一种应用综合热能管理技术的轨道车辆的制作方法

1.本实用新型属于车辆综合热能管理技术领域，特别涉及一种应用综合热能管理技术的轨道车辆。


背景技术：

2.目前，针对轨道交通领域，还尚未形成整车热能管理概念，车辆核心热源部件大部分采用被动系统，各系统各自开展节能手段应用工作，各系统之间的集成度、匹配性较差，热能无法实现有效控制和利用。
3.因此，如何降低废热排放，提高能源利用效率，是本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种应用综合热能管理技术的轨道车辆，将牵引系统和空调系统集成一个有效的热能管理系统，控制和优化车辆的热量传递过程，降低废热排放，提高能源利用效率。
5.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种应用综合热能管理技术的轨道车辆，包括牵引系统、空调系统、热交换器以及三通阀，所述牵引系统包括变压器和用于对变压器油进行冷却的冷却单元，所述空调系统包括空调机组；
6.其中，所述变压器的变压器油出口通过第一支路与所述三通阀的入口连通，所述三通阀的第一出口通过第二支路与所述变压器的变压器油入口连通，所述第二支路串联有所述冷却单元，所述三通阀的第二出口通过第三支路与所述变压器的变压器油入口连通，所述第三支路与所述热交换器的热媒管路串联；
7.所述空调机组的新风用于与所述热交换器的冷媒管路进行换热。
8.可选的，在上述应用综合热能管理技术的轨道车辆中，所述热交换器为相变热交换器。
9.可选的，在上述应用综合热能管理技术的轨道车辆中，所述空调系统还包括新风加热散热器，所述新风加热散热器与所述冷媒管路串联，所述新风加热散热器用于对新风加热。
10.可选的，在上述应用综合热能管理技术的轨道车辆中，还包括控制系统以及用于监测所述空调机组内新风温度的温度传感器，所述控制系统用于根据所述温度传感器监测的新风温度值，控制所述三通阀的阀门开闭大小。
11.可选的，在上述应用综合热能管理技术的轨道车辆中，所述第一支路上串联有油泵。
12.可选的，在上述应用综合热能管理技术的轨道车辆中，所述冷却单元包括油-空冷却器，所述油-空冷却器的油路与所述第二支路串联，所述油-空冷却器的气路用于通入冷却空气。
13.可选的，在上述应用综合热能管理技术的轨道车辆中，所述冷却单元还包括风机，所述风机设置于所述油-空冷却器的气路，用于调节冷却空气的流速。
14.本实用新型提供了一种应用综合热能管理技术的轨道车辆，其有益效果在于：
15.变压器在工作时油温升高，通过管路把变压器中的热油抽出流向冷却单元和热交换器，在冷却单元和热交换器前设置一个三通阀，当空调机组内新风需要加热时，三通阀把部分变压器油导向热交换器，另一部分流向冷却单元，进行变压器油冷却，在热交换器中变压器油作为热媒把热量传递给冷媒，变压器油得到冷却并流回变压器，热交换器中的冷媒吸收热量后给新风加热，从而形成加热新风的循环。本案利用动车组牵引系统的变压器工作过程中所产生的热量给客室空调系统的新风进行加热，替代新风电加热器或降低电加热器功率消耗，将牵引系统和空调系统集成一个有效的热能管理系统，控制和优化车辆的热量传递过程，降低废热排放，提高能源利用效率。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
17.图1为本实用新型实施例提供的一种应用综合热能管理技术的轨道车辆的原理示意图。
18.上图中：
19.1-变压器；2-空调机组；3-热交换器；4-三通阀；5-冷却单元；501-油-空冷却器；502-风机；6-油泵。
具体实施方式
20.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
21.在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
22.在本实用新型的描述中，多个的含义是两个以上，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
23.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
24.本实用新型的核心是提供一种应用综合热能管理技术的轨道车辆，将牵引系统和
空调系统集成一个有效的热能管理系统，控制和优化车辆的热量传递过程，降低废热排放，提高能源利用效率。
25.为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型提供的技术方案，下面将结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
