CN102141482B - 空调通风组合试验台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种空调通风组合试验台，包括一个封闭空间，放置于封闭空间内的测试车厢，测试车厢固定在测试台位上，测试车厢上可拆卸安装有模拟现车的车载风道；一套独立于测试车厢安装的空调机组，空调机组通过送风接口和回风接口与测试车厢上安装的相应的车载风道连接，在空调机组的送风风道和回风风道上分别设置有送风风机和回风风机，该试验台还包括若干个测量装置、控制单元和数据分析单元。该试验台通用性强，可以模拟各种铁路交通运输工具的内部结构，在测试车厢上搭建模拟现车的车载风道，根据车型的变化、车内布局的变化、风道的变化、空调机组安装形式的变化等等，在完全与实物一致的空间内，对空调通风系统的进行试验及设计前期验证。

Description

空调通风组合试验台

技术领域

本发明涉及一种空调通风组合试验台，适用于对各种轨道车辆的空调通风系统进行试验研究及设计前期验证，属于轨道车辆车体制造技术领域。

背景技术

为了使列车车厢内维持比较均匀稳定的温度、湿度、气流速度和空气洁净度，以满足乘客舒适度的要求，必须使车内空气合理流动，因此空调通风系统是车内环境控制系统的重要组成部分。

从国内外轨道车辆空调通风系统看，虽然在方式上相差很大，但大都能满足车内温度场、速度场均匀的目的，因为在其设计初期都进行了深入的研究和认真设计。为了达到实验目的，目前普遍采用如下几种方式对空调通风系统进行测试，一是利用简易材料搭成模拟车棚，将空调机组与风道连接起来进行空调通风系统实验；二是在为铁路客车提供空调机组的公司，将空调机组与将要装车的风道连接起来进行空调通风系统实验；三是采用一个车体作为实验室，将空调机组和通风道装在实验室内进行实验，也有的做一些风道支架将风道架在支架上，与被试空调机组连接起来进行实验；四是采用在空调生产厂家用空调机组配风道进行实验；五是采用制作简易车体模型装空调机组和送风道进行配套实验。

上述几种试验室均只能针对某一特定的车型进行空调通风试验，如或者只能针对地铁的车体进行空调通风试验，或者只能针对客车进行空调通风试验等等，试验室的通用性较差，无法在各车型间相互转换。

发明内容

本发明主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种通用性强的空调通风组合试验台，一个试验台可以提供如铁路客车、高速动车组、地铁、城轨车辆、双层客车等各种车型的空调通风系统的测试参数。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种空调通风组合试验台，包括一个封闭空间；一个放置于所述封闭空间内的测试车厢，所述测试车厢固定在测试台位上，所述测试车厢上可拆卸安装有模拟现车的车载风道；所述测试车厢内设置有至少一个可移动的间壁，用于调节所述测试车厢内的宽度和/或长度；该试验台还包括一套独立安装的地板凳，用于调节所述测试车厢内的高度。

一套独立于所述测试车厢安装的空调机组，所述空调机组连接有送风接口和回风接口，用于将所述空调机组的送风风道和回风风道与所述测试车厢上安装的相应的车载风道连接，在所述空调机组的送风风道和回风风道上分别设置有送风风机和回风风机；若干个设置在所述测试车厢内部或各风道内部的用于测量参数的测量装置，所述测量装置与控制单元和数据分析单元信号连接；控制单元，用于控制所述空调机组的运行；数据分析单元，对采集到的测量参数进行数据分析。

本发明的进一步改进在于，该试验台包括一个控制室，各试验设备和测试装置的控制均集成在所述控制室内。

所述空调机组由放置于所述封闭空间外面的多台风冷冷热水机组及放置于所述封闭空间内部的由表冷器组件组成的空调室内机组组成。

在所述测试车厢的内壁上设置若干个可移动的吊杆，用于测量所述测试车厢内各点参数的传感器固定在该吊杆上。

在所述空调机组的送风接口和/或回风接口的前段连接一段流量测试辅助风道，所述的流量测试辅助风道为一段长直管风道。

在所述测试车厢上预留车载空调机组的车上位置和车下位置。

所述送风风机和回风风机均采用无级变频电机。

综上内容，本发明所述的空调通风组合试验台，通用性强，可以模拟大铁路客车、高速动车组、地铁、城轨车辆、双层客车等各种铁路交通运输工具的内部结构，并将空调机组、通风系统和车体相对独立安装，在测试车厢上搭建1：1的模拟现车的车载风道，这样，该试验台可以根据车型的变化、车内布局的变化、风道的变化、空调机组安装形式的变化等等，在完全与实物一致的空间内，对空调通风系统的送风量、送风均匀性、气流组织、管道的静压等进行试验及设计前期验证，为施工设计的改进和完善提供试验验证手段。

附图说明

图1 本发明结构示意图；

图2 图1的A-A剖视图。

如图1和图2所示，封闭空间1，测试车厢2，空调室内机组3，风冷冷热水机组4，送风接口5，回风接口6，控制室7，测试台位8，流量测试辅助风道9，水泵10。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

