CN113771897A - 地铁空调 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地铁空调，包括机壳以及安装于机壳的空调系统和控制系统，空调系统用于调节地铁车厢内部温度，控制系统用于控制空调系统，控制系统包括第一控制单元、第二控制单元以及开关单元，第一控制单元用于控制空调系统，第二控制单元用于与车体控制系统连接并将车体控制系统的控制信号反馈至第一控制单元，开关单元用于与车体动力系统连接以控制空调系统、第一控制单元以及第二控制单元的开关。本发明的地铁空调，通过将空调系统和控制系统都安装在机壳上，实现地铁空调的机电一体化，避免占用地铁的可乘空间，从而提升地铁的运载能力，同时也能降低地铁空调的故障率和材料成本。

Description

地铁空调

技术领域

本发明涉及空调技术领域，尤其涉及一种地铁空调。

背景技术

轨道交通列车是指车辆需要在特定轨道上行驶的一类交通工具，例如地铁、火车等。随着我国轨道交通的不断发展，列车已经成为人们最常见的出行方式之一。为了保证乘客的乘车舒适性，通常都会在列车的顶部安装空调，用于控制车厢内的温度。

地铁空调，一般包括空调系统和控制单元，其中空调系统安装在地铁的顶部，地铁的乘客区域设置控制柜，控制单元安装在控制柜内。在地铁的乘客区域设置控制柜，不仅会占用地铁的可乘空间，降低地铁运载能力，而且空调系统与控制单元连接时，需要使用更多的中间部件进行连接，因此会增加了故障率和材料成本。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种能实现机电一体化的地铁空调。

一种地铁空调，包括：

机壳；

空调系统，安装于所述机壳并用于调节地铁车厢内部温度；

控制系统，安装在所述机壳内，所述控制系统包括第一控制单元、第二控制单元以及开关单元，所述第一控制单元用于控制所述空调系统，所述第二控制单元用于与车体控制系统连接并将所述车体控制系统的控制信号反馈至所述第一控制单元，所述开关单元用于与车体动力系统连接以控制所述空调系统、所述第一控制单元以及所述第二控制单元的开关。

在一些实施例中，所述机壳设有收容所述第一控制单元的第一腔体、与所述第一腔体连通以用于供地铁车厢内部的空气进入所述第一腔体的回风口、以及用于供经由所述空调系统降低温度后的空气进入所述车厢内部的送风口，至少部分经由所述回风口运动至所述送风口的空气流经所述第一控制单元。

在一些实施例中，所述机壳定义一纵向和一横向，所述纵向与地铁的运行方向平行，所述横向与地铁的运行方向垂直，所述回风口设有两个，两个所述回风口分别贯穿设于所述第一腔体的底壁的横向两侧并相互间隔，所述第一控制单元设置在所述第一腔体的底壁上并位于两个所述回风口之间。

在一些实施例中，所述第一控制单元的底部设有散热器，至少部分经由两个所述回风口引入所述第一腔体的空气流经所述散热器。

在一些实施例中，所述空调系统包括送风机和两个压缩机，所述第一控制单元包括沿横向间隔排布于两个所述回风口之间的两个压缩机控制单元和一个风机控制单元，所述风机控制单元位于所述两个压缩机控制单元之间并用于控制所述送风机，所述两个压缩机控制单元分别用于控制所述两个压缩机，所述风机控制单元用于控制所述送风机，所述两个压缩机控制单元与所述风机控制单元的底部分别设有所述散热器，每个所述散热器都包括多个散热片。

在一些实施例中，所述压缩机控制单元的底部的散热片沿纵向间隔平行分布，所述风机控制单元的底部的散热片沿横向间隔平行分布。

在一些实施例中，所述空调系统包括蒸发器和送风机，所述蒸发器包括分别位于所述第一腔体纵向两侧的第一蒸发器和第二蒸发器，所述送风口包括第一送风口和第二送风口，所述第一送风口位于所述第一蒸发器远离所述第一腔体的纵向外侧，所述第二送风口位于所述第二蒸发器远离所述第一腔体的纵向外侧，所述送风机包括设于所述第一送风口位置的第一送风机和设于所述第二送风口位置的第二送风机。

