CN109624652B - 客车空调末端、客车空调系统及控温方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种客车空调末端,包括:设置在客车的车厢侧壁内的表冷器(1);设置在客车的车厢侧壁内的风机(2),用于驱使空气流经所述表冷器(1);设置在客车的车厢侧壁上的上风口(3)、下风口(4);制冷模式下,车厢内空气在所述风机(2)驱使下,由所述下风口(4)进入,流经所述表冷器(1)后,从所述上风口(3)输出;制热模式下,车厢内空气在所述风机(2)驱使下,由所述上风口(3)进入,流经所述表冷器(1)后,从所述下风口(4)输出。本发明的客车空调末端,表冷器及风机设置在车厢侧壁内,节省车内空间。根据制冷或制热模式的不同,通过控制风机双向旋转实现双向出风,提高制冷、制热的舒适性、健康性。
Description
技术领域
本发明属于空调技术领域,具体涉及一种客车空调末端、客车空调系统及控温方法。
背景技术
客车空调热泵系统通常采用顶置式安装,在制冷模式和制热模式下,均通过车顶的风道,从车顶部向车厢内吹风。但客车车厢内空间的高度差较大,制热模式下,热风不易向下扩散,堆积在车厢的上部,造成车厢内温度上热下冷的局部热岛现象。且风道布置在车顶,冷、热风直吹乘客头部、面部,乘车舒适性较差。制冷模式下,冷风直吹头部,还会刺激脑血管痉挛,引起着凉头疼。
部分客车通过安装在座位下的表冷器给车内供暖,但表冷器供热需要配套一套水暖系统,水暖系统会占用整车空间,增加整车重量,经济效益较差,表冷器设置在车厢内,占有车内空间。
客车空调系统在车厢内无差别出风,即使只需要很小范围的制冷或制热,也需要运行整套空调系统,整个车厢内全部出风,空调的能量消耗高。
发明内容
因此,本发明要解决的技术问题在于提供一种客车空调末端、客车空调系统及控温方法,不同工况下,采用上出风或下出风的健康出风模式。
为了解决上述问题,本发明提供一种客车空调末端,包括:
设置在客车的车厢侧壁内的表冷器;
设置在客车的车厢侧壁内的风机用于驱使空气流经表冷器;
设置在客车的车厢侧壁上的上风口、下风口;
制冷模式下,车厢内空气在风机驱使下,由下风口进入,流经表冷器后,从上风口输出;制热模式下,车厢内空气在风机驱使下,由上风口进入,流经表冷器后,从下风口输出。本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
优选地,表冷器设置在车窗下方的车厢侧壁内。
优选地,上风口设置在车窗对应的窗台上。
优选地,窗台上设有沿窗台向车窗两侧延伸的引风道,上风口与引风道连通,引风道与车厢内空间连通。
优选地,风机为能够双向旋转进行双向出风的贯流风机。
优选地,客车空调末端还包括人体感应器,人体感应器检测客车空调末端所在车厢区域是否有乘客、和/或乘客数量。
优选地,客车空调末端根据人体感应器的是否有乘客的检测结果控制表冷器的通断,当人体感应器检测到乘客,客车空调末端控制表冷器接通,当人体感应器未检测到乘客,客车空调末端控制表冷器断开。
优选地,客车空调末端根据人体感应器的乘客数量的检测结果控制风机的转速。
优选地,人体感应器为视觉检测器、红外传感器、微波传感器、超声传感器中的任一种或几种。
一种采用上述客车空调末端的客车空调系统,包括:车厢内循环回路;车厢内循环回路包括至少一个的客车空调末端。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
优选地,车厢内循环回路包括至少两个的客车空调末端。
优选地,至少两个的客车空调末端并联设置,每一个客车空调末端所在的支路均设有控制支路通断的电磁阀。
优选地,电磁阀根据人体感应器的检测结果控制支路的通断。
