一种客车蓄能空调系统

技术领域

本发明涉及车辆空调系统技术领域，特别涉及一种客车蓄能空调系统。

背景技术

我国客车空调起步较晚，随着空调机组应用于车辆之后，为旅客提供了舒适的乘车环境，但与世界先进国家相比，无论是技术还是工艺方面，我国客车空调仍然处于相对落后的状态，主要体现在如下方面：

(1)客车通风系统设计不当，目前很多空调客车通风量各不相同，风量较大的客车造成微风速超标，而风量小的客车制冷效果又不好，达不到车厢内的温度及湿度要求，这些都影响了乘客的舒适性，并造成了不必要的能量浪费；

(2)客车室内温度及湿度控制不当，车厢内温度及湿度控制不当是旅客抱怨较多的一个问题，在很多空调客车运行的过程中，白天和夜晚的送风量基本保持不变，该情况主要由于空调系统供冷量与室外气候的变化及车厢内热、湿负荷的变化不相适应造成的；

(3)空调系统能耗大、效率低，目前使用的单元式空调机组的耗电量很大，空调耗电几乎占总发电量的50％，单机能效比只有2.0左右。

因此针对现有技术中客车制冷系统存在的不足，本发明研制了一种客车蓄能空调系统，经检索，未发现与本发明相同或相似的技术方案。

发明内容

本发明目的是：提供一种客车蓄能空调系统，以解决现有技术中客车空调制冷系统设计不当且能耗过大的问题。

本发明的技术方案是：一种客车蓄能空调系统，安装在客车内部，包括依次连接的蓄冰箱、换热装置及冷风管；所述蓄冰箱内设置有熔点低于0℃的载冷剂以及若干受载冷剂作用能够结冰的冰袋A；所述换热装置与蓄冰箱之间设置有便于载冷剂实现系统内循环的第一出液管、第一回液管以及循环泵；所述冷风管与换热装置相连通，管壁上设置有若干出风口。

优选的，所述载冷剂选用乙二醇，冰袋A内装入熔点为0℃的普通水。

优选的，所述换热装置用于连通第一出液管及第一回液管，外侧设置有一端开口的罩壳，所述罩壳内部设置有换热片，开口的一端安装有风机。

优选的，所述第一出液管沿载冷剂流动方向的起始端与蓄冰箱上端部相连通，所述第一回液管沿载冷剂流动方向的末端与蓄冰箱下端部相连通，所述循环泵设置在第一出液管上。

优选的，所述蓄冰箱上端设置有便于实现外部向内部通气的单向阀。

优选的，所述蓄冰箱内部上端沿水平方向设置有用于对若干冰袋A进行限位，并使其完全浸没在载冷剂中的限位架，所述限位架四个顶角处设置有便于其沿竖直方向升降运动的导向柱，中部设置有压力传感器。

优选的，所述蓄冰箱还连通有便于载冷剂实现系统外循环的第二出液管及第二回液管，所述第二出液管与第二回液管之间设置有对载冷剂进行低速制冷的冷水机。

优选的，所述蓄冰箱还连通有便于载冷剂实现系统外循环的第二出液管及第二回液管，所述第二出液管与第二回液管之间设置有对载冷剂进行快速制冷的快速循环制冷机构。

优选的，所述快速循环制冷机构包括冷水机及制冷水箱，所述制冷水箱内也设置有熔点低于0℃的载冷剂以及若干受载冷剂作用能够结冰的冰袋B；所述冷水机与制冷水箱之间设置有实现载冷剂低速循环的第一循环管路，所述制冷水箱与蓄冰箱之间设置有实现载冷剂高速循环的第二循环管路，所述第二循环管路分别与第二出液管及第二回液管相连通。

优选的，所述载冷剂选用乙二醇，所述冰袋B内装入熔点低于0℃的水溶液，所述水溶液选用无机盐水溶液、乙醇、乙醚水溶液中的一种或多种的组合。

与现有技术相比，本发明的优点是：

(1)本发明采用蓄冰箱对客车内部进行制冷，代替传统的空调系统，蓄冰箱内部的冰袋A能够实现载冷剂长时间处于低温状态，从而通过低温的载冷剂循环经过换热装置，与外界的空气进行热交换，达到制冷效果，系统的可靠性明显提升。