在一些实施例中，所述机壳还设有分别位于所述第一腔体的纵向两侧的第二腔体和第三腔体，所述第一送风口贯穿设于所述第二腔体的底壁，所述第二送风口贯穿设于所述第三腔体的底壁，所述第一送风机收容于所述第二腔体，所述第二送风机收容于所述第三腔体。

在一些实施例中，所述机壳设有连通所述第一腔体与所述地铁空调外部的新风通道，所述新风通道包括进风口、第一风道、新风口以及第二风道，所述第一风道和所述第二风道沿横向相互间隔，所述新风口位于所述第三腔体的外侧并连通所述第一风道和所述第二风道，所述进风口连通所述第一风道和所述地铁空调外部，所述第二风道与所述第一腔体相连通。

在一些实施例中，所述第二腔体、所述第一腔体以及所述第三腔体沿纵向依次间隔分布，沿地铁的运行方向，所述第二腔体位于所述第一腔体的前方，所述第二控制单元和所述开关单元设于所述机壳靠近所述第二腔体的一端。

在一些实施例中，所述机壳定义一纵向和一横向，所述纵向与地铁的运行方向平行，所述横向与地铁的运行方向垂直，所述第二控制单元为弱电单元，所述开关单元为强电单元，所述第二控制单元和所述开关单元间隔布置于所述机壳的横向两侧。本发明提供的方案，通过将空调系统和控制系统都安装在机壳上，实现地铁空调的机电一体化，避免占用地铁的可乘空间，从而提升地铁的运载能力，同时也能降低地铁空调的故障率和材料成本。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的地铁空调的结构示意图；

图2为图1中所示地铁空调未安装顶盖时的结构示意图；

图3为图2的俯视示意图；

图4为图2的仰视示意图；

图5为图1中所示第一盖板与第一维护盖板的装配示意图，此时第一维护盖板呈打开状态；

图6为图1中所示第二维护盖板与部分顶盖的装饰配饰图，此时第二维护盖板呈打开状态。

图中：1、地铁空调；11、底壳；12、顶盖；101、第一腔体；102、第二腔体；103、第三腔体；121、第一盖板；122、第二盖板；123、第三盖板；13、密封件；21、压缩机；22、第一蒸发器；23、第二蒸发器；24、第一送风机；25、第二送风机；26、冷凝器；27、冷凝风机；14、隔板；104、第一子腔；105、第二子腔；31、第一控制单元；32、第二控制单元；33、开关单元；34、连接器；311、压缩机控制单元；312、风机控制单元；313、散热片；106、回风口；107、第一送风口；108、第二送风口；112、凹腔；109、进风口；110、第一风道；111、第二风道；28、第一滤网；124、第一通孔；15、第一维护盖板；29、第二滤网；126、第二通孔；16、第二维护盖板。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

需要说明的是，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、内、外、顶部、底部……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

还需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，该元件可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。

请参阅图1和图2，本发明实施例提供的一种地铁空调1，用于安装在地铁的适当部位(例如顶部)，以调节地铁车厢内的温度。地铁空调1包括固定至地铁的机壳以及安装于的空调系统和控制系统，其中，空调系统用于调节地铁车厢内的温度，控制系统与空调系统电连接，以控制空调系统工作。

机壳包括底壳11和顶盖12，底壳11固定至地铁，空调系统和控制系统都安装在底壳11上，顶盖12罩设于底壳11，从而将空调系统和控制系统都收容在机壳的内部，以起到保护空调系统和控制系统的效果。

