專利名稱：一種帶有熱交換強制廢排的地鐵空調(diào)機組的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種地鐵車輛空調(diào)機組，特別涉及一種適用于地鐵的帶有熱交換強制廢排的地鐵空調(diào)機組。
背景技術：
在現(xiàn)有技術中，地鐵空調(diào)系統(tǒng)通常 由空調(diào)機組、風道、控制系統(tǒng)和廢排系統(tǒng)組成；空調(diào)機組包括蒸發(fā)系統(tǒng)、冷凝系統(tǒng)和電器系統(tǒng)等；冷凝系統(tǒng)通過冷卻管路內(nèi)的制冷劑與外界環(huán)境空氣進行熱交換?？照{(diào)機組將經(jīng)過處理的空氣送入位于客室頂板上面的風道系統(tǒng)中，然后通過沿列車長度方經(jīng)過散流器均勻地將空氣分配到乘客車廂。在制冷模式下，來自客室回風和從外部吸入的新風混合在一起，在送風機的驅(qū)動下通過混合風濾網(wǎng)和蒸發(fā)器。由于制冷劑在蒸發(fā)器中的蒸發(fā)，使得混合空氣中的熱量被帶走。經(jīng)過冷卻和除濕的空氣被送風機吹入車廂風道中，通過散流器分配到客室各個位置?？諝膺M入客室后，會使客室形成一個正壓的動態(tài)流場。通過該正壓流場，將一部份空氣通過車體排風口排出車外。同時在空調(diào)機組新風口又有等量的外部空氣被吸入機組蒸發(fā)器混合腔，與客室返回的回風形成混合空氣，再次經(jīng)過過濾網(wǎng)和蒸發(fā)器。冷凝器將來自壓縮機的高溫高壓制冷劑氣體的熱量傳遞給外部空氣。為了確保大量的熱能夠從冷凝器中帶走，軸流風機從空調(diào)機組側(cè)邊的環(huán)境中吸入相對較冷的空氣通過冷凝器，將熱空氣通過空調(diào)機組上部圓形的導流圈吹入環(huán)境。通常地，地鐵車輛的廢排系統(tǒng)是單獨焊接在車體上且沒有動力系統(tǒng)，廢排系統(tǒng)是通過空調(diào)通風機產(chǎn)生客室內(nèi)正壓，將乘客排出的二氧化碳輸送到車外，在地鐵車輛將客室內(nèi)的廢氣排出車外的同時，空調(diào)機組通過新風門將等量的新鮮空氣輸送到客室內(nèi)，因而產(chǎn)生了新風負荷；廢排系統(tǒng)在制客室內(nèi)空氣品質(zhì)和乘客舒適度具有至關重要的作用。額定狀況下地鐵空調(diào)設計的計算參數(shù)為環(huán)境參數(shù)
環(huán)境溫度35°C乘客數(shù)量310人
相對濕度70%新風量3200m3/h 海平面1200m
太陽輻射800W/m2 散射OW/m 輻射角50
內(nèi)部熱負荷1.5kW風道阻力損失ISOPa 風丨V:IOOOOm3Zh客室參數(shù)[0011 ]
長22.8m傳熱系數(shù)K-值
高2.3m頂棚 2.4W/m2K
寬2.9m側(cè)墻 2.4W/m2K
窗戶高0.9m前部2.4W/m2K
窗戶寬1.2m地板2.4W/m2K
迎陽側(cè)窗數(shù)量4窗戶2.4W/m2K
背陽側(cè)窗數(shù)量4 玻璃的吸收系數(shù)0.7 側(cè)墻的吸收系數(shù)0.7 玻璃的傳輸系數(shù)0 37
負荷感性負荷潛熱負荷合計負荷
新風負荷 kW6.76829.98636.754
乘名負荷 k\V19.65416.81036.646
表面?zhèn)鬏斬摵蒶W9.0849.084
窗戶傳輸負荷kW0.1660.166
窗戶輻射負荷kW0.6160 616
其它負荷kW1.5001.50