(2)蓄冰箱内的载冷剂温度低(通常为0℃左右)，且热容量大，因此在相同的制冷量下，可以降低出风速度，也可以有效避免出风速度超标；同时，由于换热装置表面温度低(通常为0℃左右)，可以有效的使空气中的水蒸汽液化，有效的降低空气湿度，从而使体感温度更低，增加乘客舒适度。

(3)长时间的工作循环会使蓄冰箱内的冰袋A融化，此时需对蓄冰箱内进行降温，夜间在车辆不需要行驶时，可通过冷水机对载冷剂进行低速循环降温，且国内夜间处于用电低谷，电费低于用电高峰期的电费，进一步降低了耗电成本；若白天需要对蓄冰箱进行降温，此时由于车辆需要行驶，只能通过短暂的停歇时间进行降温，因此可通过快速循环制冷机构对载冷剂进行大量快速循环降温。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明所述的一种客车蓄能空调系统的设置结构示意图；

图2为本发明所述的一种客车蓄能空调系统的前视结构示意图；

图3为本发明所述的一种客车蓄能空调系统的后视结构示意图；

图4为本发明所述的一种客车蓄能空调系统的局部放大图；

图5为本发明所述限位架及压力传感器的设置结构示意图；

图6为本发明所述的一种客车蓄能空调系统与快速循环制冷机构连接时的结构示意图；

图7为本发明所述快速循环制冷机构的后视结构示意图。

其中：1、蓄冰箱，2、换热装置，3、冷风管，4、第一出液管，5、第一回液管，6、循环泵，7、罩壳，8、风机，9、换热片，10、出风口，11、第二回液管，12、第二出液管，13、冷水机，14、制冷水箱，15、第一循环管路，16、第二循环管路,17、单向阀，18、限位架，19、导向柱，20、压力传感器，21、观察维修孔，22、密封盖，23、冰袋A，24、冰袋B。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明的内容做进一步的详细说明：

如图1所示，一种客车蓄能空调系统，安装在客车内部，如图2、图3所示，其结构包括依次连接的蓄冰箱1、换热装置2及冷风管3。

其中，蓄冰箱1内设置有熔点低于0℃的载冷剂以及若干受载冷剂作用能够结冰的冰袋A23；载冷剂可选用乙二醇，冰袋A23内为普通水，普通水的熔点为0℃，通过对载冷剂进行降温至低于0℃，能使冰袋A23内的水结冰，而工作过程中若干结冰的冰袋A23又能使载冷剂长时间处于低温状态，直至过长时间的热交换使得冰袋A23内的冰融化，此时需再对载冷剂进行降温；由于普通水在液态和固态的情况下体积不相同，当由结冰状态融化为水后体积会减小，致使蓄冰箱1内的压力降低，因此为防止蓄冰箱1由于内外压差而发生损坏，在蓄冰箱1上端设置便于由外部向内部通气的单向阀17，单向阀17可在蓄冰箱1内压力减小时，使空气进入蓄冰箱1内，平衡内外压力，当普通水由融化状态变为结冰状态后，由于单向阀17属于单向导通结构，又可防止蓄冰箱1内部的载冷剂溢出；而关于蓄冰箱1内部冰袋A23的蓄冰量主要通过若干冰袋A23上浮产生的作用力进行间接判断，通过压力传感器20检测换算得到，更具体的，冰袋A23的设置必须完全浸没在载冷剂内部，如图5所示，此时在蓄冰箱1上端设置用于将所有冰袋A23完全浸没在载冷剂中的限位架18，限位架18四个顶角处设置有便于其沿竖直方向升降运动的导向柱19，中部设置有压力传感器20，冰袋A23在内部为结冰状态时，由于冰的密度低会使冰袋A23上浮，此时上浮的冰袋A23会向上顶起并产生作用力作用于限位架18，从而可通过压力传感器20检测到的压力间接换算得到蓄冰量。