优选地,车厢内循环回路还包括车内换热器、循环水泵。
优选地,客车空调系统还包括车厢外循环回路,车厢外循环回路与车厢内循环回路进行热交换,为车厢内循环回路提供热源、或冷源。
优选地,车厢外循环回路包括压缩机、车外换热器、电子膨胀阀。
优选地,车厢外循环回路中连接有四通阀,四通阀的C接口与车外换热器连接,四通阀的E接口与车内换热器连接,四通阀的S接口与压缩机的回气口连接,压缩机的排气口通过气液分离器连接至四通阀的D接口。
一种采用上述客车空调末端的控温方法,包括:
检测客车空调的运行模式;
当客车空调处于制冷模式时,控制表冷器内通入冷媒,控制风机沿第一方向旋转,使得空气从下风口进入,经冷量交换,生成冷空气从并上风口吹出;
当客车空调处于制热模式时,控制表冷器内通入冷媒,控制风机沿相反方向旋转,使得空气从上风口进入,经热量交换,生成热空气并从下风口吹出。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
优选地,
所述控温方法还包括:
检测车型内是否有乘客;
当感应到车厢内有乘客时,控制客车空调末端运行;
当感应到车厢内无乘客时,控制客车空调末端停止运行。
优选地,当感应到车厢内有乘客时,控制客车空调末端运行的步骤包括:
当检测到乘客数量大于等于n1时,控制风机以高风档旋转;
当检测到乘客数量大于n2,且小于n1时,控制风机以中风档旋转;
当检测到乘客数量小于等于n2时,控制风机以低风挡旋转;
其中n1>n2。
优选地,n1=20,n2=10。
一种采用上述的客车空调系统的控温方法,包括:
控制人体感应器检测所在区域内是否有乘客、和/或乘客数量;
根据检测结果控制是否向客车空调末端输送冷媒,和/或控制客车空调末端出风风量,和/或控制压缩机工作频率。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
优选地,控温方法还包括:
将车厢内空间划分为不同区域;
在每个区域内至少设置一个客车空调末端。
优选地,控温方法还包括:
检测区域内是否有乘客;
当感应到该区域有乘客时,通过控制电磁阀接通,控制支路通断导通,控制是否向该区域的客车空调末端输送冷媒或热媒;
当感应到该区域无乘客时,控制电磁阀断开,支路断开,停止向该区域的客车空调末端输送冷媒。
优选地,通过控制风机转速,控制客车空调末端出风风量。
优选地,控制压缩机工作频率的方法,包括:
根据不同区域检测到的乘客数量计算出需要制冷或制热能力,拟合修正系数,修正压缩机工作频率F。
优选地,压缩机工作频率F通过下式(1)进行修正:
F=F0×C0×C1×C2(N1+N2+…+Nn) (1)
上式(1)中,F0为压缩机额定功率,C0为车外温度修正系数,C1为车厢内设定温度修正系数,C2为车厢内实际温度修正系数,N1、N2…Nn分别为车厢内第一区域、第二区域直至第n区域中乘客数量的修正系数。
优选地,车外温度修正系数C0=0.1~1,车厢内设定温度修正系数 C1=0.1~1,车厢内实际温度修正系数C2=0.1~1,车厢内不同区域乘客数量的修正系数N=0~1.5。
本发明提供的客车空调末端、客车空调系统和控温方法至少具有下列有益效果:
本发明的客车空调末端,表冷器及风机设置在车厢侧壁内,节省车内空间。根据制冷或制热模式的不同,通过控制风机双向旋转实现双向出风,提高制冷、制热的舒适性、健康性。
附图说明
图1为本发明实施例的客车空调末端的结构及制冷模式工作示意图;
图2为本发明实施例的客车空调末端的制热模式工作示意图;
图3为本发明实施例的客车空调系统结构示意图;
图4为本发明实施例的客车车厢内客车空调末端分布图。
附图标记表示为:
