專利名稱：一種熱泵型地鐵車輛空調(diào)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系一種用于地鐵車輛的空調(diào)結(jié)構(gòu)，特別涉及一種地鐵熱泵型的空調(diào) 結(jié)構(gòu)。
(二)
背景技術(shù)：
地鐵車廂的空調(diào)是安裝于地鐵車輛上，對地鐵乘客車廂的空氣進行調(diào)節(jié)的 裝置。它能創(chuàng)造車內(nèi)熱微環(huán)境的舒適性，保持車廂內(nèi)空氣溫度、濕度、流速、 潔凈度、噪聲和余壓等在舒適的標準范圍內(nèi)，對保護乘客的身心健康以及提高 其工作效率和生活質(zhì)量具有積極作用。
地鐵空調(diào)需要有制冷和加熱取暖兩大功能，目前我國地鐵車輛空調(diào)除制冷 外，冬季取暖均以電加熱器取暖為主，電加熱器取暖方式操作簡單、基本滿足 乘客取暖的要求，但電加熱器耗電量太大，使用成本偏高；熱效率不高，不利 用改善車廂舒適性；電加熱器表面的高溫輻射，不利于車輛的安全性。經(jīng)國內(nèi) 外科技文獻信息檢索，地鐵的取暖均為電加熱方式。
熱泵，是一種利用人工技術(shù)將低溫熱能轉(zhuǎn)換為高溫熱能而達到供熱效果的 機械裝置。熱泵由低溫熱源(如周圍環(huán)境的自然空氣、地下水、河水、海水、 污水等)吸熱能，然后轉(zhuǎn)換為較高溫熱源釋放至所需的空間(或其它區(qū)域)內(nèi)。 這種裝置即可用作供熱采暖設(shè)備，又可用作制冷降溫設(shè)備，80年代以來，我國 熱泵在各種場合的應(yīng)用研究有了許多發(fā)展。熱泵采暖具有節(jié)能、高效的特點。 在一定的運行條件下，與相同耗電量的電熱器相比，熱泵能夠提供數(shù)倍的供熱 量。此外，熱泵供熱和電加熱器供熱比較，前者主要是通過空氣對流進行傳熱， 避免了電加熱器表面的高溫輻射，有利于提高安全性和改善舒適性。而這種設(shè) 備同時對于我國能源使用效率不高、分配不均勻的現(xiàn)狀也提出了一個有效的解 決方法。
目前，熱泵型空調(diào)在眾多場合得以利用，已成為一項比較成熟的技術(shù)，但 是在地鐵車輛上的應(yīng)用還是空白。而且地鐵由于運行的環(huán)境比較特殊，有時長時間在地面底下，有時又突然行駛在地面上，溫度變化較大；地鐵主要行駛在 地面底下，大量運載行人，涉及人身安全，對車輛及其配套設(shè)施安全性要求特 別高；在地面底下一旦出現(xiàn)故障維修也更加困難，設(shè)備的可靠性、穩(wěn)定性也特 別需要重視和解決，配置的空調(diào)裝置必須具備良好的抗振動和耐沖擊能力，以 適應(yīng)于特殊場合使用。況且,擬將熱泵空調(diào)配置在地鐵上可以兼任制冷、制熱功 能，對其轉(zhuǎn)換控制更有特殊穩(wěn)定可靠的要求，因此不能簡單地將現(xiàn)有技術(shù)的熱 泵型空調(diào)直接地配置在地鐵車輛上，必須針對性地進行設(shè)計和制作以適合符合 地鐵特殊條件、特別要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，擬提供一種地鐵用空調(diào)裝置，降低和減少故障率，提高空 調(diào)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。
本發(fā)明的目的是如此來實現(xiàn)的。
1. 一種熱泵型地鐵車輛空調(diào)，包括壓縮機1、冷凝器6及配置在冷凝器6側(cè) 部的冷凝軸流風機5、熱力膨脹閥10、蒸發(fā)器11及配置在蒸發(fā)器11側(cè)部的蒸 發(fā)離心風機12，其特征在于-
所述壓縮機1的出口端經(jīng)排氣減震管2、制冷電磁閥4連接所述冷凝器6 輸入端，冷凝器6輸出端經(jīng)制熱電磁閥A 3 '、回氣減震管13連接所述壓縮機1 的進口端；
所述壓縮機1的出口端經(jīng)排氣減震管2、制熱電磁閥3連接所述蒸發(fā)器11 輸入端，蒸發(fā)器11輸出端經(jīng)制冷電磁閥A4'、回氣減震管13連接所述壓縮機1 的進口端；
