用于低地板轨道交通车辆的司机室空调装置的制作方法

本发明属于轨道车辆空调系统技术领域，具体涉及一种专门用于司机室的空调装置。

背景技术：

低地板轨道交通车辆一般会设有客室空调装置、司机室空调或司机室通风单元装置。

由于轨道交通车辆司乘人员较少，司机室内一般仅设置司机室通风单元装置，通过引风机将客室内的新鲜冷（热）空气引入至司机室内，来实现司机室的升降温，此种通风装置一般无单独的制冷功能（有的具备加热功能），一旦客室空调装置无法制冷，则通风单元就无法提供舒适的冷空气给司机室内降温。

随着现在客户对可靠性、舒适性要求的提升，司机室内逐步开始设置单独的司机室空调装置。由于司机室空间比较小，司机室空调装置安装空间紧张，同时整车对空调装置的重量指标比较高，导致司机室空调装置的外形尺寸都比较小，功能比较单一，仅具备制冷、制暖、通风等基本功能。且制冷均为单级制冷，制冷调节范围小。制暖多采用电加热方式，需要额外增加电加热器，占用本就不大的空间，且舒适性较差，制热效率不高。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种用于低地板轨道交通车辆的司机室空调装置，通过合理布置各部件，减小了占用面积，采用变频压缩机、四通换向阀实现了变频热泵功能，具有良好的制冷制热效果；通过送风风阀及送风风道的合理配置，实现了车窗除雾模式及功能。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于低地板轨道交通车辆的司机室空调装置，包括安装箱体以及设置在所述安装箱体的中部用于将所述安装箱体的安装腔分隔成两部分的隔板，其特征在于：在所述隔板一侧的室外腔内设有变频压缩机、室外换热器以及四通换向阀，在所述隔板另一侧室内腔内设有室内换热器、电子膨胀阀、回风口和送风口。

在制冷时，制冷剂依次流过变频压缩机、四通换向阀、室外换热器、电子膨胀阀、室内换热器、四通换向阀及变频压缩机；

在制热时，制冷剂依次流过变频压缩机、四通换向阀、室内换热器、电子膨胀阀、室外换热器、四通换向阀及变频压缩机。

本发明的有益技术效果是：1、安装箱体采用铝合金板材，实现了装置的轻量化；2、采用变频压缩机、四通换向阀实现了变频热泵功能，制冷制热效果好；3、通过送风口布置第一送风风阀、第二送风风阀、主送风风道、副送风风道，可以实现吹窗除雾功能；4、通过新风风阀的开闭，可以实现快速预冷（预热）功能；5、控制盘部件组装在一个整体框架内，结构紧凑，组装维护均方便，并且带有气动杆，维护时不用拆下控制盘，打开即可，集成空气净化装置，实现了空调机组的空气净化功能。

下面结合附图对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明用于低地板轨道交通车辆的司机室空调装置主视图；

图2是图1的右视图；

图3是图1的俯视图；

图4是本发明用于低地板轨道交通车辆的司机室空调装置中各部件在安装箱内的安装示意图；

图5是本发明用于低地板轨道交通车辆的司机室空调装置安装后在送风口处的部件安装示意图；

图6是本发明用于低地板轨道交通车辆的司机室空调装置安装后在回风口处的部件安装示意图；

图7是本发明用于低地板轨道交通车辆的司机室空调装置中空调控制盘的第一结构示意图；

图8是本发明用于低地板轨道交通车辆的司机室空调装置中空调控制盘的第二结构示意图；

图9是本发明用于低地板轨道交通车辆的司机室空调装置中空调控制盘的第三结构示意图；

图10是本发明用于低地板轨道交通车辆的司机室空调装置的控制原理图。

在附图中：1是安装箱体，1-1是机组安装座，1-2是减震器，2是机组连接器组件，3是新风滤网，4是新风格栅，5是回风口，6是送风口，7是送风温度传感器，8是第一送风风阀，9是变频送风机，10是第二送风风阀，11是主送风风道，12是副送风风道，13是空调控制盘，13-1是底座，13-1-1是第一折弯部，13-1-2是第二折弯部，13-1-3是安装部，13-2是安装板，13-2-1是安装孔，13-3是合页，13-4是气动杆，13-5是控制器，13-6是DC电源，13-7是滤波器，13-8是预充电模块，13-9是电容板，13-10是变频模块，14是回风温度传感器，15是回风风道，16是车体密封法兰，16-1是车体密封胶条，17是气液分离器，18是四通换向阀，19是低压压力开关，20是低压压力传感器，21是变频压缩机，22是高压压力开关，23是高压压力传感器，24是室外换热器，25是电子膨胀阀，26是室内换热器，27是轴流风机，28是混合风滤网，29是新风温度传感器，30是新风风阀，31是隔板，32是隔离板，33是空气净化装置。