机壳定义一纵向和一横向，其中，纵向与地铁的运行方向平行，横向与地铁的运行方向垂直。

底壳11上设有开口朝上并沿纵向排布的第一腔体101、第二腔体102以及第三腔体103，第二腔体102和第三腔体103分别位于第一腔体101的纵向两侧，并都与第一腔体101相连通。

顶盖12包括盖设于第一腔体101的第一盖板121、盖设于第二腔体102的第二盖板122、以及盖设于第三腔体103的第三盖板123，第一盖板121、第二盖板122以及第三盖板123均与底壳11转动连接。通过将第一盖板121、第二盖板122及第三盖板123转动安装至底壳11，当三个腔体中某个腔体内的部件出现故障时，作业人员可以选择旋转打开相应的盖板，不需要将整个盖板取下，方便作业人员操作。

如图2所示，第一盖板121、第二盖板122以及第三盖板123与底壳11之间都设有密封件13，三个密封件13分别环绕在第一腔体101、第二腔体102以及第三腔体103的外周，以增强第一腔体101、第二腔体102以及第三腔体103的密封性能。

空调系统包括压缩机21、蒸发器、送风机以及冷凝单元，其中，蒸发器包括第一蒸发器22和第二蒸发器23，送风机包括第一送风机24和第二送风机25，冷凝单元包括冷凝器26和冷凝风机27。第一蒸发器22和第二蒸发器23分别位于第一腔体101的纵向两侧，第一送风机24收容于第二腔体102，第二送风机25和压缩机21收容于第三腔体103，冷凝器26和冷凝风机27位于第三腔体103远离第一腔体101的纵向一侧。

第一蒸发器22可以整体收容在第一腔体101或者第二腔体102内，也可以是部分收容在第一腔体101内，部分收容在第二腔体102内。

第三腔体103内设有一隔板14，该隔板14将第三腔体103分隔成第一子腔104和第二子腔105，第二子腔105位于第一子腔104与第一腔体101之间，并与第一腔体101相连通，压缩机21收容于第一子腔104，第二送风机25收容于第二子腔105。

本申请中，第一送风机24、第二送风机25以及冷凝风机27均为变频风机，第一蒸发器22和第二蒸发器23都为变频蒸发器，压缩机21为变频压缩机21，冷凝器26为变频冷凝器26。空调系统全部采用变频部件，有效降低了地铁空调1的能耗。

请参阅图2和图3，控制系统包括第一控制单元31、第二控制单元32以及开关单元33，第一控制单元31用于控制空调系统的压缩机21、送风机以及冷凝单元的冷凝风机27，第二控制单元32与地铁上的车体控制系统连接，并将车体控制系统的控制信号反馈至第一控制单元31，以控制第一控制单元31，开关单元33则与车体动力系统(即电源)连接，以控制第一控制单元31、第二控制单元32以及空调系统的送风机、压缩机21和冷凝风机27的开关。在工作过程中，车体控制系统向第二控制单元32传输控制信号，第一控制单元31收集来自第二控制单元32的控制信号，并根据控制信号控制压缩机21、送风机以及冷凝风机27工作。通过将空调系统、控制空调系统的第一控制单元31、与车体控制系统连接以控制第一控制单元31的第二控制单元32、以及与车体动力系统连接以控制空调系统、第一控制单元31和第二控制单元32的开关单元33均集成在机壳上，实现地铁空调1的机电一体化，避免占用地铁的可乘空间，从而提升地铁的运载能力，同时也降低地铁空调1的故障率和材料成本。

第一控制单元31收容于第一腔体101内，第一蒸发器22位于第一控制单元31与第一送风机24之间，第二蒸发器23位于第一控制单元31与第二送风机25之间。第一控制单元31包括压缩机控制单元311和风机控制单元312，压缩机控制单元311和风机控制单元312沿横向间隔排布，压缩机控制单元311用于控制压缩机21，风机控制单元312用于控制第一送风机24、第二送风机25以及冷凝风机27。

