CN202613676U - 一种轨道车辆用智能型空调机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种轨道车辆用智能型空调机组，含有EC蒸发风机、EC冷凝风机、变频压缩机、无级调节电加热器、无级调节新风门和回风门，设置了一个智能型控制器并连有送风传感器、载荷传感器、回风传感器和新风传感器，将上述制冷制热部件与智能型控制器连接并受智能控制器的控制；所述智能型控制器将各传感器采集的信号经模数转换成数值量后，通过其内部的模糊控制系统产生控制指令，驱动所述各制冷制热部件运行。本实用新型采用无级调节结构件并通过智能型控制器对空调机组进行控制，改变了送往轨道车厢的风量，稳定了车厢内部的温度场和速度场，改善了轨道车厢乘坐的舒适性。

Description

一种轨道车辆用智能型空调机组

技术领域

本实用新型涉及轨道交通车辆空调设计与制造技术领域，具体的说，是一种轨道车辆用智能型空调机组。

背景技术

在国内外目前的交通运输领域，轨道交通（包括城市地铁和轻轨，城际铁路和城际地铁）已成为各个国家和地区公共交通发展的趋势。在现代社会中，人们对安全、便捷、舒适的要求很高，对轨道交通的要求也是如此。因此，对轨道车辆的要求越来越高。而要满足这些要求，轨道车辆必须要向智能化的方向发展，它较之现有的轨道车辆会有许多结构和功能上的不同。 

就轨道车辆的空调而言，现有轨道车辆采用的空调机组一般是单冷型定速空调机组或者是冷暖型空调机组，它们一般都是根据轨道车厢内温度的要求而控制压缩机、蒸发风机和冷凝风机的启动与停止，在空调机组部分负荷时采用压缩机旁通、关闭压缩机的台数或者卸载压缩机的汽缸和体积进行冷量的控制。这些对空调机组的控制方法不仅使轨道车厢内的温度波动大、舒适性差，而且空调机组的能耗也大，尤其是带电加热的冷暖型空调机组的能耗就更大。因此在客观上，目前轨道车辆的空调机组存在以下不足： 

（1）轨道车厢内温度波动大。由于压缩机采用启停控制，而压缩机的最短运行时间是有要求的，所以在部分负荷时，通过频繁的启停压缩机来控制室内温度，冷量输出时大时小，会造成轨道车厢内温度波动较大，影响乘坐的舒适性。

（2）能耗大。采用定速压缩机的空调机组由于频繁启动一台或者多台压缩机而造成启动电流的损失以及空调系统的能量损失。 

（3）使轨道车厢的气流场和温度场剧烈变化，达不到均匀性的要求。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决或部分解决上述问题，提供一种轨道车辆用智能型空调机组，采用无级调节结构件，由智能型控制器对空调机组的各主要部件进行“模糊化”控制，使轨道车辆的空调机组具有节能、使人乘坐舒适的优点。 

为实现上述的目的，本实用新型采用的技术方案如下。 

一种轨道车辆用智能型空调机组，含有EC蒸发风机、EC冷凝风机、变频压缩机、无级调节电加热器、蒸发器和冷凝器，所述蒸发器的出口通过铜管与变频压缩机的进口连接在一起，所述变频压缩机的出口与冷凝器进口通过铜管连接在一起，所述冷凝器的出口与干燥过滤器和视液镜通过铜管连接在一起，所述视液镜的出口通过铜管与膨胀阀的进口连接在一起，膨胀阀的出口与蒸发器的进口连接在一起，形成一个制冷回路系统；无级调节电加热器与EC蒸发风机形成一个制热回路系统；其特征在于，在新风口设有无级调节新风门，在机组中的回风口安装有无级调节回风门；设置一个智能型控制器并在智能型控制器上连接送风传感器、载荷传感器、回风传感器和新风传感器，将所述EC蒸发风机、EC冷凝风机、变频压缩机、无级调节电加热器、无级调节新风门和无级调节回风门与所述智能型控制器连接并受智能型控制器的控制；将上述EC蒸发风机、EC冷凝风机、变频压缩机、无级调节电加热器、无级调节新风门和无级调节回风门与智能型控制器通过空调电气附件组装在不锈钢壳体中，形成一个空调机组。 

进一步，所述的智能型控制器在制冷循环中连接回风传感器采集轨道车厢内的温度，连接送风传感器采集空调出风的温度，连接新风传感器采集车外的温度，在智能型控制器内设置模糊控制程序控制变频压缩机的频率及无级直流调速的EC蒸发风机和无级直流调速的EC冷凝风机的电压，从而对车厢内的温度达到精确的控制。 

