一種帶有熱交換強(qiáng)制廢排的地鐵空調(diào)機(jī)組的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明的目的在于公開(kāi)一種帶有熱交換強(qiáng)制廢排的地鐵空調(diào)機(jī)組，它包括通風(fēng)機(jī)、蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、第一冷凝系統(tǒng)和第二冷凝系統(tǒng)，所述蒸發(fā)器的輸出端通過(guò)壓縮機(jī)連接所述第一冷凝系統(tǒng)的輸入端，所述第一冷凝系統(tǒng)的輸出端連接所述第二冷凝系統(tǒng)的輸入端，所述第二冷凝系統(tǒng)的輸出端連接所述蒸發(fā)器的輸入端；與現(xiàn)有的技術(shù)相比，將空調(diào)機(jī)組和廢排系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合在一起，廢排系統(tǒng)形成第一冷凝系統(tǒng)，并將排出的廢氣作為第一冷凝系統(tǒng)的進(jìn)氣，有效利用該部分冷負(fù)荷，原有冷凝系統(tǒng)作為第二冷凝系統(tǒng)，降低了冷凝器的面積，減小風(fēng)機(jī)負(fù)荷和冷凝風(fēng)量，達(dá)到節(jié)能的目的，保證客室良好的空氣環(huán)境，為地鐵車(chē)輛運(yùn)營(yíng)創(chuàng)造安全條件，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種帶有熱交換強(qiáng)制廢排的地鐵空調(diào)機(jī)組
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種地鐵車(chē)輛空調(diào)機(jī)組，特別涉及一種適用于地鐵的帶有熱交換強(qiáng)制廢排的地鐵空調(diào)機(jī)組。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有技術(shù)中，地鐵空調(diào)系統(tǒng)通常由空調(diào)機(jī)組、風(fēng)道、控制系統(tǒng)和廢排系統(tǒng)組成；空調(diào)機(jī)組包括蒸發(fā)系統(tǒng)、冷凝系統(tǒng)和電器系統(tǒng)等；冷凝系統(tǒng)通過(guò)冷卻管路內(nèi)的制冷劑與外界環(huán)境空氣進(jìn)行熱交換。
[0003]空調(diào)機(jī)組將經(jīng)過(guò)處理的空氣送入位于客室頂板上面的風(fēng)道系統(tǒng)中，然后通過(guò)沿列車(chē)長(zhǎng)度方經(jīng)過(guò)散流器均勻地將空氣分配到乘客車(chē)廂。
[0004]在制冷模式下，來(lái)自客室回風(fēng)和從外部吸入的新風(fēng)混合在一起，在送風(fēng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下通過(guò)混合風(fēng)濾網(wǎng)和蒸發(fā)器。由于制冷劑在蒸發(fā)器中的蒸發(fā)，使得混合空氣中的熱量被帶走。經(jīng)過(guò)冷卻和除濕的空氣被送風(fēng)機(jī)吹入車(chē)廂風(fēng)道中，通過(guò)散流器分配到客室各個(gè)位置?？諝膺M(jìn)入客室后，會(huì)使客室形成一個(gè)正壓的動(dòng)態(tài)流場(chǎng)。通過(guò)該正壓流場(chǎng)，將一部份空氣通過(guò)車(chē)體排風(fēng)口排出車(chē)外。同時(shí)在空調(diào)機(jī)組新風(fēng)口又有等量的外部空氣被吸入機(jī)組蒸發(fā)器混合腔，與客室返回的回風(fēng)形成混合空氣，再次經(jīng)過(guò)過(guò)濾網(wǎng)和蒸發(fā)器。
[0005]冷凝器將來(lái)自壓縮機(jī)的高溫高壓制冷劑氣體的熱量傳遞給外部空氣。為了確保大量的熱能夠從冷凝器中帶走，軸流風(fēng)機(jī)從空調(diào)機(jī)組側(cè)邊的環(huán)境中吸入相對(duì)較冷的空氣通過(guò)冷凝器，將熱空氣通過(guò)空調(diào)機(jī)組上部圓形的導(dǎo)流圈吹入環(huán)境。
