軌道車輛空調機組換熱器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種軌道車輛空調機組換熱器，涉及軌道車輛附屬設備【技術領域】。包括框架、一個以上的軸流風機、第一換熱器和第二換熱器，所述軸流風機設置在框架中間，第一換熱器和第二換熱器呈八字形對稱設置在軸流風機兩側，第一換熱器和第二換熱器均設有若干排冷凝管盤管，第一換熱器和第二換熱器的盤管均分為兩個區，距離軸流風機近的為第一區，遠的為第二區，第一區的盤管排數大于第二區的盤管排數。通過設置換熱器中盤管的排數達到不增加換熱器面積的前提下，通過改變換熱器氣流方向的厚度來調節阻力，使得通過換熱器各個部位的風速接近均勻，提高換熱器的換熱效率。本實用新型具有結構簡單、布局合理、冷卻效果好、可節約能源的優點。
【專利說明】軌道車輛空調機組換熱器【技術領域】
[0001]本實用新型涉及軌道車輛附屬設備【技術領域】，特別涉及一種軌道車輛空調機組換熱器。
【背景技術】
[0002]如圖1所示，公知的軌道車輛空調機組結構，在框架上設有兩個管翅式換熱器盤管，換熱器盤管排列成八字型結構，盤管排列成若干排穿過翅片，冷熱水在管內為蛇形往復流動，空氣在管外翅片間穿行，同時被加熱或冷卻。中間位置有一個或多個軸流風機，由風機將位于換熱器下方的空氣往外抽出，達到冷卻的要求，風機的位置及大小無法變動，相對地，空氣通過盤管的設計變得更重要，且目前軌道車輛空調機組尤其是地鐵、動車等對重量要求越來越輕，性能要求越來越高，不能夠通過增加換熱器的換熱面積來提升其換熱量進而提升機組的性能，故需針對特定的換熱器結構進行風流速度分析，結果發現盤管表面速度在垂直方向有明顯不均勻的現象，會降低盤管的熱傳性能，導致冷凝溫度升高，進而降低軌道車輛空調機組的能源效率，經試驗改變盤管的角度對熱傳有影響，卻無法改善氣流分布大小不均與內外不一致的問題。為了提供更符合實際需求的產品，故進行研發，以解決使用上易產生盤管表面速度在垂直方向有明顯不均勻的問題。
實用新型內容
[0003]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種結構簡單、布局合理、提高換熱效率、冷卻效果好、可節約能源的軌道車輛空調機組換熱器。[0004]為解決上述技術問題，本實用新型所采取的技術方案是:
[0005]一種軌道車輛空調機組換熱器，包括框架、一個以上的軸流風機、第一換熱器和第二換熱器，所述軸流風機固定設置在框架中間，所述第一換熱器和第二換熱器為兩個管翅式換熱器，呈八字形對稱設置在軸流風機兩側，所述第一換熱器和第二換熱器均設有若干排與換熱器所在平面平行的冷凝管盤管，所述第一換熱器和第二換熱器的盤管均分為兩個區，距離軸流風機近的為第一區，遠的為第二區，所述第一區的盤管排數大于第二區的盤管排數。
[0006]優選的，所述第一換熱器和第二換熱器還包括中間區，所述中間區位于第一區和第二區之間，所述中間區的盤管排數大于第二區的盤管排數。
[0007]優選的，所述第一區的盤管排數與中間區的盤管排數相同。
[0008]優選的，所述第一區的盤管排數大于中間區的盤管排數。
[0009]優選的，所述第一區的盤管排數小于中間區的盤管排數。
[0010]優選的，所述第一換熱器和第二換熱器的第二區的盤管排數為至少一排，中間區盤管排數比第二區的盤管排數多至少一排，且第一區的盤管排數比中間區的盤管排數多至少一排。
[0011]優選的，所述第一換熱器的第一區的盤管呈朝內或朝外突出，第二換熱器的第一區的盤管呈朝內或朝外突出。
[0012]優選的，所述第一換熱器的第一區的盤管排數與中間區的盤管排數相同，比第二區的盤管排數多至少一排。
