[发明专利]易燃制冷剂的热交换器

说明书

本发明涉及一种用于易燃制冷剂的热交换器，优选用于轨道车辆，所述热交换器具有中空长方体壳体，在中空长方体壳体的内部布置有制冷剂管路，制冷剂管路被设计为管‑翅片组或管中管‑翅片组。中空长方体壳体在封闭侧面的内侧设置有翅片，并且封闭侧面的外侧的至少一部分区域能够与乘客室进行操作连接。本发明解决的问题在于制造这种类型的热交换器，通过该热交换器避免了先前热交换器的现有安全风险，使得可省去二次回路并且可以替代地实现直连系统。这个问题得以解决在于，中空长方体壳体被设计为模块，该模块能以气密方式与乘客室间隔开，制冷剂管路仅永久密封部分布置在中空长方体壳体的内部，制冷剂管路的连接点在每种情况下都完全布置在中空长方体壳体的外部，中空长方体壳体设置有至少一个密封框架和/或至少两个密封板，使得在热交换器固定在安装位置时，制冷剂管路的连接布置在与乘客室间隔开并向外通风到周围环境的区域内。

技术领域

本发明涉及一种用于易燃制冷剂的热交换器，优选用于轨道车辆，所述热交换器具有中空长方体壳体，制冷剂管路位于所述壳体的内部，所述壳体被设计为管-翅片组(tube-and-fin pack)或管中管-翅片组(tube-in-tube and fin pack)，其中，所述中空长方体壳体在封闭侧面的内侧上设置有翅片，并且所述封闭侧面的外侧的至少一部分可以与乘客室进行操作连接。

背景技术

迄今为止，由于相关风险，特别是爆炸和火灾风险，易燃制冷剂还没有用于轨道车辆的空调。将这些风险降至最低从而使其能够用于轨道车辆中的一种可能性是应用二次回路系统(secondary circuit system)。在这种情况下，在已知的压缩制冷回路中使用易燃制冷剂，将所需的制冷(或制热)动力提供在主回路中，所述主回路位于车辆外部并且与车辆内部没有直接连接。所述制冷动力通过热交换器传输至二次回路。此二次回路通常是盐水回路，例如使用水-乙二醇混合物作为制冷剂。

DE 196 25 927 C2描述了一种用于客车的制冷和制热装置，所述客车具有带有主制冷剂回路的空调系统。带有主制冷剂回路的制冷机设置在乘客室的地板下方。主制冷剂回路经由中间热交换器与二次制冷剂回路操作连接。此二次制冷剂回路主要位于客车内部，并用于控制乘客室内的温度。

工作车辆的制冷装置从EP 1 520 737 A1可知。主制冷剂回路设置在工作舱外，并经由中间热交换器与二次制冷剂回路操作连接。二次制冷剂回路主要布置在工作舱的内部，并接管其温度控制。

WO 2018/137 908 A1涉及一种轨道车辆，其具有布置在车辆外部并且在结构上与乘客室分离的主制冷剂回路。二次制冷剂回路至少部分地布置在轨道车辆内部。主制冷剂回路和二次制冷剂回路之间的热交换经由中间热交换器进行，中间热交换器优选布置在地板下面。因此，主制冷剂回路完全布置在有轨车辆内部之外。

这样的空调系统设计充分利用了可用的空置安装空间。此外，制冷剂可用于乘客室外的回路，出于安全原因，这些回路从未或几乎从未用于乘客室内的空调，以避免在发生故障时制冷剂不受控制的泄漏造成的问题。例如，这适用于丙烷，从功能角度来看，丙烷非常适合用作制冷剂，但由于其易燃性，因此很少使用。

然而，这种设计也具有明显的缺点：

—由于使用二次回路而产生的热损失

—效率更低，并且能耗更高

—重量因额外的内部热交换器和所需的制冷剂而更大

—成本因额外需要的组件而增加

发明内容

本发明的问题在于制造一种用于空调系统的热交换器，利用所述热交换器可避免先前热交换器的现有安全风险，使得可省去二次回路并可替代实现直连系统(directsystem)。这种热交换器将优选适用于轨道车辆。