[0006]通常地，地鐵車(chē)輛 的廢排系統(tǒng)是單獨(dú)焊接在車(chē)體上且沒(méi)有動(dòng)力系統(tǒng)，廢排系統(tǒng)是通過(guò)空調(diào)通風(fēng)機(jī)產(chǎn)生客室內(nèi)正壓，將乘客排出的二氧化碳輸送到車(chē)外，在地鐵車(chē)輛將客室內(nèi)的廢氣排出車(chē)外的同時(shí)，空調(diào)機(jī)組通過(guò)新門(mén)將等量的新鮮空氣輸送到客室內(nèi)，因而產(chǎn)生了新風(fēng)負(fù)荷；廢排系統(tǒng)在制客室內(nèi)空氣品質(zhì)和乘客舒適度具有至關(guān)重要的作用。
[0007]額定狀況下地鐵空調(diào)設(shè)計(jì)的計(jì)算參數(shù)為:
[0008]環(huán)境參數(shù):
[0009]
環(huán)境溫度35°C乘客數(shù)量310人 相對(duì)濕度70%新風(fēng)量3200m3/h 海平面1200m 太陽(yáng)輻射800W/m2 散射OW/m 輻射角50? 內(nèi)部熱負(fù)荷1.5kW風(fēng)道阻力損失ISOPa 風(fēng)丨V:1OOOOm3Zh
[0010]客室參數(shù):[0011 ]
長(zhǎng)22.8m傳熱系數(shù)K-值
高2.3m頂棚 2.4W/m2K
寬2.9m側(cè)墻 2.4W/m2K
窗戶(hù)高0.9m前部2.4W/m2K
窗戶(hù)寬12m地板2.4W/m2K
迎陽(yáng)側(cè)窗數(shù)量4窗戶(hù)2.4W/m2K
背陽(yáng)側(cè)窗數(shù)量4
玻璃的吸收系數(shù)0.7
側(cè)墻的吸收系數(shù)0.7
玻璃的傳輸系數(shù)0 37
[0012]
負(fù)荷:感性負(fù)荷:潛熱負(fù)荷:合計(jì)負(fù)荷:
新風(fēng)負(fù)荷 kW6.76829.98636.754
乘名負(fù)荷 k\V19.65416.81036.646
表面?zhèn)鬏斬?fù)荷kW9.0849.084
窗戶(hù)傳輸負(fù)荷kW0.1660.166
窗戶(hù)輻射負(fù)荷kW0.6160 616
其它負(fù)荷kW1.5001.50
總負(fù)荷kW84 6
[0013]室內(nèi)溫度:
[0014]客室內(nèi)部溫度27.(TC
[0015]客室內(nèi)部相對(duì)濕度60%
[0016]通過(guò)上述可知，計(jì)算等到的新風(fēng)負(fù)荷為36.754kw,占總負(fù)荷84.6kw的43.4%。即廢排系統(tǒng)將含有二氧化碳的廢氣排出車(chē)外的同時(shí)，也帶走了大量的冷量。
[0017]在現(xiàn)有產(chǎn)品中，為了平衡該部份損失，空調(diào)機(jī)組選用了大功率壓縮機(jī)，同時(shí)加大了換熱器的面積。
[0018]另外，如果空調(diào)機(jī)組通風(fēng)機(jī)因故障停止運(yùn)轉(zhuǎn)，新鮮空氣無(wú)法進(jìn)入客室內(nèi)，客室內(nèi)不能形成空氣正壓，廢排系統(tǒng)也就無(wú)法實(shí)現(xiàn)廢排功能，二氧化碳將滯留在客室內(nèi)，乘客的空氣環(huán)境將急劇惡化。
[0019]再有，當(dāng)?shù)罔F隧道中出現(xiàn)火災(zāi)和煙霧狀況時(shí)，由于廢排系統(tǒng)沒(méi)有動(dòng)力系統(tǒng)，無(wú)法關(guān)閉，煙霧會(huì)大量進(jìn)入客室，對(duì)乘客的安全造成危害。
[0020]鑒于上述情況，特別需要一種帶有熱交換強(qiáng)制廢排的地鐵空調(diào)機(jī)組，以解決上述現(xiàn)有存在的問(wèn)題。、
【發(fā)明內(nèi)容】

[0021]本發(fā)明的目的在于提供一種帶有熱交換強(qiáng)制廢排的地鐵空調(diào)機(jī)組，針對(duì)上述現(xiàn)有的技術(shù)存在的缺陷，將地鐵車(chē)輛空調(diào)機(jī)組和廢排系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合在一起，有效利用排出廢氣的冷量，降低了冷凝器的面積，減小風(fēng)機(jī)負(fù)荷和冷凝風(fēng)量，達(dá)到節(jié)能的目的，保證客室良好的空氣環(huán)境，為地鐵車(chē)輛運(yùn)營(yíng)創(chuàng)造安全條件。
