CN1590178A - 车辆用换气装置以及空调装置的运转方法 - Google Patents

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Abstract

一种车辆用换气装置以及空调装置的运转方法，一并使用地点检测和车辆检测来检测车辆接近停车车站的情况，在车站停车时降低换气装置的运转量或使其停止。这样，在热负荷减半的状态下，使空调装置的室内送风机、室外送风机、压缩机的转速减半。通过这种处理，使导致车内噪音的声音源的能量下降，从而能够降低车内噪音。因此，本发明能够降低高速铁路车辆在停车时的车内噪音。

Description

车辆用换气装置以及空调装置的运转方法
技术领域
本发明涉及一种高速铁路车辆的换气装置、空调装置的运转。
背景技术
以新干线为代表的高速车辆由于是密封结构，所以具有按一定比率强制性地替换车内的空气和车外的空气的换气装置。该换气装置相对于通过隧道时的压缩波(正压)以及膨胀波(负压)具有能够在一定范围内一边维持车内的压力变动一边换气的性能。
该换气装置像专利文献1所记载的那样，在旋转轴成水平的电动机的两端，设置了排气扇(送风机)和供气扇(送风机)。另外，在围住电动机的壳体内，通过引导来自车厢内的排出空气，而由排出空气冷却电动机。
并且，所述换气装置主要根据列车速度控制换气装置的运转频率，特别是在高速行驶时，在隧道内对向行驶的场合，控制由车外压力引起的车内压力变动，而不让乘客在听觉上感到不适感(耳鸣)。
另外，空调装置主要检测车内温度，控制作为空调装置构成要件的室外送风机、室内送风机、压缩机等以使车内温度达到规定的温度。
专利文献1：专利第3254428号公报(EP1143150A1)
随着生活水平的提高，人们对高速铁路车辆要求更高舒适性的呼声也越来越强烈，为了提高舒适性，降低行驶时和停车时车内的噪音级别的需求也越来越高。停车时的车内噪音级别主要起因有以下3种声音源。
(1)地板下面设备(空调装置、换气装置)的噪音向车内穿透的穿透声；
(2)地板下面设备(空调装置、换气装置)的振动对车体施加振动而产生的固体声；
(3)流过车体所配备的空调管道内部的调节空气的流体噪音
因此，特别是为了降低停车时的车内噪音级别，通过根据规定信息对构成这些地板下面设备的各种设备的运转进行控制，可以使引发于所述(1)～(3)的声音源的噪音级别降低。
发明内容
本发明的目的是为了降低停车时的车内噪音。
所述目的能够通过以下方案来实现，即：在车辆接近停车位置的场合或者车辆的速度达到规定速度以下时，降低所述换气装置以及所述空调装置的运转量或者停止所述换气装置以及所述空调装置的运转。
附图说明
图1是作为本发明的一个实施例的控制换气装置以及空调装置的框图。
图2是表示换气装置以及空调装置的各构成设备和调节空气的流动的概略图。
图3是比较车体热负荷的一个例子。
图4是列车速度、换气装置、空调装置的控制时间图的一个例子。
图5是车内的CO2浓度的变化和列车时间表的一个例子。
图中：10-车体，20-空调装置，22-压缩机，23-室内换热器，24-室内送风机，26-室外换热器，27-室外送风机，40-带换气装置的空调装置，42-压缩机，43-室内换热器，44-新鲜空气用室内换热器，45-室内送风机，46-室外换热器，47-室外送风机，60-换气用送风机(换气装置)，70-调节空气用管道，80-再循环空气以及排出空气用管道。
具体实施方式
以下对本发明的实施例进行说明。
实施例1
以下，根据图1～图5对本发明的一个实施例进行说明。
图1表示为了降低车站停车时的车内噪音而控制换气装置以及空调装置的运转的方法。车辆高速行驶时的车内噪音，以空气压力噪音以及车轮和轨道间产生的运动音为主，地板下面的设备(换气装置、空调装置等)的工作所引起的噪音淹没于上述噪音而不成为问题。但是，在车辆低速行驶的场合以及车站停车时，由于空气压力噪音以及运动音的级别降低，换气装置以及空调装置所引起的噪音变得明显。因此，为了降低停车时的车内噪音级别，必须降低这些地板下面的设备所引起的噪音。
这里，如图1所示，对构成换气装置以及空调装置的各设备进行控制。首先，由数字式ATC(自动化列车控制系统，Automatic trin control)等参照列车的位置信息判断车辆的减速不是因列车时间表的紊乱而是为了进站停车。然后，基于规定的位置信息或者车速信息来降低换气装置(由供气送风机和排气送风机构成)和空调装置的运转、或使换气装置和空调装置的送风量降低。如果换气装置以及空调装置的送风机停止的话，则由于伴随送风机也就是叶轮的旋转产生的噪音以及振动降低，向车内传播的穿透声以及固体声就被抑制。并且，由于空调装置的室内送风机的转速也下降，在车体所配备的管道内流动的调节空气以及再循环或者排出空气的流量、也就是流速就下降，从而能够降低管道内部产生的流体音。利用以上的控制就能够降低车内噪音。
