CN202470323U - 天然气公交车智能全新风空调控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种天然气公交车智能全新风空调控制系统，其包括控制器，执行装置以及车内、车外温度传感器，执行装置包括回风门电动执行器、溢风门电动执行器以及新风门电动执行器；车外、车内温度传感器分别接控制器的相应输入端，控制器的输出端分别接所述三个风门电动执行器的控制端，回风门电动执行器的反馈端接控制器的相应输入端；新风门电动执行器、溢风门电动执行器以及回风门电动执行器的输出轴分别与公交车上的新风门、溢风门以及回风门的旋转轴相连接。本实用新型可以根据车内外温度差值变化自动开启和关闭新风和空调，并可实时调整回风门角度，实现了智能控制，可为公交车车厢内提供舒适清新的空气环境。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种天然气公交车智能全新风控制系统,应用于使用天然气（CNG）、液化石油气（LPG）作为燃料以及对空气质量和节能环保有一定要求的城市公交车辆空调。
背景技术
近年来随着国家对车辆排放要求的提高，使用燃油的公交车辆普遍从欧III逐步过渡到欧IV水平，而采用天然气作为燃料的公交车辆相比使用燃油的公交车辆，有着更低的氮氧化物和颗粒物排放，以及更好的经济性等优点，在中西部富气省份得到大批量推广应用。
但是，作为天然气公交车辆零部件之一的空调装置，所采用的新风系统只能简单的单向引入新风功能，只能通过简单的手动开启和关闭新风门，将外界新风引入车内，对车内空气质量改善作用不明显，也不利于实现节能环保；且不能实现智能控制，即不能根据车内外温度的变化，适时调整新风量大小，实现0%～100%的无级新风调节，也不能实现空气清新和节能目的。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种能实现智能控制，可有效提高车内空气质量的智能全新风空调控制系统。
为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种天然气公交车智能全新风空调控制系统，其关键技术在于：包括控制器、执行装置以及温度传感器；所述执行装置包括回风门电动执行器、溢风门电动执行器以及新风门电动执行器，所述温度传感器包括车外温度传感器以及车内温度传感器；所述车外温度传感器和车内温度传感器分别接控制器的相应输入端，所述控制器的输出端分别接新风门电动执行器、溢风门电动执行器以及回风门电动执行器的控制端，所述回风门电动执行器的反馈端接控制器的相应输入端；所述新风门电动执行器、溢风门电动执行器以及回风门电动执行器的输出轴分别与公交车上的新风门、溢风门以及回风门的旋转轴相连接。
上述控制器包括单片机U1、数模转换器U2、运算放大器U3、三极管T1-T4以及电阻R1-R8；所述单片机U1型号为TMP86FH46，数模转换器U2的型号为DAC0832，所述单片机U1的9-12脚分别依次接数模转换器U2的输入端7-4脚，单片机U1的13-16脚分别依次接数模转换器U2的输入端16-13脚，数模转换器U2的11脚、12脚分别接运算放大器U3的反相输入端、同相输入端，运算放大器U3的同相输入端接地，运算放大器U3的输出端接数模转换器U2的输入端9脚，运算放大器U3的输出端接回风门电动执行器的控制端，所述电阻R1、R4串联后接在回风门电动执行器的反馈端与地之间，电阻R1与电阻R4的节点接单片机U1的输入端42脚；单片机U1的40脚、41脚分别经电阻R3和电阻R2接VCC；单片机U1的输出端30脚、31脚分别经电阻R7、R5接三极管T3、T1的基极，三极管T3、T1的发射极分别接地，三极管T3、T1的集电极分别经电阻R8、R6接三极管T4、T2的基极，三极管T4、T2的发射极分别接24V电压，三极管T4、T2的集电极分别接所述溢风门电动执行器、新风门电动执行器的控制端。
上述新风门电动执行器和溢风门电动执行器型号为LM24-F，所述回风门电动执行器型号为LMU24-SR。
