一种轨道交通空调用储湿换热器功能切换模块的制作方法

1.本实用新型涉及轨道交通空调技术领域，特别是涉及一种轨道交通空调用储湿换热器功能切换模块。


背景技术：

2.轨道交通车辆空调是除牵引动力以外车辆的第二用电大户，以六节编组的地铁车辆为例，每列车每年空调总用电量约为25～40万kwh(空调总用电量随不同车型和不同地区的气候和客流量变化较大)；近年来，各地铁公司、车辆制造厂和空调供应商等迫于用电量的压力，一直在寻求降低轨道交通车辆空调能耗的方法。
3.目前采用空调储湿换热器代替传统的翅片管式换热器可以加快吸收湿负荷中的水分，并将其回收用于吸收冷凝热，但如仅将翅片管式换热器更换为储湿换热器，同时采用多风道、多风门机构进行蒸发器、冷凝器的互换，容易存在切换过程中制冷剂侧和空气侧冷量损失严重等缺点，从而导致整个制冷系统制冷量和能效比都比较低。


技术实现要素：

4.本实用新型主要解决的技术问题是提供一种轨道交通空调用储湿换热器功能切换模块，能够有效实现蒸发功能和冷凝功能的快速切换，有效降低冷凝压力，减少切换过程中的冷量损失，达到节能效果。
5.为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种轨道交通空调用储湿换热器功能切换模块，包括：机架，所述机架的下方固定设置有伺服旋转单元，所述机架的上方固定设置有液路旋转单元，所述机架的周向连接设置有储湿换热单元，所述储湿换热单元包括有安装架、冷凝组件和蒸发组件，所述安装架与所述伺服旋转单元固定连接。
6.优选的，所述伺服旋转单元包括有与所述机架固定连接的回转驱动器，所述安装架与所述回转驱动器的下端面固定连接，所述回转驱动器通过旋转轴连接设置有减速机，所述减速机的一端连接设置有伺服电机。
7.优选的，所述液路旋转单元包括有固定在所述回转驱动器上方的固定底座，所述固定底座的上方设置有液路旋转阀，所述液路旋转阀包括有与所述固定底座固定连接的定子、转动设置在定子中心的转子以及套设在所述转子周向的密封元件，所述转子与所述回转驱动器的内旋转面固定连接。
8.优选的，所述转子上开设有进液通道和出液通道，所述进液通道和出液通道均从转子侧壁贯穿至转子底部，所述进液通道和所述出液通道的高度不同，所述定子对应所述转子侧壁的进液通道和出液通道处开设有进液口和出液口，所述进液口和出液口分别连接设置有进液铜管和出液铜管。
9.优选的，所述冷凝组件和蒸发组件均包括有若干层层堆叠的储湿换热器，所述储湿换热器呈c型或者u型结构，所述储湿换热器通过夹板固定连接，上方设置有上框，下方设
置有下框。
10.优选的，所述储湿换热器表面涂有干燥剂涂层。
11.优选的，所述冷凝组件和蒸发组件的两端通过第一连接件和第二连接件相互连接，所述第一连接件和第二连接件的底端均与安装架固定连接，使得储湿换热单元构成一个稳固的整体结构。
12.优选的，所述冷凝组件的一端连接有干燥过滤器，所述干燥过滤器通过铜管连接有电子膨胀阀，所述电子膨胀阀通过铜管连接至蒸发组件；所述冷凝组件远离干燥过滤器的一端通过铜管连接至所述转子的出液通道，所述蒸发组件远离电子膨胀阀的一端通过铜管连接至所述转子的进液通道。
13.优选的，所述机架包括有吊装架，所述吊装架的下方沿长度方向设置有相互平行的第一支撑架和第二支撑架，所述第一支撑架上设置有挡板，所述第一支撑架和第二支撑架沿长度方向的两端设置有毛刷。
14.优选的，所述机架上还设置有锁止单元，所述锁止单元包括有设置在机架上的传感器和驱动器，通过所述驱动器为所述伺服电机提供动力和启停信号。
15.本实用新型的有益效果是：
16.针对目前的轨道交通用空调通常采用多风道、多风门进行蒸发器和冷凝器的互换，在切换过程中制冷剂侧和空气侧冷量损失严重，造成制冷系统制冷量和能效比都较低等缺点，本实用新型利用伺服电机驱动回转驱动器进行旋转，回转驱动器通过下旋转面带动储湿换热单元进行180