蒸發(fā)器11輸出端由單向閥A7'、儲液器A9'及熱力膨脹閥A10'連接至冷凝 器6輸入端，所述熱力膨脹閥A10'的感溫包和毛細管連接至冷凝器6的輸出端；
冷凝器6輸出端由單向閥7、儲液器9及熱力膨脹閥10連接至蒸發(fā)器11輸 入端，所述熱力膨脹閥10的感溫包和毛細管連接至蒸發(fā)器11的輸出端。
2. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的熱泵型地鐵車輛空調(diào)，其特征在于所述的連接， 均為由冷媒介質(zhì)流通的管路連接。3. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的熱泵型地鐵車輛空調(diào)，其特征在于在單向閥7與 儲液器9之間設(shè)置干燥過濾器和視液鏡8;在單向閥A7'與儲液器A9'之間設(shè)置 干燥過濾器和視液鏡A8'。
4. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的熱泵型地鐵車輛空調(diào)，其特征在于在壓縮機1的 進口端設(shè)置由回氣壓力變送器14和低壓開關(guān)15組成的低壓組件；在壓縮機1 的出口端設(shè)置由排氣壓力變送器17和高壓開關(guān)16組成的高壓組件。
其工作過程如下。制冷時，制冷回路電磁閥打開，低溫低壓的氣態(tài)制冷劑 由壓縮機吸入，壓縮成高溫高壓的氣體進入冷凝器中，通過冷凝軸流風機散熱， 制冷劑成為高壓低溫的液體，再經(jīng)過過濾后到熱力膨脹閥，經(jīng)過熱力膨脹閥節(jié) 流降壓進入蒸發(fā)器，由于壓力降低，制冷劑在蒸發(fā)器中不斷吸收空氣傳給蒸發(fā) 器的熱量而蒸發(fā)為蒸汽，達到冷卻空氣的目的。此時的制冷劑是低溫低壓的氣 體，重復(fù)進入壓縮機后的流程。制熱時，制熱回路電磁閥打開，高壓低溫的制 冷劑液體過濾后，經(jīng)過熱力膨脹閥節(jié)流降壓進入冷凝器，由于壓力降低，制冷 劑在冷凝器中不斷吸收空氣(低溫熱源)傳給冷凝器的熱量而蒸發(fā)為蒸汽，低 溫低壓的氣態(tài)制冷劑由壓縮機吸入，壓縮成高溫高壓的氣體進入蒸發(fā)器中，通 過蒸發(fā)離心風機散熱，達到加熱空氣的目的。此時的制冷劑是高壓低溫的液體， 重復(fù)過濾后的流程。
采用本技術(shù)方案，由現(xiàn)有技術(shù)的電加熱改為熱泵制熱。降低了機組的耗電 量，節(jié)省了運行成本，符合現(xiàn)階段國家提倡的節(jié)能環(huán)保的要求。
采用本技術(shù)方案，采用了壓力雙重保護。系統(tǒng)壓力與超過正常運行壓力范 圍時，壓力變送器作為第一重保護，使系統(tǒng)停機，而壓力開關(guān)作為第二重保護， 也可使系統(tǒng)停機，提高了系統(tǒng)的安全性。
采用本技術(shù)方案，采用了儲液器。保證了換熱器的換熱效率，使系統(tǒng)在負 荷變動較大時仍能平穩(wěn)運行。
采用本技術(shù)方案，由現(xiàn)有技術(shù)的四通換向閥改為電磁閥和單向的組合，避 免了使用不成熟的技術(shù)，降低了系統(tǒng)的故障，提高了系統(tǒng)的可靠性?，F(xiàn)有技術(shù) 在四個通道中只要發(fā)生一個通道有故障即須整體進行修理，修理技術(shù)復(fù)雜，化 時間長，不適宜地鐵運行使用，采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，可以比較簡單地分別應(yīng)對 處理，維修成本低，化時少。采用了本發(fā)明的排氣減震管2，使得幾大工作部件在運行和車輛行駛中發(fā)生 巔簸或沖擊，既可以減震又避免相互影響，對于保證高速行駛地鐵的穩(wěn)定性是 重要的舉措。
(四)


圖1是本發(fā)明一種熱泵型地鐵車輛空調(diào)的系統(tǒng)配置示意圖。
圖中，1.壓縮機，2.排氣減震管,3。制熱電磁閥，3 '制熱電磁閥A， 4.制冷電
磁閥，4 '制冷電磁閥A， 5.冷凝軸流風機，6.冷凝器，7.單向閥，7 '單向閥A， 8.
干燥過濾器和視液鏡，8',干燥過濾器和視液鏡A， 9.儲液器，9'.儲液器A， 10.