图2表示构成换气装置以及空调装置的各设备和车体所配备的管道的结构。车体10具备调节空气用管道70、再循环空气以及排出空气用管道80。两者之间是车辆的室内，即乘坐空间。一般说来，由于高速铁路车辆是细长形状的，所以在地板下面装备2台(20、40)空调装置以使向车体的端部(车顶部)供给调节空气更加容易。在图2的例子中，位于行驶方向后面一侧的空调装置40在其内部配备了换气送风机(换气装置)60。通过空调装置40内装换气装置60，而能够废除从换气装置60向空调装置40供给新鲜空气的管道，因此能够促进空调换气系统的轻量化。如上所述，一并使用地点检测来判断车辆的减速是因为到站停车的场合，首先使换气送风机(换气装置)60的转速下降。然后，降低室内送风机24和45、室外送风机27、47、47的转速。根据需要也使压缩机22、22、42、42、42的转速下降。空调装置20、40减为一半运转量。具体地说，转速在40％～60％左右。空调装置20具有多个压缩机22。空调装置40具有3台压缩机42、42、42。还具有多个室外换热器46、46，室外送风机47、47。
通过以上的控制，能够降低作为空调装置的声音源的室内送风机24、45以及室外送风机27、47，压缩机22、42，换气送风机60所产生的噪音和振动级别。并且，随着室内送风机24、45的转速下降，由于在调节空气用管道70和循转空气以及排除空气用管道80内部流动的空气流量也就是流速降低，由此产生的噪音也降低。因此，主要作为车内噪音的穿透音、固体声、管道内部的流体音全都降低，所以能够降低车内噪音级别。
图3表示车体热负荷的内容(一个例子)。图3的热负荷(一个例子)是外部空气温度为40℃，车内温度为26℃的场合的例子。热负荷由传导负荷、日照负荷、设备负荷、人体负荷及换气负荷组成。换气负荷占总体的比例最大、约一半左右。一般说来，空调装置具有比该热负荷还多百分之几的制冷能力。如上所述，基于车辆的位置信息和速度信息，首先，由于停止换气送风机(换气装置)60，所以，换气负荷几乎成0，车体的热负荷减半。因此，空调装置20、40发挥规定的一半左右的制冷能力的话，就能够将车内温度维持在26℃左右。因此，即使以降低车内噪音的目的使构成空调装置的各设备的运转频率减半(使制冷能力减半)，车内的温度也不会立即上升而破坏舒适性。
图4表示列车速度、换气装置、空调装置的控制时间图的一个例子。在列车为了在车站停车而减速的过程中，检测列车速度或者列车的地点，首先停止换气装置。这样，占车体热负荷约一半的换气负荷几乎成为0。接着，使空调装置以额定的一半功率运转。使压缩机、室外送风机、室内送风机的转速大致减半。同过通过该换气装置以及空调装置的一系列控制，车内温度不会升高，与以前相比能够大幅度地降低车内噪音。并且，由于降低室外送风机的转速，所以对降低列车在车站停车中的车外噪音也有效果。配合列车的出发，再次启动换气装置，接着空调装置也再次启动。另外，再次启动的顺序空调装置在先、换置气装置在先均没有关系。
图5表示列车时间表的一个例子和沿着该时间表在车站停车3分钟期间停止换气装置时车内的CO2浓度的变化。列车时间表假定是最高时速300公里/小时、1次运转约3小时，在途中1个车站停车的模式。换气装置预先检测车速，控制其转速，调整换气量。定员为100名，最大换气量为22m3/min。在车站停车之前的3分钟内，为了削减换气负荷(车体热负荷的一部分)，使空调装置的能力减半来降低噪音，而停止换气装置。这时，换气装置停止前的CO2浓度约为0.2vol％。而且，在换气装置停止3分钟的期间，车内CO2的浓度上升到0.25vol％。这时，因为没算上通过乘客上下车用的门进行换气效果，所以实际的车内CO2浓度想必还要低一些。然后，配合列车的发车，再次启动换气装置，因此车内的CO2浓度大约在15分钟降低到0.2vol％左右。在办公室卫生规范中，在逗留8小时的室内的CO2浓度允许达到0.5vol％，即使CO2浓度达到0.25vol％左右，也不会直接损害乘客的健康。

Claims (3)

1.一种车辆用换气装置以及空调装置的运转方法，具有换气装置和空调装置，
所述换气装置具备：用于将车外的空气送入车内的供气用送风机、和用于将所述车内的空气排到车外的排气送风机；
所述空调装置具备：将空气送入室外换热器的室外送风机、将通过室内换热器的空气送入车内的室内送风机、和在冷冻循环内使冷触媒循环的压缩机等，其特征在于：
在所述车辆接近停止位置的情况下、或者在所述车辆的速度达到规定速度以下时，降低所述换气装置以及所述空调装置的运转量、或者停止所述换气装置以及所述空调装置的运转。
2.根据权利要求1所述的车辆用换气装置以及空调装置的运转方法，其特征在于：在接近车辆的停止位置的情况下或者车辆的速度达到规定速度以下时，停止所述换气装置的运转、或者使所述空调装置的运转量大致减半。
3.根据权利要求1所述的车辆用换气装置以及空调装置的运转方法，其特征在于：通过基于所述车辆的行驶位置信息、到达了下一个停止位置附近，而判断达到了所述规定速度。
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