1、表冷器;2、风机;3、上风口;4、下风口;5、车窗;6、引风道;7、人体感应器;8、车厢内循环回路;9、车厢外循环回路;10、客车空调末端; 11、电磁阀;12、车内换热器;13、循环水泵;14、压缩机;15、车外换热器; 16、电子膨胀阀;17、四通阀;18、C接口;19、E接口;20、S接口;21、D 接口;22、气液分离器;23、回气口;24、排气口。
具体实施方式
结合参见图1至图4所示,一种客车空调末端,包括:设置在客车的车厢侧壁内的表冷器1;设置在客车的车厢侧壁内的风机2,用于驱使空气流经表冷器1;设置在客车的车厢侧壁上的上风口3、下风口4。
制冷模式下,车厢内空气在风机2驱使下,由下风口4进入,流经表冷器 1后,从上风口3输出;制热模式下,车厢内空气在风机2驱使下,由上风口 3进入,流经表冷器1后,从下风口4输出。
本发明的客车空调末端,通过控制风机双向转动实现上行、下行的风向,根据制冷或制热模式的不同,实现从上方或下方出风,提高制冷、制热的舒适性、健康性。
本实施例中,表冷器1、风机2均设置在客车的车厢侧壁内,上风口3、下风口4分别与车厢内空间连通。
在本实施例中,将表冷器1安装在客车的侧壁隔板内,上风口3、下风口 4与车厢连通用于向车厢内送风,有效减少了空调设备对车厢内空间的占用,提高车厢内有效使用空间。另外,表冷器1设置在客车的侧壁,也可以增强客车侧壁的强度,在一定程度上提高客车的安全性能。
作为一种优选方案,表冷器1设置在车窗5下方的车厢侧壁内,上风口3 设置在车窗5对应的窗台上,窗台上设有沿窗台向车窗两侧延伸的引风道6,上风口3与引风道6连通,引风道6与车厢内空间连通。
本实施例中,充分利用车窗5部位的车厢侧壁结构特点,将表冷器1安装在车窗5的下方侧壁内,上风口3正好可以布置在窗台上,在窗台平面开设引风道6,上风口3输出或输入的气流沿车引风道6均匀的输出或输入,均匀调节车厢内温度。下风口2均匀将热风送到车厢下部,避免直接吹到人脸部或头部,提高制热舒适性。
为了实现上行出风和下行出风,本实施例的风机2采用能够双向旋转进行双向出风的贯流风机2。
本实施例中,客车空调末端10还包括人体感应器7,人体感应器7检测客车空调末端10所在车厢区域是否有乘客、和/或乘客数量。
客车空调末端10根据人体感应器7的是否有乘客的检测结果,控制表冷器1的通断,当人体感应器7检测到乘客,客车空调末端10控制表冷器1接通,表冷器1向所在区域提供热量或冷量。当人体感应器7未检测到乘客,客车空调末端10控制表冷器1断开,表冷器1停止制热或制冷循环,避免能量浪费,节能环保。
客车空调末端10根据人体感应器7的乘客数量的检测结果控制风机2的转速,风机2的转速与乘客数量呈正比,乘客数量越多,则风机2的转速越快,增加风量,提高空气的换热效率和控温速率。
本实施例的人体感应器7可以为视觉检测器、红外传感器、微波传感器、超声传感器中的任一种或几种,其它具有人体感应功能的传感器也适用于本发明人。
本发明的客车空调末端10,与普通客车空调系统不同,根据制冷或制热工况的不同,实现多种出风模式,出风方式健康舒适;客车空调末端10整合在客车车厢的侧壁内,与表冷器配套适用的输送管路也安装在车厢侧壁内,节省了客车车厢的内部空间;能够实现智能工作,通过人体感应技术检测乘客及乘客数量,启停表冷器1,调节风机2转速控制风量,节能环保,有效减少能量浪费。
本发明还提供了一种采用上述客车空调末端的客车空调系统,包括:车厢内循环回路8;车厢内循环回路8包括至少一个的客车空调末端10。
对大型客车,车厢内循环回路8包括至少两个的客车空调末端10,至少两个的客车空调末端10并联设置,每一个客车空调末端10所在的支路均设有控制支路通断的电磁阀11。
