KR101553936B1 - 응하중을 이용한 철도차량의 냉방 및 난방 자동제어장치 - Google Patents

Abstract

응하중을 이용한 철도차량의 냉방 및 난방 자동제어장치가 개시된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 객차의 실내 온도를 측정하는 온도감지센서; 상기 객차의 승객 밀도에 따른 하중 변화를 감지하는 하중감지부; 상기 객차 내부를 냉방하는 냉방유닛; 및 상기 하중감지부의 감지 결과로부터 상기 객차의 승객 하중변화를 산출하고, 상기 온도감지센서로부터 제공받은 실내온도를 기설정된 설정온도와 비교하여 상기 냉방유닛을 작동시키되, 상기 산출된 승객 밀도(응하중)에 따라 기설정된 냉방량으로 상기 냉방유닛을 제어하는 제어부를 포함하는 응하중을 이용한 철도차량의 냉방 자동제어장치가 제공될 수 있다.

Description

응하중을 이용한 철도차량의 냉방 및 난방 자동제어장치{APPARATUS FOR AUTOMATICAL CONTROLLING COOLING AND HEATING USING LOAD COMPENSATING SIGNAL}

본 발명은 철도차량의 냉방 및 난방 자동제어장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 철도차량의 객차를 냉방 또는 난방할 때 승객 밀도에 따라 적절하고 신속하게 냉난방하도록 제어하는 응하중을 이용한 철도차량의 냉방 및 난방 자동제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 철도차량은 실시간으로 많은 승객을 수송할 수 있는 교통수단으로서, 출/퇴근 시간대에는 역에서의 승객 환승률이 높아 객차 내 승객 인원수가 짧은 시간 동안 크게 변동되는 특성이 있다.

철도차량에는 쾌적한 실내 환경 조성을 위하여 냉난방장치가 설치되어 있는바, 이러한 냉난방장치는 객차 내부를 적정 온도로 유지하기 위해 작동될 수 있다.

특히 최근에는 수송능력이 우수하고 편의성이 향상되고 있는 철도차량이 증가하는 추세이며, 이러한 철도차량에 냉방장치 및 난방장치가 설치되어 승객에게 쾌적한 환경을 제공하고자 노력하고 있다.

과거 철도차량용 냉난방장치는 대부분 수동 제어방식을 취하는 것이 일반적이었으나 최근에는 자동제어의 개념이 점차 도입되어 객차 내의 온도센서를 통해 실내 온도를 감지하여 미리 설정된 실내온도로 자동 냉난방 제어를 수행할 수 있다.

예를 들면, 철도차량의 냉난방 자동제어장치는 실내 온도를 감지하는 온도 감지센서와, 이 온도 감지센서로부터 받은 온도정보를 통신 인터페이스를 통하여 소정의 시간 간격으로 종합제어장치로 송신하고 종합제어장치에서 새로운 설정온도정보를 수신하는 경우 기존 설정온도를 업데이트하는 등 현재 온도와 설정온도를 비교하여 자동제어 하는 자동냉난방장치(마이콤 제어방식)를 포함할 수 있다.

그러나, 상기의 종래 철도차량 냉난방 자동제어장치는 각 객차 내부온도가 미리 설정된 온도로만 제어될 수 있을 뿐, 각각의 객차에서 승객 밀도에 따라 요구되는 실내 온도변화에 신속히 대응하여 자동으로 제어할 수 없는바, 이에 따라 각각의 객차를 최적 상태의 온도로 유지할 수 없는 문제점이 있다.

즉, 종래의 철도차량 냉난방 자동제어장치는 철도차량의 객차 혼잡도(승객 밀도)를 고려하지 않고 객차 온도를 자동냉난방장치에서 설정된 온도로 맞추기 위해 제어하기 때문에 특정 객차 칸에 승객이 몰리는 경우에도 단순히 온도감지센서 근처의 실내 온도를 기준으로만 냉난방이 이루어지는 등 느린 반응으로 승객의 열적 불쾌감을 유발한다는 문제점이 있다.

실제로 온도센서는 객차의 벽면 근처에 설치되어 있는바, 이러한 온도 측정 결과는 객차 내에 탑승하고 있는 승객의 체감온도와 상이한 경우가 많으며 내부공기 순환을 통해 온도감지센서가 감지하기까지 긴 대응시간이 소요되고 있다. 특히 출ㅇ퇴근시와 같은 혼잡 시간대에 밀집된 승객 사이의 인체 발열로 인해 더위와 답답함을 느끼는 경우가 많아 승객 밀도에 따른 빠른 대처가 이루어지지 못하는 실정이다.

