一种具有更高能效的车辆空调机组的制作方法

1.本实用新型属于轨道交通领域，具体涉及了一种具有更高能效的车辆空调机组。


背景技术：

2.空调机组作为现有城市轨道交通车辆的重要结构之一，也是决定车辆乘坐舒适度的关键结构，当然地，关注舒适度的同时，人们也非常关注空调机组的能效表现。
3.具体来说，在当前技术现状中，用于提高车辆空调机组能效的方法通常为：在空调机组的新风口、废排风口和回风口设置用于调节风量的风门，根据车辆的负荷自动化调节风门的开度，进而实现对进、出风量的控制，满足舒适度的同时达到节能提高能效的目的。此外，一些技术还采用了变频、热泵等方案来进一步节约空调机组的能耗。
4.然而，本技术人认为现有技术中空调机组的能效提高仍然有较大提升空间，本技术基于发明人在本领域的多年专注研究经验和所累积的理论知识水平，希望寻求新的技术方向来进一步提升车辆空调机组的能效。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种具有更高能效的车辆空调机组，有效降低了空调机组的新风负荷，使得本技术提出的车辆空调机组具有更高的能效表现，进而节约了电能，减少碳排放的同时降低了运行成本。
6.本实用新型采用的技术方案如下：
7.一种具有更高能效的车辆空调机组，包括壳体、储能换热模块和智能空气调节模块，所述壳体包括用于排出车辆内部废气的废气排放腔、用于向车辆内部引入新风的新风腔、用于混合所述新风和回风的混合腔、与所述混合腔连通的气体处理腔、与所述气体处理腔连通的送风腔，以及冷凝风腔；其中，所述储能换热模块在纵向上位于所述废气排放腔和所述新风腔之间，位于废气排放腔的废气和位于新风腔的新风分别在负压作用下撞击所述储能换热模块，使得废气排放腔内废气与新风腔内新风之间的温差降低，降低新风负荷。
8.优选地，所述储能换热模块由相变材料制成，包括位于所述废气排放腔一侧且与废气排放腔内至少部分废气撞击接触的第一横向换热面和/或第一导流面，和位于所述新风腔一侧且与新风腔内至少部分新风撞击接触的第二横向换热面和/或第二导流面。
9.优选地，所述废气排放腔设有在横向上呈左右对称分布的废气入口以及位于纵向左外侧的废气出口，在所述废气入口与废气出口之间连接负压风机；所述新风腔设有在横向上呈左右对称分布的新风入口以及位于纵向内侧的新风出口，所述新风出口连接所述混合腔，且在所述新风入口与新风出口之间连接压缩机。
10.优选地，在各废气入口与负压风机之间设置废气腔射流板，用于将废气排放腔内的废气引流撞击所述储能换热模块；和/或，在各新风入口与压缩机之间设置新风腔射流板，用于将新风腔内的新风引流撞击所述储能换热模块。
11.优选地，各废气腔射流板在废气排放腔横向上呈左右对称分布，且各废气腔射流
板与纵向具有夹角α；各新风腔射流板在新风腔横向上呈左右对称分布，且各新风腔射流板与纵向具有夹角β；进一步优选地，20
°
≤α≤45
°
和/或，20
°
≤β≤40
°
。
12.优选地，所述混合腔位于所述新风腔的纵向右侧，且从壳体底部延伸到顶部，用于将新风和回风进行混合形成第一气体，设有在横向上分别呈左右对称分布的回风入口以及第一气体出口，且所述混合腔同时连接所述新风腔的新风出口，所述第一气体出口位于与其对应回风入口的横向内侧并与所述气体处理腔连接；所述气体处理腔用于将所述第一气体处理为第二气体，且从壳体底部延伸到顶部，安装有混合风滤网和/或换热器和/或加热器，以及与所述送风腔连接的第二气体出口；所述送风腔作为第二气体的输送通道，且从壳体底部延伸到顶部，安装有离心送风机组和/或变径风道，同时设有位于纵向右外侧的送风口。
13.优选地，所述变径风道的入口端面积小于其出口端面积，且所述变径风道的内部安装有导风板；和/或所述送风口包括侧面送风口和中间送风口。
14.优选地，所述冷凝风腔作为车辆空调机组进行制冷工作时的散热通道，位于所述废气排放腔和新风腔的上部；其中，所述废气排放腔的一部分向上延伸贯穿所述冷凝风腔，所述冷凝风腔安装有换热器和/或冷凝风扇。
