专利名称：一种热泵型地铁车辆空调的制作方法
技术领域：
本发明系一种用于地铁车辆的空调结构，特别涉及一种地铁热泵型的空调 结构。
(二)
背景技术：
地铁车厢的空调是安装于地铁车辆上，对地铁乘客车厢的空气进行调节的 装置。它能创造车内热微环境的舒适性，保持车厢内空气温度、湿度、流速、 洁净度、噪声和余压等在舒适的标准范围内，对保护乘客的身心健康以及提高 其工作效率和生活质量具有积极作用。
地铁空调需要有制冷和加热取暖两大功能，目前我国地铁车辆空调除制冷 外，冬季取暖均以电加热器取暖为主，电加热器取暖方式操作简单、基本满足 乘客取暖的要求，但电加热器耗电量太大，使用成本偏高；热效率不高，不利 用改善车厢舒适性；电加热器表面的高温辐射，不利于车辆的安全性。经国内 外科技文献信息检索，地铁的取暖均为电加热方式。
热泵，是一种利用人工技术将低温热能转换为高温热能而达到供热效果的 机械装置。热泵由低温热源(如周围环境的自然空气、地下水、河水、海水、 污水等)吸热能，然后转换为较高温热源释放至所需的空间(或其它区域)内。 这种装置即可用作供热采暖设备，又可用作制冷降温设备，80年代以来，我国 热泵在各种场合的应用研究有了许多发展。热泵采暖具有节能、高效的特点。 在一定的运行条件下，与相同耗电量的电热器相比，热泵能够提供数倍的供热 量。此外，热泵供热和电加热器供热比较，前者主要是通过空气对流进行传热， 避免了电加热器表面的高温辐射，有利于提高安全性和改善舒适性。而这种设 备同时对于我国能源使用效率不高、分配不均匀的现状也提出了一个有效的解 决方法。
目前，热泵型空调在众多场合得以利用，已成为一项比较成熟的技术，但 是在地铁车辆上的应用还是空白。而且地铁由于运行的环境比较特殊，有时长时间在地面底下，有时又突然行驶在地面上，温度变化较大；地铁主要行驶在 地面底下，大量运载行人，涉及人身安全，对车辆及其配套设施安全性要求特 别高；在地面底下一旦出现故障维修也更加困难，设备的可靠性、稳定性也特 别需要重视和解决，配置的空调装置必须具备良好的抗振动和耐冲击能力，以 适应于特殊场合使用。况且,拟将热泵空调配置在地铁上可以兼任制冷、制热功 能，对其转换控制更有特殊稳定可靠的要求，因此不能简单地将现有技术的热 泵型空调直接地配置在地铁车辆上，必须针对性地进行设计和制作以适合符合 地铁特殊条件、特别要求。
发明内容
本发明的目的，拟提供一种地铁用空调装置，降低和减少故障率，提高空 调系统的稳定性和安全性。
本发明的目的是如此来实现的。
1. 一种热泵型地铁车辆空调，包括压縮机1、冷凝器6及配置在冷凝器6侧 部的冷凝轴流风机5、热力膨胀阀10、蒸发器11及配置在蒸发器11侧部的蒸 发离心风机12，其特征在于-
所述压縮机1的出口端经排气减震管2、制冷电磁阀4连接所述冷凝器6 输入端，冷凝器6输出端经制热电磁阀A 3 '、回气减震管13连接所述压縮机1 的进口端；
所述压縮机1的出口端经排气减震管2、制热电磁阀3连接所述蒸发器11 输入端，蒸发器11输出端经制冷电磁阀A4'、回气减震管13连接所述压縮机1 的进口端；
蒸发器11输出端由单向阀A7'、储液器A9'及热力膨胀阀A10'连接至冷凝 器6输入端，所述热力膨胀阀A10'的感温包和毛细管连接至冷凝器6的输出端；
冷凝器6输出端由单向阀7、储液器9及热力膨胀阀10连接至蒸发器11输 入端，所述热力膨胀阀10的感温包和毛细管连接至蒸发器11的输出端。
2. 根据技术方案1所述的热泵型地铁车辆空调，其特征在于所述的连接， 均为由冷媒介质流通的管路连接。3. 根据技术方案1所述的热泵型地铁车辆空调，其特征在于在单向阀7与 储液器9之间设置干燥过滤器和视液镜8;在单向阀A7'与储液器A9'之间设置 干燥过滤器和视液镜A8'。
4. 根据技术方案1所述的热泵型地铁车辆空调，其特征在于在压縮机1的 进口端设置由回气压力变送器14和低压开关15组成的低压组件；在压縮机1 的出口端设置由排气压力变送器17和高压开关16组成的高压组件。