电磁阀11根据人体感应器7的检测结果控制支路的通断,当人体感应器7 检测到乘客,电磁阀11接通,所在并联支路接通,表冷器1接通冷媒或冷媒,表冷器1向所在区域提供冷媒或冷媒。当人体感应器7未检测到乘客,电磁阀 11断开,所在并联支路断开,表冷器1停止输送冷媒或冷媒,表冷器1不参与制热或制冷循环,避免能量浪费,节能环保。
作为本发明实施例的一种具体方案,车厢内循环回路8还包括车内换热器 12、循环水泵13。
客车空调系统还包括车厢外循环回路9,车厢外循环回路9与车厢内循环回路8通过车内换热器12进行热交换,车厢外循环回路9为车厢内循环回路8 提供热源、或冷源。
车厢外循环回路9作为完整的制冷或制热单元,包括压缩机14、车外换热器15、电子膨胀阀16。
本实施例中,压缩机14的连接,采用四通阀17,四通阀17连接在车厢外循环回路9中,四通阀17的C接口18与车外换热器15连接,车外换热器15 连接至电子膨胀阀16,电子膨胀阀16连接至车内换热器12;四通阀17的E 接口19与车内换热器12另一端连接,四通阀17的S接口20与压缩机14的回气口23连接,压缩机14的排气口24通过气液分离器22连接至四通阀17 的D接口21。
本实施例提供的客车空调系统,采用多客车空调末端并联,独立开关的设置,配合客车空调末端智能工作的特性,客车空调系统可实现智能检人分区域工作,最大程度提供空调使用效率,降低能量浪费。
本发明提供的一种的控温方法,包括:
检测客车空调的运行状态;
当客车空调处于制冷模式时,控制表冷器1内通入冷媒,控制风机2沿一方向旋转,使得空气从下风口4进入,经冷量交换,生成冷空气并从上风口3 吹出。
当客车空调处于制热模式时,控制表冷器1内通入冷媒,控制风机2沿相反方向旋转,使得空气从上风口3进入,经热量交换,生成热空气并从下风口 4吹出。
控温方法还包括:检测车型内是否有乘客;当感应到车厢内有乘客时,控制客车空调末端运行;当感应到车厢内无乘客时,控制客车空调末端停止运行。
本实施例中,当感应到车厢内有乘客时,控制客车空调末端运行的步骤包括:
当检测到乘客数量大于等于n1时,控制风机2以高风档旋转;当检测到乘客数量大于n2,且小于n1时,控制风机2以中风档旋转;当检测到乘客数量小于等于n2时,控制风机2以低风挡旋转;其中n1>n2。
作为一种优选方案,n1=20,n2=10。
本实施例的的控温方法,根据车内是否有乘客控制是否进行制冷或制热工作,根据乘客数量,调节风机的风挡,控制末端的风量,为车内乘客提供更加舒适健康的控温体验。
本发明还提供一种采用上述客车空调系统的控温方法,包括:
步骤一,将车厢内空间划分为不同区域;车厢区域的划分,可以根据车厢内座位的分布情况。
步骤二,在每个区域内至少设置一个客车空调末端10,在车头或车门所在的区域,一般只有司机或少量乘客,可以仅设一个客车空调末端,对车厢中部,座位及乘客较为密集的区域,最优的选择在车厢的两壁分别设置一个客车空调末端10,两个客车空调末端10可以相对设置,也可以交错设置。
步骤三,控制人体感应器7检测所在区域内是否有乘客、和/或乘客数量;相邻客车空调末端10的人体感应器7的检测范围相互衔接。
步骤四,根据检测结果:
当感应到该区域有乘客时,通过控制电磁阀(11)接通,控制支路通断导通,控制是否向该区域的客车空调末端(10)输送冷媒或热媒;
当感应到该区域无乘客时,控制电磁阀(11)断开,支路断开,停止向该区域的客车空调末端(10)输送冷媒。。
同时,通过控制风机2转速,控制客车空调末端10出风风量。
其中,控制压缩机14工作频率的方法,包括:
根据不同区域检测到的乘客数量计算出需要制冷或制热能力,拟合修正系数,修正压缩机14工作频率F;
F=F0×C0×C1×C2(N1+N2+…+Nn) (1)
上式1中,F0为压缩机14额定功率,C0为车外温度修正系数,C1为车厢内设定温度修正系数,C2为车厢内实际温度修正系数,N1、N2…Nn分别为车厢内第一区域、第二区域直至第n区域中乘客数量的修正系数。