本申请中，压缩机21和压缩机控制单元311都设有两个，两个压缩机21收容在第一子腔104内，两个压缩机控制单元311都收容在第一腔体101内并沿横向相互间隔，风机控制单元312间隔位于两个压缩机控制单元311之间，每个压缩机控制单元311都与一个压缩机21连接以控制其工作。

两个压缩机控制单元311的底部与风机控制单元312的底部都设有散热器，每个散热器都包括多个相互间隔的散热片313，散热片313可以增大与空气的接触面积，从而增强压缩机控制单元311和风机控制单元312的散热效率，保证压缩机控制单元311和风机控制单元312正常工作和使用寿命。

本申请中，开关单元33为强电单元，第二控制单元32为弱电单元，开关单元33和第二控制单元32分别位于第二腔体102的横向两侧，以增大二者之间的间距，从而降低开关单元33和第二控制单元32之间的电磁干扰，保证开关单元33和第二控制单元32都能正常工作。

沿地铁的运行方向，第二腔体102位于底壳11的最前端，即第二腔体102位于第一腔体101的前方，第二控制单元32和开关单元33又分布在第二腔体102的横向两侧，因此，第二控制单元32和开关单元33也位于底壳11的最前端。底壳11的最前端的横向两侧还分别设有连接器34，第二控制单元32通过其中一个连接器34与车体控制系统连接，开关单元33通过另一个连接器34与车体动力系统连接。

第二腔体102的横向两侧分别设有与第二腔体102连通的凹腔112，第二控制单元32安装在其中一个凹腔112内，开关单元33安装在另一个凹腔112内。经冷却进入第二腔体102内的空气可以进入两个凹腔112内，降低第二控制单元32和开关单元33的温度，保证第二控制单元32和开关单元33能够正常工作。

本申请中，第二控制单元32包括控制器、变频器以及lo模块等元器件，开关单元33包括接触器和动力开关等元器件。

请参阅图2至图4，机壳设有与地铁车厢相连通的回风口106和送风口，回风口106可以供地铁车厢内部的空气进入机壳内，送风口可以将机壳内经降温后的空气送入地铁车厢内部，从而调整地铁车厢内部的温度。

回风口106贯穿设于第一腔体101的底壁从而与第一腔体101相连通。送风口包括第一送风口107和第二送风口108，第一送风口107贯穿设于第二腔体102的底壁从而与第二腔体102相连通，该第一送风口107的位置与第二腔体102内的第一送风机24的位置相对应，第二送风口108贯穿设于第三腔体103的底壁从而与第三腔体103相连通，该第二送风口108的位置与第三腔体103内第二送风机25的的位置相对应。第一送风机24和第二送风机25在工作时，可以将地铁车厢内的空气通过回风口106吸入第一腔体101内，然后流经压缩机控制单元311、风机控制单元312以及二者底部的散热器，带走压缩机控制单元311和风机控制单元312的热量，再运动至第一蒸发器22和第二蒸发器23，与第一蒸发器22和第二蒸发器23进行热交换，降低温度后再进入第二腔体102和第三腔体103内，最后从第二腔体102和第三腔体103底壁上的第一送风口107和第二送风口108排出，进入地铁车厢的内部。

所示实施例中，回风口106设有两个，两个回风口106分别贯穿设于第一腔体101的底壁的横向两侧，并分别位于两个压缩机21的横向外侧。

散热片313的具体设置方式不进行限定，在所示实施例中，两个压缩机控制单元311的底部的散热器的多个散热片313沿纵向间隔平行分布，风机控制单元312底部的散热器的散热片313沿横向间隔平行分布。地铁车厢内部的空气从两个回风口106进入第一腔体101后，在第一送风机24和第二送风机25的作用下，空气从第一腔体101的侧部往中部运动，即沿横向运动，流经压缩机控制单元311及其底部的散热器，运动至送风机控制单元312及其底部的散热器后，空气改变运动方向，朝向第一蒸发器22和第二蒸发器23的方向运动，即沿纵向运动，与第一蒸发器22和第二蒸发器23进行热交换后进入第二腔体102和第三腔体103内。使压缩机控制单元311底部的散热片313沿纵向间隔平行分布，风机控制单元312底部的散热片313沿横向间隔分布，有助于空气流动，降低风阻。