한편, 특정 역에서 승객수가 급격히 감소되는 경우에는 빠른 대처를 하지 못해 오히려 과다한 냉난방으로 불쾌감을 느끼는 문제도 초래할 수 있다.

한국공개특허 KR10-2010-67308

본 발명의 실시예는, 출/퇴근시와 같은 혼잡시간 대에 철도차량의 객차 별 급격한 승객 인원의 변동을 신속하고 적절하게 감지하여 능동적으로 객차의 냉방 온도를 제어함으로써 승객 밀도와 연동하여 항상 적절한 온도환경을 제공하기 위해 응하중 신호를 이용한 철도차량의 냉방 자동제어장치를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 실시예는, 철도차량의 객차별 급격한 승객 인원의 변동을 신속하고 적절하게 감지하여 능동적으로 객차의 난방 온도를 제어함으로써 승객 밀도와 연동하여 항상 적절한 온도환경을 제공하기 위해 응하중 신호를 이용한 철도차량의 난방 자동제어장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 객차의 실내 온도를 측정하는 온도감지센서; 상기 객차의 승객 밀도에 따른 하중 변화를 감지하는 하중감지부; 상기 객차 내부를 냉방하는 냉방유닛; 상기 하중감지부의 감지 결과로부터 하중변화 정도를 산출하고, 상기 온도감지센서로부터 제공받은 실내온도를 기설정된 설정온도와 비교하여 상기 냉방유닛을 작동시키되, 상기 산출된 승객 밀도(응하중)에 따라 기설정된 냉방량으로 상기 냉방유닛을 제어하는 제어부를 포함하는 응하중을 이용한 철도차량의 냉방 자동제어장치가 제공될 수 있다.

또한 상기 하중감지부는, 상기 객차 하부에 복수개로 마련된 공기스프링의 내압을 측정하는 압력센서를 포함할 수 있다.

또한 상기 제어부는, 상기 객차 내부로 출력되는 상기 냉방량을 아날로그 방식으로 조절할 수 있다.

여기서 상기 제어부는, 상기 객차의 냉방 제어시 상기 객차의 공차하중과 만차하중 사이에서 상기 냉방량이 상기 승객 밀도(응하중)의 증가에 따라 선형적으로 증가하도록 상기 냉방유닛의 냉방출력을 제어할 수 있다.

한편 상기 제어부는, 상기 객차 내부로 출력되는 상기 냉방량을 디지털 방식으로 조절할 수 있다.

여기서 상기 제어부는, 상기 객차의 냉방 제어시 상기 승객 밀도(응하중)의 증가에 따라 상기 냉방유닛의 단위냉방기 가동 개수를 증가시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 객차의 실내 온도를 측정하는 온도감지센서; 상기 객차의 승객 밀도에 따른 하중 변화를 감지하는 하중감지부; 상기 객차 내부를 난방하는 난방유닛; 상기 하중감지부의 감지 결과로부터 하중변화 정도를 산출하고, 상기 온도감지센서로부터 제공받은 실내온도를 기설정된 설정온도와 비교하여 상기 난방유닛을 작동시키되, 상기 산출된 승객 밀도(응하중)에 따라 기설정된 난방량으로 상기 난방유닛을 제어하는 제어부를 포함하는 응하중을 이용한 철도차량의 난방 자동제어장치가 제공될 수 있다.

여기서 상기 하중감지부는, 상기 객차 하부에 복수 개로 마련된 공기스프링의 내압을 측정하는 압력센서를 포함할 수 있다.

또한 상기 제어부는, 상기 객차 내부로 출력되는 상기 난방량을 아날로그 방식으로 조절할 수 있다.

여기서 상기 제어부는, 상기 객차의 난방 제어시 상기 객차의 공차하중과 만차하중 사이에서 상기 난방량이 상기 승객 밀도(응하중)의 증가에 따라 선형적으로 감소하도록 상기 난방유닛의 난방출력을 제어할 수 있다.

또한 상기 제어부는, 상기 객차 내부로 출력되는 상기 난방량을 디지털 방식으로 조절할 수 있다.

여기서 상기 제어부는, 상기 객차의 난방 제어시 상기 승객 밀도(응하중)의 증가에 따라 상기 난방유닛의 단위난방기 가동 개수를 감소시킬 수 있다.

