適用於公交車的蒸發冷卻與機械製冷‑制熱聯合空調系統的製作方法

2023-06-06 18:26:01

本實用新型屬於空調系統技術領域，具體涉及一種適用於公交車的蒸發冷卻與機械製冷-制熱聯合空調系統。

背景技術：

我國公交車上所採用的空調多為蒸汽壓縮式製冷的方式，空調系統構造複雜且維修成本較高，而壓縮機和風機的使用使現有的公交車用空調耗能較大，另外，現有蒸汽壓縮式在製冷時，冷凝器大多通過風冷的方式進行降溫，降溫效果是非常有限的。

一般來說，公交車內乘客較多導致可活動空間小，有些乘客則在車廂內抽菸和亂丟垃圾，這些都造成車廂內的空氣品質本身就不好，而現有的公交車用空調只對車廂內的迴風進行熱溼處理，無新風引入車廂內，這就造成了車廂內空氣品質較差的結果。

由此可見，非常有必要對現有的公交車用空調系統進行改進，開發出一種能耗低且能改善公交車車廂內空氣品質的空調系統。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於提供一種適用於公交車的蒸發冷卻與機械製冷-制熱聯合空調系統，能明顯改善公交車車廂內的空氣品質，且能耗低。

本實用新型的所採用的技術方案是，適用於公交車的蒸發冷卻與機械製冷-制熱聯合空調系統，包括有設置於公交車外頂上的蒸發冷卻-機械製冷聯合系統、設置於公交車內頂部處的送風通道以及設置於公交車內後部的迴風通道，且蒸發冷卻-機械製冷聯合系統、迴風通道均與送風通道連通；迴風通道上設置有迴風入口，且迴風通道內設置有風機和過濾裝置。

本實用新型的特點還在於：

蒸發冷卻-機械製冷聯合系統由通過管網連接的吊頂式蒸發冷卻空調裝置、壓縮機、換熱器a、換熱器b及節流閥構成，吊頂式蒸發冷卻空調裝置與送風通道連接，且換熱器a位於吊頂式蒸發冷卻空調裝置內，壓縮機、換熱器b及節流閥位於吊頂式蒸發冷卻空調裝置外。

吊頂式蒸發冷卻空調裝置，包括有設置於公交車頂部的裝置殼體，裝置殼體相對的兩側壁上分別設置有進風口、排風口，且進風口面向公交車行駛的方向；裝置殼體內按空氣進入後流動方向依次設置有空氣過濾器、雙層填料式直接蒸發冷卻器及冷風匯聚室；雙層填料式直接蒸發冷卻器，包括有雙層植物纖維填料單元，雙層植物纖維填料單元的上方設置有填料上布水器，雙層植物纖維填料單元的前方靠近空氣過濾器處設置有填料前布水器，且填料上布水器與填料前布水器連接，雙層植物纖維填料單元的後方靠近冷風匯聚室處設置有擋水板，填料前布水器、雙層植物纖維填料單元及擋水板的下方依次設置有海綿塊、循環水箱，循環水箱通過供水管與填料上布水器連接，供水管上設置有循環水泵，換熱器a位於循環水箱內，且換熱器a通過管道依次與節流閥、壓縮機及換熱器b連接構成機械製冷-制熱聯合系統；冷風匯聚室對應的裝置殼體底部設置有下送風口，下送風口與送風通道連接，且換熱器b位於送風通道內。

送風通道由公交車內的頂壁及平行設置於頂壁下部的隔板圍成，且在隔板上均勻設置有多個向下送風的冷風送風口。

填料前布水器由噴淋立管和多個均勻設置於噴淋立管上且面向雙層植物纖維填料單元噴淋的噴嘴構成；填料上布水器由噴淋橫管和多個均勻設置於噴淋橫管上且面向雙層植物纖維填料單元噴淋的噴頭構成；噴淋立管依次與噴淋橫管、供水管連接。