[0013]優選的，所述第一換熱器的第一區的盤管排數比中間區的盤管排數少至少一排，比第二區的盤管排數多至少一排。
[0014]采用上述技術方案所產生的有益效果在于:在軸流風機兩側對稱設置第一換熱器和第二換熱器，通過設置換熱器中盤管的排數達到不增加換熱器面積的前提下，通過改變換熱器氣流方向的厚度來調節阻力，使得通過換熱器各個部位的風速接近均勻，提高換熱器的換熱效率，進而提高傳熱性能，且能降低換熱器的阻力，一定程度上降低噪聲，提升風機的效率，以克服現有技術的缺陷。本實用新型具有結構簡單、布局合理、提高換熱效率、冷卻效果好、可節約能源的優點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是公知的軌道車輛空調機組結構圖；
[0016]圖2是本實用新型的第一實施例結構示意圖；
[0017]圖3是第一實施例換熱器的剖面圖；
[0018]圖4是第二實施例換熱器的剖面圖；
[0019]圖5是第三實施例換熱器的剖面圖；
[0020]圖6是第四實施例換熱器的剖面圖；
[0021]圖7是第五實施例換熱器的剖面圖；
[0022]圖8是第六實施例換熱器的剖面圖；
[0023]圖9各機組測試壓焓圖；
[0024]圖中:1_軸流風機，2-第一換熱器，3-第二換熱器，4-框架，5-第一區，6-中間區，7-第二區，8-盤管。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細的說明。
[0026]實施例1:如圖2、圖3所示，一種軌道車輛空調機組換熱器，包括框架4、一個以上的軸流風機1、第一換熱器2和第二換熱器3，所述軸流風機I固定設置在框架4中間，所述第一換熱器2和第二換熱器3為兩個管翅式換熱器，呈八字形對稱設置在軸流風機I兩側，所述第一換熱器2和第二換熱器3均設有若干排與換熱器所在平面平行的冷凝管盤管8，所述第一換熱器2和第二換熱器3的盤管8均分為兩個區，距離軸流風機I近的為第一區5，遠的為第二區7，所述第一區5的盤管8排數大于第二區7的盤管8排數。所述第一換熱器2和第二換熱器3還包括中間區6，所述中間區6位于第一區5和第二區7之間，所述中間區6的盤管8排數大于第二區7的盤管8排數，第一區5、中間區6和第二區7依距離軸流風機I遠近將盤管8管排分為三等分。在本實施例的剖面圖中(圖3)，中間區6的盤管8為3排，而最靠近軸流風機I的第一換熱器2和第二換熱器3的第一區5的盤管8排數比中間區6的盤管8排數多I排(成為4排)，且第一區5的盤管8比中間區6呈朝內突伸出。但本實用新型并不以此為限，亦可使第一區5、中間區6和第二區7的盤管8排數分別增加一排或減少一排，也就是可以是4:3:2或3:2:1或5:4:3。經模擬發現，本實施例相比原有的空調機組結構的總平均風速高出14.17%，總熱傳量增加8.27%。但本實用新型并不以此為限，第一區5、中間區6和第二區7亦可不均等分。
[0027]實施例2:如圖4所示，第一換熱器2和第二換熱器3依距離軸流風機I遠近將盤管8管排分為三等分(本實用新型并不以此為限，第一區5、中間區6和第二區7亦可不均等分)，其余結構同實施例1。中間區6的盤管8為3排，而最靠近軸流風機I的第一換熱器2和第二換熱器3的第一區5的盤管8排數比中間區6的盤管8排數多I排(成為4排)，且第一區5的盤管8比中間區6呈朝外突伸出，亦可使第一區5、中間區6和第二區7的盤管8排數分別增加一排或減少一排，也就是可以是4:3:2或3:2:1或5:4:3，但本實用新型并不以此為限。經模擬發現相比原有的空調機組結構的總平均風速高出17.56%，總熱傳量增加 10.40%ο