进一步，所述智能型控制器在加热过程中连接无级直流调速的EC蒸发风机从轨道车厢内吸入气体，连接无级调节电加热器换热后再送入轨道车厢，连接回风传感器采集车厢内的温度，连接送风传感器采集空调出风的温度，连接新风传感器采集车外的温度，在智能型控制器内设置模糊控制程序控制无级调节的电加热器、无级直流调速的EC蒸发风机和无级直流调速的EC冷凝风，从而对轨道车厢内的温度达到精确的控制。 

进一步，所述无级调节新风门采用无级调速的电机；由智能型控制器采集载荷传感器的信息，通过模数转换变换成数字量；然后，智能型控制器根据数字量的大小输出PWM信号给无级调速的电机，实现无级调节新风门的无级调速。 

进一步，所述无级调节回风门采用无级调速的电机；由智能型控制器采集送风传感器、载荷传感器、回风传感器和新风传感器采集的信号，通过模数转换变换成数字量；然后，智能型控制器根据数字量的大小输出PWM信号给无级调速的电机，实现无级调节回风门的无级调速。 

本实用新型一种轨道车辆用智能型空调机组的工作原理和工作过程为： 

所述的无级直流调速的EC蒸发风机从轨道车厢内吸入气体，然后通过蒸发器换热再送入轨道车厢，此时蒸发器中的液态制冷剂吸热后气化被变频压缩机吸入，经压缩后变成高温高压的气体进入冷凝器，被无级直流调速的EC冷凝风机从大气中吸入的气体所冷却，从而变成高压低温的液体，最后经过膨胀阀节流后再次进入蒸发器，从而形成一次制冷循环。在整个制冷循环中，采用“模糊化”的控制系统，由智能型控制器进行数据采集、运算和控制。

在制热过程中，EC蒸发风机从轨道车厢内吸入气体并通过无级调节电加热器换热后再送入轨道车厢，再通过同上的“模糊化”控制，由智能型控制器进行数据采集、运算和控制，得出清晰的输出加热比，从而调节电加热器、EC蒸发风机和EC冷凝风机对轨道车厢内的热度进行控制。 

所述智能型控制器是本实用新型的关键部件，它通过采集送风传感器、载荷传感器、回风传感器和新风传感器的信号，经模数转换转换成数值量后，通过其内部设置的模糊控制系统产生控制指令，驱动制冷或制热系统的运行；使轨道车辆用智能型空调机组为乘客提供一个安全、舒适的乘车环境，同时能节约空调机组的能耗。 

本实用新型一种轨道车辆用智能型空调机组的积极效果是： 

（1）通过采用模糊算法的智能型控制器控制无级直流调速EC风机、变频压缩机、无级调节电加热器、无级调节新风门和无级调节回风门，从而达成了对送风温度的调节，使轨道车厢的温度波动变小并能够根据车厢负荷进行温度的调节，达到节能的目的。

（2）由于采用无级直流调速的EC风机、变频压缩机和无级调节电加热器，在智能型控制器及其软件的开发上也要投入，所以在制造成本上会有所增加，但本空调机组后期使用成本的降低会抵消增加的制造成本。 

（3）在新风口安装了无级调节新风门，克服了现有新风门只有“开”与“关”的两种状态的不足，实现了新风风量的无级调节。 

（4）在机组中的回风口安装了无级调节回风门，克服了现有回风门只有“开”与“关”的两种状态的不足，实现了回风风量的无级调节。 

（5）通过智能型控制器对空调机组进行控制，改变了送往轨道车厢的风量，稳定了车厢内部的温度场和速度场，改善了轨道车厢乘坐的舒适性。 

附图说明

图1是本实用新型一种轨道车辆用智能型空调机组的结构连接示意图。 

图中的标号分别为： 

1、EC蒸发风机；   2、EC冷凝风机；  3、变频压缩机；4、无级调节电加热器；

5、无级调节新风门；6、无级调节回风门；7、智能型控制器；8、送风传感器； 

9、载荷传感器；10、回风传感器；11、新风传感器；12、蒸发器；13、膨胀阀；

14、视液镜；15、干燥过滤器；16、冷凝器。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本实用新型一种轨道车辆用智能型空调机组的具体实施方式，但是应该指出，本实用新型的实施不限于以下的实施方式。 

参见附图1。一种轨道车辆用智能型空调机组，含有无级直流调速的EC蒸发风机1、无级直流调速的EC冷凝风机2、变频压缩机3、无级调节电加热器4、无级调节新风门5和无级调节回风门6。所述空调结构可采用现在市场有供应的结构件。将所述的结构件进行组装：将所述蒸发器12的出口通过铜管与变频压缩机3的进口连接在一起，将所述变频压缩机3的出口与冷凝器16进口通过铜管连接在一起，将述冷冷凝器16的出口与干燥过滤器15和视液镜14通过铜管连接在一起，将视液镜14的出口通过铜管与热力膨胀阀13的进口连接在一起，将膨胀阀13的出口与蒸发器12的进口连接在一起，形成一个制冷回路系统。将无级调节电加热器4与EC蒸发风机1构成一个制热回路系统。 