车外温度修正系数C0=0.1~1,车厢内设定温度修正系数C1=0.1~1,车厢内实际温度修正系数C2=0.1~1,车厢内不同区域乘客数量的修正系数 N=0~1.5。其中,车外温度越高,车外温度修正系数C0越大,车厢内实际温度越高,车厢内实际温度修正系数C2越大;车厢内设定温度越低,车厢内设定温度修正系数越小,乘客数量越多,乘客数量修正系数越大。
本申请提供了一种实施例,将车厢分为A、B、C三个区域,A区域设置一个客车空调末端10,B区域设置两个客车空调末端10,C区域设置两个客车空调末端10,五个客车空调末端10的人体感应器7构成覆盖整个车厢的检测区域,并控制所属的客车空调末端10的工作状态。
经检测A区域有乘客5人,B区域有乘客21人,C区域有乘客11人。由于未检测都某区域没有乘客,车厢内五个客车空调末端10均启动,参与制冷或制热循环,A区域5人小于10,需风量较小,控制风机以低风档旋转;B区域21人大于20,需风量较大,控制风机以高风档旋转;C区域11人大于10,且小于20,需风量适中,控制风机以中风档旋转。
压缩机的频率F:
F=F0×C0×C1×C2(0.3+1.0+1.4)
本实施例的采用上述客车空调系统的控温方法,根据不同区域实际人数控制表冷器的启停,控制风档大小,控温过程舒适健康,节能环保。
本领域的技术人员容易理解的是,在不冲突的前提下,上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变型,这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (24)
1.一种客车空调末端,其特征在于,包括:
设置在客车的车厢侧壁内的表冷器(1);
设置在客车的车厢侧壁内的风机(2),用于驱使空气流经所述表冷器(1);
设置在客车的车厢侧壁上的上风口(3)、下风口(4);
制冷模式下,车厢内空气在所述风机(2)驱使下,由所述下风口(4)进入,流经所述表冷器(1)后,从所述上风口(3)输出;制热模式下,车厢内空气在所述风机(2)驱使下,由所述上风口(3)进入,流经所述表冷器(1)后,从所述下风口(4)输出;
所述表冷器(1)设置在车窗(5)下方的车厢侧壁内;
所述上风口(3)设置在所述车窗(5)对应的窗台上;
所述窗台上设有沿所述窗台向车窗两侧延伸的引风道(6),所述上风口(3)与所述引风道(6)连通,所述引风道(6)与车厢内空间连通。
2.根据权利要求1所述的客车空调末端,其特征在于,所述风机(2)为能够双向旋转进行双向出风的贯流风机(2)。
3.根据权利要求1所述的客车空调末端,其特征在于,所述客车空调末端(10)还包括人体感应器(7),所述人体感应器(7)检测所述客车空调末端(10)所在车厢区域是否有乘客、和/或乘客数量。
4.根据权利要求3所述的客车空调末端,其特征在于,所述客车空调末端(10)根据所述人体感应器(7)的是否有乘客的检测结果控制所述表冷器(1)的通断,当人体感应器(7)检测到乘客,客车空调末端(10)控制表冷器(1)接通,当人体感应器(7)未检测到乘客,客车空调末端(10)控制表冷器(1)断开。
5.根据权利要求4所述的客车空调末端,其特征在于,所述客车空调末端(10)根据所述人体感应器(7)的乘客数量的检测结果控制所述风机(2)的转速。
6.根据权利要求4或5所述的客车空调末端,其特征在于,所述人体感应器(7)为视觉检测器、红外传感器、微波传感器、超声传感器中的任一种或几种。
7.一种采用权利要求1-6任一所述客车空调末端的客车空调系统,其特征在于,包括:车厢内循环回路(8);所述车厢内循环回路(8)包括至少一个的客车空调末端(10)。