15.优选地，在各废气入口的内侧和/或各新风入口的内侧分别安装压力波开关保护模块，所述压力波开关保护模块根据车辆室内外压差控制开启或关闭，用于提高车辆内部的环境舒适性。
16.优选地，所述废气排放腔和/或新风腔和/或混合腔和/或送风腔设有用于风量调节的调节风门；所述智能空气调节模块包括电气控制单元和空气调节工作单元；其中，通过所述电气控制单元将车辆空调机组的各电器件进行电连接，通过智能控制器实现控制运行；所述空气调节工作单元将车辆空调机组的各空气调节结构进行连接，在所述电气控制单元的联和控制下，为车辆提供舒适以及更高能效的车厢环境。
17.需要说明的是，本技术涉及的车辆空调机组的各电器件以及各空气调节结构可以参照本领域的公知常识来进行适当选择，当然也可以采用本技术实施例提供的优选方案，本技术对此不做唯一限定。
18.本技术通过提出在车辆空调机组的废气排放腔和新风腔之间设置储能换热模块，位于废气排放腔的废气和位于新风腔的新风分别在负压作用下撞击储能换热模块，使得废气排放腔内废气与新风腔内新风之间的温差降低，从而有效降低了空调机组的新风负荷，使得本技术提出的车辆空调机组具有更高的能效表现，进而节约了电能，减少碳排放的同时降低了运行成本。
附图说明
19.图1是本实用新型具体实施方式下车辆空调机组的俯视图(隐藏了顶部盖板)
20.图2是图1中的局部结构示意图；
21.图3是是本实用新型具体实施方式下车辆空调机组在下部的剖视结构图；
22.图4是图3中的一局部结构示意图；
23.图5是图3中的另一局部结构示意图；
24.图6是本实用新型具体实施方式下变径风道的结构示意图。
具体实施方式
25.本实施例公开了一种具有更高能效的车辆空调机组，包括壳体、储能换热模块和智能空气调节模块，壳体包括用于排出车辆内部废气的废气排放腔、用于向车辆内部引入新风的新风腔、用于混合新风和回风的混合腔、与混合腔连通的气体处理腔、与气体处理腔连通的送风腔，以及冷凝风腔；其中，储能换热模块在纵向上位于废气排放腔和新风腔之间，位于废气排放腔的废气和位于新风腔的新风分别在负压作用下撞击储能换热模块，使得废气排放腔内废气与新风腔内新风之间的温差降低，降低新风负荷。
26.本实用新型实施例公开了为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
27.请参见图1和图3所示，一种具有更高能效的车辆空调机组，包括壳体1、储能换热模块2和智能空气调节模块4，壳体1包括用于排出车辆内部废气的废气排放腔1a、用于向车辆内部引入新风的新风腔1b、用于混合新风和回风的混合腔1c、与混合腔1c连通的气体处理腔1d、与气体处理腔1d连通的送风腔1e，以及冷凝风腔1f。
28.优选地，在本实施方式中，废气排放腔1a、新风腔1b分别位于壳体1的纵向左侧下部，废气排放腔1a的一部分沿着壳体1纵向左侧壁向上延伸贯穿冷凝风腔1f。
29.优选地，在本实施方式中，废气排放腔1a作为车辆内部浑浊气体(即为“废气”)的排放通道，具体设有在横向上呈左右对称分布的废气入口1a4以及位于纵向左外侧的废气出口1a5，在废气入口1a4与废气出口1a5之间连接负压风机1a1，具体优选地，负压风机1a1作为将车辆内部浑浊气体排出的动力装置，安装位于壳体1底部，为了控制调节废气的排风量，在本实施方式中，在负压风机1a1的纵向右侧设置排风调节风门1a2。
30.优选地，在本实施方式中，新风腔1b相对位于废气排放腔1a的纵向右侧，作为车辆内部新鲜气体(即为“新风”)的进入通道，具体设有在横向上呈左右对称分布的新风入口1b5以及位于纵向内侧的新风出口1b6，新风出口1b6连接混合腔1c，且在新风入口1b5与新风出口1b6之间连接压缩机1b2；进一步优选地，为了控制调节新风的进入量，在本实施方式中，在新风腔1b的中部布置新风调节风门1b1；具体优选地，为了利于空气调节效果，在本实施方式中，新风腔1b的纵向右侧在横向上左右对称立式布置有2台压缩机1b2以及4组热力膨胀阀1b3。