具体实施方式

参见附图1-6，本发明提供了一种用于低地板轨道交通车辆的司机室空调装置，固定在司机室的顶部，包括安装箱体1以及设置在安装箱体1的中部用于将安装箱体1的安装腔分隔成两部分的隔板31，关键在于：在隔板31一侧的室外腔内设有变频压缩机21、室外换热器24以及四通换向阀18，在隔板31另一侧室内腔内设有室内换热器26、电子膨胀阀25、回风口5和送风口6，

在制冷时，制冷剂依次流过变频压缩机21、四通换向阀18、室外换热器24、电子膨胀阀25、室内换热器26、四通换向阀18及变频压缩机21；

在制热时，制冷剂依次流过变频压缩机21、四通换向阀18、室内换热器26、电子膨胀阀25、室外换热器24、四通换向阀18及变频压缩机21。

在隔板31两侧的腔体内分别设有与室外换热器24和室内换热器26相配套的轴流风机27和变频送风机9，在室内腔内设有隔离板32，送风口6位于隔离板32的一侧并位于变频送风机9出风口的下方，回风口5、室内换热器26位于隔离板32的另一侧，变频送风机9固定在隔离板32上。变频送风机9用于为室内换热器26提供室内空气热交换用风量，将系统内制冷剂进行蒸发（冷凝），实现机组内部空气的降温（升温），并将冷（热）风送入司机室内部，为司机提供舒适环境。变频送风机9可以进行30-60Hz之间频率调整，提供不同等级风量。轴流风机27用于为室外换热器24提供室外空气热交换用风量，将系统内制冷剂进行冷凝（蒸发），并排入室外。

在安装箱体1内还设有气液分离器17、低压压力开关19、低压压力传感器20、高压压力开关22、高压压力传感器23及辅助制冷部件，实现完整的空调装置的功能。

变频压缩机21可以进行10-120HZ之间频率调整，实现制冷（制热）多级能量调节，为司机室内提供舒适的冷（热）风。

在室内换热器26与回风口5间设有混合风滤网28。混合风滤网28布置在室内换热器26前，用于对新风和回风混合风进行过滤，为室内提供洁净空气。

在安装箱体1的侧壁设有新风口，新风口位于回风口5的侧上方。在新风口处设有新风滤网3、新风栅格4以及新风风阀30。在安装箱体1内还设有新风温度传感器29。新风格栅4、新风滤网3、新风温度传感器29、新风风阀30组成装置的新风系统。新风栅格4用于安装新风滤网3并且具有防水作用。新风滤网3用于过滤新风中的灰尘，对新鲜空气进行初次过滤。新风风阀30通过风阀的开闭来控制新风的进入，同时，当进行预冷（预暖）工况时，关闭新风风阀，实现快速制冷（制暖）。新风温度传感器29，用于检测新风温度，提供温度参数至控制器13-5以便进行逻辑计算。

在送风口6设有主送风风道11和副送风风道12，主送风风道11和副送风风道12分别配套设有第一送风风阀8和第二送风风阀10，主送风风道11和副送风风道12在司机室顶部，通过压接方式与空调底部连接密封。主送风风道11通过司机室顶部格栅将冷（热）风送入司机室内部。副送风风道12通过布置在司机室操作台处的格栅将冷（热）风送入车窗玻璃（通过调整格栅的位置实现改变送风的风向）。同时开启第一送风风阀8、第二送风风阀10可以实现送风+吹窗模式；开启第一送风风阀8、关闭第二送风风阀10可实现送风模式；关闭第一送风风阀8，开启第二送风风阀10可实现吹窗模式。

在回风口5以及送风口6上均设有车体密封法兰16和车体密封胶条16-1。通过车体密封法兰16与车体密封胶条16-1进行压缩密封，将回风风道15与空调连接在一起形成回风回路、将主送风风道11、副送风风道12与空调连接在一起形成送风回路。在回风风道15内设有回风温度传感器14，用于检测回风温度，提供至控制器13-5以便进行逻辑计算。在送风风道内设有送风温度传感器7，用于检测送风温度，提供至控制器13-5以便进行逻辑计算。