雙層植物纖維填料單元由兩塊並列設置的植物纖維填料構成，且兩塊植物纖維填料之間設置有間隔。

循環水箱的頂部設置有水箱蓋，且在水箱蓋上均勻設置有多個入水孔；循環水箱的側壁上設置有洩水口；循環水箱連接有補水管；補水管上設置有補水閥。

排風口內設置有風量控制閥。

下送風口內設置有風量控制閥。

裝置殼體的外壁上貼附有保溫材料層。

本實用新型的有益效果在於：

(1)本實用新型的蒸發冷卻與機械製冷-制熱聯合空調系統，在炎熱夏季採用蒸發冷卻與機械製冷-制熱相結合的降溫方式，將機械製冷過程中採用的換熱器(夏季用作冷凝器)設置於在吊頂式蒸發冷卻空調裝置內的循環水箱中，循環水箱中的循環水在與室外空氣進行熱溼交換的過程中，水溫會降低，循環水就能對換熱器(夏季用作冷凝器)產生明顯的降溫效果；此外，採用蒸發冷卻與機械製冷-制熱相結合的方式，不僅能明顯增大公交車車廂內的降溫幅度，還能降低空調的運行能耗。

(2)本實用新型的蒸發冷卻與機械製冷-制熱聯合空調系統，對其循環水箱的結構進行改進，主要是在循環水箱上設置水箱蓋，並在水箱蓋的中部位置設置多個入水孔，低落的水通過入水孔進入循環水箱內，並在循環水箱的上方設置海綿塊，填料上布水器和填料前布水器噴淋下來的水經兩塊植物纖維填料後先滴落在海綿塊上，這樣的設計目的在於：在公交車行駛的過程中，循環水箱中的水很難通過海綿塊飛濺至循環水箱上方，即循環水箱上方海綿塊的使用和入水孔的設置能避免公交車在行駛過程中水的濺出。

(3)本實用新型的蒸發冷卻與機械製冷-制熱聯合空調系統採用三種模式聯合運行：在過渡季節，關閉機械製冷-制熱聯合系統，只使用吊頂式蒸發冷卻空調裝置；在炎熱夏季，將機械製冷-制熱聯合系統內的機械製冷部分與吊頂式蒸發冷卻空調裝置配合運行；在冬季則停止使用吊頂式蒸發冷卻空調裝置，並清空循環水箱中的循環水，只使用機械製冷-制熱聯合系統內的機械制熱功能。

(4)本實用新型的蒸發冷卻與機械製冷-制熱聯合空調系統，在過渡季節運行時只使用吊頂式蒸發冷卻空調裝置，在此模式運行過程中，車在向前行駛過程中，新風會自動流入公交車上的吊頂式蒸發冷卻空調裝置內，無需使用風機，能有效節省能耗。

(5)本實用新型的蒸發冷卻與機械製冷-制熱聯合空調系統內採用雙層植物纖維填料，雙層植物纖維填料與室外空氣進行熱溼交換，實現了在對室外空氣進行降溫的同時，還能對公交車外的空氣進行過濾；雙層植物纖維填料的設計不僅能夠使氣體流動更加均勻，還能增加公交車外空氣的降溫效果。

(6)本實用新型的蒸發冷卻與機械製冷-制熱聯合空調系統，為雙層植物纖維填料附加了填料前布水器，這是因為公交車在行駛的過程中，雙層植物纖維填料上方的填料上布水器噴淋下來的水會受到新風的幹擾，進而導致雙層植物纖維填料的布水不均勻，而填料前布水器的使用能避免右下角植物纖維填料過於乾燥及熱溼交換效率低的結果。

(7)本實用新型的蒸發冷卻與機械製冷-制熱聯合空調系統，其送風方式為頂部送風，利用公交車頂部加上隔板配合形成送風通道，並在隔板上均勻設置多個冷風送風口，能實現對公交車車廂內的均勻送風。

附圖說明

圖1是本實用新型的蒸發冷卻與機械製冷-制熱聯合空調系統的結構示意圖；

圖2是圖1中A-A的剖面圖；

圖3是本實用新型的蒸發冷卻與機械製冷-制熱聯合空調系統內循環水箱的俯視圖。

圖中，1.進風口，2.空氣過濾器，3.填料前布水器，4.植物纖維填料，5.填料上布水器，6.循環水箱，7.海綿塊，8.擋水板，9.補水管，10.換熱器a，11.循環水泵，12.保溫材料層，13.排風口，14.節流閥，15.壓縮機，16.換熱器b，17.風機，18.迴風入口，19.下送風口，20.洩水口，21.冷風送風口，22.送風通道，23.入水孔，24.迴風通道。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型進行詳細說明。