上述车内温度传感器和车外温度传感器均为NTC热敏电阻；两个NTC热敏电阻的输出端分别接单片机U1的输入端40脚、41脚。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本实用新型通过设置的控制器、温度传感器以及回风门电动执行器，可根据车内外温度差值变化自动开启和关闭新风和空调，并可实时的调节回风门的角度，实现闭环控制，从而可实现精准的混合风比例调节，实现了智能控制，不仅可以为天然气公交车车厢提供舒适清新的空气环境，还可最大程度的实现节能降耗。
附图说明
图1是本实用新型的流程框图；
图2是本实用新型的电路原理图；
其中，1、控制器；2、车内温度传感器；3、车外温度传感器；4、新风门电动执行器；5、溢风门电动执行器；6、回风门电动执行器；7、新风门；8、溢风门；9、回风门。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
参见附图1，本实用新型系统包括控制器1、执行装置以及温度传感器；所述执行装置包括回风门电动执行器6、溢风门电动执行器5以及新风门电动执行器4，所述温度传感器包括车外温度传感器3以及车内温度传感器2；所述车外温度传感器3和车内温度传感器2分别接控制器1的相应输入端，所述控制器1的输出端分别接新风门电动执行器4、溢风门电动执行器5以及回风门电动执行器6的控制端，所述回风门电动执行器6的反馈端接控制器1的相应输入端；所述新风门电动执行器4、溢风门电动执行器5以及回风门电动执行器6的输出轴分别与公交车上的新风门7、溢风门8以及回风门9的旋转轴相连接。
参见附图2, 上述控制器1包括单片机U1、数模转换器U2、运算放大器U3、三极管T1-T4以及电阻R1-R8；所述单片机U1型号为TMP86FH46，数模转换器U2的型号为DAC0832，所述单片机U1的9-12脚分别依次接数模转换器U2的输入端7-4脚，单片机U1的13-16脚分别依次接数模转换器U2的输入端16-13脚，数模转换器U2的11脚、12脚分别接运算放大器U3的反相输入端、同相输入端，运算放大器U3的同相输入端接地，运算放大器U3的输出端接数模转换器U2的输入端9脚，运算放大器U3的输出端接回风门电动执行器6的控制端，所述电阻R1、R4串联后接在回风门电动执行器6的反馈端与地之间，电阻R1与电阻R4的节点接单片机U1的输入端42脚；单片机U1的40脚、41脚分别经电阻R3和电阻R2接VCC；
单片机U1的输出端30脚、31脚分别经电阻R7、R5接三极管T3、T1的基极，三极管T3、T1的发射极分别接地，三极管T3、T1的集电极分别经电阻R8、R6接三极管T4、T2的基极，三极管T4、T2的发射极分别接24V电压，三极管T4、T2的集电极分别接所述溢风门电动执行器5、新风门电动执行器4的控制端。单片机U1的输出端30脚、31脚输出5V高电位信号时，三极管T1、T3饱和导通，从而引起三极管T2、T4饱和导通，24V电压输出到新风门电动执行器4、溢风门电动执行器5的控制端，通过T1-T4三极管的动作，可将单片机U1输出的5V电压信号转化为新风门电动执行器4和溢风门电动执行器5所需要的24V控制电压信号。
上述的控制器1输出2V～10V电压的角度控制信号给回风门电动执行器6，回风门电动执行器6控制回风门9可在0°～90°之间旋转，其中，2V电压对应角度0°，10V电压对应角度90°；同时回风门电动执行器6输出2V～10V电压的位置反馈信号给控制器1，输出2V时对应回风门角度在0°，输出10V电压时对应回风门角度在90°，从而实现精准的闭环控制，实现智能调节功能。
上述的新风门电动执行器4和溢风门电动执行器5采用瑞士BELIMO品牌，规格为LM24-F，最大扭矩2Nm。回风门电动执行器6采用瑞士BELIMO品牌，规格为LMU24-SR，最大扭矩5Nm。车内温度传感器2和车外温度传感器3均为NTC热敏电阻，分别起感应车内温度和车外温度的作用，两个NTC热敏电阻的输出端分别接单片机U1的输入端40脚、41脚。
本实用新型的控制方法及工作过程如下：
1、每次开启空调前，控制器模块利用车外温度传感器3和车内温度传感器2检查车外温度和车内温度的高低；
2、当车内温度比车外温度高4℃以上时，通过控制器1的控制，开启新风门7，关闭回风门9，开启溢风门8，使车内外温度平衡；
3、之后，通过控制器1的控制，开启制冷，打开回风门9，关闭新风门7、溢风门8；
4、空调开启后，利用车外温度传感器3和车内温度传感器2，每10分钟检查一次车外温度、车内温度，并利用控制器1计算其与设定温度之间的差值；