[0022]本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題可以采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0023]一種帶有熱交換強(qiáng)制廢排的地鐵空調(diào)機(jī)組，其特征在于，它包括通風(fēng)機(jī)、蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、第一冷凝系統(tǒng)和第二冷凝系統(tǒng)，所述蒸發(fā)器的輸端通過(guò)壓縮機(jī)連接所述第一冷凝系統(tǒng)的輸入端，所述第一冷凝系統(tǒng)的輸端連接所述第二冷凝系統(tǒng)的輸入端，所述第二冷凝系統(tǒng)的輸出端連接所述蒸發(fā)器的輸入端。
[0024]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述第一冷凝系統(tǒng)包括第一冷凝風(fēng)機(jī)、第一冷凝器、風(fēng)門(mén)和風(fēng)門(mén)執(zhí)行器；所述風(fēng)門(mén)設(shè)置在所述第一冷凝器的邊緣處，所述風(fēng)門(mén)執(zhí)行器與所述風(fēng)門(mén)互相連接，所述第一冷凝風(fēng)機(jī)設(shè)置在所述第一冷凝器的邊緣處。
[0025]進(jìn)一步，所述第一冷凝器的輸入端依次通過(guò)高壓繼電器、壓縮機(jī)和低壓繼電器與蒸發(fā)器的輸出端連接，所述第一冷凝器的輸出端連接所述第二冷凝系統(tǒng)的輸入端。
[0026]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述第二冷凝系統(tǒng)包括第二冷凝風(fēng)機(jī)和第二冷凝器；所述第二冷凝風(fēng)機(jī)設(shè)置在所述第二冷凝器的邊緣處。
[0027]進(jìn)一步，所述第二冷凝器的輸入端與所述第一冷凝系統(tǒng)的輸出端連接，所述第二冷凝器的輸出端依次通過(guò)干燥過(guò)濾器和電磁閥與所述蒸發(fā)器的輸入端相連接。
[0028]本發(fā)明的帶有熱交換強(qiáng)制廢排的地鐵空調(diào)機(jī)組，與現(xiàn)有的技術(shù)相比，將空調(diào)機(jī)組和廢排系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合在一起，廢排系統(tǒng)形成第一冷凝系統(tǒng)，并將排出的廢氣作為第一冷凝系統(tǒng)的進(jìn)氣，有效利用該部分冷負(fù)荷，原有冷凝系統(tǒng)作為第二冷凝系統(tǒng)，降低了冷凝器的面積，減小風(fēng)機(jī)負(fù)荷和冷凝風(fēng)量，達(dá)到節(jié)能的目的，保證客室良好的空氣環(huán)境，為地鐵車(chē)輛運(yùn)營(yíng)創(chuàng)造安全條件，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。
[0029]本發(fā)明的特點(diǎn)可參閱本案圖式及以下較好實(shí)施方式的詳細(xì)說(shuō)明而獲得清楚地了解。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1為本發(fā)明的帶有熱交換強(qiáng)制廢排的地鐵空調(diào)機(jī)組的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖2為本發(fā)明的帶有熱交換強(qiáng)制廢排的地鐵空調(diào)機(jī)組的原理示意圖；
[0032]圖3為本發(fā)明的地鐵空調(diào)機(jī)組客室內(nèi)空氣交換的示意圖；
[0033]圖4為圖3的側(cè)面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0035]如圖1和圖2所示，本發(fā)明的帶有熱交換強(qiáng)制廢排的地鐵空調(diào)機(jī)組，它包括通風(fēng)機(jī)100、蒸發(fā)器200、壓縮機(jī)500、第一冷凝系統(tǒng)300和第二冷凝系統(tǒng)400，所述蒸發(fā)器200的輸出端通過(guò)壓縮機(jī)500連接所述第一冷凝系統(tǒng)300的輸入端，所述第一冷凝系統(tǒng)300的輸出端連接所述第二冷凝系統(tǒng)400的輸入端，所述第二冷凝系統(tǒng)400的輸出端連接所述蒸發(fā)器200的輸入端。