°
往复回转，能够在较短时间内完成储湿换热单元冷凝组件和蒸发组件的功能切换，回转速度快，过程稳定，既能把室内的湿带到室外来，又能提高冷凝组件的换热效果和有效降低冷凝压力，减少冷凝风量，达到节能目的；本实用新型同时利用回转驱动器的内旋转面带动液路旋转阀的转子进行180
°
往复回转，液路旋转阀的定子固定在固定底座上保持不动，转子转动后，进液管道和进液口错位，进液管道停止进液，出液管道和出液口错位，出液管道停止出液；本实用新型进一步在机架上通过驱动器给伺服电机发送启停信号，利用传感器感应储湿换热单元的停止位置，实现自动锁止，实现储湿换热单元的高精度回转；
17.通过本实用新型提供的上述轨道交通空调用储湿换热器功能切换模块，有效实现冷凝组件和蒸发组件的精准切换，明显降低切换过程中造成的冷量损失，具有非常好的技术实用性和推广价值。
附图说明
18.图1是本实用新型的整体结构示意图；
19.图2是本实用新型的剖面结构示意图；
20.图3是本实用新型的机架结构示意图；
21.图4是本实用新型的储湿换热单元结构示意图；
22.图5是本实用新型的侧面结构示意图；
23.图6是本实用新型的伺服旋转单元结构示意图；
24.图7是本实用新型的液路旋转单元结构示意图；
25.图8是本实用新型的液路旋转阀剖面结构示意图；
26.图9为本实用新型中干燥剂涂层的结构示意图；
27.附图中各部件的标记如下：
28.1、机架；11、吊装架；12、第一支撑架；13、第二支撑架；14、挡板；15、毛刷；
29.2、伺服旋转单元；21、回转驱动器；22、旋转轴；23、减速机；24、伺服电机；
30.3、液路旋转单元；31、固定底座；32、液路旋转阀；321、定子；322、转子；323、进液通道；324、出液通道；325、进液口；326、出液口；327、进液铜管；328、出液铜管；329、密封元件；
31.4、储湿换热单元；41、安装架；42、蒸发组件；43、冷凝组件；44、第一连接件；45、第二连接件；46、储湿换热器；47、上框；48、下框；49、夹板；410、干燥过滤器；411、电子膨胀阀；412、干燥剂涂层；
32.5、锁止单元；51、传感器；52、驱动器。
具体实施方式
33.下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
34.如图2和图3所示，本实用新型实施例包括：机架1，机架1包括有吊装架11，吊装架11的下方沿长度方向连接设置有相互平行的第一支撑架12和第二支撑架13，通过吊装架11将本换热器模块整体悬浮于轨道空调箱体内，第一支撑架12上设置有挡板14，防止室内和室外之间漏风，第一支撑架12和第二支撑架13沿长度方向的两端均设置有毛刷15，毛刷15采用耐高温防火材料，有效进行防尘和腔室隔离。
35.如图2和图4所示，机架1周向设置有储湿换热单元4，储湿换热单元包括有安装架41，安装架的两侧固定设置有冷凝组件43和蒸发组件42，冷凝组件43和蒸发组件42的两端通过第一连接件44和第二连接件45连接为一体，第一连接件44和第二连接件45的底端均与安装架41固定连接，使得储湿换热单元4构成一个稳固的整体结构；冷凝组件43和蒸发组件42均由若干片储湿换热器46层层堆叠后，经过折弯机加工成c或者u型结构，本实施例体现的是c型，冷凝组件43和蒸发组件42组合成一个六边形结构，实现有效节省空间；层层重叠的储湿换热器46通过夹板49进行固定连接，上方设置有上框47，下方设置有下框48，使蒸发组件42形成一个稳固的结构，冷凝组件43通过同样的方式形成一个稳固的结构。
36.如图4和图9所示，储湿换热器46的表面涂有干燥剂涂层412，干燥剂涂层412采用硅胶干燥剂，在温度降低时可对空气中的水分进行吸附，而在温度升高时则将吸附的水分进行脱附。