26.具体地，请参考图1，图1为本实用新型实施例提供的一种应用综合热能管理技术的轨道车辆的原理示意图。
27.本实用新型提供的一种应用综合热能管理技术的轨道车辆，包括：牵引系统、空调系统、热交换器3以及三通阀4。
28.牵引系统包括变压器1和用于对变压器油进行冷却的冷却单元5，空调系统包括空调机组2。
29.其中，变压器1的变压器油出口通过第一支路与三通阀4的入口连通，三通阀4的第一出口通过第二支路与变压器1的变压器油入口连通，第二支路串联有冷却单元5，三通阀4的第二出口通过第三支路与变压器1的变压器油入口连通，第三支路与热交换器3的热媒管路串联。
30.空调机组2的新风用于与热交换器3的冷媒管路进行换热。
31.本实用新型提供的应用综合热能管理技术的轨道车辆，变压器1在工作时油温升高，通过管路把变压器1中的热油抽出流向冷却单元5和热交换器3，在冷却单元5和热交换器3前设置一个三通阀4，当空调机组2内新风需要加热时，三通阀4把部分变压器油导向热交换器3，另一部分流向冷却单元5，进行变压器油冷却，在热交换器3中变压器油作为热媒把热量传递给冷媒，变压器油得到冷却并流回变压器1，热交换器3中的冷媒吸收热量后给新风加热，从而形成加热新风的循环。本案利用动车组牵引系统的变压器1工作过程中所产生的热量给客室空调系统的新风进行加热，替代新风电加热器或降低电加热器功率消耗，将牵引系统和空调系统集成一个有效的热能管理系统，控制和优化车辆的热量传递过程，降低废热排放，提高能源利用效率。
32.在一具体实施例中，热交换器3为相变热交换器3。相变热交换器3与普通换热器相比，可大大降低废气排放温度，使整个低温段受热面壁温保持在较高的温度水平，不仅提高了热力设备的热效率，而且避免了低温腐蚀和灰烬冷凝引起的堵塞。
33.热交换器3的热媒为液态的变压器油，冷媒为相变工质，相变工质吸收热量后其状态由液态变为汽态，换热后由汽态变为液态。
34.当然，热交换器3还可以根据实际需要采用其他形式的换热设备，冷媒可采用其他工质，在此不做进一步限定。
35.进一步地，空调系统还包括新风加热散热器，新风加热散热器与冷媒管路串联，新风加热散热器用于对新风加热。增设新风加热散热器，可通过管路将相变热交换器3的冷媒引入较远距离的新风加热散热器，同时，新风加热散热器可提高换热面积，有利于新风的快速加热。
36.其工作原理为：在相变换热器中变压器油把热量传递给相变工质，变压器油得到冷却并流回变压器1，相变换热器中的相变工质吸收热量后其状态由液态变为汽态，汽态工质在自身产生的气压作用下流向空调机组2混合箱中的新风加热散热器，并通过新风加热散热器给新风加热，而相变工质则由汽态变为液态流回相变换热器，完成了一次相变传热
和加热新风的循环。
37.上述综合热能管理技术可在冬季将变压器1的热量提取出来用于空调系统采暖，降低了空调系统的新风制热负荷，减少了整车热能浪费。同时相变热交换器3与空调和客室加热器之间可无外加动力传输工质，系统构成简单。
38.此外，本实用新型还包括控制系统以及用于监测空调机组2内新风温度的温度传感器，控制系统用于根据温度传感器监测的新风温度值，控制三通阀4的阀门开闭大小。三通阀4可根据要求进行智能控制，提升整车能量利用率同时保证牵引系统及空调系统可靠运行。
39.在一具体实施例中，第一支路上串联有油泵6。变压器油泵6通过管路把变压器1中的热油抽出流向冷却单元5和相变换热器，为变压器油的流通提供驱动力。
40.在一具体实施例中，冷却单元5包括油-空冷却器501，油-空冷却器501的油路与第二支路串联，油-空冷却器501的气路用于通入冷却空气。
41.冷却单元5还包括风机502，风机502设置于油-空冷却器501的气路，用于调节冷却空气的流速。相变换热器与变压器1冷却单元5集成在一起，集成化程度高，占用空间小。
42.本实用新型提供的技术方案带来的有益效果在于：
43.通过应用轨道车辆综合热能管理技术，对牵引系统工作过程中产生的废热进行回收利用，冬季提升空调系统新风温度，降低空调系统加热功率，进而降低整车能耗，达到节能的目的。
44.从系统集成和整体角度，统筹热能管理系统与热能管理对象和整车的关系，采用综合控制和系统管理的方法，将牵引系统和空调系统等集成一个有效的热能管理系统，控制和优化车辆的热量传递过程，完善地管理并合理利用热能，降低废热排放，提高能源利用效率。
45.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
46.本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。