[0036]在本發(fā)明中，所述第一冷凝系統(tǒng)300包括第一冷凝風(fēng)機(jī)310、第一冷凝器320、風(fēng)門(mén)330和風(fēng)門(mén)執(zhí)行器340 ;所述風(fēng)門(mén)330設(shè)置在所述第一冷凝器320的邊緣處，所述風(fēng)門(mén)執(zhí)行器340與所述風(fēng)門(mén)330互相連接，所述第一冷凝風(fēng)機(jī)310設(shè)置在所述第一冷凝器320的邊緣處。
[0037]所述第一冷凝器320的輸入端依次通過(guò)高壓繼電器350、壓縮機(jī)500和低壓繼電器360與蒸發(fā)器200的輸出端連接，所述第一冷凝器320的輸出端連接所述第二冷凝系統(tǒng)400的輸入端。
[0038]第一冷凝風(fēng)機(jī)310的額定風(fēng)量由原有的5000mVh減小為3000m3/h，客室內(nèi)的一部分回風(fēng)通過(guò)風(fēng)門(mén)330流經(jīng)第一冷凝器320再排出，第一冷凝系統(tǒng)300進(jìn)風(fēng)為客室空氣，參數(shù)為溫度27°C，濕度63%，快速冷卻第一冷凝器320內(nèi)的制冷劑。
[0039]第一冷凝器320兩端串在壓縮機(jī)500的高壓端與第二冷凝器420之間。壓縮機(jī)500的高壓端的溫度標(biāo)準(zhǔn)工況達(dá)到55°C。第一冷凝器320利用客室空氣(溫度27°C，濕度63 % )可有效的降低壓縮機(jī)500的高壓管路的溫度，起到預(yù)先冷卻的作用；通過(guò)計(jì)算，制冷劑通過(guò)第一冷凝系統(tǒng)300后，高壓管內(nèi)部的制冷劑溫度約40-45°C。
[0040]風(fēng)門(mén)執(zhí)行器340調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)角度控制風(fēng)量，同時(shí)將風(fēng)門(mén)330開(kāi)啟狀態(tài)反饋給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)將根據(jù)客室負(fù)載的大小調(diào)節(jié)廢排風(fēng)量，在接到隧道煙霧報(bào)警信號(hào)后關(guān)閉風(fēng)門(mén)330，保證客室良好的空氣環(huán)境。
[0041]在本發(fā)明中，所述第二冷凝系統(tǒng)400包括第二冷凝風(fēng)機(jī)410和第二冷凝器420 ;所述第二冷凝風(fēng)機(jī)410設(shè)置在所述第二冷凝器420的邊緣處。
[0042]所述第二冷凝器420的輸入端與所述第一冷凝系統(tǒng)300的輸出端連接，所述第二冷凝器420的輸出端依次通過(guò)干燥過(guò)濾器430和電磁閥440與所述蒸發(fā)器200的輸入端相連接。
[0043]第二冷凝系統(tǒng)400的第二冷凝風(fēng)機(jī)410，額定風(fēng)量定為5000m3/h，從空調(diào)機(jī)組側(cè)邊的環(huán)境(溫度35°C，濕度70%)中吸入空氣流經(jīng)第二冷凝器420，再將熱空氣吹入環(huán)境。
[0044]第二冷凝系統(tǒng)400的第二冷凝器420的面積減少為原來(lái)的50%，兩臺(tái)冷凝風(fēng)機(jī)減少為一臺(tái)。
[0045]本發(fā)明的帶有熱交換強(qiáng)制廢排的地鐵空調(diào)機(jī)組的空氣處理過(guò)程均采一次回風(fēng)無(wú)再熱過(guò)程，空調(diào)負(fù)荷中沒(méi)有再熱負(fù)荷。
[0046]新風(fēng)負(fù)荷為Q5
[0047]Q5=Gff (iff iN)
[0048]式中:GW 新風(fēng)量，kg/s ；
[0049]Iff——車(chē)外空氣焓值，kj/kg ；
[0050]iN——車(chē)內(nèi)空氣焓值，kj/kg。
[0051]查表可得:iff= 100.7kJ/kg ；iN = 63.7kJ/kg ；
[0052]Q5=36kff
[0053]該新風(fēng)負(fù)荷的產(chǎn)生是由于客室一部分空氣未經(jīng)換熱直接排到環(huán)境所致。因此將原有排出環(huán)境的低溫空氣經(jīng)過(guò)第一冷凝系統(tǒng)300熱交換后再排入環(huán)境，所節(jié)約的能量即可抵銷(xiāo)空調(diào)新風(fēng)口吸入的熱空氣負(fù)荷。
[0054]本發(fā)明的帶有熱交換強(qiáng)制廢排的地鐵空調(diào)機(jī)組降低了風(fēng)機(jī)負(fù)荷、冷凝風(fēng)量，等效抵銷(xiāo)了原空調(diào)新風(fēng)負(fù)荷，達(dá)到有效節(jié)能目的。