机壳还设有用于供外界的空气进入地铁空调1的新风通道，新风通道包括进风口109、第一风道110、新风口以及第二风道111，第一风道110和第二风道111都沿纵向延伸，并在横向上相互间隔，其中，第一风道110位于底壳11与顶盖12之间，第二风道111位于底壳11的内部，新风口连通第一风道110与第二风道111，进风口109连通第一风道110与外界(即地铁空调1的外部)，第二风道111与第一腔体101连通。第一送风机24和第二送风机25在工作时，可以将外界的空气通过进风口109吸入第一风道110内，然后依次流经新风口和第二风道111，最终进入第一腔体101内，与从地铁车厢内部进入第一腔体101内的空气混合后再与蒸发器进行热交换。

所示实施例中，进风口109位于第一腔体101的横向外侧，新风口位于第三腔体103的横向外侧，第一风道110从进风口109处延伸至新风口处，第二风道111位于第三腔体103的横向外侧，并从新风口处延伸至第一腔体101，使新风通道整体呈U形，这样就能避免从外界进入第一腔体101的空气过多，而影响地铁空调1的制冷效果。

所示实施例中，机壳的横向两侧对称设有两个新风通道，两个新风通道分别与第一腔体101的横向两侧相连通。

请参阅图1和图5，第一腔体101内安装有两个相互间隔的第一滤网28，两个第一滤网28分别位于第一控制单元31与第一蒸发器22以及第一控制单元31与第二蒸发器23之间，且其中一个第一滤网28与第一蒸发器22贴合，另一个第一滤网28与第二蒸发器23相贴合。第一腔体101内的空气在朝向第一蒸发器22和第二蒸发器23的运动过程中，会先经过第一滤网28，第一滤网28可以对经过其的空气进行过滤作用，过滤掉空气中的部分细菌和灰尘等，有利于保持地铁车厢内部空气洁净。

顶盖12的第一盖板121对应第一滤网28的位置贯穿设有第一通孔124，第一盖板121上转动安装有覆盖第一通孔124的第一维护盖板15。作业人员在对第一滤网28进行日常检修时，可以翻转打开第一维护盖板15，然后取出第一滤网28，不需要打开第一盖板121，也不需要取下整个顶盖12，方便作业人员操作。

请参阅图1和图6，新风口的位置安装有第二滤网29，第二滤网29覆盖新风口，外界的空气进入第一腔体101内时，会先经过第二滤网29，第二滤网29可以对经过其的空气进行过滤，过滤掉空气中部分细菌和灰尘等，有利于保持地铁车厢内部空气洁净。

第二滤网29可拆卸安装底壳11，顶盖12上对应第二滤网29贯穿设有第二通孔126和覆盖第二通孔126的第二维护盖板16，第二维护盖板16与顶盖12转动连接。作业人员在度第二滤网29进行日常检修时，可以翻转打开第二维护盖板16，然后取出第二滤网29，不需要取下整个顶盖12，方便作业人员操作。

本发明的地铁空调，通过将空调系统和控制系统都安装在机壳上，实现地铁空调的机电一体化，避免占用地铁的可乘空间，从而提升地铁的运载能力，同时也能降低地铁空调的故障率和材料成本。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (11)

1.一种地铁空调，其特征在于，包括：

机壳；

空调系统，安装于所述机壳并用于调节地铁车厢内部温度；

控制系统，安装在所述机壳内，所述控制系统包括第一控制单元、第二控制单元以及开关单元，所述第一控制单元用于控制所述空调系统，所述第二控制单元用于与车体控制系统连接并将所述车体控制系统的控制信号反馈至所述第一控制单元，所述开关单元用于与车体动力系统连接以控制所述空调系统、所述第一控制单元以及所述第二控制单元的开关。