本實用新型適用於公交車的蒸發冷卻與機械製冷-制熱聯合空調系統，如圖1所示，包括有設置於公交車外頂上的蒸發冷卻-機械製冷聯合系統、設置於公交車內頂部處的送風通道22以及設置於公交車內後部的迴風通道24，且蒸發冷卻-機械製冷聯合系統、迴風通道24均與送風通道22連通，經蒸發冷卻-機械製冷聯合系統處理的空氣和迴風通道24內收集的迴風均能送入送風通道22中。

蒸發冷卻-機械製冷聯合系統，如圖1所示，由通過管網連接的吊頂式蒸發冷卻空調裝置、壓縮機15、換熱器a10、換熱器b16及節流閥14構成，吊頂式蒸發冷卻空調裝置與送風通道22連接，且換熱器a10位於吊頂式蒸發冷卻空調裝置內，壓縮機15、換熱器b16及節流閥14位於吊頂式蒸發冷卻空調裝置外。

吊頂式蒸發冷卻空調裝置，如圖1及圖2所示，包括有設置於公交車頂部的裝置殼體，裝置殼體相對的兩側壁上分別設置有進風口1、排風口13，且進風口1面向公交車行駛的方向；裝置殼體內按空氣進入後流動方向依次設置有空氣過濾器2、雙層填料式直接蒸發冷卻器及冷風匯聚室；雙層填料式直接蒸發冷卻器，包括有雙層植物纖維填料單元，雙層植物纖維填料單元的上方設置有填料上布水器5，雙層植物纖維填料單元的前方靠近空氣過濾器2處設置有填料前布水器3，且填料上布水器5與填料前布水器3連接，雙層植物纖維填料單元的後方靠近冷風匯聚室處設置有擋水板8，填料前布水器3、雙層植物纖維填料單元及擋水板8的下方依次設置有海綿塊7、循環水箱6，循環水箱6通過供水管與填料上布水器5連接，供水管上設置有循環水泵11，換熱器a10位於循環水箱6內，且換熱器a10通過管道依次與節流閥14、壓縮機15及換熱器b16連接構成機械製冷-制熱聯合系統(在夏季能實現製冷、冬季實現制熱)；冷風匯聚室對應的裝置殼體底部設置有下送風口19，下送風口19與送風通道22連接，且換熱器b16位於送風通道22內。

填料前布水器3由噴淋立管和多個均勻設置於噴淋立管上且面向雙層植物纖維填料單元噴淋的噴嘴構成；填料上布水器5由噴淋橫管和多個均勻設置於噴淋橫管上且面向雙層植物纖維填料單元噴淋的噴頭構成，且噴淋立管依次與噴淋橫管、供水管連接。

雙層植物纖維填料單元由兩塊並列設置的植物纖維填料4構成，且兩塊植物纖維填料4之間設置有間隔。

如圖2及圖3所示，循環水箱6的頂部設置有水箱蓋，且在水箱蓋上均勻設置有多個入水孔23；循環水箱6的側壁上設置有洩水口20；循環水箱6連接有補水管9，且補水管9上設置有補水閥。

排風口13及下送風口19內均設置有風量控制閥。

裝置殼體的外壁上貼附有保溫材料層12，用於隔熱保溫。

送風通道22由公交車內的頂壁及平行設置於頂壁下部的隔板圍成，且在隔板上均勻設置有多個向下送風的冷風送風口21。

迴風通道24上設置有迴風入口18，且迴風通道24內設置有風機17和過濾裝置。

本實用新型適用於公交車的蒸發冷卻與機械製冷-制熱聯合空調系統在不同季節，能實現三種不同運行模式的相互切換：

(1)在過渡季節使用時：要關閉機械製冷-制熱聯合系統，只使用吊頂式蒸發冷卻空調裝置；

對於吊頂式蒸發冷卻空調裝置：要關閉排風口13，打開下送風口19，其具體工作過程分別如下：

a.風系統的工作過程具體如下：

在公交車行駛的過程中，公交車外的空氣經進風口1進入吊頂式蒸發冷卻空調裝置內部(其中，公交車在向前行駛過程中，新風會自動流入吊頂式蒸發冷卻空調裝置內，不需要使用風機協助，在降溫的同時也降低了能耗)，先由空氣過濾器2對空氣進行過濾處理，形成潔淨的空氣；

