一种列车用空调冷凝水回收利用系统

1.本实用新型属于列车用空调及节能减排技术领域，具体涉及一种列车用空调冷凝水回收利用系统。


背景技术：

2.为满足乘客在列车上对温度和湿度的要求，在列车车厢上都安装一到两个空调机组，因此空调在制冷除湿以及制热过程中都将产生数量可观的冷凝水，但目前凝水盘收集的冷凝水直接排放，没有对冷凝水的冷源和水源进行充分的利用，不符合节能环保和世界提出的碳中和理念。
3.目前，列车上使用的冷凝器采用的风冷式，其在高温环境下空调系统的能效低、制冷效果差。为解决这种问题，大部分专利技术都利用冷凝水通过喷雾装置对冷凝器进行物理降温，但通过喷雾的形式容易造成一些问题和安全隐患，因为，若冷凝水中溶解了胶体、细菌、微生物等物质，将冷凝水喷雾到换热器容易导致换热器结垢和腐蚀等，进而影响换热器的换热效果；其次，喷雾也易对风机造成腐蚀，减少风机的使用寿命；再次，列车上空调系统与其它供电系统安装紧密，采用喷雾的形式容易因为水雾飘逸而影响其它系统运行，形成安全隐患。
4.目前，列车上设置的水箱和集便箱容积都为700l，用来维持列车上乘客的生活用水和废水收集。如果可以通过处理的冷凝水对水箱进行持续补水来满足列车的生活用水，就既可以充分利用水资源，并且理论上可以减小水箱容积，实现列车对轻量化、减小空间的要求。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种结构原理简单，不仅能提高制冷系统的运行能效，而且能充分利用冷凝水的冷源和水源在列车车厢用的空调冷凝水回收利用系统。
6.本实用新型的目的是通过如下的技术方案来实现的：该列车用空调冷凝水回收利用系统，包括列车第一换热器和第一风机，第二换热器和第二风机，第一换热器与第二换热器之间并联有压缩机和节流阀；还包括列车水箱，水箱顶面和底面分别设有人工补水口和出水口，水箱下部设有水位感应器；其特点是：在第一换热器和第二换热器之下分别设有第一凝水盘和第二凝水盘，凝水盘的投影面积均大于其上的换热器的投影面积；第一凝水盘底部通过水管及变频水泵连接到第二换热器之上的水管，在第二换热器两侧进风处上方分别安装有导流槽，导流槽槽底开有纵向水流缝口，缝口之下设有无纺布帘，无纺布帘底部落在第二凝水盘的范围内；所述第二换热器之上的水管分支后联通到第二换热器两侧的导流槽上；所述第二凝水盘底部通过水管连接到水净化装置的进水端，水净化装置的出水端通过水管与所述列车水箱连接。
7.具体的，在导流槽内槽底部缝口上和第二凝水盘内分别设置有平行于缝口的固定杆，无纺布帘绕过两根固定杆的两侧而固定。
8.本实用新型具有如下有益效果：
9.(1)本实用新型通过在第一凝水盘和导流槽之间设置变频水泵，可根据第一凝水盘中冷凝水量进行调控，满足各时节水量不同的需求。其次可以减少设置水箱的位置，不过多占领列车空间，还可以确保刚刚产生的温度较低的冷凝水来湿润冷却无纺布帘，以此来降低进风温度，充分利用冷凝水的冷源来提高制冷系统的运行能效。
10.(2)本实用新型通过在第二换热器的进风侧设置无纺布帘，通过冷凝水湿润冷却无纺布来降低进风温度，提高制冷系统的运行能效，又将冷凝水引至第二凝水盘来达成对水资源的利用。
11.(3)本实用新型设置无纺布帘，让冷凝水流经无纺布帘，形成一个闭式的系统，比起设置喷头的喷雾装置，避免了在列车出现一些安全隐患和问题。
12.(4)本实用新型设置无纺布帘，让进风在进入第二换热器前先经过无纺布帘，进风中的颗粒微尘被无纺布帘吸附，保证换热器不产生灰尘等影响换热器的换热效率。
13.(5)本实用新型通过在第二凝水盘和水箱之间设置水净化装置，通过第二凝水盘在制冷工况下收集的换过热的冷凝水或制热工况下收集第二换热器产生的冷凝水经过水净化装置，利用水净化装置中安装的反渗透过滤膜，去除冷凝水中溶解的盐类、胶体、细菌、微生物、有机物，达到净化冷凝水的作用，来确保水箱中水源能达到列车日常用水标准，从而达到节约水资源的的目的。
14.(6)本实用新型通过在水箱设置水位感应装置，通过水位感应装置了解水箱中水的余量，以此来提示操作人员及时添加，确保列车上的正常生活用水。
15.(7)本实用新型利用空调机组产生的冷凝水对水箱进行连续不断的补水，从理论上可以减少原本水箱的容积，来实现列车对轻量化设计、减小空间的要求。