본 발명에 따른 실시예에 의하면, 혼잡시간 대에 철도차량의 객차 별 급격한 승객 인원의 변동에 따라 신속하고 적절하게 객차의 냉방 또는 난방 온도를 제어함으로써 승객 인원수의 증감에 대해 신속히 제어된 최적의 온도환경을 제공할 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 실시예에 의하면, 온도감지센서 위치에 따라국부적 온도만 기반으로 제어하는 방식의 느리고 단편적이라는 단점을 보완할 수 있는바, 이에 따라 승객 수의 변동을 빠른 시간에 감지하여 이를 객차 실내온도 제어에 반영함으로써 적절한 온도환경을 제공할 수 있다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 응하중을 이용한 철도차량의 냉방 및 난방 자동제어장치가 설치된 객차를 나타낸 측면도,
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 응하중을 이용한 철도차량의 냉방 자동제어장치를 나타낸 블록도,
도3은 도2의 냉방 자동제어장치에서 응하중 신호에 따라 냉방량을 아날로그 방식으로 제어하는 제어부의 제어 로직을 나타낸 도면,
도4는 도2의 냉방 자동제어장치에서 응하중 신호에 따라 냉방량을 디지털 방식으로 제어하는 제어부의 제어 로직을 나타낸 도면,
도5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 응하중을 이용한 철도차량의 난방 자동제어장치를 나타낸 블록도,
도6은 도5의 난방 자동제어장치에서 응하중 신호에 따라 난방량을 아날로그 방식으로 제어하는 제어부의 제어 로직을 나타낸 도면,
도7은 도5의 난방 자동제어장치에서 응하중 신호에 따라 난방량을 디지털 방식으로 제어하는 제어부의 제어 로직을 나타낸 도면.

이하, 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.

본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일한 명칭 및 부호가 사용되며 이에 따른 부가설명은 생략한다.

먼저 도1 내지 도4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 철도차량의 냉방 자동제어장치에 대하여 설명한다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 응하중을 이용한 철도차량의 냉방 및 난방 자동제어장치가 설치된 객차를 나타낸 측면도이고, 도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 응하중을 이용한 철도차량의 냉방 자동제어장치를 나타낸 블록도이며, 도3은 도2의 냉방 자동제어장치에서 응하중 신호에 따라 냉방량을 아날로그 방식으로 제어하는 제어부의 제어 로직을 나타낸 도면이고, 도4는 도2의 냉방 자동제어장치에서 응하중 신호에 따라 냉방량을 디지털 방식으로 제어하는 제어부의 제어 로직을 나타낸 도면이다.

도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예는 응하중을 이용한 철도차량의 냉방 자동제어장치에 관한 것으로, 온도감지센서(100)와, 하중감지부(200)와, 냉방유닛(300) 및 제어부(400)를 포함하여 구성될 수 있다.

참고로, 도1은 철도차량(1)을 구성하고 있는 객차(10)를 부분적으로 나타낸 것으로, 통상 철도차량(1)은 복수개의 객차(10)가 서로 연결되어 이루어질 수 있는바, 여기서 철도차량(1)이란 기관차, 전철, 전기동차, 열차와 같이 복수개의 객차(10)가 서로 연결되어 궤도에서 이동하는 교통수단을 의미할 수 있다.

도1에 도시된 객차(10)에는 본 실시예를 통해 설명될 구성들이 설치될 수 있는바, 본 발명의 실시예는 철도차량의 냉방을 위한 냉방 자동제어장치와 난방을 위한 난방 자동제어장치로 구분되지만 도1에서 냉방유닛(300)과 난방유닛(500)을 함께 나타내었으며, 필요에 따라 냉방유닛(300)과 난방유닛(500)을 선택하여 작동시킬 수 있다.

상기 온도감지센서(100)는 철도차량을 구성하는 각 객차(10)의 실내 온도를 측정하기 위한 구성으로서, 온도감지센서(100)는 객차(10) 내부에 하나 또는 필요에 따라 2개 이상으로 설치될 수 있다.

본 실시예에서 온도감지센서(100)는 복수개 사용될 수 있는바, 예컨대 출입문과 선반 사이의 벽면에 설치될 수 있고, 이로부터 객차(10) 대각선 방향으로 반대편 출입문에도 설치될 수 있다.

