轨道交通车辆及其空调系统、控制方法与流程

本发明属于轨道交通车辆空调设备，尤其涉及一种轨道交通车辆及其配置有多功能换热装置的空调系统、控制方法。

背景技术：

1、空调系统是轨道列车的重要组成部分，空调系统直接影响到客室内部的温度均匀性，进而影响乘客的舒适性体验。同时，在列车上往往存在需要加热或降温的其他部件或设备，例如电池系统、烘干室、电器柜等。当客室需要制热时，车厢内其他部件或设备需要制冷降温；当客室需要制冷时，车厢内其他部件或设备需要烘干制热；也存在客室和其他部件或设备同时需要制冷或同时需要制热的情况。

2、针对上述情况，通常需要配置两台空调机组以达到客室、其他部件或设备各自的制热制冷需求，导致占用空间较大，成本较高。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种轨道交通车辆及其空调系统、控制方法，以解决传统技术需要配置两台空调机组来实现客室、其他设备各自制冷制热需求时导致占用空间大、成本高的问题。

2、本发明是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种配置多功能换热装置的空调系统，所述系统包括：

3、压缩装置；

4、多通阀，其第一端与所述压缩装置的出口连通，其第二端与所述压缩装置的入口连通；

5、冷凝装置，其第一端与所述多通阀的第四端连通；

6、至少一第一多功能换热装置，每台所述第一多功能换热装置均包括第一换热器、第二换热器和第一风机；所述第一换热器的第一端通过第一控制阀与所述冷凝装置的第二端连通，其第二端通过第二控制阀与所述多通阀的第三端连通，其第二端还通过第三控制阀与所述压缩装置的入口连通；所述第二换热器的第一端通过第四控制阀与所述冷凝装置的第二端联通，其第二端通过第五控制阀与所述多通阀的第三端连通，其第二端还通过第六控制阀与所述压缩装置的入口连通；所述第一多功能换热装置用于客室热交换；

7、至少一第二多功能换热装置，每台所述第二多功能换热装置均包括第三换热器、第四换热器和第二风机，所述第三换热器的第一端通过第七控制阀与所述冷凝装置的第二端连通，其第二端通过第八控制阀与所述多通阀的第三端连通，其第二端还通过第九控制阀与所述压缩装置的入口连通；所述第四换热器的第一端通过第十控制阀与所述冷凝装置的第二端联通，其第二端通过第十一控制阀与所述多通阀的第三端连通，其第二端还通过第十二控制阀与所述压缩装置的入口连通；所述第二多功能换热装置用于其他设备热交换；

8、控制装置，用于根据客室和/或其他设备的制冷制热需求控制第一多功能换热装置、第二多功能换热装置、多通阀和各控制阀，实现客室和/或其他设备的不同制冷制热需求。

9、进一步地，所述第二控制阀、第三控制阀、第五控制阀、第六控制阀、第八控制阀、第九控制阀、第十一控制阀和第十二控制阀均为电磁阀；所述第一控制阀、第四控制阀、第七控制阀和第十控制阀均是由电磁阀和电子膨胀阀并联构成。

10、进一步地，在所述第一控制阀、或第四控制阀、或第七控制阀、或第十控制阀与所述冷凝装置第二端之间的管路上还设有用于过滤掉介质中水分的第一过滤器。

11、优选地，在所述压缩装置的入口处设有用于过滤掉液态介质的第二过滤器。

12、进一步地，在所述压缩装置的入口处设有低压开关，在所述压缩装置的出口处设有高压开关。

13、进一步地，在所述多通阀的第三端与所述压缩装置入口之间的管路上设有第一单向阀；在所述第三控制阀、或第六控制阀、或第九控制阀、或第十二控制阀与所述压缩装置入口之间的管路上设有第二单向阀。

14、进一步地，所述第一换热器和第二换热器具有不同的制热量或制冷量，所述第三换热器和第四换热器具有不同的制热量或制冷量。

15、基于同一发明构思，本发明还提供一种如上所述配置多功能换热装置的空调系统的控制方法，包括：

16、当客室和其他设备同时需制冷时，控制装置根据客室制冷需求量控制多通阀和各控制阀的状态来控制第一多功能换热装置的数量以及选择对应第一多功能换热装置的第一换热器和/或第二换热器，以实现客室的不同制冷需求；控制装置根据其他设备制冷需求量控制多通阀和各控制阀的状态来控制第二多功能换热装置的数量以及选择对应第二多功能换热装置的第三换热器和/或第四换热器，以实现其他设备的不同制冷需求；