其工作过程如下。制冷时，制冷回路电磁阀打开，低温低压的气态制冷剂 由压縮机吸入，压縮成高温高压的气体进入冷凝器中，通过冷凝轴流风机散热， 制冷剂成为高压低温的液体，再经过过滤后到热力膨胀阀，经过热力膨胀阀节 流降压进入蒸发器，由于压力降低，制冷剂在蒸发器中不断吸收空气传给蒸发 器的热量而蒸发为蒸汽，达到冷却空气的目的。此时的制冷剂是低温低压的气 体，重复进入压縮机后的流程。制热时，制热回路电磁阀打开，高压低温的制 冷剂液体过滤后，经过热力膨胀阀节流降压进入冷凝器，由于压力降低，制冷 剂在冷凝器中不断吸收空气(低温热源)传给冷凝器的热量而蒸发为蒸汽，低 温低压的气态制冷剂由压縮机吸入，压縮成高温高压的气体进入蒸发器中，通 过蒸发离心风机散热，达到加热空气的目的。此时的制冷剂是高压低温的液体， 重复过滤后的流程。
采用本技术方案，由现有技术的电加热改为热泵制热。降低了机组的耗电 量，节省了运行成本，符合现阶段国家提倡的节能环保的要求。
采用本技术方案，采用了压力双重保护。系统压力与超过正常运行压力范 围时，压力变送器作为第一重保护，使系统停机，而压力开关作为第二重保护， 也可使系统停机，提高了系统的安全性。
采用本技术方案，采用了储液器。保证了换热器的换热效率，使系统在负 荷变动较大时仍能平稳运行。
采用本技术方案，由现有技术的四通换向阀改为电磁阀和单向的组合，避 免了使用不成熟的技术，降低了系统的故障，提高了系统的可靠性。现有技术 在四个通道中只要发生一个通道有故障即须整体进行修理，修理技术复杂，化 时间长，不适宜地铁运行使用，采用本发明的结构，可以比较简单地分别应对 处理，维修成本低，化时少。采用了本发明的排气减震管2，使得几大工作部件在运行和车辆行驶中发生 巅簸或冲击，既可以减震又避免相互影响，对于保证高速行驶地铁的稳定性是 重要的举措。
(四)
图1是本发明一种热泵型地铁车辆空调的系统配置示意图。
图中，1.压縮机，2.排气减震管,3。制热电磁阀，3 '制热电磁阀A， 4.制冷电
磁阀，4 '制冷电磁阀A， 5.冷凝轴流风机，6.冷凝器，7.单向阀，7 '单向阀A， 8.
干燥过滤器和视液镜，8',干燥过滤器和视液镜A， 9.储液器，9'.储液器A， 10.
热力膨胀阀，IO'.热力膨胀阀A， 11.蒸发器，12.蒸发离心风机，13.回气减震
管，14.回气压力变送器，15.低压开关，16.高压开关，17.排气压力变送器。
具体实施方式
以下按照附图l作详细说明。
作为本发明的实施例空调在制冷时，制冷电磁阀4和制冷电磁阀A4 '打开，
低温低压的气态制冷剂经过回气减震管13后，由压縮机1吸入，压縮成高温高 压的气体，经排气减震管2进入冷凝器6中，通过冷凝轴流风机5散热，制冷. 剂成为高压低温的液体，经过单向阀7，再经过干燥过滤器和视液镜8后到储液 器9，然后经过热力膨胀阀10节流降压进入蒸发器11，由于压力降低，制冷剂 在蒸发器11中通过不断吸收空气传给蒸发器11的热量而蒸发为蒸汽，同时蒸 发离心风机12将冷却后的空气送入目标区域，达到冷却空气的目的。此时的制 冷剂是低温低压的气体，重复进入压縮机1后的流程。制冷循环时，制热电磁 阀3和制热电磁阀A3 '是关闭的，提高了机组的可靠性。
制热时，制热电磁阀3和制热电磁阀A3 '打开，高压低温的制冷剂液体经单 向阀A7'，再经过干燥过滤器和视液镜A8'后到储液器A9',然后经过热力膨胀 阀A10'节流降压进入冷凝器6，由于压力降低，加上冷凝轴流风机5散热，制 冷剂在冷凝器6中不断吸收空气(低温热源)传给冷凝器6的热量而蒸发为蒸 汽，低温低压的气态制冷剂经回气减震管13由压縮机1吸入，压縮成高温高压 的气体，经排气减震管2进入蒸发器11中，通过蒸发离心风机12散热，达到加热空气的目的。此时的制冷剂是高压低温的液体，重复过滤后的流程。制热
循环时，制冷电磁阀4和制冷电磁阀A4'是关闭的，提高了机组的可靠性。
本技术方案，在压縮机1的吸入管上配有回气压力变送器14和低压开关15， 在压縮机1的排气管上配有排气压力变送器17和高压开关16。 一旦制冷剂的压 力低于低压设定值，回气压力变送器14传送给电路板的信号会立即将此系统停 机，若压力变送器出现故障，低压开关15可以起到同样的作用，使系统停机。 同样地， 一旦制冷剂的压力高于高压设定值，排气压力变送器17传送给电路板 的信号会立即将此系统停机，若压力变送器出现故障，高压开关16可以起到同 样的作用，使系统停机。因此，本技术方案对系统的压力有双重保护，提高了 系统的安全性。