總負荷kW84 6室內(nèi)溫度客室內(nèi)部溫度27. (TC客室內(nèi)部相對濕度60%通過上述可知,計算等到的新風負荷為36. 754kw,占總負荷84. 6kw的43. 4%。即廢排系統(tǒng)將含有二氧化碳的廢氣排出車外的同時，也帶走了大量的冷量。在現(xiàn)有產(chǎn)品中，為了平衡該部份損失，空調(diào)機組選用了大功率壓縮機，同時加大了換熱器的面積。另外，如果空調(diào)機組通風機因故障停止運轉(zhuǎn)，新鮮空氣無法進入客室內(nèi)，客室內(nèi)不能形成空氣正壓，廢排系統(tǒng)也就無法實現(xiàn)廢排功能，二氧化碳將滯留在客室內(nèi)，乘客的空氣環(huán)境將急劇惡化。再有，當?shù)罔F隧道中出現(xiàn)火災和煙霧狀況時，由于廢排系統(tǒng)沒有動力系統(tǒng)，無法關閉，煙霧會大量進入客室，對乘客的安全造成危害。鑒于上述情況，特別需要一種帶有熱交換強制廢排的地鐵空調(diào)機組，以解決上述現(xiàn)有存在的問題。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種帶有熱交換強制廢排的地鐵空調(diào)機組，針對上述現(xiàn)有的技術存在的缺陷，將地鐵車輛空調(diào)機組和廢排系統(tǒng)有機結(jié)合在一起，有效利用排出廢氣的冷量，降低了冷凝器的面積，減小風機負荷和冷凝風量，達到節(jié)能的目的，保證客室良好的空氣環(huán)境，為地鐵車輛運營創(chuàng)造安全條件。本實用新型所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現(xiàn)一種帶有熱交換強制廢排的地鐵空調(diào)機組，其特征在于，它包括通風機、蒸發(fā)器、壓縮機、第一冷凝系統(tǒng)和第二冷凝系統(tǒng)，所述蒸發(fā)器的輸出端通過壓縮機連接所述第一冷凝系統(tǒng)的輸入端，所述第一冷凝系統(tǒng)的輸出端連接所述第二冷凝系統(tǒng)的輸入端，所述第二冷凝系統(tǒng)的輸出端連接所述蒸發(fā)器的輸入端。 在本實用新型的一個實施例中，所述第一冷凝系統(tǒng)包括第一冷凝風機、第一冷凝器、風門和風門執(zhí)行器；所述風門設置在所述第一冷凝器的邊緣處，所述風門執(zhí)行器與所述風門互相連接，所述第一冷凝風機設置在所述第一冷凝器的邊緣處。進一步，所述第一冷凝器的輸入端依次通過高壓繼電器、壓縮機和低壓繼電器與蒸發(fā)器的輸出端連接，所述第一冷凝器的輸出端連接所述第二冷凝系統(tǒng)的輸入端。在本實用新型的一個實施例中，所述第二冷凝系統(tǒng)包括第二冷凝風機和第二冷凝器；所述第二冷凝風機設置在所述第二冷凝器的邊緣處。進一步，所述第二冷凝器的輸入端與所述第一冷凝系統(tǒng)的輸出端連接，所述第二冷凝器的輸出端依次通過干燥過濾器和電磁閥與所述蒸發(fā)器的輸入端相連接。本實用新型的帶有熱交換強制廢排的地鐵空調(diào)機組，與現(xiàn)有的技術相比，將空調(diào)機組和廢排系統(tǒng)有機結(jié)合在一起，廢排系統(tǒng)形成第一冷凝系統(tǒng)，并將排出的廢氣作為第一冷凝系統(tǒng)的進氣，有效利用該部分冷負荷，原有冷凝系統(tǒng)作為第二冷凝系統(tǒng)，降低了冷凝器的面積，減小風機負荷和冷凝風量，達到節(jié)能的目的，保證客室良好的空氣環(huán)境，為地鐵車輛運營創(chuàng)造安全條件，實現(xiàn)本實用新型的目的。本實用新型的特點可參閱本案圖式及以下較好實施方式的詳細說明而獲得清楚地了解。