31.其中，请进一步结合参见图4所示，在本实施方式中，储能换热模块2在纵向上位于废气排放腔1a和新风腔1b之间，位于废气排放腔1a的废气和位于新风腔1b的新风分别在负压作用下撞击储能换热模块2，使得废气排放腔1a内废气与新风腔1b内新风之间的温差降低，降低新风负荷；优选地，在本实施方式中，储能换热模块2是由相变材料(在实际实施时，可采用任意公知的相变材料，本实施例对其没有特别限定)制成的块状结构2a；储能换热模块2包括位于废气排放腔1a一侧且与废气排放腔1a内至少部分废气撞击接触的第一横向换热面2b和/或第一导流面2d，和位于新风腔1b一侧且与新风腔1b内至少部分新风撞击接触的第二横向换热面2c和/或第二导流面2e，其中，第一导流面2d、第二导流面2e的结构设置可以实现聚流导能的作用，进一步增加对应气流的热交换空间，进而提升储能换热模块2的
热交换效果；第一导流面2d、第二导流面2e的形状可以根据实际需要来做常规选择，本技术对其不做特别限制，通常可以设置为向外侧凸出的形状(参见图4所示)。
32.进一步优选地，在本实施方式中，在各废气入口1a4与负压风机之间设置废气腔射流板1a3，用于将废气排放腔1a内的废气引流撞击储能换热模块2；和/或，在各新风入口1b5与压缩机1b2之间设置新风腔射流板1b4，用于将新风腔1b内的新风引流撞击储能换热模块2；优选地，为了进一步增强对废气排放腔1a内的废气或新风腔1b内的新风的引流撞击效果，在本实施方式中，各废气腔射流板1a3在废气排放腔1a横向上呈左右对称分布，且各废气腔射流板1a3与纵向具有夹角α，其中，20
°
≤α≤45
°
；各新风腔射流板1b4在新风腔1b横向上呈左右对称分布，且各新风腔射流板1b4与纵向具有夹角β，其中，20
°
≤β≤40
°
；
33.本实施例在实际工作时，第一横向换热面2b的温度为废气排放腔1a内废气温度t1，第二横向换热面2c的温度为新风腔1b内新风温度t2，在各废气腔射流板1a3、各新风腔射流板1b4的引流作用下，位于废气排放腔1a的废气和位于新风腔1b的新风分别在负压作用下撞击第一横向换热面2b和第二横向换热面2c，使得废气排放腔1a内废气温度t1与新风腔1b内新风温度t2之间的温差降低，从而明显降低了新风负荷。
34.优选地，在本实施方式中，混合腔1c位于新风腔1b的纵向右侧，且从壳体1底部延伸到顶部，呈矩型形状，在横向外侧对称分布，用于将新风和回风进行混合形成第一气体，具体设有在横向上分别呈左右对称分布的回风入口1c2以及第一气体出口1c3，且混合腔1c同时连接新风腔1b的新风出口1b6，第一气体出口1c3位于与其对应回风入口1c2的横向内侧并与气体处理腔1d连接；进一步优选地，为了控制调节回风的进入量，在本实施方式中，在混合腔1c的侧面布置回风调节风门1c1；
35.优选地，请进一步结合参见图5所示，在本实施方式中，气体处理腔1d用于将第一气体进行加热、过滤或冷却、过滤处理为第二气体，从壳体1的纵向右侧底部延伸到顶部，在横向外侧对称分布；气体处理腔1d安装有混合风滤网和/或换热器和/或加热器，以及与送风腔1e连接的第二气体出口；具体优选地，在本实施方式中，气体处理腔1d安装有在横向上呈左右侧对称布置的立式混合风滤网1d1、第一换热器1d2和电加热器1d3，其中，混合风滤网1d1、换热器11d2和电加热器1d3的每侧数量分别为3组、1组和1组；同时气体处理腔1d具有排水功能，排水位置位于电加热器1d3的底部。
36.优选地，在本实施方式中，送风腔1e作为第二气体的输送通道，整体呈“凸”字形状，且从壳体1底部延伸到顶部，安装有离心送风机组1e1和变径风道1e2，同时设有位于纵向右外侧的送风口；进一步优选地，请进一步结合参见图6所示，变径风道1e2的入口端面积小于其出口端面积，且变径风道1e2的内部安装有导风板1e23，具体优选地，在本实施方式中，入口端1e21有效面积为81180mm2，出口端1e22有效面积为222145mm2，为了利于导风，变径风道1e2内部间隔安装有2块导风板1e23；送风口包括侧面送风口1e41和中间送风口1e42；为了控制调节送风量，进一步优选地，在本实施方式中，在中间送风口1e42处设置送风调节风门1e3。
