【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于空调，具体涉及一种由多种能源耦合供暖的长途列车空调系统。
技术介绍
1、目前长途火车冬季供暖主要采用电加热或油加热，能源利用效率不高，另外，空气源热泵在实际运行中存在的一个主要问题：室外蒸发器翅片容易结霜，这将会影响换热效率，一般认为，空气源热泵结霜可以分为无霜、轻霜、中霜和重霜。在无霜和轻霜区范围内，系统运行比较正常，系统运行效率cop比较稳定，在中霜和重霜范围内，系统运行效率cop严重下降，甚至有时会导致系统停机，无法运行。目前空气源热泵除霜问题是一个工业界的难题，目前业界的主要解决方案是，是采用某种方式测感知霜层增长，对霜层厚度进行测量，当感知霜生长较为严重时，进行除霜，然而上述方案在除霜过程中通常中遇到的两个主要问题是，有霜不除和无霜误除，这两个问题均会严重影响系统运行效率，甚至导致系统停机。然而对于上述两个问题，目前业界缺乏可靠的解决方案。
技术实现思路
1、为了解决上述存在的问题，本专利技术提出：一种由多种能源耦合供暖的长途列车空调系统，包括空气源热泵运行子系统、太阳能子系统、制动蓄能和电加热系统、和空调末端循环系统，空调末端循环系统包括第一空调末端循环系统、第二空调末端循环系统和第三空调末端循环系统，空气源热泵运行子系统通过第二循环泵与太阳能子系统相连，太阳能子系统通过第四循环泵与制动蓄能和电加热系统相连，制动蓄能和电加热系统、第三空调末端循环系统相连，第三空调末端循环系统、第二空调末端循环系统、第一空调末端循环系统、蓄能装置、空气源热泵运行子系统依次连
2、进一步地，所述空气源热泵运行子系统设置在列车车厢中，空气源热泵运行子系统包括补水箱、第一水罐、冷凝器、蒸发器和压缩机，补水箱通过带有第一控制阀的管道与第一水罐相连，第一水罐中设置第一液位传感器、第一温度传感器，第一水罐通过带有第二控制阀的管道与冷凝器相连，第一水罐通过带有第一循环泵的管道与冷凝器相连，冷凝器通过节流阀与蒸发器相连，蒸发器中设置第二温度传感器、第一湿度传感器，蒸发器通过压缩机与冷凝器相连。
3、进一步地，所述太阳能子系统包括第二水罐、太阳能电池板、相变蓄热装置和第三循环泵，第二循环泵通过第三控制阀与第二水罐相连，第二水罐通过第四控制阀与太阳能电池板相连，第二水罐通过第三循环泵与相变蓄热装置相连，相变蓄热装置通过第六控制阀与太阳能电池板相连，蓄热装置、第六控制阀通过第五控制阀并联连接，太阳能电池板两侧设置由防冻材料制造的开合板，开合板两侧设置光强传感器和第三温度传感器。
4、进一步地，所述制动蓄能和电加热系统包括蓄水箱、第三水罐、第一分水器、第一电加热器和第二电加热器，第四循环泵通过带有第七控制阀的管道与蓄水箱相连，蓄水箱与第三水罐相连，蓄水箱中设置第二液位传感器和第四温度传感器，蓄水箱通过第一分水器分别与第一电加热器、第二电加热器相连，制动蓄能和电加热系统设置在列车车厢的箱体中。
5、进一步地，所述第一空调末端循环系统包括第二分水器、第一风机盘管、第二风机盘管、第三风机盘管、第一地热管、第二地热管、第三地热管、第一末端散热单元、第二末端散热单元和第三末端散热单元，蓄水箱通过第二分水器分别与第一风机盘管、第二风机盘管、第三风机盘管相连，第一风机盘管、第一地热管、第一末端散热单元依次相连，第二风机盘管、第二地热管、第二末端散热单元依次相连，第三风机盘管、第三地热管、第三末端散热单元依次相连。
6、进一步地，所述第二空调末端循环系统包括第三分水器、第四风机盘管、第五风机盘管、第六风机盘管、第四地热管、第五地热管、第六地热管、第四末端散热单元、第五末端散热单元和第六末端散热单元，第二水罐通过第一电加热器与第三分水器相连，第三分水器分别与第四风机盘管、第五风机盘管、第六风机盘管相连，第四风机盘管、第四地热管、第四末端散热单元依次相连，第五风机盘管、第五地热管、第五末端散热单元依次相连，第六风机盘管、第六地热管、第六末端散热单元依次相连。
7、进一步地，所述第三空调末端循环系统包括第四分水器、第七风机盘管、第八风机盘管、第九风机盘管、第七地热管、第八地热管、第九地热管、第七末端散热单元、第八末端散热单元、第九末端散热单元，第一水罐通过第二电加热器与第四分水器相连，第四分水器分别与第七风机盘管、第八风机盘管、第九风机盘管相连，第七风机盘管、第七地热管、第七末端散热单元依次相连，第八风机盘管、第八地热管、第八末端散热单元依次相连，第九风机盘管、第九地热管、第九末端散热单元依次相连，第一末端散热单元、第二末端散热单元和第三末端散热单元、第四末端散热单元、第五末端散热单元和第六末端散热单元、第七末端散热单元、第八末端散热单元、第九末端散热单元依次相连，第九末端散热单元通过蓄能装置与补水箱相连。