[0028]實施例3:如圖5所示，第一換熱器2和第二換熱器3盤管8管排分為兩等分(但本實用新型并不以此為限，亦可不均等分)，分別是第一區5和第二區7，使第一區5的盤管8排數為4排(為第二區7的兩倍，但至少多一排即可)，第二區7的盤管8排數為2排，且第一換熱器2和第二換熱器3的第一區5均是呈朝外突出。經測試結果時發現相比原有的空調機組結構，風速高于18.09%，總熱傳量增加10.27%。也就是說第一區5比第二區7的盤管8排數比值至少為2，如4:2或2:1的比例設置。其余結構同實施例1。
[0029]實施例4:如圖6所示，在此實施例中第一換熱器2和第二換熱器3的第一區5是呈朝內突出，其余結構同實施例3。經測試結果時發現相比原有的空調機組結構，風速高于18.09%,總熱傳量增加10.27%。也就是說第一區5比第二區7的盤管8排數比值至少為2，如4:2或2:1的比例設置。
[0030]實施例5:如圖7所示，此實施例中離軸流風機I較遠的第一換熱器2中間區6及第二區7的盤管8排數為2排，第一換熱器2的第一區5的盤管8排數為4排且是呈向外的突出狀；距離軸流風機I較近的第二換熱器3第一區5、第一換熱器2中間區6的盤管8排數皆設為第一換熱器2的中間區6和第二區7的2倍；距離軸流風機I較遠的第二換熱器3第二區7的盤管8排數設為2排，使第二換熱器3第一區5或第二換熱器3中間區6的盤管8排數為第二換熱器3第二區7的2倍，且第二換熱器3的第一區5和中間區6呈向外的突出狀。其余結構同實施例1。經測試結果時發現相比原有的空調機組結構，總平均風速高于20.42%，總熱傳量高于10.28%。所以管排數的設定除了 4:2 (2倍模式)外還有2:1或6:3，更能有5:3的設定，所以，將比例界定為1.67?2倍的設定為專利范圍中。且所達到的熱傳增加的效果都近似，均比公知的空調機組結構好。
[0031]實施例6:如圖8所示，此實施例中盤管8排數多的是呈朝內突出，其余結構同實施例5。經測試結果時發現比基本狀態，總平均風速高于20.42%，總熱傳量高于10.28%。所以管排數的設定除了 4:2 (2倍模式)外還有2:1或6:3，更能有5:3的設定，所以，將比例界定為1.67?2倍的設定為專利范圍中。且所達到的熱傳增加的效果都近似，均比公知的空調機組結構好。
[0032]本實用新型中的實驗環境達到測試條件之后，先讓機組運轉到穩定狀態，而且運轉時間不得少于一小時，并觀察所測量到的物理量均達到穩定的狀態，最后將所需要測量的物理量記錄并儲存。每次間隔20分鐘取值一次，共計4次，并取平均值。[0033]經實驗后得到的相關壓力、溫度、濕度及風量等數據，并經過一連串熱力分析關系式計算后，得出如圖9各機組測試壓焓圖。圖中Unitl針對實施例l，Unit2針對實施例2，Unit3針對實施例3和實施例4，Unit4針對實施例5和實施例6，由圖中可發現，軌道車輛空調機組換熱器采用第三較佳實施例的換熱器管排配置(亦即變管排配置)時，比換熱器盤管為定管排的空調機組的COP還要高，更明確地說COP由2.72提升至2.90。然而，本領域技術人員當知只要是空調系統或冷凍采用本實用新型I至6實施例的換熱器盤管，皆可提升COP值。COP值(制冷效率)實際就是熱泵系統所能實現的制冷量(制熱量)和輸入功率的比值，在相同的工況下，其比值越大說明這個熱泵系統的效率越高越節能。
[0034]綜上所述的結構，本實用新型在不增加換熱面積、成本及能源消耗限制下，依管排數將盤管組分為若干部分(二或三部分)，以分段增加或減少管排數的方式，設計六種盤管結構，已成功解決傳統設計盤管的問題癥結，提升軌道車輛空調機組冷凝系統散熱能力，根據模擬與實驗驗證可得以下結論，其能提供很更好的C0P。