如图1和图2所示，一种空调通风组合试验台，包括一个封闭空间1，在封闭空间1内放置测试车厢2，测试车厢2放置在测试台位8上，保证测式车厢2的车体底板距地面大约有2m的距离，便于车下风道的测试和安装，同是也便于试验人员通行，在车下根据具体的通风系统设计相应的辅助接口。测试台位8采用两点支撑结构，以便完全模拟现车的车底结构，便于今后各车型空调风道及车下设备舱的模拟实验。

为了提高其通用性，测试车厢2的尺寸以铁道部车厢的最大宽度和高度为限，其尺寸约为25500mm×3400mm，因为各个车型的内部尺寸并不完全一致，所以该测试车厢2被设计成可调节其尺寸的结构。

在测试车厢2内设置至少一个可以移动的间壁，用于调节测试车厢2内的宽度和/或长度，使测试车厢2内的长度与宽度满足测试要求，这样测试的数据才会更加准确，为实验研究和设计前期验证提供可靠依据。

可以只采用一个活动间壁，只改变测试车厢2的宽度或长度，也可以采用相互垂直的两个活动间壁，同时改变测试车厢2的宽度和长度。

间壁的移动结构可以采用普遍的滑槽结构，就是在测试车厢2的顶板和底板上设置滑槽，可移动的间壁在该滑槽内滑动，当需要调节车厢内的宽度或长度时，移动该间壁即可，当然该间壁的移动结构不仅限于上述的滑槽结构。当设置两个活动间壁时，需将两个间壁或其中一个间壁做成折叠式结构，根据实际尺寸对长度及宽度进行调节，间壁的折叠式结构可采用多种方式，如可采用可弯曲折叠的材料，随着间壁的移动向车厢内侧或外侧弯曲折叠，还可以将间壁做成由若干个长条形状的平板串接起来的结构，随着间壁的移动，分块逐次折叠。

为了调节测试车厢2内的高度，该试验台还另外配备了地板凳，根据测试要求，在测试车厢2内单独安装符合要求的地板凳。

测试车厢2的尺寸调整到位后，需要对测试车厢2内各壁面之间的接缝处进行密封处理，如采用密封条密封等方式。

测试车厢2根据模拟现车的需要，安装简单的内装，同时，要根据被测车型的空调通风系统，安装与现车结构尺寸完全一致的各种车载风道，如要安装车内送风风道、车内回风风道、车内废排风道、车下送风风道、车下回风风道、车下废排风道等。上述的这些风道全部是可拆卸的安装于测试车厢2上，可随不同车型、不同的风道布置形式采用后行模拟方式，完全按现车状态加工安装，各个风道可以通过各类支架固定在车体上。

为了提高通用性，该试验台中的空调机组独立于测试车体2安装，该空调机组分为室外部分和室内部分，室内部分安装于封闭空间1内，室外部分安装于封闭空间1的外面，是为了避免制冷剂降温的过程对封闭空间1内温度产生影响。

空调机组的室外部分由四台风冷冷热水机组4组成，其总制冷量调节范围为25-90Kw，空调室内机组3由多组表冷器组成，空调机组的室外部分和室内部分形成一个封闭式的水循环系统。风冷冷热水机组4产生的冷热水由水泵输送至空调室内机组3，在空调室内机组3内的表冷器中完成对空气的冷热处理。为便于排空调冷凝水，将水泵10单独布置在空调机组的外侧。

该试验台中的控制单元根据送风温度传感器的测定值与设定值的相互关系，通过调节空调室内机组3表冷器水管路上的PID电动比例调节阀，即通过调节表泠器内的水流量，进而调节冷热量，来达到调节送风温度的目的，确保对空气的高精度控制。

空调室内机组3的两侧设置有送风接口5和回风接口6，送风接口5通过支风道与车下送风风道连接，车下回风风道通过另一个支风道与回风接口6连接，这样，将空调室内机组3的送风风道与回风风道分别与安装在测试车厢2上的车下送风风道和车下回风风道连接起来，模拟现车的空调通风系统。为了便于调节送风量，在上述两个用于连接的支风道上设置有风量调节阀。

为了控制测试车厢2内的正压，采用双风机的方式，既同时设置送风风机和回风风机，通过送、回风机的无级变频调节，保证车厢内的微正压要求。

空调机组总风量及风压的控制，则是控制单元通过风量及压力的测量值和设定值的相互关系，通过调节空调室内机组3内的变频送风风机和回风风机的频率及相互比例关系，来实现对总送风量的风压的控制。

在进行风道特性、气流组织等试验时，要保证车内风道资用压头与车载空调机组资用压头等同，同时保证送风量、送风温度等同。

在测试车厢2上还需要预留车载空调机组在车下布置或车上布置的位置，以方便进行车载实验。在进行车载空调机组实验时，只需要将各车载风道和空调机组的各对应风道进行对接即可。