在空调机组的新风口设置一个无级调节新风门5，在空调机组的回风口安装一个无级调节回风门6。 

设置一个智能型控制器7并在智能型控制器7上连接一个送风传感器8、一个载荷传感器9、一个回风传感器10和一个新风传感器11。将所述的EC蒸发风机1、EC冷凝风机2、变频压缩机3、无级调节电加热器4、无级调节新风门5和无级调节回风门6连接至智能型控制器7上，使所述的部件接受智能型控制器7的控制。 

所述智能型控制器7由本专利的申请人自行设计和开发，它由DSP数字处理芯片作为主控芯片，芯片内部嵌入模糊逻辑计算系统来控制空调各部件的工作；同时，所述智能型控制器7具有RS232和RS485通讯功能，可实现计算机与轨道车辆网络进行实时的通讯。有关技术本专利的申请人将申请另一项专利要求保护，如实施者需要，本专利的申请人可以提供相关技术或产品。 

所述智能型控制器7能将送风传感器8、载荷传感器9、回风传感器10和新风传感器11采集的信号经模数转换转换成数值量，再通过智能型控制器7内部的模糊控制系统进行控制，驱动无级直流调速的EC蒸发风机1、无级直流调速的EC冷凝风机2、变频压缩机3、无级调节电加热器 4、无级调节新风门5和无级调节回风门6。 

将上述制冷制热部件与智能型控制器7通过空调电气附件组装在一个不锈钢壳体中，形成一个基本的本实用新型的轨道车辆用智能型空调机组。 

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型所述结构的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应该视为本实用新型的保护范围内。 

Claims (5)

1.一种轨道车辆用智能型空调机组，含有EC蒸发风机（1）、EC冷凝风机（2）、变频压缩机（3）、无级调节电加热器（4）、蒸发器（12）和冷凝器（16），所述蒸发器（12）的出口通过铜管与变频压缩机（3）的进口连接在一起，所述变频压缩机（3）的出口与冷凝器（16）进口通过铜管连接在一起，所述冷凝器（16）的出口与干燥过滤器（15）和视液镜（14）通过铜管连接在一起，所述视液镜（14）的出口通过铜管与膨胀阀（13）的进口连接在一起，膨胀阀（13）的出口与蒸发器（12）的进口连接在一起，形成一个制冷回路系统；无级调节电加热器（4）与EC蒸发风机（1）形成一个制热回路系统；其特征在于，在新风口设有无级调节新风门（5），在机组中的回风口安装有无级调节回风门（6）；设置一个智能型控制器（7）并在智能型控制器（7）上连接送风传感器（8）、载荷传感器（9）、回风传感器(10)和新风传感器(11)，将所述EC蒸发风机（1）、EC冷凝风机（2）、变频压缩机（3）、无级调节电加热器（4）、无级调节新风门（5）和无级调节回风门（6）与所述智能型控制器（7）连接并受智能型控制器（7）的控制；将上述EC蒸发风机（1）、EC冷凝风机（2）、变频压缩机（3）、无级调节电加热器（4）、无级调节新风门（5）和无级调节回风门（6）与智能型控制器（7）通过空调电气附件组装在不锈钢壳体中，形成一个空调机组。

2.根据权利要求1所述的一种轨道车辆用智能型空调机组，其特征在于，所述的智能型控制器（7）在制冷循环中连接回风传感器（10）采集轨道车厢内的温度，连接送风传感器（8）采集空调出风的温度，连接新风传感器（11）采集车外的温度，在智能型控制器（7）内设置模糊控制程序控制变频压缩机（3）的频率及无级直流调速的EC蒸发风机（1）和无级直流调速的EC冷凝风机（2）的电压。 

3.根据权利要求1所述的一种轨道车辆用智能型空调机组，其特征在于，所述智能型控制器（7）在加热过程中连接无级直流调速的EC蒸发风机（1）从轨道车厢内吸入气体，连接无级调节电加热器（4）换热后再送入轨道车厢，连接回风传感器（10）采集车厢内的温度，连接送风传感器（8）采集空调出风的温度，连接新风传感器（11）采集车外的温度，在智能型控制器（7）内设置模糊控制程序控制无级调节的电加热器（4）、无级直流调速的EC蒸发风机（1）和无级直流调速的EC冷凝风（2）。

4.根据权利要求1所述的一种轨道车辆用智能型空调机组，其特征在于，所述无级调节新风门（5）采用无级调速的电机。

5.根据权利要求1所述的一种轨道车辆用智能型空调机组，其特征在于，所述无级调节回风门（6）采用无级调速的电机。

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