熱力膨脹閥，IO'.熱力膨脹閥A， 11.蒸發(fā)器，12.蒸發(fā)離心風機，13.回氣減震
管，14.回氣壓力變送器，15.低壓開關(guān)，16.高壓開關(guān)，17.排氣壓力變送器。
具體實施方式
以下按照附圖l作詳細說明。
作為本發(fā)明的實施例空調(diào)在制冷時，制冷電磁閥4和制冷電磁閥A4 '打開，
低溫低壓的氣態(tài)制冷劑經(jīng)過回氣減震管13后，由壓縮機1吸入，壓縮成高溫高 壓的氣體，經(jīng)排氣減震管2進入冷凝器6中，通過冷凝軸流風機5散熱，制冷. 劑成為高壓低溫的液體，經(jīng)過單向閥7，再經(jīng)過干燥過濾器和視液鏡8后到儲液 器9，然后經(jīng)過熱力膨脹閥10節(jié)流降壓進入蒸發(fā)器11，由于壓力降低，制冷劑 在蒸發(fā)器11中通過不斷吸收空氣傳給蒸發(fā)器11的熱量而蒸發(fā)為蒸汽，同時蒸 發(fā)離心風機12將冷卻后的空氣送入目標區(qū)域，達到冷卻空氣的目的。此時的制 冷劑是低溫低壓的氣體，重復(fù)進入壓縮機1后的流程。制冷循環(huán)時，制熱電磁 閥3和制熱電磁閥A3 '是關(guān)閉的，提高了機組的可靠性。
制熱時，制熱電磁閥3和制熱電磁閥A3 '打開，高壓低溫的制冷劑液體經(jīng)單 向閥A7'，再經(jīng)過干燥過濾器和視液鏡A8'后到儲液器A9',然后經(jīng)過熱力膨脹 閥A10'節(jié)流降壓進入冷凝器6，由于壓力降低，加上冷凝軸流風機5散熱，制 冷劑在冷凝器6中不斷吸收空氣(低溫熱源)傳給冷凝器6的熱量而蒸發(fā)為蒸 汽，低溫低壓的氣態(tài)制冷劑經(jīng)回氣減震管13由壓縮機1吸入，壓縮成高溫高壓 的氣體，經(jīng)排氣減震管2進入蒸發(fā)器11中，通過蒸發(fā)離心風機12散熱，達到加熱空氣的目的。此時的制冷劑是高壓低溫的液體，重復(fù)過濾后的流程。制熱
循環(huán)時，制冷電磁閥4和制冷電磁閥A4'是關(guān)閉的，提高了機組的可靠性。
本技術(shù)方案，在壓縮機1的吸入管上配有回氣壓力變送器14和低壓開關(guān)15， 在壓縮機1的排氣管上配有排氣壓力變送器17和高壓開關(guān)16。 一旦制冷劑的壓 力低于低壓設(shè)定值，回氣壓力變送器14傳送給電路板的信號會立即將此系統(tǒng)停 機，若壓力變送器出現(xiàn)故障，低壓開關(guān)15可以起到同樣的作用，使系統(tǒng)停機。 同樣地， 一旦制冷劑的壓力高于高壓設(shè)定值，排氣壓力變送器17傳送給電路板 的信號會立即將此系統(tǒng)停機，若壓力變送器出現(xiàn)故障，高壓開關(guān)16可以起到同 樣的作用，使系統(tǒng)停機。因此，本技術(shù)方案對系統(tǒng)的壓力有雙重保護，提高了 系統(tǒng)的安全性。
本技術(shù)方案，在回路中設(shè)有儲液器9和儲液器A9'。采用此設(shè)備，有以下幾 個優(yōu)點儲存冷凝器的凝液，避免凝液在冷凝器中積存過多而使傳熱面積變小， 影響冷凝器的傳熱效果；適應(yīng)蒸發(fā)器的負荷變動對供應(yīng)量的需求，在蒸發(fā)負荷 增大時，供應(yīng)量也增大，由儲液器的存液補給，負荷變小時，需要液量也變小， 多余的液體儲存在儲液罐里；作為系統(tǒng)中高低壓側(cè)之間的液封，因為出液管是 插在液面下，故可防止高壓側(cè)的蒸汽和不凝性的氣體進入低壓側(cè)；儲液器也起 到過濾和消音的作用。因此，本技術(shù)方案大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