8.根据权利要求7所述的客车空调系统,其特征在于,所述车厢内循环回路(8)包括至少两个的客车空调末端(10)。
9.根据权利要求8所述的客车空调系统,其特征在于,所述至少两个的客车空调末端(10)并联设置,每一个客车空调末端(10)所在的支路均设有控制支路通断的电磁阀(11)。
10.根据权利要求9所述的客车空调系统,其特征在于,所述电磁阀(11)根据人体感应器(7)的检测结果控制支路的通断,人体感应器(7)用于检测所述客车空调末端(10)所在车厢区域是否有乘客、和/或乘客数量。
11.根据权利要求7-10任一所述的客车空调系统,其特征在于,所述车厢内循环回路(8)还包括车内换热器(12)、循环水泵(13)。
12.根据权利要求11所述的客车空调系统,其特征在于,所述客车空调系统还包括车厢外循环回路(9),所述车厢外循环回路(9)与所述车厢内循环回路(8)进行热交换,为所述车厢内循环回路(8)提供热源、或冷源。
13.根据权利要求12所述的客车空调系统,其特征在于,所述车厢外循环回路(9)包括压缩机(14)、车外换热器(15)、电子膨胀阀(16)。
14.根据权利要求13所述的客车空调系统,其特征在于,所述车厢外循环回路(9)中连接有四通阀(17),所述四通阀(17)的C接口(18)与车外换热器(15)连接,所述四通阀(17)的E接口(19)与车内换热器(12)连接,所述四通阀(17)的S接口(20)与所述压缩机(14)的回气口(23)连接,所述压缩机(14)的排气口(24)通过气液分离器(22)连接至所述四通阀(17)的D接口(21)。
15.一种采用权利要求1-6任一所述客车空调末端的控温方法,其特征在于,包括:
检测客车空调的运行模式;
当客车空调处于制冷模式时,控制表冷器(1)内通入冷媒,控制风机(2)沿第一方向旋转,使得空气从下风口(4)进入,经冷量交换,生成冷空气并从上风口(3)吹出;
当客车空调处于制热模式时,控制表冷器(1)内通入冷媒,控制风机(2)沿相反方向旋转,使得空气从上风口(3)进入,经热量交换,生成热空气并从下风口(4)吹出。
16.根据权利要求15所述的控温方法,其特征在于,所述控温方法还包括:
检测车厢内是否有乘客;
当感应到车厢内有乘客时,控制客车空调末端运行;
当感应到车厢内无乘客时,控制客车空调末端停止运行。
17.根据权利要求15或16任一所述的控温方法,其特征在于,当感应到车厢内有乘客时,控制客车空调末端运行的步骤包括:
当检测到乘客数量大于等于n1时,控制风机(2)以高风档旋转;
当检测到乘客数量大于n2,且小于n1时,控制风机(2)以中风档旋转;
当检测到乘客数量小于等于n2时,控制风机(2)以低风挡旋转;
其中n1>n2。
18.根据权利要求17所述的控温方法,其特征在于,所述n1=20,n2=10。
19.一种采用权利要求7-14任一所述的客车空调系统的控温方法,其特征在于,包括:
控制人体感应器(7)检测所在区域内是否有乘客、和/或乘客数量;
根据检测结果控制是否向客车空调末端(10)输送冷媒,和/或控制客车空调末端(10)出风风量,和/或控制压缩机(14)工作频率。
20.根据权利要求19所述的控温方法,其特征在于,所述控温方法还包括:
将车厢内空间划分为不同区域;
在每个区域内至少设置一个客车空调末端(10)。
21.根据权利要求20所述的控温方法,其特征在于,通过控制风机(2)转速,控制客车空调末端(10)出风风量。
22.根据权利要求20所述的控温方法,其特征在于,控制压缩机(14)工作频率的方法,包括:
根据不同区域检测到的乘客数量计算出需要制冷或制热能力,拟合修正系数,修正压缩机(14)工作频率F。
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