16.(8)本实用新型的整体结构简单，安装便捷，且所需的物件便宜廉价，通过安装无纺布帘、水净化装置等，就能够充分利用冷凝水的冷源和水源，即能提高空调系统运行能效，又能补充水箱缺水量，节约水资源，具有节能环保的显著特点。
附图说明
17.图1是本实用新型的整体安装结构示意图。
18.图2是图1在制冷工况下的系统运行示意图。
19.图3是图1在制热工况下的系统运行示意图。
20.图4是图1在制冷工况下第二换热器的三维结构示意图。
21.图5是安装固定无纺布帘的结构示意图。
具体实施方式
22.下面结合附图和实施例对本实用新型作的结构作进一步的描述。
23.参见图1、图4、图5，本实施例的列车用空调冷凝水回收利用系统，包括列车第一换热器1和第一风机2，第二换热器4和第二风机5，第一换热器1与第二换热器4之间并联有压缩机3和节流阀6；还包括列车水箱15，水箱15的顶面和底面分别设有人工补水口14和出水口17，水箱15的下部设有水位感应器16。从图1中还可见，在第一换热器1和第二换热器4之下分别设有第一凝水盘7和第二凝水盘12，凝水盘的投影面积均大于其上的换热器的投影
面积，凝水盘用于收集换热器产生的冷凝水。第一凝水盘7的底部通过水管及变频水泵8连接到第二换热器4之上的水管，在第二换热器4的两侧进风处上方分别安装有导流槽9，第二换热器4之上的水管分支后联通到导流槽9上，变频水泵8将冷凝水引入导流槽9；导流槽9的槽底开有纵向水流缝口，缝口之下设有无纺布帘10，无纺布帘10底部落在第二凝水盘的范围内；从图4、图5中可见，在导流槽9内的槽底部缝口上和第二凝水盘12内分别设置有平行于缝口的固定杆11，无纺布帘10绕过两根固定杆11的两侧而固定；无纺布帘10用于引导冷凝水和降低进风温度，并将冷凝水引入到第二凝水盘12。第二凝水盘12用于收集来自无纺布10的冷凝水或由第二换热器产生的冷凝水，第二凝水盘12的底部通过水管连接到水净化装置13的进水端，水净化装置13去除冷凝水中溶解的盐类、胶体、细菌、微生物、有机物，以达到净化冷凝水的作用；水净化装置13的出水端通过水管与列车水箱15连接，将净化后的冷凝水作为列车水箱补水。在水箱内设置的水位感应器，用于监测水位，通知工作人员及时补水；水箱上分别设有的人工补水口和出水口，用于补充水箱和用于列车上的生活用水。
24.以下结合附图对本实用新型的工作过程作进一步的描述。
25.参见图1、图2，来说明在制冷工况下系统的运行：第一凝水盘7用于收集第一换热器1产生的冷凝水，第一凝水盘7通过水管连接变频水泵8，根据第一凝水盘7中的水量进行调节，变频水泵8将冷凝水送至导流槽9；结合图5，在导流槽9内设置固定杆11，来固定支撑无纺布帘10，导流槽9中冷凝水经无纺布帘10流至第二凝水盘12，用于收集来自第一换热器1产生的冷凝水；第二凝水盘12与水净化装置13连接，水净化装置13中设置反渗透膜，用于净化冷凝水，最终将冷凝水引入水箱15中。
26.参见图1、图3，来说明在制热工况下系统的运行：相比制冷工况下系统运行，制热工况运行相比简单许多，在热泵系统正常运行的情况下，由第二换热器4产生冷凝水，则第一凝水盘7、变频水泵8、导流槽9、及无纺布帘10等都不进行工作，则由第二换热器4产生的冷凝水由第二凝水盘12收集，第二凝水盘12连接水净化装置13，同样通过反渗透膜进行净化冷凝水，最后将冷凝水作为列车的水箱补水。
27.参见图4、图5，来说明在制冷工况下无纺布帘10的安装以及对第二换热器4的影响。同时参见图2，当冷凝水由第一凝水盘7经变频水泵8引入导流槽9，在第二换热器4的两侧进风处上方安装导流槽9，通过固定杆11来固定无纺布帘10，保证无纺布帘10能够有效地作用于进风，降低进风的温度。通过如图5所示的安装，进风侧的进风通过透气性好的且湿润冷却的无纺布，降低了进风温度和阻挡颗粒微尘，提高空调系统的能效，再通过第二换热器4上方的第二风机5将风排出。
28.参见图1、图2、图3，无论在制冷或者制热工况下，空调系统都将产生冷凝水，在制冷工况下由第一换热器1产生冷凝水对列车水箱补水，期间还可以利用冷凝水提高第二换热器4的换热效果；在制热工况下由第二换热器4产生冷凝水对列车水箱补水。在两种情况下都将产生的冷凝水通过水净化装置13的反渗透膜净化冷凝水，让产生的冷凝水能够应用于列车上的生活用水。