同时，如图4所示，蓄冰箱1上端还设置有观察维修孔21，便于蓄冰箱1内部的观察、维修，该观察维修孔21上端设置有密封盖22。

如图4所示，换热装置2与蓄冰箱1之间设置有便于载冷剂实现系统内循环的第一出液管4、第一回液管5以及循环泵6；换热装置2用于连通第一出液管4及第一回液管5，外侧设置有一端开口的罩壳7，罩壳7内部设置有换热片9，开口的一端安装有风机8；第一出液管4沿载冷剂流动方向的起始端与蓄冰箱1上端部相连通，第一回液管5沿载冷剂流动方向的末端与蓄冰箱1下端部相连通，循环泵6设置在第一出液管4上。

冷风管3固定在罩壳7上，并与换热装置2内部相连通，管壁上设置有若干沿轴向均布设置的出风口10。

工作过程中，载冷剂通过第一出液管4与第一回液管5循环进入换热装置2，通过风机8的作用能够加速热交换，使客车内部的热风从风机8一侧进入，热交换形成的冷风进入冷风管3，并从出风口10排出，从而实现对客车内部的制冷。

长时间工作后，蓄冰箱1内的温度会不断升高，而关于蓄冰箱1内载冷剂的降温主要采用如下两种方式：

其一，关于夜间降温(长时间低速降温)，蓄冰箱1连通有便于载冷剂实现系统外循环的第二出液管12及第二回液管11，第二出液管12与第二回液管11之间设置有对载冷剂进行低速制冷的冷水机；通过冷水机、以及第二出液管12与第二回液管11的低速循环作用，实现对载冷剂的降温，此时由于国内夜间处于用电低谷，电费低于用电高峰期的电费，进一步降低了耗电成本。

其二，关于日间降温(短时间快速降温)，蓄冰箱1连通有便于载冷剂实现系统外循环的第二出液管12及第二回液管11，如图6、图7所示，第二出液管12与第二回液管11之间设置有对载冷剂进行快速制冷的快速循环制冷机构；快速循环制冷机构包括冷水机13及制冷水箱14，制冷水箱14内也设置有熔点低于0℃的载冷剂以及若干受载冷剂作用能够结冰的冰袋B24；冷水机13与制冷水箱14之间设置有实现载冷剂低速循环的第一循环管路15，制冷水箱14与蓄冰箱1之间设置有实现载冷剂高速循环的第二循环管路16，第二循环管路16分别与第二出液管12及第二回液管11相连通。

其中，载冷剂选用乙二醇，冰袋B24内装入熔点低于0℃的水溶液，该水溶液可选用无机盐水溶液、乙醇、乙醚水溶液中的一种或多种的组合物，其目的是使水溶液结冰的温度低于0℃(如：-5℃)，即低于冰袋A23内普通水的熔点，这样从制冷水箱14内流入车内蓄冰箱1的载冷剂的温度才能与冰袋A23的结冰温度形成温差，从而使其高效结冰；一般情况下加入上述溶质(无机盐水溶液、乙醇、乙醚水溶液)的比例越多，其水溶液的熔点越低；同时快速循环制冷机构必须超过指定蓄冰量(如50％蓄冰量)才可以用于对蓄冰箱1内的载冷剂进行快速制冷。

常态下，当快速循环制冷机构不与蓄冰箱1连接时，通过冷水机13低速对制冷水箱14内部的载冷剂进行制冷降温，当车辆内部的蓄冰箱1温度升高需要制冷时，与制冷水箱14连接，通过制冷水箱14内的载冷剂大量快速的向蓄冰箱1内循环流动、以及制冷水箱14内在载冷剂温度与冰袋A23结冰温度形成的温差，能够快速实现蓄冰箱1内的降温，并使冰袋A23快速结冰，从而满足车辆白天的工作需求。

进一步的，作为本实施例的另一种变形，本发明涉及的蓄能空调系统不仅可以用于进行制冷，还可以用于制热，其主要实现方式是将蓄冰箱1内的载冷剂及冰袋A23替换为热水即可。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明，因此无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。