8、本专利技术的有益效果为：
9、本专利技术针对空气源热泵冬季运行过程中容易结霜的问题，和太阳能热泵运行受当地天气情况限制，能量收集不稳定的问题，给出了有针对性的设计，提高了能源使用效率，降低了系统运行成本。
10、1、采用空气源热、太阳能系统、制动刹车系统，耦合就常规电能系统设计了一套长途列车专用空调系统，充分利用多种能量耦合的优势，提高了系统运行效率。
11、2、通过测量空气源热泵蒸发器两侧的温湿度和运行时间信息，采用一种基于t-s模糊模型的改进模糊控制算法计算空气源热泵两端结霜的难易程度，当根据算法判定空气源热泵结霜程度较为严重时，自动关闭空气源热泵直道，外界条件适宜时，继续开启空气源热泵，使空气源热泵始终运行于高效节能区间，大幅提高了空气源热泵效率。此外，耦合供热系统大幅降低了空气源热泵的出水温度，进一步提高了空气源热泵的运行效率。
12、3、在太阳能供热系统设置了蓄能材料组成的蓄能系统，在太阳能比较强时进行蓄能，在太阳能光线比较弱时，将能量释放，当温度较低时关闭由保温材料组成的上盖，保护太阳能系统不被冻伤，同时关闭太阳能系统，有效提高了太阳能热泵的运行效率。
13、4、设置了列车制动发电装置和常规电能装置耦合供电系统，对末端空调出水温度进行进一步提高，采用风机盘管耦合剂热管进行，联合供暖，有效保障了列车内环境的舒适性。
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1.一种由多种能源耦合供暖的长途列车空调系统，其特征在于，包括空气源热泵运行子系统、太阳能子系统、制动蓄能和电加热系统、和空调末端循环系统，空调末端循环系统包括第一空调末端循环系统、第二空调末端循环系统和第三空调末端循环系统，空气源热泵运行子系统通过第二循环泵(15)与太阳能子系统相连，太阳能子系统通过第四循环泵(27)与制动蓄能和电加热系统相连，制动蓄能和电加热系统、第三空调末端循环系统相连，第三空调末端循环系统、第二空调末端循环系统、第一空调末端循环系统、蓄能装置(67)、空气源热泵运行子系统依次连接，空气源热泵运行子系统与第一空调末端循环系统相连，太阳能子系统与第二空调末端循环系统相连。
2.如权利要求1所述的由多种能源耦合供暖的长途列车空调系统，其特征在于，所述空气源热泵运行子系统设置在列车车厢(1)中，空气源热泵运行子系统包括补水箱(2)、第一水罐(4)、冷凝器(9)、蒸发器(11)和压缩机(14)，补水箱(2)通过带有第一控制阀(3)的管道与第一水罐(4)相连，第一水罐(4)中设置第一液位传感器(5)、第一温度传感器(6)，第一水罐(4)通过带有第二控制阀
3.如权利要求2所述的由多种能源耦合供暖的长途列车空调系统，其特征在于，所述太阳能子系统包括第二水罐(26)、太阳能电池板(22)、相变蓄热装置(19)和第三循环泵(20)，第二循环泵(15)通过第三控制阀(16)与第二水罐(26)相连，第二水罐(26)通过第四控制阀(17)与太阳能电池板(22)相连，第二水罐(26)通过第三循环泵(20)与相变蓄热装置(19)相连，相变蓄热装置(19)通过第六控制阀(21)与太阳能电池板(22)相连，蓄热装置(19)、第六控制阀(21)通过第五控制阀(18)并联连接，太阳能电池板(22)两侧设置由防冻材料制造的开合板(24)，开合板(24)两侧设置光强传感器(23)和第三温度传感器(25)。
4.如权利要求3所述的由多种能源耦合供暖的长途列车空调系统，其特征在于，所述制动蓄能和电加热系统包括蓄水箱(29)、第三水罐(30)、第一分水器(33)、第一电加热器(45)和第二电加热器(56)，第四循环泵(27)通过带有第七控制阀(28)的管道与蓄水箱(29)相连，蓄水箱(29)与第三水罐(30)相连，蓄水箱(29)中设置第二液位传感器(31)和第四温度传感器(32)，蓄水箱(29)通过第一分水器(33)分别与第一电加热器(45)、第二电加热器(56)相连，制动蓄能和电加热系统设置在列车车厢(1)的箱体(34)中。