技术特征：
1.一种列车用空调冷凝水回收利用系统，包括列车第一换热器和第一风机，第二换热器和第二风机，第一换热器与第二换热器之间并联有压缩机和节流阀；还包括列车水箱，水箱顶面和底面分别设有人工补水口和出水口，水箱下部设有水位感应器；其特征在于：在第一换热器和第二换热器之下分别设有第一凝水盘和第二凝水盘，凝水盘的投影面积均大于其上的换热器的投影面积；第一凝水盘底部通过水管及变频水泵连接到第二换热器之上的水管，在第二换热器两侧进风处上方分别安装有导流槽，导流槽槽底开有纵向水流缝口，缝口之下设有无纺布帘，无纺布帘底部落在第二凝水盘的范围内；所述第二换热器之上的水管分支后联通到第二换热器两侧的导流槽上；所述第二凝水盘底部通过水管连接到水净化装置的进水端，水净化装置的出水端通过水管与所述列车水箱连接。2.根据权利要求1所述列车用空调冷凝水回收利用系统，其特征在于：在导流槽内槽底部缝口上和第二凝水盘内分别设置有平行于缝口的固定杆，无纺布帘绕过两根固定杆的两侧而固定。

技术总结
本实用新型公开了一种列车用空调冷凝水回收利用系统。它包括列车第一换热器和第一风机，第二换热器和第二风机，压缩机和节流阀，列车水箱，水箱下部设有水位感应器；在第一换热器和第二换热器之下分别设有第一凝水盘和第二凝水盘，第一凝水盘底部通过水管及变频水泵连接到第二换热器之上的水管，在第二换热器两侧进风处上方分别安装有导流槽，导流槽槽底开有纵向水流缝口，缝口之下设有无纺布帘；第二换热器之上的水管分支后联通到第二换热器两侧的导流槽上；第二凝水盘底部通过水管连接到水净化装置的进水端，水净化装置的出水端通过水管与列车水箱连接。本实用新型结构原理简单，能提高制冷系统的运行能效，充分利用冷凝水的冷源和水源。水的冷源和水源。水的冷源和水源。


技术研发人员：王博 李永存
受保护的技术使用者：湖南科技大学
技术研发日：2021.10.15
技术公布日：2022/3/8