온도감지센서(100)가 2개 이상 사용되는 경우, 각 온도감지센서(100)에서 측정한 값의 평균값이 객실의 실내온도가 될 수 있다. 상기 온도감지센서(100)는 철도차량의 냉난방장치에서 일반적으로 널리 알려진 구성요소이므로 온도감지센서(100)에 대한 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.

한편, 상기 하중감지부(200)는 객차(10)의 승객 인원수 또는 승객 인원수에 따른 하중 변화를 감지할 수 있는 구성으로서, 승객 인원수(즉, 승객 밀도)에 따라 객차(10)의 냉방량(또는 난방량)을 제어하여 객차(10)의 승객 혼잡도와 상관없이 승객에게 적절한 온도환경을 제공하는 구성이다.

즉, 객차(10)에 탑승한 승객 인원수가 많을 때에는 승객들의 체열로 인해 객차(10)의 내부 온도가 상승하게 되고 느린 내부공기 순환에 따라 국부적으로 실내 온도의 편차가 존재하게 되어 냉방이 실행되고 있음에도 불구하고 승객은 더위를 느낄 수 있지만, 종래에는 이러한 승객 밀도를 전혀 반영하지 않고 실내온도와 설정온도 사이에서의 냉방제어만을 수행하였는바, 본 실시예에 따른 하중감지부(200)를 통해 승객 인원수에 따른 빠르고 효율적인 냉방 제어가 가능하다.

여기서, 상기 하중감지부(200)는 도1, 도3 및 도4에 도시된 바와 같이 객차(10) 하부에 복수개로 마련된 공기스프링(20)의 내압을 측정할 수 있는 압력센서(210)를 포함할 수 있다.

통상적으로, 객차(10)의 각 차륜에는 승차감 개선을 위한 서스펜션이 마련되는바, 철도차량에는 압축공기를 이용하는 공기스프링(20)이 서스펜션으로 사용될 수 있다.

공기스프링(20)은 객차(10) 하부에 복수개로 마련될 수 있는바, 객차(10) 1량에 2대의 대차가 있어 각 대차의 좌우에 각각 두개씩의 차륜을 구비하는 경우 공기스프링(20) 또한 4개가 설치될 수 있지만, 상기 공기스프링(20)의 개수는 객차(10)의 구조나 대차 구조에 따라 변경될 수 있다.

따라서, 도3 및 도4에 도시된 바와 같이 상기 하중감지부(200)는 복수개(예컨대, n개)의 공기스프링(20)의 내압을 측정하는 압력센서(210)를 포함할 수 있으며, 그 압력센서(210)로부터 압력값에 대한 신호를 받아 공전변환(공기압력을 전기적 신호로 변환)하고, 압력센서(210)가 2개 이상일 경우 그 값들을 평균하여 응하중 신호로 출력할 수 있다.

즉, 하중감지부(200)에는 별도로 도시하지는 않았지만 공전변환기 및 여러 개의 전기적 신호의 평균값을 산출할 수 있는 평균회로가 포함될 수 있다.

그러므로, 하중감지부(200)에서 출력되는 응하중 신호(값)에 의하여 객차(10) 내부의 승객 밀도 또는 승객 밀도에 따른 하중 변화를 감지할 수 있다.

한편, 상기 냉방유닛(300)은 객차(10) 내부를 냉방하는 구성으로서, 제어부(400)로부터 제어신호를 받아서 소정의 설정온도로 객차(10)내부를 냉방하게 되는데, 냉방유닛(300)은 철도차량에서 일반적으로 널리 알려진 구성에 속하므로 자세한 설명은 생략한다.

또한, 상기 제어부(400)는 하중감지부(200)의 감지 결과로부터 현재 응하중을 산출하고, 온도감지센서(100)로부터 제공받은 실내온도를 내부에 기 설정된 설정온도와 비교하여 객차(10)의 실내온도가 설정온도에 도달하도록 상기 냉방유닛(300)을 작동시킬 수 있다.

또한 본 실시예에 의하면 하중변화가 입력되면 승객밀도(응하중)에 따라 제어부(400)에 기설정된 냉방량으로 냉방유닛(300)을 제어할 수 있다. 냉방유닛(300)은 객차(10)의 실내온도를 설정온도로 맞추기 위하여 선행적으로 냉방을 수행하지만, 제어부(400)가 상기 하중감지부(200)의 응하중 신호를 통하여 객차(10)의 승객밀도(응하중)에 대한 정보를 추가로 입력 받은 다음, 승객 밀도에 따라 신속하고 적절한 냉방량을 출력하도록 상기 냉방유닛(300)을 제어할 수 있다.

