體實施方式
，但是應該指出，本發(fā)明的實施不限于以下的實施方式。參見附圖1，一種節(jié)能耐高溫地鐵列車空調(diào)，在地鐵列車A型車廂空調(diào)系統(tǒng)尺寸不變的情況下采用四個渦旋式壓縮機并設置成四個單獨的回路
(1)由旋渦式壓縮機CPl、雙回路蒸發(fā)器EV2的一半、雙回路冷凝器C02的一半、電磁閥VSl和外平衡式熱力膨脹閥VEl組成第一個制冷系統(tǒng)(回路)；
(2)由旋渦式壓縮機CP2、雙回路蒸發(fā)器EVl的一半、雙回路冷凝器COl的一半、電磁閥VS2和外平衡式熱力膨脹閥VE2組成第二個制冷系統(tǒng)(回路)；
(3)由旋渦式壓縮機CP3、雙回路蒸發(fā)器EV3的一半、雙回路冷凝器C02的一半、電磁閥VS3和外平衡式熱力膨脹閥VE3組成第三個制冷系統(tǒng)(回路)；
(4)由旋渦式壓縮機CP4、雙回路蒸發(fā)器EVl的一半、雙回路冷凝器COl的一半、電磁閥VS4和外平衡式熱力膨脹閥VE4組成第四個制冷系統(tǒng)(回路)；
由上可見，本發(fā)明的地鐵列車空調(diào)可通過控制旋渦式壓縮機(CPl CP4)的開停和控制電磁閥(VSl和VS2、VS3和VS4)的開關實現(xiàn)四種制冷模式并在低溫和高溫時進行卸載； 例如，將四個壓縮機(CPl CP4)和四個電磁閥(VSl和VS2、VS3和VS4)全部打開時，地鐵列車空調(diào)的制冷量能夠達到100% ；當關閉其中的一個制冷系統(tǒng)(回路)時(例如CPl和VSl 關閉)，此時地鐵列車空調(diào)的制冷量為75% ；當關閉其中的兩個制冷系統(tǒng)(回路)時(例如CPl 和VSl及CP2和VS2關閉)，此時地鐵列車空調(diào)的制冷量為50% ；當關閉其中的三個制冷系統(tǒng)(回路)時(例如CPl和VS1、CP2和VS2及CP3和VS3關閉)，此時地鐵列車空調(diào)的制冷量僅為25% ；因此，本發(fā)明的地鐵列車空調(diào)可實現(xiàn)四級能量調(diào)節(jié)。參見附圖2，一種節(jié)能耐高溫地鐵列車空調(diào)，其與現(xiàn)有地鐵列車空調(diào)的區(qū)別結(jié)構(gòu)是 (相同的結(jié)構(gòu)及設置方式不再贅述)在地鐵列車A型車廂空調(diào)系統(tǒng)尺寸不變的情況下采用四臺小排量立式全封閉渦旋式壓縮機(即第一旋渦式壓縮機1、第二旋渦式壓縮機2、第三旋渦式壓縮機3、第四旋渦式壓縮機4)，采用制冷劑以及兩套雙回路蒸發(fā)器(即第一雙回路蒸發(fā)器5、第二雙回路蒸發(fā)器6)、兩套雙回路冷凝器(即第一雙回路冷凝器9、第二雙回路冷凝器10)、四個膨脹閥(即第一熱力膨脹閥13、第二熱力膨脹閥14、第三熱力膨脹閥 15、第四熱力膨脹閥16)、四個電磁閥(即第一電磁閥7、第二電磁閥8、第三電磁閥11、第四電磁閥12)和相關制冷配件，將四個渦旋式壓縮機(即第一旋渦式壓縮機1、第二旋渦式壓縮機2、第三旋渦式壓縮機3、第四旋渦式壓縮機4)采用剛性連接件設置在一個底盤上，再通過四個減震器組件18設置在空調(diào)底板上，這樣，當發(fā)生振動時，四個旋渦式壓縮機(即第一旋渦式壓縮機1、第二旋渦式壓縮機2、第三旋渦式壓縮機3、第四旋渦式壓縮機4)一起振動，四個減震器組件18同時發(fā)揮作用，使空調(diào)底板的受力均勻，可防止四個分開的壓縮機單個振動的不平衡給空調(diào)底板帶來沖擊。將四個渦旋式壓縮機(即第一旋渦式壓縮機1、第二旋渦式壓縮機2、第三旋渦式壓縮機3、第四旋渦式壓縮機4)設置為四個單獨的回路。一個單獨的回路結(jié)構(gòu)為兩分路蒸發(fā)器的一路出口通過銅管與壓縮機的進口連接在一起，壓縮機的出口與冷凝器進口通過銅管連接在一起，冷凝器的出口與電磁閥及干燥過濾器和視液鏡通過銅管連接在一起，視液鏡的出口通過銅管與熱力膨脹閥的進口連接在一起，最后，膨脹閥的出口與蒸發(fā)器進口連接在一起形成一個制冷回路系統(tǒng)(詳見附圖1的解釋)。在配置了相應的第一電磁閥7、第三電磁閥11以及第二電磁閥8和第四電磁閥12后，可實現(xiàn)地鐵列車空調(diào)按車廂負荷的25%、 50%、75%、100%進行分級能量調(diào)節(jié)。將R407C制冷劑更換成R134A制冷劑，因此，當環(huán)境溫度高于46°C時可關閉兩個相對應的制冷系統(tǒng)(回路)，這時雙回路冷凝器(第一雙回路冷凝器9、第二雙回路冷凝器10) 全部為另外兩個開著的制冷系統(tǒng)(回路)所用，使制冷系統(tǒng)(回路)的高壓可下降到合適的水平。當環(huán)境溫度高于56°C時，地鐵列車空調(diào)自動轉(zhuǎn)為通風狀態(tài)。