5.如权利要求4所述的由多种能源耦合供暖的长途列车空调系统，其特征在于，所述第一空调末端循环系统包括第二分水器(35)、第一风机盘管(36)、第二风机盘管(37)、第三风机盘管(38)、第一地热管(39)、第二地热管(40)、第三地热管(41)、第一末端散热单元(42)、第二末端散热单元(43)和第三末端散热单元(44)，蓄水箱(29)通过第二分水器(35)分别与第一风机盘管(36)、第二风机盘管(37)、第三风机盘管(38)相连，第一风机盘管(36)、第一地热管(39)、第一末端散热单元(42)依次相连，第二风机盘管(37)、第二地热管(40)、第二末端散热单元(43)依次相连，第三风机盘管(38)、第三地热管(41)、第三末端散热单元(44)依次相连。
6.如权利要求5所述的由多种能源耦合供暖的长途列车空调系统，其特征在于，所述第二空调末端循环系统包括第三分水器(46)、第四风机盘管(47)、第五风机盘管(48)、第六风机盘管(49)、第四地热管(50)、第五地热管(51)、第六地热管(52)、第四末端散热单元(53)、第五末端散热单元(54)和第六末端散热单元(55)，第二水罐(26)通过第一电加热器(45)与第三分水器(46)相连，第三分水器(46)分别与第四风机盘管(47)、第五风机盘管(48)、第六风机盘管(49)相连，第四风机盘管(47)、第四地热管(50)、第四末端散热单元(53)依次相连，第五风机盘管(48)、第五地热管(51)、第五末端散热单元(54)依次相连，第六风机盘管(49)、第六地热管(52)、第六末端散热单元(55)依次相连。
7.如权利要求6所述的由多种能源耦合供暖的长途列车空调系统，其特征在于，所述第三空调末端循环系统包括第四分水器(57)、第七风机...
【技术特征摘要】
1.一种由多种能源耦合供暖的长途列车空调系统，其特征在于，包括空气源热泵运行子系统、太阳能子系统、制动蓄能和电加热系统、和空调末端循环系统，空调末端循环系统包括第一空调末端循环系统、第二空调末端循环系统和第三空调末端循环系统，空气源热泵运行子系统通过第二循环泵(15)与太阳能子系统相连，太阳能子系统通过第四循环泵(27)与制动蓄能和电加热系统相连，制动蓄能和电加热系统、第三空调末端循环系统相连，第三空调末端循环系统、第二空调末端循环系统、第一空调末端循环系统、蓄能装置(67)、空气源热泵运行子系统依次连接，空气源热泵运行子系统与第一空调末端循环系统相连，太阳能子系统与第二空调末端循环系统相连。
2.如权利要求1所述的由多种能源耦合供暖的长途列车空调系统，其特征在于，所述空气源热泵运行子系统设置在列车车厢(1)中，空气源热泵运行子系统包括补水箱(2)、第一水罐(4)、冷凝器(9)、蒸发器(11)和压缩机(14)，补水箱(2)通过带有第一控制阀(3)的管道与第一水罐(4)相连，第一水罐(4)中设置第一液位传感器(5)、第一温度传感器(6)，第一水罐(4)通过带有第二控制阀(7)的管道与冷凝器(9)相连，第一水罐(4)通过带有第一循环泵(8)的管道与冷凝器(9)相连，冷凝器(9)通过节流阀(10)与蒸发器(11)相连，蒸发器(11)中设置第二温度传感器(12)、第一湿度传感器(13)，蒸发器(11)通过压缩机(14)与冷凝器(9)相连。
3.如权利要求2所述的由多种能源耦合供暖的长途列车空调系统，其特征在于，所述太阳能子系统包括第二水罐(26)、太阳能电池板(22)、相变蓄热装置(19)和第三循环泵(20)，第二循环泵(15)通过第三控制阀(16)与第二水罐(26)相连，第二水罐(26)通过第四控制阀(17)与太阳能电池板(22)相连，第二水罐(26)通过第三循环泵(20)与相变蓄热装置(19)相连，相变蓄热装置(19)通过第六控制阀(21)与太阳能电池板(22)相连，蓄热装置(19)、第六控制阀(21)通过第五控制阀(18)并联连接，太阳能电池板(22)两侧设置由防冻材料制造的开合板(24)，开合板(24)两侧设置光强传感器(23)和第三温度传感器(25)。
4.如权利要求3所述的由多种能源耦合供暖的长途列车空调系统，其特征在于，所述制动蓄能和电加热系统包括蓄水箱(29)、第三水罐(30)、第一分水器(33)、第一电加热器(45)和第二电加热器(56)，第四循环泵(27)通过带有第七控制阀(28)的管道与蓄水箱(29)相连，蓄水箱(29)与第三水罐(30)相连，蓄水箱(29)中设置第二液位传感器(31)和第四温度传感器(32)，蓄水箱(29)通过第一分水器(33)分别与第一电加热器(45)、第二电加热器(56)相连，制动蓄能和电加热系统设置在列车车厢(1)的箱体(34...
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