一種空軌車輛用低噪聲空調機組的製作方法

2023-07-26 01:25:06 2

本實用新型屬於軌道車輛技術領域，涉及軌道車輛用空調機組，具體涉及安裝在懸掛式空軌車輛頂部的單元式空調機組。

背景技術：

隨著我國城市化進程的不斷推進，道路交通資源的不足使城市地面交通壓力日漸增大，為解決城市交通壓力，城市立體化交通成為行之有效的方式，地面、軌道、地下交通相互配合，交通方式從原來的地面平面交叉改為立體交叉。但由於興建地鐵要受到地質地貌因素的制約，而且工期長，資金投入大，不是每一個城市均可以興建地鐵。為了合理利用地面空間，懸掛式空軌車輛應運而生。受空間、承重、安全等因素影響，現有的懸掛式空軌車輛的車體較短，空間較小。我國首輛空鐵的車廂長度在8米左右，寬度為3米左右。為了滿足乘客舒適性要求，需要在空鐵上加裝空調。

現有軌道車輛上安裝的空調，普遍採用兩種安裝方式：一種是分體式，室內機位於車廂內、室外機一般安裝在車體底部；另一種是單元式，空調機組安裝在車體頂板與車廂頂板之間的空間內。空鐵的軌道在車頂上部，需要將普通有軌車輛車下與軌道配合的部件轉移到車頂，同時也會在車頂適應性增加一些其他結構，車底布設了較多的電氣設備。若採用分體式結構，空調安裝在車體下部，需要避開那些電氣設備，管路連接複雜，既不美觀，也會帶來安全和維修方面的種種問題。若採用單元式結構，那些轉移上來以及新增加的結構，佔用了原來車頂的空調機組安裝空間；因此如何在有限的空間內合理安裝機組，同時使安裝的空調能夠達到環保和低能耗、低噪聲的效果，是懸掛式空軌車輛需要解決的問題之一。

技術實現要素：

本實用新型為了適應空軌車輛的需要，設計了一種低噪聲的集成式空調機組單元，合理布局各部件，充分利用車頂的軌道底部空間，並將送風風道集成在在空調機組內部、增加消聲結構，結構緊湊、節能環保、噪聲低。

本實用新型的技術方案是：一種空軌車輛用低噪聲空調機組，包括設置在殼體內的通風系統和製冷系統，關鍵在於：所述製冷系統中的離心式蒸發風機、控制單元和壓縮機並排布置在車輛軌道正下方，匹配的蒸發器對稱設置在離心式蒸發風機的兩側、冷凝器和冷凝風機對稱設置在控制單元的兩側；所述控制單元下方的殼體底部設置有連通車廂客室的送風口，送風口藉助消聲彎管與離心式蒸發風機的出風口連通形成變容式消聲送風結構。

進一步的，所述消聲彎管內沿送風方向設置有一組弧形導風板。

進一步的，所述導風板的表面包裹有吸聲材料層。

進一步的，所述消聲彎管的內壁設置有吸聲材料層。

進一步的，所述吸聲材料層為玻璃布層和超細玻璃棉層，玻璃布層包裹超細玻璃棉層。

進一步的，所述吸聲材料層為多孔的玻璃棉或礦渣棉。

進一步的，所述消聲彎管的外周裹縛彈性保溫層。

進一步的，所述離心式蒸發風機藉助半柔性複合減震基座與殼體預緊力限位。

進一步的，所述半柔性複合減震基座包括鋼質底層、柔性中間層和硬質橡膠層，在離心式蒸發風機與殼體之間形成彈性減震機構。

進一步的，所述通風系統包括設置在蒸發器進風側的殼體底部的迴風口、位於殼體側壁上的新風口及冷凝進、出風口，從新風口吸入的新鮮空氣與從車廂吸入的迴風在蒸發器進風側混合，兩個冷凝進風口設置在冷凝風機進風側的殼體的頂部、車輛軌道的兩側，兩個冷凝出風口設置在冷凝器出風側的殼體的側壁上。

本實用新型的技術方案中，1、因安裝空間較小，設置一臺壓縮機，並採用小直徑臥式渦旋變頻壓縮機，在保證機組性能的同時縮小壓縮機安裝空間，降低空調機組製造成本，減輕機組重量；一對冷凝器垂直布置，減少因高度降低而引起的冷凝氣流阻力損失。為了避開車輛軌道對新風和冷凝進風的影響，將蒸發風機、控制單元和壓縮機並排布置在車輛軌道正下方，匹配的蒸發器對稱設置在蒸發風機的兩側、兩組冷凝器和冷凝風機對稱設置在控制單元的兩側，以從軌道兩側迴風、吸入新風和冷凝進風。2、空調機組固定在殼體中，殼體安裝在車體頂板與車廂頂板之間的空間內，迴風口和送風風道採用沉入機組內部的密封機構，以降低車體密封結構的高度，控制單元散熱器沉入送風風道內，藉助送風散熱，省略散熱部件，簡化結構。殼體底部設有排水孔，冷凝水經排水孔排到車輛的排水箱，最終排出車外，以達到降溫、除溼的目的。3、離心風機風量和風壓都很大，在相同風量，相同風壓的情況下，離心風機的噪音會相對小。4、送風口遠離熱源壓縮機，在消聲彎管的外周裹縛彈性保溫層可防止製冷後的空氣經過熱源進行熱傳導而使能量損失。5、對於空軌車輛的頂置式空調機組，其內部空間狹小，送風口幾乎直接與蒸發風機的出口連通。為了適應空軌車輛空調機組的狹小空間，並避免蒸發風機的風嘴直接與送風口連通，造成蒸發風機高速旋轉的噪聲直接傳遞到車輛的車廂內，並避免蒸發風機在工作過程中的振動通過送風口也傳遞給車廂，使噪聲疊加，本方案中設置了一小段消聲彎管，並在消聲彎管內設置導風板，在導風板表面和消聲彎管內壁包覆吸音材，以疏導送風和吸收噪音。6、將離心式蒸發風機藉助半柔性複合減震基座與殼體預緊力限位，可進一步降低噪聲。