[0055]在通風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障的情況下，強(qiáng)制風(fēng)機(jī)持續(xù)工作，將客室內(nèi)的廢氣排出車(chē)外，保證
客室空氣質(zhì)量。
[0056]如果風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障不能工作，調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)和新風(fēng)門(mén)達(dá)到最大位置，客室總風(fēng)量增大，負(fù)壓區(qū)前移，保證強(qiáng)制廢排系統(tǒng)區(qū)域?yàn)檎龎簠^(qū)，使回風(fēng)廢氣排出車(chē)外，保持客室的新風(fēng)供應(yīng)量，為地鐵車(chē)輛運(yùn)營(yíng)創(chuàng)造安全條件。
[0057]如圖3和圖4所示，空氣進(jìn)入客室后，客室形成一個(gè)正壓的動(dòng)態(tài)流場(chǎng)；通過(guò)該正壓流場(chǎng)，不在將一部份空氣通過(guò)車(chē)體排風(fēng)口排出車(chē)外，而是全部空氣流向空調(diào)機(jī)組回風(fēng)口 ；在回風(fēng)口處通過(guò)風(fēng)門(mén)將一部分空氣導(dǎo)入第一冷凝系統(tǒng)300，在一臺(tái)冷凝風(fēng)機(jī)的作用下，使該部分回風(fēng)通過(guò)第一冷凝器320，吸收第一冷凝器320中的熱量，排入周?chē)h(huán)境。
[0058]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)，本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種帶有熱交換強(qiáng)制廢排的地鐵空調(diào)機(jī)組，其特征在于，它包括通風(fēng)機(jī)、蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、第一冷凝系統(tǒng)和第二冷凝系統(tǒng)，所述蒸發(fā)器的輸出端通過(guò)壓縮機(jī)連接所述第一冷凝系統(tǒng)的輸入端，所述第一冷凝系統(tǒng)的輸出端連接所述第二冷凝系統(tǒng)的輸入端，所述第二冷凝系統(tǒng)的輸出端連接所述蒸發(fā)器的輸入端。
2.如權(quán)利要求1所述的帶有熱交換強(qiáng)制廢排的地鐵空調(diào)機(jī)組，其特征在于，所述第一冷凝系統(tǒng)包括第一冷凝風(fēng)機(jī)、第一冷凝器、風(fēng)門(mén)和風(fēng)門(mén)執(zhí)行器；所述風(fēng)門(mén)設(shè)置在所述第一冷凝器的邊緣處，所述風(fēng)門(mén)執(zhí)行器與所述風(fēng)門(mén)互相連接，所述第一冷凝風(fēng)機(jī)設(shè)置在所述第一冷凝器的邊緣處。
3.如權(quán)利要求2所述的帶有熱交換強(qiáng)制廢排的地鐵空調(diào)機(jī)組，其特征在于，所述第一冷凝器的輸入端依次通過(guò)高壓繼電器、壓縮機(jī)和低壓繼電器與蒸發(fā)器的輸出端連接，所述第一冷凝器的輸出端連接所述第二冷凝系統(tǒng)的輸入端。
4.如權(quán)利要求1所述的帶有熱交換強(qiáng)制廢排的地鐵空調(diào)機(jī)組，其特征在于，所述第二冷凝系統(tǒng)包括第二冷凝風(fēng)機(jī)和第二冷凝器；所述第二冷凝風(fēng)機(jī)設(shè)置在所述第二冷凝器的邊緣處。
5.如權(quán)利要求4所述的帶有熱交換強(qiáng)制廢排的地鐵空調(diào)機(jī)組，其特征在于，所述第二冷凝器的輸入端與所述第一冷凝系統(tǒng)的輸出端連接，所述第二冷凝器的輸出端依次通過(guò)干燥過(guò)濾器和電磁閥與所述蒸發(fā)器的輸入端相連接。
【文檔編號(hào)】F25B6/00GK103471274SQ201210189644
【公開(kāi)日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2012年6月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月8日
【發(fā)明者】穆廣友, 楊利軍 申請(qǐng)人:上海軌道交通設(shè)備發(fā)展有限公司