本發(fā)明涉及城市軌道交通列車空調通風系統(tǒng)技術領域，尤其是涉及一種城市軌道交通車輛用獨立新風機組。

背景技術：

獨立新風機組憑借著低溫送風、無回風等優(yōu)點，在建筑領域已經(jīng)取得了廣泛的應用，但是在城市軌道交通車輛上目前用的較少?，F(xiàn)有城市軌道交通車輛上用的新風機組，是通過對新風進行熱回收，然后再送入主空調機組里面進行熱濕處理后送風的，沒有實現(xiàn)真正的新風獨立處理送風。

考慮到新風負荷的問題，現(xiàn)有的城市軌道交通列車空調系統(tǒng)中的新風量都比較小，送風中通常都摻有回風，這樣很容易在人流高峰期時出現(xiàn)新風量不夠的現(xiàn)象。所以減小新風負荷、增大新風量以及減少能耗之間一直存在著矛盾，而新風的獨立控制能夠較好地解決上面的問題，但也一直是城市軌道列車空調系統(tǒng)的一個瓶頸。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷而提供一種城市軌道交通車輛用獨立新風機組。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案來實現(xiàn)：

一種城市軌道交通車輛用獨立新風機組，包括與全熱交換器連接換熱并相互隔開的新風通道和排風通道，所述的新風通道包括通過全熱交換器連通的新風入口風道和新風出口風道，在新風入口風道內設置預冷單元，在新風出口風道內設置再熱單元，所述的新風風道內還設有處于預冷單元和再熱單元之間的獨立的空調單元，并用于與進入的新風進行換熱。

作為優(yōu)選的實施方案，所述的空調單元由通過管路連接的壓縮機、第一換熱器、電子膨脹閥、第二換熱器和四通換向閥組成的閉環(huán)回路，其中，第一換熱器安裝在新風風道內，并位于預冷單元和再熱單元之間，四通換向閥用于切換閉環(huán)回路內的制冷劑流向。當處于夏季供冷工況時，閉環(huán)回路中制冷劑正向循環(huán)流動，此時，第一換熱器即相當于蒸發(fā)器，第二換熱器即相當于冷凝器；當處于冬季工況下時，切換四通換向閥，使得閉環(huán)回路中制冷劑反向循環(huán)，此時，第一換熱器起到冷凝供熱的作用，第二換熱器起到蒸發(fā)散發(fā)冷量的作用。

作為優(yōu)選的實施方案，所述的預冷單元和再熱單元由安裝在新風通道內的重力熱管換熱器組成，其中，預冷單元即為所述重力熱管換熱器的蒸發(fā)段，再熱單元即為所述重力熱管換熱器的的冷凝段，所述的新風出口風道位于新風入口風道的上方。利用重力熱管換熱器的蒸發(fā)段和冷凝段可以有效的實現(xiàn)新風風道內的能量回收，由于重力熱管換熱器是通過管內工質的蒸發(fā)冷凝吸放熱來實現(xiàn)換熱，能夠在較小的溫度梯度下實現(xiàn)較好的換熱，其冷凝段內的工質液體是通過重力回流到蒸發(fā)段的，因此，必須保證冷凝段處于蒸發(fā)段的上面才能實現(xiàn)工質的持續(xù)流動和不間斷的換熱。

作為優(yōu)選的實施方案，所述的新風入口風道的新風入口處設置有新風過濾網(wǎng)，所述的新風出口風道內設置有新風風機。

作為優(yōu)選的實施方案，所述的全熱交換器內設有全熱新風風道和全熱排風風道，兩者通過全熱交換膜隔開，其中，所述全熱新風風道用于連通新風入口風道和新風出口風道，全熱排風風道連接排風通道。

作為上述優(yōu)選的實施方案的更優(yōu)選，所述的排風風道包括通過全熱排風風道連通的排風入口風道和排風出口風道兩部分，其中，排風入口風道的排風入口處安裝有排風過濾網(wǎng)，排風出口風道內設置有排風風機。

作為上述更優(yōu)選的實施方案的進一步優(yōu)選，所述的新風入口風道和排風出口風道分別與車輛頂部的新風風帽和排風風帽相連。

本發(fā)明的工作過程如下：

當處于夏季供冷的工況時，新風從新風入口風道進來，經(jīng)過重力熱管換熱器的蒸發(fā)段，完成一個預冷的工作；然后經(jīng)過全熱交換器進行熱濕交換；再經(jīng)過空調單元的蒸發(fā)器進行冷卻除濕，由于除濕后的溫度過低，通常不滿足送風要求，通常的做法是：在蒸發(fā)器17后面加設電加熱器對空氣進行一個再熱處理。本發(fā)明在這里采用重力熱管換熱器的冷凝段8對空氣進行再熱升溫，使空氣溫度達到送風要求，從而節(jié)省了電加熱的能耗?？諝饨?jīng)過再熱之后，達到送風要求后直接送至靜壓箱，通過靜壓箱風口送入車內。在排風側，排風經(jīng)過全熱交換器4將排風中的熱量傳遞給新風，實現(xiàn)能量的回收，然后通過排風風機直接排到車外。

冬季工況下，新風出風風道溫度高于新風入口溫度，此時重力熱管換熱器的冷凝段在下方，蒸發(fā)段在上方，在重力熱管換熱器中，工質在冷凝段冷凝后，不能回流到蒸發(fā)段，故工質在熱管換熱器中不能實現(xiàn)連續(xù)的流動，不能進行持續(xù)的換熱，故在冬季工況下，重力熱管換熱器不工作，即上述的預冷、再熱單元不工作。