安装箱体1采用铝板板材制作，未采用型材，通过折弯结构保证箱体的强度，降低了加工难度及采购成本，实现了轻量化设计。在安装箱体1外底部设有至少两个机组安装座1-1，在每个机组安装座1-1的下方设置有减震器1-2。减震器1-2上端连接机组安装座1-1，下端连接车体，将装置与车体固定在一起，并且实现减振降噪的作用。

在安装箱体1的侧壁设有机组电气连接器组件2，用于连接车上电源线及控制线，实现空调供电及控制功能。

在安装箱体1内设有空气净化装置33，空气净化装置33位于回风口5处、固定在空调控制盘13中的安装板13-2上。

参见附图7-9，在回风口5的上方设有空调控制盘13，空调控制盘13包括与安装箱体1的底部相连的底座13-1和设置在底座13-1上的空调控制元件，底座13-1呈L形，在底座13-1的顶部铰接有安装板13-2，在安装板13-2与底座13-1间设有气动杆13-4，空调控制元件设置在L形的底座13-1中竖直向的内侧壁以及安装板13-2上；

空调控制元件包括分别设置在底座13-1的两个内侧壁上的控制器13-5和DC电源13-6、滤波器13-7和预充电模块13-8以及设置在安装板13-2上的电容板13-9和变频模块13-10。由于安装板13-2位于回风口5的正上方，回风口5处的回风直接吹向上述的电气元件为其散热，保证控制系统的稳定性。

在底座13-1的自由端设有向内折弯的第一折弯部13-1-1，气动杆13-4的一端与第一折弯部13-1-1相连、另一端与安装板13-2相连；在底座13-1上设有向第一折弯部13-1-1折弯并与第一折弯部13-1-1固定的第二折弯部13-1-2，在第二折弯部13-1-2上设有安装板定位孔，在安装板13-2上设有与安装板定位孔相配套的连接孔13-2-1，安装板13-2借助穿过连接孔13-2-1和安装板定位孔的螺栓及配套的螺母与第二折弯部1-2相连接；在底座13-1的底部设有向内折弯的安装部13-1-3。

参见附图10，本发明的空调装置控制原理和过程如下：

本司机室空调装置以KPC为控制核心，列车两端的司机室操作台上设有列车监控系统（TCMS），通过CANopen网络通讯，可实现工作模式选择和目标温度选择。在每个司机室空调装置中设有三个NTC温度传感器，分别为新风温度传感器29（作为检测室外温度）、回风温度传感器14（作为检测室内温度）、送风温度传感器7（作为检测出风口温度），各温度检测值被传送到控制器，控制器将室内温度与目标温度相比较，控制空调机组工作在通风、制冷、制暖不同的工作模式，调节使司机室内温度处于舒适的温度。

空调装置在调节司机室内温度时：

（1）、当检测到室内温度Ti高于制冷目标温度Tic+1时，制冷模式逐级升级以提高制冷能力，直至全冷模式；当检测到室内温度Ti低于制冷目标温度Tic-1时，制冷模式降级以减小制冷能力或者转为通风模式。

（2）、当检测至室内温度Tih+1≤Ti＜Tic-1时，空调工作在通风模式。

（3）、当检测到室内温度Ti低于制暖目标温度Tih-1时，制暖模式逐级升级以提高制暖能力，直至全暖模式；当检测到室内温度Ti高于制暖目标温度Tih+1时，制暖模式降级以减小制暖能力，直至通风模式。

以上步骤中，Tic代表制冷目标温度，Tih代表制暖目标温度。

根据司机室控制台下达的制令，分别实现送风模式、送风+除雾模式、除雾模式。

各模式下风阀动作逻辑如下。

本发明的空调装置采用铝合金板材作为主体结构，集成可便捷维护的模块化控制装置，采用变频压缩机21、变频送风机9，通过合理布置内部的制冷、通风部件，为用户提供了一款同时具备通风、制冷、制暖、预冷、预暖、空气净化、车窗除雾功能的顶置单元式变频热泵机电一体化空调装置并且具有制作简单、功能齐全、重量轻、舒适性高的特点。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。