17、当客室和其他设备同时需制热时，控制装置根据客室制热需求量控制多通阀和各控制阀的状态来控制第一多功能换热装置的数量以及选择对应第一多功能换热装置的第一换热器和/或第二换热器，以实现客室的不同制热需求；控制装置根据其他设备制热需求量控制多通阀和各控制阀的状态来控制第二多功能换热装置的数量以及选择对应第二多功能换热装置的第三换热器和/或第四换热器，以实现其他设备的不同制热需求；

18、当客室需求为制热，且其他设备需求为制冷时，控制装置根据客室制热需求量控制多通阀和各控制阀的状态来控制第一多功能换热装置的数量以及选择对应第一多功能换热装置的第一换热器和/或第二换热器，以实现客室的不同制热需求；控制装置根据其他设备制冷需求量控制多通阀和各控制阀的状态来控制第二多功能换热装置的数量以及选择对应第二多功能换热装置的第三换热器和/或第四换热器，以实现其他设备的不同制冷需求；

19、当客室需求为制冷，且其他设备需求为制热时，控制装置根据客室制冷需求量控制多通阀和各控制阀的状态来控制第一多功能换热装置的数量以及选择对应第一多功能换热装置的第一换热器和/或第二换热器，以实现客室的不同制冷需求；控制装置根据其他设备制热需求量控制多通阀和各控制阀的状态来控制第二多功能换热装置的数量以及选择对应第二多功能换热装置的第三换热器和/或第四换热器，以实现其他设备的不同制热需求；

20、当仅客室需制冷时，控制装置根据客室制冷需求量控制多通阀和各控制阀的状态来控制第一多功能换热装置的数量以及选择对应第一多功能换热装置的第一换热器和/或第二换热器，以实现客室的不同制冷需求；

21、当仅客室需制热时，控制装置根据客室制热需求量控制多通阀和各控制阀的状态来控制第一多功能换热装置的数量以及选择对应第一多功能换热装置的第一换热器和/或第二换热器，以实现客室的不同制热需求；

22、当仅其他设备需制冷时，控制装置根据其他设备制冷需求量控制多通阀和各控制阀的状态来控制第二多功能换热装置的数量以及选择对应第二多功能换热装置的第三换热器和/或第四换热器，以实现其他设备的不同制冷需求；

23、当仅其他设备需制热时，控制装置根据其他设备制热需求量控制多通阀和各控制阀的状态来控制第二多功能换热装置的数量以及选择对应第二多功能换热装置的第三换热器和/或第四换热器，以实现其他设备的不同制热需求。

24、进一步地，当客室和其他设备同时需制冷时，控制多通阀的第一端与第四端导通、第二端与第三端导通，制冷介质由压缩装置压缩后经多通阀的第一端和第四端流入冷凝装置，经冷凝装置处理后分成两路：其中一路经第一控制阀流入第一换热器，由第一换热器和第一风机对客室进行降温，再流回至压缩装置，和/或经第四控制阀流入第二换热器，由第二换热器和第一风机对客室进行降温，再流回至压缩装置；另一路经第七控制阀流入第三换热器，由第三换热器和第二风机对其他设备进行降温，再流回至压缩装置，和/或经第十控制阀流入第四换热器，由第四换热器和第二风机对其他设备进行降温，再流回至压缩装置；

25、当客室和其他设备同时需制热时，控制多通阀的第一端与第三端导通、第二端与第四端导通，制冷介质由压缩装置压缩后经多通阀的第一端和第三端后分成两路：其中一路经第二控制阀流入第一换热器，由第一换热器和第一风机对客室进行升温，再依次经第一控制阀、冷凝装置、多通阀的第二端和第四端流回至压缩装置，和/或经第五控制阀流入第二换热器，由第二换热器和第一风机对客室进行升温，再依次经第四控制阀、冷凝装置、多通阀的第二端和第四端流回至压缩装置；另一路经第八控制阀流入第三换热器，由第三换热器和第二风机对其他设备进行升温，再依次经第七控制阀、冷凝装置、多通阀的第二端和第四端流回至压缩装置，和/或经第十一控制阀流入第四换热器，由第四换热器和第二风机对其他设备进行升温，再依次经第十控制阀、冷凝装置、多通阀的第二端和第四端流回至压缩装置；