2.根据权利要求1所述的地铁空调，其特征在于，所述机壳设有收容所述第一控制单元的第一腔体、与所述第一腔体连通以用于供地铁车厢内部的空气进入所述第一腔体的回风口、以及用于供经由所述空调系统降低温度后的空气进入所述车厢内部的送风口，至少部分经由所述回风口运动至所述送风口的空气流经所述第一控制单元。

3.根据权利要求2所述的地铁空调，其特征在于，所述机壳定义一纵向和一横向，所述纵向与地铁的运行方向平行，所述横向与地铁的运行方向垂直，所述回风口设有两个，两个所述回风口分别贯穿设于所述第一腔体的底壁的横向两侧并相互间隔，所述第一控制单元设置在所述第一腔体的底壁上并位于两个所述回风口之间。

4.根据权利要求3所述的地铁空调，其特征在于，所述第一控制单元的底部设有散热器，至少部分经由两个所述回风口引入所述第一腔体的空气流经所述散热器。

5.根据权利要求4所述的地铁空调，其特征在于，所述空调系统包括送风机和两个压缩机，所述第一控制单元包括沿横向间隔排布于两个所述回风口之间的两个压缩机控制单元和一个风机控制单元，所述风机控制单元位于所述两个压缩机控制单元之间并用于控制所述送风机，所述两个压缩机控制单元分别用于控制所述两个压缩机，所述风机控制单元用于控制所述送风机，所述两个压缩机控制单元与所述风机控制单元的底部分别设有所述散热器，每个所述散热器都包括多个散热片。

6.根据权利要求5所述的地铁空调，其特征在于，所述压缩机控制单元的底部的散热片沿纵向间隔平行分布，所述风机控制单元的底部的散热片沿横向间隔平行分布。

7.根据权利要求3所述的地铁空调，其特征在于，所述空调系统包括蒸发器和送风机，所述蒸发器包括分别位于所述第一腔体纵向两侧的第一蒸发器和第二蒸发器，所述送风口包括第一送风口和第二送风口，所述第一送风口位于所述第一蒸发器远离所述第一腔体的纵向外侧，所述第二送风口位于所述第二蒸发器远离所述第一腔体的纵向外侧，所述送风机包括设于所述第一送风口位置的第一送风机和设于所述第二送风口位置的第二送风机。

8.根据权利要求7所述的地铁空调，其特征在于，所述机壳还设有分别位于所述第一腔体的纵向两侧的第二腔体和第三腔体，所述第一送风口贯穿设于所述第二腔体的底壁，所述第二送风口贯穿设于所述第三腔体的底壁，所述第一送风机收容于所述第二腔体，所述第二送风机收容于所述第三腔体。

9.根据权利要求8所述的地铁空调，其特征在于，所述机壳设有连通所述第一腔体与所述地铁空调外部的新风通道，所述新风通道包括进风口、第一风道、新风口以及第二风道，所述第一风道和所述第二风道沿横向相互间隔，所述新风口位于所述第三腔体的外侧并连通所述第一风道和所述第二风道，所述进风口连通所述第一风道和所述地铁空调外部，所述第二风道与所述第一腔体相连通。

10.根据权利要求8所述的地铁空调，其特征在于，所述第二腔体、所述第一腔体以及所述第三腔体沿纵向依次间隔分布，沿地铁的运行方向，所述第二腔体位于所述第一腔体的前方，所述第二控制单元和所述开关单元设于所述机壳靠近所述第二腔体的一端。

11.根据权利要求1所述的地铁空调，其特征在于，所述机壳定义一纵向和一横向，所述纵向与地铁的运行方向平行，所述横向与地铁的运行方向垂直，所述第二控制单元为弱电单元，所述开关单元为强电单元，所述第二控制单元和所述开关单元间隔布置于所述机壳的横向两侧。

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