圖I為本實用新型的帶有熱交換強制廢排的地鐵空調(diào)機組的結(jié)構示意圖；圖2為本實用新型的帶有熱交換強制廢排的地鐵空調(diào)機組的原理示意圖；圖3為本實用新型的地鐵空調(diào)機組客室內(nèi)空氣交換的示意圖；圖4為圖3的側(cè)面示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進一步闡述本實用新型。如圖I和圖2所示，本實用新型的帶有熱交換強制廢排的地鐵空調(diào)機組，它包括通風機100、蒸發(fā)器200、壓縮機500、第一冷凝系統(tǒng)300和第二冷凝系統(tǒng)400，所述蒸發(fā)器200的輸出端通過壓縮機500連接所述第一冷凝系統(tǒng)300的輸入端，所述第一冷凝系統(tǒng)300的輸出端連接所述第二冷凝系統(tǒng)400的輸入端，所述第二冷凝系統(tǒng)400的輸出端連接所述蒸發(fā)器200的輸入端。在本實用新型中，所述第一冷凝系統(tǒng)300包括第一冷凝風機310、第一冷凝器320、風門330和風門執(zhí)行器340 ;所述風門330設置在所述第一冷凝器320的邊緣處，所述風門執(zhí)行器340與所述風門330互相連接，所述第一冷凝風機310設置在所述第一冷凝器320的邊緣處。所述第一冷凝器320的輸入端依次通過高壓繼電器350、壓縮機500和低壓繼電器360與蒸發(fā)器200的輸出端連接，所述第一冷凝器320的輸出端連接所述第二冷凝系統(tǒng)400的輸入端。第一冷凝風機310的額定風量由原有的5000mVh減小為3000m3/h，將客室內(nèi)的一部分回風通過風門330流經(jīng)第一冷凝器320再排出，第一冷凝系統(tǒng)300進風為客室空氣，參數(shù)為溫度27°C，濕度63%，快速冷卻第一冷凝器320內(nèi)的制冷劑。第一冷凝器320兩端串在壓縮機500的高壓端與第二冷凝器420之間。壓縮機500的高壓端的溫度標準工況達到55°C。第一冷凝器320利用客室空氣(溫度27°C，濕度63% )可有效的降低壓縮機500的高壓管路的溫度，起到預先冷卻的作用；通過計算，制冷劑通過第一冷凝系統(tǒng)300后，高壓管內(nèi)部的制冷劑溫度約40-45°C。風門執(zhí)行器340調(diào)節(jié)風門角度控制風量，同時將風門330開啟狀態(tài)反饋給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)將根據(jù)客室負載的大小調(diào)節(jié)廢排風量，在接到隧道煙霧報警信號后關閉風門330，保證客室良好的空氣環(huán)境。在本實用新型中，所述第二冷凝系統(tǒng)400包括第二冷凝風機410和第二冷凝器420 ;所述第二冷凝風機410設置在所述第二冷凝器420的邊緣處。所述第二冷凝器420的輸入端與所述第一冷凝系統(tǒng)300的輸出端連接，所述第二冷凝器420的輸出端依次通過干燥過濾器430和電磁閥440與所述蒸發(fā)器200的輸入端相連接。第二冷凝系統(tǒng)400的第二冷凝風機410，額定風量定為5000m3/h，從空調(diào)機組側(cè)邊的環(huán)境(溫度35°C，濕度70%)中吸入空氣流經(jīng)第二冷凝器420，再將熱空氣吹入環(huán)境。第二冷凝系統(tǒng)400的第二冷凝器420的面積減少為原來的50%，兩冷凝風機減少為一臺。本實用新型的帶有熱交換強制廢排的地鐵空調(diào)機組的空氣處理過程均采用一次回風無再熱過程，空調(diào)負荷中沒有再熱負荷。新風負荷為Q5Q5 = Gff (iff iN)式中GW 新風量，kg/s ；iff——車外空氣焓值，kj/kg ；iN——車內(nèi)空氣焓值，kj/kg。查表可得iff= 100. 7kJ/kg ；iN = 63. 7kJ/kg ；Q5 = 36kW該新風負荷的產(chǎn)生是由于客室一部分空氣未經(jīng)換熱直接排到環(huán)境所致。因此將原有排出環(huán)境的低溫空氣經(jīng)過第一冷凝系統(tǒng)300熱交換后再排入環(huán)境，所節(jié)約的能量即可抵銷空調(diào)新風口吸入的熱空氣負荷。本實用新型的帶有熱交換強制廢排的地鐵空調(diào)機組降低了風機負荷、冷凝風量，等效抵銷了原空調(diào)新風負荷，達到有效節(jié)能目的。在通風機出現(xiàn)故障的情況下，強制風機持續(xù)工作，將客室內(nèi)的廢氣排出車外，保證