37.优选地，在本实施方式中，请进一步结合参见图2所示，冷凝风腔1f作为车辆空调机组进行制冷工作时的散热通道，位于废气排放腔1a和新风腔1b的上部；其中，冷凝风腔1f安装有换热器和/或冷凝风扇；具体优选地，在本实施方式中，冷凝风腔1f的横向两侧倾斜对称布置第二换热器1f1，中间纵向间隔布置2组冷凝风扇1f2以及电磁阀1f6；其中，用于连
接第二换热器1f1的管道1f3、视镜1f4和干燥过滤器1f5分别布置在废气排放腔1a的上部且位于冷凝风腔1f的纵向左侧。
38.优选地，为了进一步提高车辆内部的环境舒适性，在各废气入口1a4的内侧和/或各新风入口1b5的内侧分别安装压力波开关保护模块3，压力波开关保护模块3根据车辆室内外压差控制开启或关闭；在实际实施时，压力波开关保护模块3可以采用公知常识结构，其采用的控制逻辑可以采用如下优选方案：
39.如果气压波动满足以下条件时：
40.1s内的压力变化
△
p＞500pa；或，
41.3s内压力最大变动量
△
p＞800pa；或，
42.10s内压力最大变动量
△
p＞1000pa；
43.压力波开关保护模块3的继电器动作，输出控制信号驱动其对应的保护阀关闭，否则，其对应的保护阀保持处于开启状态；其中，压力变化
△
p为车辆的室内外压差。
44.优选地，在本实施方式中，智能空气调节模块4包括电气控制单元和空气调节工作单元；其中，通过电气控制单元将车辆空调机组的各电器件进行电连接，通过智能控制器实现控制运行；空气调节工作单元1b将车辆空调机组的各空气调节结构进行连接，在电气控制单元的联和控制下，为车辆提供舒适以及更高能效的车厢环境；具体优选地，本实施例中的各电器件具体包括负压风机1a1、排风调节风门1a2、压缩机1b2、热力膨胀阀1b3、回风调节风门1c1、电加热器1d3、离心送风机组1e1、送风调节风门1e3、冷凝风扇1f2、电磁阀1f6以及压力波保护系统3等；车辆空调机组的各空气调节结构具体包括压缩机1b2、第一换热器1d2、第二换热器1f1、电磁阀1f6、热力膨胀阀1b3、视镜1f4和干燥过滤器1f5等，这些空气调节结构通过管道1f3等附属结构连接起来。
45.本实施例的车辆空调机组在实际工作过程中主要包括制热工况和制冷工况，在制热工况时，第一气体的温度小于第二气体的温度，在制冷工况时，第一气体的的温度大于第二气体的温度；送风调节风门1e3通过智能空气调节模块4控制各送风口的风量，具体优选地，为了利于车辆内部的环境舒适性和便捷性，在本实施方式中，送冷风时，各中间送风口1e42的开度设置为0至100％，送热风时，各中间送风口1e42的开度设置为开度为0至30％，当然地，在其他实施方式中，可以根据实际应用需求进行常规选择，本实施例对其不做特别限定。
46.本技术涉及的制热新风负荷＝1.01
×q×
1.2/3600
×△
t1，其中，q为新风质量流量，
△
t1为室内外温差，
△
t为经过储能材料换热后的废气温度与储能材料换热后的新风温度之间的差值，当
△
t越小时，新风温度升高值越大，则
△
t1越小，从而制热新风负荷越小；同理，
△
t越小，新风焓值越小，从而，制冷新风负荷越小。
47.又由于新风负荷是决定车辆能耗的关键指标，因此通过采用本实施例提出的车辆空调机组可以获得更高的能效表现，进而节约了电能，减少碳排放的同时降低了运行成本。
48.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制
所涉及的权利要求。
49.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包括一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。