[0035]在本實用新型實施方式中以軌道車輛空調機組冷凝器結構作為說明，本領域技術人員可知，此換熱器盤管結構亦可用于其它等效的盤管結構，例如蒸發盤管結構，并不限于此實施例所說明的冷凝器盤管結構；又如換熱器豎直放置，并不限于此實例所說明的八字型設置；又如上述第一區5的管排數比上述中間區6的管排數少，上述中間區6的管排數比上述第二區7的管排數少，目的是為了使通過換熱器的風速均勻，增強其換熱性能，并不限于文中所說的第一區5管排數比中間區6多，中間區6管排數比第二區7多。
[0036]以上說明對本實用新型而言只是說明性的，而非限制性的，在不脫離權利要求所限定的精神和范圍的情況下，可作出許多修改、變化或等效，但都將落入本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種軌道車輛空調機組換熱器，包括框架(4)、一個以上的軸流風機(I)、第一換熱器(2)和第二換熱器(3)，所述軸流風機(I)固定設置在框架(4)中間，所述第一換熱器(2)和第二換熱器(3 )為兩個管翅式換熱器，呈八字形對稱設置在軸流風機(I)兩側，所述第一換熱器(2 )和第二換熱器(3 )均設有若干排與換熱器所在平面平行的冷凝管盤管(8 )，其特征在于:所述第一換熱器(2)和第二換熱器(3)的盤管(8)均分為兩個區，距離軸流風機(I)近的為第一區(5)，遠的為第二區(7)，所述第一區(5)的盤管(8)排數大于第二區(7)的盤管(8)排數。
2.根據權利要求1所述的軌道車輛空調機組換熱器，其特征在于:所述第一換熱器(2)和第二換熱器(3)還包括中間區(6)，所述中間區(6)位于第一區(5)和第二區(7)之間，所述中間區(6)的盤管(8)排數大于第二區(7)的盤管(8)排數。
3.根據權利要求2所述的軌道車輛空調機組換熱器，其特征在于:所述第一區(5)的盤管(8)排數與中間區(6)的盤管(8)排數相同。
4.根據權利要求2所述的軌道車輛空調機組換熱器，其特征在于:所述第一區(5)的盤管(8)排數大于中間區(6)的盤管(8)排數。
5.根據權利要求2所述的軌道車輛空調機組換熱器，其特征在于:所述第一區(5)的盤管(8)排數小于中間區(6)的盤管(8)排數。
6.根據權利要求2所述的軌道車輛空調機組換熱器，其特征在于:所述第一換熱器(2)和第二換熱器(3)的第二區(7)的盤管(8)排數為至少一排，中間區(6)盤管(8)排數比第二區(7)的盤管(8)排數多至少一排，且第一區(5)的盤管(8)排數比中間區(6)的盤管(8)排數多至少一排。
7.根據權利要求6所述的軌道車輛空調機組換熱器，其特征在于:所述第一換熱器(2)的第一區(5)的盤管(8)呈朝內或朝外突出，第二換熱器(3)的第一區(5)的盤管(8)呈朝內或朝外突出。
8.根據權利要求6所述的軌道車輛空調機組換熱器，其特征在于:所述第一換熱器(2)的第一區(5)的盤管(8)排數與中間區(6)的盤管(8)排數相同，比第二區(7)的盤管(8)排數多至少一排。
9.根據權利要求6所述的軌道車輛空調機組換熱器，其特征在于:所述第一換熱器(2)的第一區(5)的盤管(8)排數比中間區(6)的盤管(8)排數少至少一排，比第二區(7)的盤管(8)排數多至少一排。
【文檔編號】B61D27/00GK203496910SQ201320626507
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年10月11日 優先權日:2013年10月11日
【發明者】李宗興, 張瑞剛, 張小民, 馮旭偉 申請人:石家莊國祥運輸設備有限公司