本技术方案，在回路中设有储液器9和储液器A9'。采用此设备，有以下几 个优点储存冷凝器的凝液，避免凝液在冷凝器中积存过多而使传热面积变小， 影响冷凝器的传热效果；适应蒸发器的负荷变动对供应量的需求，在蒸发负荷 增大时，供应量也增大，由储液器的存液补给，负荷变小时，需要液量也变小， 多余的液体储存在储液罐里；作为系统中高低压侧之间的液封，因为出液管是 插在液面下，故可防止高压侧的蒸汽和不凝性的气体进入低压侧；储液器也起 到过滤和消音的作用。因此，本技术方案大大提高了系统的稳定性。
本技术方案，用电磁阀和单向阀的组合来替代四通换向阀。现有技术的热 泵空调系统均采用四通换向阀来切换制冷剂的流向来实现制冷和制热双重功 效。但是地铁车辆运行有其特殊性，要求空调设备具备很好的抗振动和冲击能 力、较高的可靠性。目前的四通换向阀均是针对静止的空调设备设计的，用于 地铁车辆上，发生故障的可能性较高。 一旦发生故障，即使一个阀出现问题， 整个空调系统将无法正常运行。本技术方案，用两组不同的电磁阀将制冷回路 和制热回路独立开来，用单向阀避免了制冷剂回流和旁通的可能性，大大提高 了系统的可靠性。
权利要求
1. 一种热泵型地铁车辆空调，包括压缩机(1)、冷凝器(6)及配置在冷凝器(6)侧部的冷凝轴流风机(5)、热力膨胀阀(10)、蒸发器(11)及配置在蒸发器(11)侧部的蒸发离心风机(12)，其特征在于所述压缩机(1)的出口端经排气减震管(2)、制冷电磁阀(4)连接所述冷凝器(6)输入端，冷凝器(6)输出端经制热电磁阀A(3’)、回气减震管(13)连接所述压缩机(1)的进口端；所述压缩机(1)的出口端经排气减震管(2)、制热电磁阀(3)连接所述蒸发器(11)输入端，蒸发器(11)输出端经制冷电磁阀A(4’)、回气减震管(13)连接所述压缩机(1)的进口端；蒸发器(11)输出端由单向阀A(7’)、储液器A(9’)及热力膨胀阀A(10’)连接至冷凝器(6)输入端，所述热力膨胀阀A(10’)的感温包和毛细管连接至冷凝器(6)的输出端；冷凝器(6)输出端由单向阀(7)、储液器(9)及热力膨胀阀(10)连接至蒸发器(11)输入端，所述热力膨胀阀(10)的感温包和毛细管连接至蒸发器(11)的输出端。
2. 根据权利要求1所述的热泵型地铁车辆空调，其特征在于所述的连接， 均为由冷媒介质流通的管路连接。
3. 根据权利要求1所述的热泵型地铁车辆空调，其特征在于在单向阀(7) 与储液器(9)之间设置干燥过滤器和视液镜(8);在单向阀A (7')与储液器A (9') 之间设置干燥过滤器和视液镜A (8')。
4. 根据权利要求1所述的热泵型地铁车辆空调，其特征在于在压縮机(l) 的进口端设置由回气压力变送器(14)和低压开关(15)组成的低压组件；在压 縮机(l)的出口端设置由排气压力变送器(17)和高压开关(16)组成的高压组 件。
全文摘要
本发明系地铁热泵型的空调结构。一种热泵型地铁车辆空调，压缩机(1)的出口端经排气减震管(2)制冷电磁阀(4)连接冷凝器(6)输入端，冷凝器(6)输出端经制热电磁阀A(3’)回气减震管(13)连接压缩机(1)的进口端；压缩机(1)的出口端经排气减震管(2)制热电磁阀(3)连接蒸发器(11)输入端，蒸发器(11)输出端经制冷电磁阀A(4’)回气减震管(13)连接压缩机(1)的进口端；蒸发器(11)输出端由单向阀A(7’)储液器A(9’)及热力膨胀阀A(10’)连接至冷凝器(6)输入端，热力膨胀阀A(10’)的感温包和毛细管接至冷凝器(6)的输出端；冷凝器(6)输出端由单向阀(7)储液器(9)及热力膨胀阀(10)连接至蒸发器(11)输入端，热力膨胀阀(10)的感温包和毛细管连接至蒸发器(11)的输出端，本发明安全节能环保高效。
文档编号B61D27/00GK101290177SQ20081003769
公开日2008年10月22日 申请日期2008年5月20日 优先权日2008年5月20日
发明者周生存, 梅雪莲, 顾克东, 顾开春 申请人:上海海立特种制冷设备有限公司