通过步骤1-4的过程，可将车外低温新鲜空气引入车内，对车厢内由于太阳暴晒产生的高温进行初步降温，然后再开启制冷，在高温天此过程有着非常明显的效果，可迅速减少车内热负荷，对实现节能也有着积极的影响。
5、当车内温度比车外温度高，且车外温度比设定温度低时，开启新风门7、溢风门8，关闭制冷，关闭回风门9；
6、在开启全新风的过程中，随着车外新鲜冷空气的进入，车内热空气不断从溢风口排出，使得车内温度下降，到车内温度降低到跟设定温度相等时，控制器1调整回风门9的角度，让车内一部分热空气也参与循环，跟车外的冷空气混合，使车内温度不至于下降到设定温度以下。其动作过程为：全新风运行车内温度下降，此时回风门9角度90°，当下降到接近设定温度时，控制器1根据车内外温度差值调整回风门9的角度，车内外温度差值不一样回风门9调整的角度也不一样，使车内温度稳定在设定温度附近，当运行过程中车内温度有偏离设定温度时，控制器1会及时调整回风门9的角度始终保持车内温度在设定温度附近。这里回风门9角度在0°时为全部打开状态，此时全部车内热空气参与循环；回风门9角度越小时，则混风风中热空气的比例越大，反之则冷空气的比例越大；在90°时回风门9全部关闭，此时没有车内热空气参与循环，全部为车外冷空气。
通过步骤5-6的过程，本来需要压缩机工作实现降温的步骤由引入车外新鲜冷空气代替，本来需要通过压缩机开停来实现恒温的过程，通过调整车外新风和车内热空气混合的比例实现恒温，在春秋季节使用空调此过程的设置有着重要作用，对于实现节能也有着积极的影响。
Claims (4)
1.一种天然气公交车智能全新风空调控制系统，其特征在于：包括控制器（1）、执行装置以及温度传感器；所述执行装置包括回风门电动执行器（6）、溢风门电动执行器（5）以及新风门电动执行器（4），所述温度传感器包括车外温度传感器（3）以及车内温度传感器（2）；所述车外温度传感器（3）和车内温度传感器（2）分别接控制器（1）的相应输入端，所述控制器（1）的输出端分别接新风门电动执行器（4）、溢风门电动执行器（5）以及回风门电动执行器（6）的控制端，所述回风门电动执行器（6）的反馈端接控制器（1）的相应输入端；所述新风门电动执行器（4）、溢风门电动执行器（5）以及回风门电动执行器（6）的输出轴分别与公交车上的新风门（7）、溢风门（8）以及回风门（9）的旋转轴相连接。
2.根据权利要求1所述的天然气公交车智能全新风空调控制系统，其特征在于：所述控制器（1）包括单片机U1、数模转换器U2、运算放大器U3、三极管T1-T4以及电阻R1-R8；所述单片机U1型号为TMP86FH46，数模转换器U2的型号为DAC0832，所述单片机U1的9-12脚分别依次接数模转换器U2的输入端7-4脚，单片机U1的13-16脚分别依次接数模转换器U2的输入端16-13脚，数模转换器U2的11脚、12脚分别接运算放大器U3的反相输入端、同相输入端，运算放大器U3的同相输入端接地，运算放大器U3的输出端接数模转换器U2的输入端9脚，运算放大器U3的输出端接回风门电动执行器（6）的控制端，所述电阻R1、R4串联后接在回风门电动执行器（6）的反馈端与地之间，电阻R1与电阻R4的节点接单片机U1的输入端42脚；单片机U1的40脚、41脚分别经电阻R3和电阻R2接VCC；
单片机U1的输出端30脚、31脚分别经电阻R7、R5接三极管T3、T1的基极，三极管T3、T1的发射极分别接地，三极管T3、T1的集电极分别经电阻R8、R6接三极管T4、T2的基极，三极管T4、T2的发射极分别接24V电压，三极管T4、T2的集电极分别接所述溢风门电动执行器（5）、新风门电动执行器（4）的控制端。
3.根据权利要求2所述的天然气公交车智能全新风空调控制系统，其特征在于：所述新风门电动执行器（4）和溢风门电动执行器（5）型号为LM24-F，所述回风门电动执行器（6）型号为LMU24-SR。
4.根据权利要求2所述的一种天然气公交车智能全新风空调控制系统，其特征在于：所述车内温度传感器（2）和车外温度传感器（3）均为NTC热敏电阻；两个NTC热敏电阻的输出端分别接单片机U1的输入端40脚、41脚。
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