37.如图4和图5所示，冷凝组件43的一端连接有干燥过滤器410，干燥过滤器410通过铜管连接有电子膨胀阀411，电子膨胀阀411通过铜管连接至蒸发组件42，干燥过滤器410吸收冷凝组件43制冷介质中的杂质，防止造成电子膨胀阀411的阻塞，电子膨胀阀411调节铜管中制冷介质的流量，快速准确的控制空调系统蒸发压力和冷凝压力。
38.如图2、图4和图6所示，安装架41上固定设置有伺服旋转单元2，伺服旋转单元2包括有回转驱动器21，回转驱动器21的上端面固定在机架1上，回转驱动器21的下端面为工作旋转面，下端面与安装架41固定连接，安装架41与冷凝组件43和蒸发组件42固定连接，使得储湿换热单元4处于悬空吊装状态，回转驱动器21的一端通过旋转轴22连接设置有减速机
23，减速机23的一端连接设置伺服电机24，伺服电机24提供旋转动力，减速机23进行扭力放大，通过旋转轴22带动回转驱动器21旋转，回转驱动器21的工作原理为常规技术，在此不再赘述，回转驱动器21的下端面带动储湿换热单元4进行180
°
往复回转，实现冷凝组件43和蒸发组件42的切换。
39.如图2、图7和图8所示，机架1上设置有液路旋转单元3，液路旋转单元3包括有与机架1固定连接的固定底座31，固定底座31的上方设置有液路旋转阀32，制冷介质在液路旋转阀32中流动，液路旋转阀32包括有与固定底座固定连接的定子321，转动设置在定子321中心的转子322以及套设在转子322周向的密封元件329，转子322的底端套设于回转驱动器21的内旋转面，转子322内开设有进液通道323和出液通道324，进液通道323和出液通道324自转子322侧壁贯穿至转子322底部，进液通道323的高度与出液通道324的高度不一致，本实施例体现的是进液通道323的高度低于出液通道324，定子321和转子322之间设置有密封元件329，防止进液通道323和出液通道324中的制冷介质在旋转过程中发生串流。
40.如图5、图7和图8所示，进液通道323的底端通过铜管连接至冷凝组件43远离干燥过滤器410的一端，出液通道324的下端通过铜管连接至蒸发组件42远离电子膨胀阀411的一端；定子321对应转子322侧壁的进液通道323和出液通道324处开设有进液口325和出液口326，进液口325和出液口326通过铜管转接头连接设置有进液铜管327和出液铜管328；高温高压的制冷剂气体通过进液铜管327进入进液口325，流经进液通道323通过铜管输入冷凝组件43，经冷凝组件43冷凝后变成中温高压的制冷剂液体，中温高压的制冷剂液体经干燥过滤器410过滤后，再经电子膨胀阀411进行节流，节流后的制冷剂变成低温低压的气液混合物，随后流入蒸发组件42进行蒸发，蒸发后的制冷剂变成低温低压的过热蒸汽，过热蒸汽通过铜管输入出液通道324，自出液口326通过出液铜管328输出。
41.如图2所示，机架1上还设置有锁止单元5，锁止单元5包括有设置在机架1上方的传感器51和驱动器52，驱动器52发出启动信号，伺服旋转单元2接收到信号后启动，带动储湿换热单元4开始旋转；传感器51感应到储湿换热单元4回转到指定位置时，发出信号给到驱动器52，驱动器52发出信号对当前状态进行锁止。
42.工作原理如下：
43.驱动器52发出启动信号，伺服电机24接收到信号后带动减速机23进行扭力放大，通过旋转轴22带动回转驱动器21进行旋转，回转驱动器21带动上方的转子322以及下方的储湿换热单元4进行180
°
往复回转转动，传感器51感应到储湿换热单元4旋转180
°
，传送信号至驱动器52，驱动器52传送信号至伺服电机24，伺服电机24对当前状态进行锁止，完成蒸发组件42和冷凝组件43的位置互换，同时进液口325与进液通道323错位，出液口326与出液通道324错位，停止制冷介质的进液和出液。
