[實用新型]軌道車輛空氣源低溫熱泵機組

有效

• 申請號: 200920059966.7
• 申請日: 2009-07-07
• 公開（公告）號: CN201508076U
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: 王興江;鄒劍華;楊宇;唐偉武;吳小紅;黃穗
• 申請（專利權）人: 廣州中車軌道交通裝備股份有限公司
• 主分類號: F25B13/00
• 分類號: F25B13/00;F25B41/06
• 代理公司: 廣州新諾專利商標事務所有限公司 44100
• 代理人: 周端儀

技術領域

本實用新型涉及軌道車輛用空調領域。

背景技術

軌道車輛空調與普通商用及民用空調存在很大不同，軌道車輛空調機組是專門用于鐵路客運列車的一種特殊空調系統，由空調機、風道系統和空調控制柜三部分組成，有如下特點：

(1)空調機組能適用于日曬雨淋、冰雪嚴寒和沙塵等惡劣的工作環境。

(2)單元機組有較大的制冷量和較高的新風比例，能適用于車廂人員密度大、車體材料隔熱性能較差等環境。

(3)熱負荷波動范圍寬。在白天黑夜溫差較大的情況下，車內溫度維持在一定的范圍內。

此外，列車運行中振動和沖擊較大，空調系統的安裝要牢固，而且要安裝減震裝置，制冷管路的接頭要嚴密可靠，謹防泄漏。選取材料時，注意要盡可能減輕列車重量。另外材料要有良好的阻燃性能，以保障安全。機組形式應經過振動和沖擊試驗。

目前，國內生產熱泵機組的廠家大約40多家，生產的種類有房間空調熱泵機組，如窗式、家用分體熱泵機組；商用熱泵機組，如立柜式、天花板式、屋頂式、多聯系統熱泵機組；風冷熱泵冷熱水機組；水源熱泵等。如圖1所示，常規的熱泵系統結構簡單，與單冷型空調相比，僅是增加了四通換向閥3及制熱毛細管7。壓縮機4排氣口D與四通換向閥3、室內熱交換器1、制冷毛細管2、制熱毛細管7、室外熱交換器6、四通換向閥3、汽液分離器5、壓縮機4吸氣口S順序連接，形成回路。夏天制冷時冷媒流路如外側箭頭所示，而在冬天采暖時將制冷系統逆向循環如內側箭頭所示，即室內換熱器1變為冷凝器，室外換熱器6變為蒸發器。對于空氣源熱泵機組而言，外氣溫度在-5℃以下就不能正常運行。另外，現有的除霜判據不能適應北方的這種大范圍運行工況，熱泵系統誤除霜現象嚴重，需要除霜與實際除霜不合拍、除霜水不易流盡、除霜時間過長往往會導致室內溫度波動過大，用戶有明顯的吹冷風的感覺；機組在低溫工況啟動困難，機組在啟動階段或者除霜結束恢復制熱時經常容易發生燒機現象。

一些廠商開始研究適合寒冷天氣使用的空氣源低溫熱泵。例如在中央空調產品仲中，珠海格力電器股份有限公司研發生產的digital?heating數碼渦旋超低溫空氣源熱泵(空調)多聯機組，不但能有效解決我國北方寒冷地區的冬季中央空調制熱和采暖效果差的技術難題，而且大大提高了中央空調的冬季制熱和節能技術水平，這種中央空調可以在最低氣溫達零下25度的超低溫環境中穩定可靠地運行，并且制熱效果得到顯著提高。

近年來熱泵技術在我國已逐步進入民用方面，但由于軌道車輛空調機組的特殊性，目前軌道車輛低溫空氣源熱泵機組在國內軌道車輛上尚未有應用，就連常規的熱泵機組目前也未有應用。

長期以來軌道車輛在寒冷的冬天是用電加熱來采暖的，這種采暖方法耗能大且不安全。若采用常規的空氣源熱泵系統時，外溫在10～-5℃這些地區熱泵的運行區間應用效果良好，機組運行平穩，機組的經濟性可以得到較好的保證。當外溫低于-5℃時，設備將無法正常工作，系統的制熱量隨著外溫的下降而迅速下降，而需熱量卻隨著外溫的下降而迅速上升，當外界溫度很低時，系統的制熱量將小到無法滿足這些地區的冬季采暖需求，與此同時，隨著室外環境溫度的降低，機組COP急劇下降、壓縮機的壓縮比會越來越大，導致排氣溫度不斷升高，長期運行必然會嚴重損壞壓縮機。

因此，軌道車輛在寒冷的冬天采用空氣源熱泵系統采暖時，必須對常規的空氣源熱泵系統作重新設計，研制出適合軌道車輛在寒冷的冬天應用的低溫空氣源熱泵機組是非常必要的。使用低溫空氣源熱泵機組，會節省大量能源，降低了車輛的運行成本，帶來較大的經濟效益和提高車輛運行的安全性和可靠性，對當前能源緊張和溫室效應帶來的氣候異常也有重要的意義，可減少CO₂的排放，為減緩地球溫室效應做出應有貢獻。

發明內容

為解決上述問題，本實用新型的目的在于提供一種軌道車輛空氣源低溫熱泵機組，其具有高效、節能、安全、可靠的性能，適于在軌道車輛上作為嚴寒冬天的采暖和炎熱夏天的降溫的兩用空調設備。