客室空氣質(zhì)量。如果風機出現(xiàn)故障不能工作，調(diào)節(jié)風門和新風門達到最大位置，客室總風量增大，負壓區(qū)前移，保證強制廢排系統(tǒng)區(qū)域為正壓區(qū)，使回風廢氣排出車外，保持客室的新風供應量，為地鐵車輛運營創(chuàng)造安全條件。如圖3和圖4所示，空氣進入客室后，客室形成一個正壓的動態(tài)流場；通過該正壓流場，不在將一部份空氣通過車體排風口排出車外，而是全部空氣流向空調(diào)機組回風口 ；在 回風口處通過風門將一部分空氣導入第一冷凝系統(tǒng)300，在一臺冷凝機的作用下，使該部分回風通過第一冷凝器320吸收第一冷凝器320中的熱量，排入周圍環(huán)境。以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)，本實用新型要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
權利要求1.一種帶有熱交換強制廢排的地鐵空調(diào)機組，其特征在于，它包括通風機、蒸發(fā)器、壓縮機、第一冷凝系統(tǒng)和第二冷凝系統(tǒng)，所述蒸發(fā)器的輸出端通過壓縮機連接所述第一冷凝系統(tǒng)的輸入端，所述第一冷凝系統(tǒng)的輸出端連接所述第二冷凝系統(tǒng)的輸入端，所述第二冷凝系統(tǒng)的輸出端連接所述蒸發(fā)器的輸入端。
2.如權利要求I所述的帶有熱交換強制廢排的地鐵空調(diào)機組，其特征在于，所述第一冷凝系統(tǒng)包括第一冷凝風機、第一冷凝器、風門和風門執(zhí)行器；所述風門設置在所述第一冷凝器的邊緣處，所述風門執(zhí)行器與所述風門互相連接，所述第一冷凝風機設置在所述第一冷凝器的邊緣處。
3.如權利要求2所述的帶有熱交換強制廢排的地鐵空調(diào)機組，其特征在于，所述第一冷凝器的輸入端依次通過高壓繼電器、壓縮機和低壓繼電器與蒸發(fā)器的輸出端連接，所述第一冷凝器的輸出端連接所述第二冷凝系統(tǒng)的輸入端。
4.如權利要求I所述的帶有熱交換強制廢排的地鐵空調(diào)機組，其特征在于，所述第二冷凝系統(tǒng)包括第二冷凝風機和第二冷凝器；所述第二冷凝風機設置在所述第二冷凝器的邊緣處。
5.如權利要求4所述的帶有熱交換強制廢排的地鐵空調(diào)機組，其特征在于，所述第二冷凝器的輸入端與所述第一冷凝系統(tǒng)的輸出端連接，所述第二冷凝器的輸出端依次通過干燥過濾器和電磁閥與所述蒸發(fā)器的輸入端相連接。
專利摘要本實用新型的目的在于公開一種帶有熱交換強制廢排的地鐵空調(diào)機組，它包括通風機、蒸發(fā)器、壓縮機、第一冷凝系統(tǒng)和第二冷凝系統(tǒng)，所述蒸發(fā)器的輸出端通過壓縮機連接所述第一冷凝系統(tǒng)的輸入端，所述第一冷凝系統(tǒng)的輸出端連接所述第二冷凝系統(tǒng)的輸入端，所述第二冷凝系統(tǒng)的輸出端連接所述蒸發(fā)器的輸入端；與現(xiàn)有的技術相比，將空調(diào)機組和廢排系統(tǒng)有機結(jié)合在一起，廢排系統(tǒng)形成第一冷凝系統(tǒng)，并將排出的廢氣作為第一冷凝系統(tǒng)的進氣，有效利用該部分冷負荷，原有冷凝系統(tǒng)作為第二冷凝系統(tǒng)，降低了冷凝器的面積，減小風機負荷和冷凝風量，達到節(jié)能的目的，保證客室良好的空氣環(huán)境，為地鐵車輛運營創(chuàng)造安全條件，實現(xiàn)本實用新型的目的。
文檔編號B61D27/00GK202641710SQ201220271550
公開日2013年1月2日 申請日期2012年6月8日 優(yōu)先權日2012年6月8日
發(fā)明者穆廣友, 楊利軍 申請人:上海軌道交通設備發(fā)展有限公司