當處于過渡季節(jié)時，空調單元停止工作。新風風機和排風風機高效運行，增大送入車內的新風量。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

(1)與現(xiàn)場有車輛上的獨立新風裝置相比，本發(fā)明在新風出口風道(9)內增加了空調單元，能夠對新風直接進行溫濕度的控制處理，然后送至送風靜壓箱里，不需要再經(jīng)過主空調系統(tǒng)的處理，能更好地對新風進行獨立控制。

(2)本發(fā)明增加了一個重力熱管換熱器，在夏季能夠利用新風的熱量，給空調單元出口的空氣進行再熱，從而減少蒸發(fā)器出口處理空氣時的再熱能耗，降低能耗。

(3)本發(fā)明還設置了內外溫度信號控制系統(tǒng)，能在過渡季節(jié)實現(xiàn)全新風送風，具有很好的節(jié)能效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結構示意圖；

圖中，1-新風入口，2-新風過濾網(wǎng)，3-預冷單元，4-全熱交換器，5-排風出口風道，6-排風風道，7-新風風機，8-再熱單元，9-新風出口風道，10-空調單元，11-排風入口風道，12-排風過濾網(wǎng)，13-四通換向閥，14-第二換熱器，15-電子膨脹閥，16-壓縮機，17-第一換熱器，18-排風出口，19新風入口風道。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。

實施例

一種城市軌道交通車輛用獨立新風機組，其結構如圖1所示，該機組包括預冷單元3、全熱交換器4、新風風機7、新風風道、排風風機6、排風風道、空調單元10。其中，新風風道由新風入口風道19、新風全熱風道以及新風出口風道9組成；排風風道由排風入口風道11、排風全熱風道、排風出口風道5組成。新風入口風道19、新風出口風道9和排風入口風道11、排風出口風道5分別置于全熱交換單元4的兩側。新風出口風道9出口處設有新風風機7，和主空調的主送風道相連；排風出口風道5的近排風出口18處設有排風風機6，直接連接到車外。新風入口1處設置新風過濾網(wǎng)2，排風入口風道11的排風入口處設置排風過濾網(wǎng)12.

全熱交換器4內有全熱新風風道和全熱排風風道，兩者之間通過全熱交換膜隔開，新、排風在全熱交換器4中進行熱濕的交換，能夠實現(xiàn)排風中冷、熱量的回收。

預冷單元3和再熱單元8由重力熱管換熱器組成，預冷單元3為重力熱管換熱器的蒸發(fā)段，再熱單元8為重力熱管換熱器的冷凝段；新風獨立機組就是在重力熱管換熱器的預冷單元3和再熱單元8中實現(xiàn)能量回收的。重力熱管換熱器通過管內工質的蒸發(fā)冷凝吸放熱來實現(xiàn)換熱，能夠在較小的溫度梯度下實現(xiàn)較好的換熱。其冷凝段8內的工質液體是通過重力回流到蒸發(fā)段3的，所以冷凝段8必須處于蒸發(fā)段3的上面才能實現(xiàn)工質的持續(xù)流動和不間斷的換熱。

空調單元10由第一換熱器(夏季即為蒸發(fā)器)17、第二換熱器(夏季即為冷凝器)14、壓縮機16、電子膨脹閥15以及四通換向閥13組成；四通換向閥13用于切換制冷劑流路，能夠實現(xiàn)夏季制冷除濕，同時也能夠實現(xiàn)冬季的供熱需求。

新風風機7和排風風機6采用變頻控制，風量可調。

本發(fā)明的工作過程如下：

當處于夏季供冷的工況時，新風從新風入口風道19進來，經(jīng)過重力熱管換熱器的蒸發(fā)段(預冷單元3)，完成一個預冷的工作；然后經(jīng)過全熱交換器4進行熱濕交換；再經(jīng)過空調單元10的第一換熱器17進行冷卻除濕，由于除濕后的溫度過低，通常不滿足送風要求，本領域通常的做法是：在第一換熱器17后面加設電加熱器對空氣進行一個再熱處理。本發(fā)明在這里采用重力熱管換熱器的冷凝段(再熱單元8)對空氣進行再熱升溫，使空氣溫度達到送風要求，從而節(jié)省了電加熱的能耗。空氣經(jīng)過再熱之后，達到送風要求后直接送至靜壓箱，通過靜壓箱風口送入車內。在排風側，排風經(jīng)過全熱交換器4將排風中的熱量傳遞給新風，實現(xiàn)能量的回收，然后通過排風風機6直接排到車外。

冬季工況下，新風出口風道9溫度高于新風入口1溫度，此時重力熱管換熱器的冷凝段在下方，蒸發(fā)段在上方，在重力熱管換熱器中，工質在冷凝段冷凝后，不能回流到蒸發(fā)段，故工質在熱管換熱器中不能實現(xiàn)連續(xù)的流動，不能進行持續(xù)的換熱，故在冬季工況下，重力熱管換熱器不工作，即上述的預冷、再熱單元不工作。

當處于過渡季節(jié)時，空調單元停止工作。新風風機7和排風風機6高效運行，增大送入車內的新風量。

上述的對實施例的描述是為便于該技術領域的普通技術人員能理解和使用發(fā)明。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本發(fā)明不限于上述實施例，本領域技術人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進和修改都應該在本發(fā)明的保護范圍之內。