26、当客室需求为制热，且其他设备需求为制冷时，控制多通阀的第一端与第三端导通、第二端与第四端导通，制冷介质由压缩装置压缩后经多通阀的第一端和第三端后，经第二控制阀和/或第五控制阀流入第一换热器和/或第二换热器，由第一换热器和/或第二换热器、第一风机对客室进行升温，再经第一控制阀和/或第四控制阀后分成两路：其中一路经冷凝装置、多通阀的第二端和第四端流回至压缩装置；另一路经第七控制阀和/或第十控制阀流入第三换热器和/或第四换热器，由第三换热器和/或第四换热器、第二风机对其他设备进行降温，再流回至压缩装置；

27、当客室需求为制冷，且其他设备需求为制热时，控制多通阀的第一端与第三端导通、第二端与第四端导通，制冷介质由压缩装置压缩后经多通阀的第一端和第三端后，经第八控制阀和/或第十一控制阀流入第三换热器和/或第四换热器，由第三换热器和/或第四换热器、第二风机对其他设备进行升温，再经第七控制阀和/或第十控制阀后分成两路：其中一路经冷凝装置、多通阀的第二端和第四端流回至压缩装置；另一路经第一控制阀和/或第四控制阀流入第一换热器和/或第二换热器，由第一换热器和/或第二换热器、第一风机对客室进行降温，再流回至压缩装置；

28、当仅客室需制冷时，控制多通阀的第一端与第四端导通、第二端与第三端导通，制冷介质由压缩装置压缩后经多通阀的第一端和第四端流入冷凝装置，再经第一控制阀和/或第四控制阀流入第一换热器和/或第二换热器，由第一换热器和/或第二换热器、第一风机对客室进行降温，再流回至压缩装置；

29、当仅客室需制热时，控制多通阀的第一端与第三端导通、第二端与第四端导通，制冷介质由压缩装置压缩后经多通阀的第一端和第三端后，经第二控制阀和/或第五控制阀流入第一换热器和/或第二换热器，由第一换热器和/或第二换热器、第一风机对客室进行升温，再经第一控制阀和/或第四控制阀、冷凝装置、多通阀的第二端和第四端流回至压缩装置；

30、当仅其他设备需制冷时，控制多通阀的第一端与第四端导通、第二端与第三端导通，制冷介质由压缩装置压缩后经多通阀的第一端和第四端流入冷凝装置，再经第七控制阀和/或第十控制阀流入第三换热器和/或第四换热器，由第三换热器和/或第四换热器、第二风机对其他设备进行降温，再流回至压缩装置；

31、当仅其他设备需制热时，控制多通阀的第一端与第三端导通、第二端与第四端导通，制冷介质由压缩装置压缩后经多通阀的第一端和第三端后，经第八控制阀和/或第十一控制阀流入第三换热器和/或第四换热器，由第三换热器和/或第四换热器、第二风机对其他设备进行升温，再经第七控制阀和/或第十控制阀、冷凝装置、多通阀的第二端和第四端流回至压缩装置。

32、基于同一发明构思，本发明还提供一种轨道交通车辆，其上设有如上所述配置多功能换热装置的空调系统。

33、有益效果

34、与现有技术相比，本发明的优点在于：

35、本发明所提供的一种轨道交通车辆及其空调系统、控制方法，将客室与其他设备热管理功能集成为一体，即将两台多功能换热装置集成为一体，集成后可以共用壳体、压缩装置、冷凝装置等，大大节省了空间，降低了成本，能够同时满足客室与其他设备的制冷制热需求，有效提高了空调系统的利用率。

36、本发明在控制时两台多功能换热装置相互独立，可根据客室或其他设备的实际需求对多功能换热装置进行控制，同时还可以根据需求量选择多功能换热装置的其中一路换热器，能够满足车内不同位置不同制冷制热需求。