该试验台主要测试空调机组的总送风量、送风均匀性、各风道送风阻力、设备及风道噪音、车内压力以及温湿度分布等，为此，该试验台在测试车厢2内部或各风道内部布置了若干个用于测量参数的测量装置。该测量装置可分成为试验台本身功能所需的参数测量部分以及控制用测量部分两部分。

试验台功能本身所需的参数测量部分，包括温度、相对湿度、风量、风速（含微风速），压差（气态）、噪音、流型及视频录制。

其中的温度、风速、压差及流型的测定均采用可移动式测量方式，即所有测量均可在车内移动，可测定车厢内任意点的相应参数。也就是在测试车厢2的内壁上设置多个可移动的吊杆，用于测量上述参数的传感器就固定在该吊杆上。吊杆可为手动控制，既在检测前，根据测量需要，将吊杆调整至测量点的位置，吊杆也可以做成自动控制，就是吊杆的移动由控制室统一控制。

传感器与控制单元和数据分析单元信号连接，将测量参数数据传输至控制单元和数据分析单元。为了保证传感器的移动范围，上述每个传感器测试线的长度在车厢内需达到20m，以便于对温度场、速度场及流型的测定。

其中风量的测试，采用喷嘴流量计和微风速仪相结合的方式。在总风道中使用精度较高的喷嘴流量计，并作为风量调节控制的基准传感器，在风道内及末端风口处采用微风速仪。

为了提高总送风量的的测量精度，该试验台在空调机组的送风接口5和/或回风接口6的前段连接一段流量测试辅助风道9，流量测试辅助风道9为一段平滑性好、阻力小的长直管，大约长度为1m左右，可以保证风道内流速均匀，采用上述的喷嘴流量计测量风量。

试验台内还设置有视频装置，承担实验过程的声像记录功能，其是可视化的最终图像手段之一。

另外，试验台控制用测量部分包括，送风温度的测量，其测点布置在试验台总送风入口处，其是试验台总送风温度调节的依据。总风量的控制是依据设在总送风管道上的高精度标准喷嘴流量计的测定。

数据分析单元包括实验数据库，数据分析与处理中心、视频库三个部分。实验数据中心库主要是存储实验过程中的全部实验数据及视频录像，数据分析与处理中心则是在实验数据库的基础上对实验数据的分析与处理，视频库则主要存储实验过程各个视频摄像头的视频图像，视频图像可以随时调阅和截频分析。

该试验台所有用电设备都是通过总控制柜控制的，作为整个试验台的总电源，总控制柜的配电分3AC380V(±10%),50HZ和单相400V（+24%~-37%），50HZ两种输入电源。

为了便于集中控制，在封闭空间1内设置了一个控制室7，上述的各试验设备、测试装置、控制单元、数据分析单元等的控制均集成在控制室7内，实现统一的计算机自动控制。

如上所述，结合附图和实施例所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种空调通风组合试验台，其特征在于：包括，

一个封闭空间；

一个放置于所述封闭空间内的测试车厢，所述测试车厢固定在测试台位上，所

述测试车厢上可拆卸安装有模拟现车的车载风道；在所述测试车厢内设置有至少一个可移动的间壁，用于调节所述测试车厢内的宽度和/或长度；还包括一套独立安装的地板凳，用于调节所述测试车厢内的高度；

一套独立于所述测试车厢安装的空调机组，所述空调机组连接有送风接口和回风接口，用于将所述空调机组的送风风道和回风风道与所述测试车厢上安装的相应的车载风道连接，在所述空调机组的送风风道和回风风道上分别设置有送风风机和回风风机；

若干个设置在所述测试车厢内部或各风道内部的用于测量参数的测量装置，所述测量装置与控制单元和数据分析单元信号连接；

控制单元，用于控制所述空调机组的运行；

数据分析单元，对采集到的测量参数进行数据分析。

2.根据权利要求1所述的空调通风组合试验台，其特征在于：该试验台包括一个控制室，各试验设备和测试装置的控制均集成在所述控制室内。

3.根据权利要求1所述的空调通风组合试验台，其特征在于：所述空调机组由放置于所述封闭空间外面的多台风冷冷热水机组及放置于所述封闭空间内部的由表冷器组件组成的空调室内机组组成。

4.根据权利要求1所述的空调通风组合试验台，其特征在于：在所述测试车厢的内壁上设置若干个可移动的吊杆，用于测量所述测试车厢内各点参数的传感器固定在该吊杆上。

5.根据权利要求1所述的空调通风组合试验台，其特征在于：在所述空调机组的送风接口和/或回风接口的前段连接一段流量测试辅助风道。

6.根据权利要求5所述的空调通风组合试验台，其特征在于：所述的流量测试辅助风道为一段长直管风道。

7.根据权利要求1所述的空调通风组合试验台，其特征在于：在所述测试车厢上预留车载空调机组的车上位置和车下位置。

8.根据权利要求1所述的空调通风组合试验台，其特征在于：所述送风风机和回风风机均采用无级变频电机。

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