44.以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种轨道交通空调用储湿换热器功能切换模块，包括：机架，其特征在于：所述机架的下方固定设置有伺服旋转单元，所述机架的上方固定设置有液路旋转单元，所述机架的周向连接设置有储湿换热单元，所述储湿换热单元包括有安装架、冷凝组件和蒸发组件，所述安装架与所述伺服旋转单元固定连接。2.根据权利要求1所述的一种轨道交通空调用储湿换热器功能切换模块，其特征在于：所述伺服旋转单元包括有与所述机架固定连接的回转驱动器，所述安装架与所述回转驱动器的下端面固定连接，所述回转驱动器通过旋转轴连接设置有减速机，所述减速机的一端连接设置有伺服电机。3.根据权利要求2所述的一种轨道交通空调用储湿换热器功能切换模块，其特征在于：所述液路旋转单元包括有固定在所述回转驱动器上方的固定底座，所述固定底座的上方设置有液路旋转阀，所述液路旋转阀包括有与所述固定底座固定连接的定子、转动设置在定子中心的转子以及套设在所述转子周向的密封元件，所述转子与所述回转驱动器的内旋转面固定连接。4.根据权利要求3所述的一种轨道交通空调用储湿换热器功能切换模块，其特征在于：所述转子上开设有进液通道和出液通道，所述进液通道和出液通道均从转子侧壁贯穿至转子底部，所述进液通道和所述出液通道的高度不同，所述定子对应所述转子侧壁的进液通道和出液通道处开设有进液口和出液口，所述进液口和出液口分别连接设置有进液铜管和出液铜管。5.根据权利要求1所述的一种轨道交通空调用储湿换热器功能切换模块，其特征在于：所述冷凝组件和蒸发组件均包括有若干层层堆叠的储湿换热器，所述储湿换热器呈c型或者u型结构，所述储湿换热器通过夹板固定连接，上方设置有上框，下方设置有下框。6.根据权利要求5所述的一种轨道交通空调用储湿换热器功能切换模块，其特征在于：所述储湿换热器表面涂有干燥剂涂层。7.根据权利要求5所述的一种轨道交通空调用储湿换热器功能切换模块，其特征在于：所述冷凝组件和蒸发组件的两端通过第一连接件和第二连接件相互连接，所述第一连接件和第二连接件的底端均与安装架固定连接，使得储湿换热单元构成一个稳固的整体结构。8.根据权利要求4所述的一种轨道交通空调用储湿换热器功能切换模块，其特征在于：所述冷凝组件的一端连接有干燥过滤器，所述干燥过滤器通过铜管连接有电子膨胀阀，所述电子膨胀阀通过铜管连接至蒸发组件；所述冷凝组件远离干燥过滤器的一端通过铜管连接至所述转子的出液通道，所述蒸发组件远离电子膨胀阀的一端通过铜管连接至所述转子的进液通道。9.根据权利要求1所述的一种轨道交通空调用储湿换热器功能切换模块，其特征在于：所述机架包括有吊装架，所述吊装架的下方沿长度方向设置有相互平行的第一支撑架和第二支撑架，所述第一支撑架上设置有挡板，所述第一支撑架和第二支撑架沿长度方向的两端设置有毛刷。10.根据权利要求2所述的一种轨道交通空调用储湿换热器功能切换模块，其特征在于：所述机架上还设置有锁止单元，所述锁止单元包括有设置在机架上的传感器和驱动器，通过所述驱动器为所述伺服电机提供动力和启停信号。

技术总结
本实用新型公开了一种轨道交通空调用储湿换热器功能切换模块，包括：机架，所述机架的下方固定设置有伺服旋转单元，所述机架的上方固定设置有液路旋转单元，所述机架的周向连接设置有储湿换热单元，所述储湿换热单元包括有安装架、冷凝组件和蒸发组件，所述安装架与所述伺服旋转单元固定连接。通过上述方式，本实用新型能够通过伺服旋转单元带动储湿换热单元进行180


技术研发人员：何旭伟 王正根 鸦明亮 周伯伦
受保护的技术使用者：克诺尔轨道车辆系统企业管理(北京)有限公司
技术研发日：2022.09.16
技术公布日：2023/2/23