本技術(shù)方案，用電磁閥和單向閥的組合來替代四通換向閥。現(xiàn)有技術(shù)的熱 泵空調(diào)系統(tǒng)均采用四通換向閥來切換制冷劑的流向來實現(xiàn)制冷和制熱雙重功 效。但是地鐵車輛運行有其特殊性，要求空調(diào)設(shè)備具備很好的抗振動和沖擊能 力、較高的可靠性。目前的四通換向閥均是針對靜止的空調(diào)設(shè)備設(shè)計的，用于 地鐵車輛上，發(fā)生故障的可能性較高。 一旦發(fā)生故障，即使一個閥出現(xiàn)問題， 整個空調(diào)系統(tǒng)將無法正常運行。本技術(shù)方案，用兩組不同的電磁閥將制冷回路 和制熱回路獨立開來，用單向閥避免了制冷劑回流和旁通的可能性，大大提高 了系統(tǒng)的可靠性。
權(quán)利要求
1. 一種熱泵型地鐵車輛空調(diào)，包括壓縮機(1)、冷凝器(6)及配置在冷凝器(6)側(cè)部的冷凝軸流風機(5)、熱力膨脹閥(10)、蒸發(fā)器(11)及配置在蒸發(fā)器(11)側(cè)部的蒸發(fā)離心風機(12)，其特征在于所述壓縮機(1)的出口端經(jīng)排氣減震管(2)、制冷電磁閥(4)連接所述冷凝器(6)輸入端，冷凝器(6)輸出端經(jīng)制熱電磁閥A(3’)、回氣減震管(13)連接所述壓縮機(1)的進口端；所述壓縮機(1)的出口端經(jīng)排氣減震管(2)、制熱電磁閥(3)連接所述蒸發(fā)器(11)輸入端，蒸發(fā)器(11)輸出端經(jīng)制冷電磁閥A(4’)、回氣減震管(13)連接所述壓縮機(1)的進口端；蒸發(fā)器(11)輸出端由單向閥A(7’)、儲液器A(9’)及熱力膨脹閥A(10’)連接至冷凝器(6)輸入端，所述熱力膨脹閥A(10’)的感溫包和毛細管連接至冷凝器(6)的輸出端；冷凝器(6)輸出端由單向閥(7)、儲液器(9)及熱力膨脹閥(10)連接至蒸發(fā)器(11)輸入端，所述熱力膨脹閥(10)的感溫包和毛細管連接至蒸發(fā)器(11)的輸出端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱泵型地鐵車輛空調(diào)，其特征在于所述的連接， 均為由冷媒介質(zhì)流通的管路連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱泵型地鐵車輛空調(diào)，其特征在于在單向閥(7) 與儲液器(9)之間設(shè)置干燥過濾器和視液鏡(8);在單向閥A (7')與儲液器A (9') 之間設(shè)置干燥過濾器和視液鏡A (8')。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱泵型地鐵車輛空調(diào)，其特征在于在壓縮機(l) 的進口端設(shè)置由回氣壓力變送器(14)和低壓開關(guān)(15)組成的低壓組件；在壓 縮機(l)的出口端設(shè)置由排氣壓力變送器(17)和高壓開關(guān)(16)組成的高壓組 件。
全文摘要
本發(fā)明系地鐵熱泵型的空調(diào)結(jié)構(gòu)。一種熱泵型地鐵車輛空調(diào)，壓縮機(1)的出口端經(jīng)排氣減震管(2)制冷電磁閥(4)連接冷凝器(6)輸入端，冷凝器(6)輸出端經(jīng)制熱電磁閥A(3’)回氣減震管(13)連接壓縮機(1)的進口端；壓縮機(1)的出口端經(jīng)排氣減震管(2)制熱電磁閥(3)連接蒸發(fā)器(11)輸入端，蒸發(fā)器(11)輸出端經(jīng)制冷電磁閥A(4’)回氣減震管(13)連接壓縮機(1)的進口端；蒸發(fā)器(11)輸出端由單向閥A(7’)儲液器A(9’)及熱力膨脹閥A(10’)連接至冷凝器(6)輸入端，熱力膨脹閥A(10’)的感溫包和毛細管接至冷凝器(6)的輸出端；冷凝器(6)輸出端由單向閥(7)儲液器(9)及熱力膨脹閥(10)連接至蒸發(fā)器(11)輸入端，熱力膨脹閥(10)的感溫包和毛細管連接至蒸發(fā)器(11)的輸出端，本發(fā)明安全節(jié)能環(huán)保高效。
文檔編號B61D27/00GK101290177SQ20081003769
公開日2008年10月22日 申請日期2008年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月20日
發(fā)明者周生存, 梅雪蓮, 顧克東, 顧開春 申請人:上海海立特種制冷設(shè)備有限公司