採用上述技術方案所產生的有益效果在於：1、本實用新型避開車輛軌道的影響，採用緊湊型製冷系統，將蒸發風機、控制單元和壓縮機並排布置在車輛軌道正下方，匹配的蒸發器、冷凝器和冷凝風機對稱設置在軌道的兩側，並將通風系統集成到空調機組內部，從軌道兩側迴風、吸入新風和冷凝進、出風，從軌道下方送風；布局合理，結構簡單，避免了空間縮小對冷凝效果的影響，並採用下出下回的通風方式，使車廂內的冷量或熱量都得到最大限度的利用，減少中間環節，提高空調機組的製冷換熱效率，使乘客有一個良好的乘車環境。2、將送風風道集成在在空調機組內部、增加消聲、減震結構，噪聲低。

附圖說明

圖1是本實用新型拆除殼體頂板後的結構示意圖；

圖2是本實用新型的消聲彎管的結構示意圖；

圖3是空調機組和車輛軌道的相對位置示意圖；

圖4是空調機組底部各風口的分布示意圖；

圖5是空調機組在空軌車輛上的安裝結構透視示意圖；

附圖中，1是殼體，2是車輛軌道，111代表蒸發風機，112代表蒸發器，113代表迴風口，114代表新風口，121是壓縮機，122是控制單元，123代表冷凝器，124代表冷凝風機，125是送風口，126、127代表冷凝進、出風口，13是消聲彎管，131代表導風板，箭頭方向為風向。

具體實施方式

一種空軌車輛用低噪聲空調機組，包括設置在殼體1內的通風系統和製冷系統。殼體1沿位於其中上方的車輛軌道2方向分為蒸發腔和冷凝腔。所述製冷系統中的離心式蒸發風機111、控制單元122和壓縮機121並排布置在車輛軌道2正下方，匹配的蒸發器112對稱設置在離心式蒸發風機111的兩側、冷凝器123和冷凝風機124對稱設置在控制單元122的兩側；所述控制單元122下方的殼體1底部設置有連通車廂客室的送風口125，送風口125藉助消聲彎管13與離心式蒸發風機111的出風口連通形成變容式消聲送風結構。消聲彎管13內沿送風方向設置有一組弧形導風板131。導風板131的表面包裹有吸聲材料層。消聲彎管13的內壁設置有吸聲材料層。吸聲材料層可採用玻璃布層和超細玻璃棉層，玻璃布層包裹超細玻璃棉層；或採用多孔的玻璃棉或礦渣棉，這幾種都是為市場上可以買到的材料，取材也比較方便。消聲彎管13的外周裹縛彈性保溫層。離心式蒸發風機111藉助半柔性複合減震基座與殼體1預緊力限位。半柔性複合減震基座包括鋼質底層、柔性中間層和硬質橡膠層，在離心式蒸發風機111與殼體1之間形成彈性減震機構。

通風系統包括設置在蒸發器112進風側的殼體1底部的迴風口113、位於殼體1側壁上的新風口114及冷凝進、出風口126、127，從新風口114吸入的新鮮空氣與從車廂吸入的迴風在在蒸發器112進風側混合，兩個冷凝進風口126設置在冷凝風機124進風側的殼體1的頂部、車輛軌道2的兩側，兩個冷凝出風口127設置在冷凝器123出風側的殼體1的側壁上。

具體實施時，參見附圖，壓縮機採用小直徑臥式渦旋壓縮機，蒸發風機111採用離心風機，冷凝風機124採用軸流風機。兩對軸流風機均採用短機殼電機，蒸發器112、冷凝器123及冷凝風機124為垂直布置。迴風口113設置兩個、送風口125設置一個、新風口114設置兩個。

空調機組運轉過程中，壓縮機121將冷媒壓縮成高壓高溫的介質氣體，高溫氣體流經風冷冷凝器123，經外界空氣的強制冷卻，冷凝成常溫高壓的液體，液態介質經乾燥過濾器過濾後流過電子膨脹閥節流降壓，變成低溫低壓的氣液混合介質，再經蒸發器112與室內迴風和新風熱交換蒸發成低溫低壓的蒸汽，在此過程中吸收熱量，降低室內溫度；最後低溫低壓的蒸汽經氣液分離器分離後再被壓縮機121吸入，完成一個封閉的製冷循環。同時，在蒸發風機111的作用下，經蒸發器112換熱後的低溫空氣經消聲彎管13，從送風口125吹出，給車廂內降溫。在蒸發風機111的作用下，室溫空氣經迴風口113進入蒸發腔，並與經新風口114進入的車外新風混合，形成混合空氣再次與蒸發器111進行強制換熱降溫，形成低溫空氣，經送風口125吹出，實現循環降溫。在冷凝風機124的作用下，室外空氣被從軌道兩側的冷凝進風口126吸入冷凝腔，經冷凝器123換熱後，高溫的空氣再經側壁上的冷凝出風口127排入外界中，完成一次頂部進風，側壁排風的冷凝換風過程。進風位置相互靠近，出風位置相互遠離，兩部分的風循環路徑各不相同，避免一側的高溫出風進入另一側，有效提高換熱效率，進而降低能耗。採用本實用新型的結構，噪聲較沒有消聲、減震結構的空調機組低3分貝以上。