潔淨的空氣流動到雙層填料式直接蒸發冷卻器內，在兩塊植物纖維填料4處，與兩塊植物纖維填料4上的水膜接觸後發生熱溼交換(由填料前布水器、填料上布水器5將循環水箱6內的水分別噴淋在兩塊植物纖維填料4，在兩塊植物纖維填料4上形成水膜)，形成低溫空氣；

低溫空氣匯聚於冷風匯聚室內，並通過下送風口19送入公交車內頂部設置的送風單元中，再由送風單元將冷風送到公交車內，以調節公交車內的環境。

b.水系統的工作過程具體如下：

在吊頂式蒸發冷卻空調裝置中，循環水箱6內的循環水在循環水泵11作用下經供水管依次送到填料上布水器5和填料前布水器3中，並通過填料上布水器5和填料前布水器3進行噴淋，噴淋下來的循環水分別落在兩塊植物纖維填料4上，從而在兩塊植物纖維填料4上形成均勻分布的水膜，可用於與空氣進行熱溼交換；待熱溼交換完成後，兩塊植物纖維填料4上多餘的水則在重力的作用下先流到海綿塊7上，最後從海綿塊7中流出並通過循環水箱6上的入水孔23流入循環水箱6內，循環往復。

(2)在炎熱夏季使用時：將吊頂式蒸發冷卻空調裝置與機械製冷-制熱聯合系統內的製冷部分配合；

此時關閉吊頂式蒸發冷卻空調裝置的下送風口19，打開排風口13，其具體工作過程分別如下：

a.風系統的工作過程具體如下：

在公交車行駛的過程中，公交車外的空氣經進風口1進入吊頂式蒸發冷卻空調裝置內部(其中，公交車在向前行駛過程中，新風會自動流入吊頂式蒸發冷卻空調裝置內，不需要使用風機協助，在降溫的同時也降低了能耗)，先由空氣過濾器2對空氣進行過濾處理，形成潔淨的空氣；

潔淨的空氣流動到雙層填料式直接蒸發冷卻器內，在兩塊植物纖維填料4處，與兩塊植物纖維填料4上的水膜接觸後發生熱溼交換(由填料前布水器、填料上布水器5將循環水箱6內的水分別噴淋在兩塊植物纖維填料4，在兩塊植物纖維填料4上形成水膜)，形成低溫空氣；

低溫空氣能經排風口13送出，同時在這種運行模式下，由兩塊植物纖維填料4落入循環水箱6內的水溫度較低，這樣能持續冷卻循環水箱6內的換熱器a10(在夏季時換熱器a10作為冷凝器使用)，即循環水箱6中的低溫循環水能對換熱器a10產生明顯的降溫效果；在這一模式下採用蒸發冷卻與機械製冷相結合後，不僅能明顯增大公交車內的降溫幅度，還能降低此公交車用車載空調的運行能耗；另外，在風機17的作用下，公交車內的迴風經迴風入口18進入迴風通道24內，再由迴風通道24進入送風風道22，送風風道22內的換熱器b16不斷吸收回風中的熱量，最終通過循環水箱6內設置的換熱器a10將熱量散出，以降低公交車車廂內的溫度。

b.水系統的工作過程具體如下：

在吊頂式蒸發冷卻空調裝置中，循環水箱6內的循環水在循環水泵11作用下經供水管依次送到填料上布水器5和填料前布水器3中，並通過填料上布水器5和填料前布水器3進行噴淋，噴淋下來的循環水分別落在兩塊植物纖維填料4上，從而在兩塊植物纖維填料4上形成均勻分布的水膜，可用於與空氣進行熱溼交換；待熱溼交換完成後，兩塊植物纖維填料4上多餘的水則在重力的作用下先流到海綿塊7上，最後從海綿塊7中流出並通過循環水箱6上的入水孔23流入循環水箱6內，循環往復。

(3)在冬季要停止使用吊頂式蒸發冷卻空調裝置，關閉吊頂式蒸發冷卻空調裝置的下送風口19，打開弔頂式蒸發冷卻空調裝置的排風口13，並清空循環水箱6中的循環水，只使用機械製冷-制熱聯合系統來實現制熱。

本實用新型適用於公交車的蒸發冷卻與機械製冷-制熱聯合空調系統，可實現三種模式聯合運行，適用於不同的季節，具有運行效果較好、能改善公交車內環境且能耗較小的優點。