在地鐵列車空調(diào)的新風口設置無級調(diào)節(jié)的新風門結(jié)構(gòu)17，所述新風門結(jié)構(gòu)17由調(diào)速電機和風門框架通過軸和鉸鏈機構(gòu)連接起來，選用高效節(jié)能的無級調(diào)速電機來控制新風門結(jié)構(gòu)17。采用列車載重信號傳感器采集列車車廂重量并以此來分析車廂內(nèi)乘客的信息，然后將乘客信息轉(zhuǎn)換成電信號發(fā)送給地鐵列車空調(diào)的控制器(CPU)，CPU經(jīng)過數(shù)字信號處理后轉(zhuǎn)換成PWM信號來控制無級調(diào)速電機，實現(xiàn)新風門結(jié)構(gòu)17的無級調(diào)速，控制新風門開度從0 100%運轉(zhuǎn)。此外，還可通過二氧化碳傳感器防止新風門結(jié)構(gòu)17在其最大位置時出現(xiàn)頻繁調(diào)節(jié)，以解決車廂內(nèi)新風量不夠乘座舒適性變差的問題，起到連鎖保護的作用。
權(quán)利要求
1.一種節(jié)能耐高溫地鐵列車空調(diào)，包括兩個蒸發(fā)室單元和冷凝壓縮單元，分別安裝在蒸發(fā)室單元的兩個蒸發(fā)器、四個熱力膨脹閥以及安裝在冷凝壓縮單元內(nèi)的四個壓縮機、兩個冷凝器和四個電磁閥；兩分路蒸發(fā)器的一路出口通過銅管與壓縮機的進口連接在一起， 壓縮機的出口與冷凝器進口通過銅管連接在一起，冷凝器的出口與電磁閥及干燥過濾器和視液鏡通過銅管連接在一起，視液鏡的出口通過銅管與熱力膨脹閥的進口連接在一起，最后，膨脹閥的出口與蒸發(fā)器進口連接在一起形成一個制冷回路系統(tǒng)；其特征在于，在地鐵列車A型車廂空調(diào)系統(tǒng)尺寸不變的情況下采用四個渦旋式壓縮機，采用制冷劑以及兩套雙回路蒸發(fā)器、兩套雙回路冷凝器、四個膨脹閥、四個電磁閥和相關制冷配件，將四個所述的渦旋式壓縮機采用剛性連接件設置在一個底盤上，再通過四個減震器組件設置在空調(diào)底板上，將四個渦旋式壓縮機設置為四個單獨的回路，既，由四個所述的制冷回路系統(tǒng)組成本發(fā)明的整個空調(diào)系統(tǒng)，可按車廂負荷的25%、50%、75%和100%進行溫度調(diào)節(jié)；在新風口設置無級調(diào)節(jié)的新風門結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能耐高溫地鐵列車空調(diào)，其特征在于，所述渦旋式壓縮機采用立式全封閉渦旋式壓縮機。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能耐高溫地鐵列車空調(diào)，其特征在于，所述的新風門結(jié)構(gòu)由調(diào)速電機和風門框架通過軸和鉸鏈機構(gòu)連接起來。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種節(jié)能耐高溫地鐵列車空調(diào)，其特征在于，所述的新風門結(jié)構(gòu)通過列車載重信號傳感器采集列車車廂重量來分析乘客的信息，然后將乘客信息轉(zhuǎn)換成電信號發(fā)送給空調(diào)的CPU，CPU經(jīng)過數(shù)字信號處理后轉(zhuǎn)換成PWM信號，驅(qū)動調(diào)速電機的運轉(zhuǎn)角度，控制新風門開度從0 100%運轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明是一種節(jié)能耐高溫地鐵列車空調(diào)，其特征結(jié)構(gòu)是，在地鐵列車空調(diào)系統(tǒng)尺寸不變的情況下采用四個渦旋式壓縮機、R134a制冷劑以及兩套雙回路蒸發(fā)器、兩套雙回路冷凝器、四個膨脹閥、四個電磁閥和相關制冷配件，將四個渦旋式壓縮機采用剛性連接件設置在一個底盤上，再通過四個減震器組件設置在空調(diào)底板上，將四個渦旋式壓縮機設置為四個單獨的回路，可按車廂負荷的25%、50%、75%和100%進行溫度調(diào)節(jié)；在新風口設置無級調(diào)節(jié)的新風門結(jié)構(gòu)；其積極效果是使用成本更低、可進行四檔溫度調(diào)節(jié)、既保護了壓縮機、又降低了電耗，解決了地鐵列車空調(diào)在46℃以上高溫不能運行的問題，新風的調(diào)節(jié)更節(jié)能和有效，整體的減震效果更好。
文檔編號F25B6/00GK102211591SQ201110110898
公開日2011年10月12日 申請日期2011年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者周生存, 張旭海, 賈峰, 黃允東 申請人:上海加冷松芝汽車空調(diào)股份有限公司, 上海松芝軌道車輛空調(diào)有限公司