따라서, 객차(10)에 탑승한 승객이 많을 경우 제어부(400)는 객실로 출력되는 냉방유닛(300)의 냉방량을 증대하여 객실의 실내온도가 신속하게 설정온도에 도달하여 승객이 더위를 느끼지 않도록 할 수 있으며, 탑승 승객이 없을 경우 냉방유닛(300)의 냉방량을 감소시켜 승객이 추위를 느끼지 않도록 할 수 있다.

여기서, 상기 냉방유닛(300)의 냉방량은 객실로 토출되는 냉기의 토출 속도 또는 풍량에 의해 조절될 수 있다.

도3에 도시된 바와 같이, 제어부(400)는 객실로 출력되는 냉방유닛(300)의 냉방량을 아날로그 방식으로 조절할 수 있다.

제어부(400)가 냉방량을 아날로그 방식으로 조절하기 위해서 상기 냉방유닛(300)은 그 출력이 연속적으로 변동되는 타입일 수 있다. 즉, 제어부(400)의 제어신호에 의해 냉방유닛(300)의 냉방부하가 연속적으로 변화됨에 따라 객실로 출력되는 냉방량이 연속적으로 점차 증가하거나 감소될 수 있다.

이때, 제어부(400)는 객차(10)의 냉방 제어시 객차(10)의 공차하중과 만차하중 사이에서 냉방량이 승객 인원수(응하중값)의 증가에 따라 선형 비례적으로 증가하도록 상기 냉방유닛(300)의 냉방출력을 제어할 수 있다.

도3에 도시된 바와 같이 객차(10) 내부에 승객이 전혀 없는 공차하중 상태에서 설정온도를 위한 필요냉방량(냉방부하)이 시작점(A)으로 될 수 있는바, 이 시작점으로부터 응하중 값이 증가함에 따라 객차(10)로 출력되는 냉방량도 선형 비례적으로 증가하도록 상기 제어부(400)는 냉방유닛(300)의 냉방출력(냉방부하입력)을 증가시킬 수 있다.

냉방유닛(300)의 냉방부하는 객차(10)에 냉방량 조절을 위한 한계 범위의 승객이 탑승한 최대점(B)까지 선형 비례적으로 증가할 수 있는데, 이 최대점은 만차하중이 될 수 있다. 공차하중과 만차하중은 객차(10) 제작사양서에 명시되어 있는 것을 기초로 적절하게 설정할 수 있다. 또한 응하중 값이 상기 만차하중 이상이더라도 냉방유닛(300)의 냉방부하는 만차하중시의 냉방부하 값과 동일하게 설정될 수 있다.

예컨대, 여름철에 객차(10) 실내온도를 적정온도로 맞추기 위해 설정온도를 25℃로 설정하면, 제어부(400)는 객차(10) 실내온도를 설정온도에 맞추기 위해 냉방유닛(300)을 작동시키는데 이때 하중감지부(200)로부터 제공받은 응하중 신호를 이용하여 승객 밀도에 따른 냉방량을 출력하게 된다.

따라서, 객차(10) 내부에 승객이 전혀 없는 경우에는 공차하중에서 필요한 냉방량을 출력하고, 만차 상태에서는 냉방유닛(300)이 낼 수 있는 최대 냉방량을 출력하며, 공차하중과 만차하중 사이에서는 응하중 신호값에 비례하여 냉방량을 연속적으로 증가시킨다.

한편, 도4에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(400)는 객실로 출력되는 냉방유닛(300)의 냉방량을 디지털 방식으로 조절할 수 있다.

제어부(400)가 냉방량을 디지털 방식으로 조절하는 경우는 냉방유닛(300)의 출력량이 앞에서 설명한 바와 같이 연속적으로 변동될 수 없는 경우로서, 예를 들면 냉방유닛(300)이 복수개의 단위냉방기(310)를 구비하고 있고, 이 단위냉방기(310)를 개별적으로 온, 오프함으로써 전체 냉방량이 조절되는 경우가 될 수 있다.

그러므로, 제어부(400)는 객차(10)의 냉방 제어시 응하중 값의 증가에 따라 냉방유닛(300)의 단위냉방기(310) 가동 개수를 증가시킴으로써 냉방량을 증가시킬 수 있다.

예를 들어, 냉방유닛(300)이 3개의 단위냉방기(310)를 구비하고 있는 경우, 제어부(400)는 객차(10) 실내온도를 설정온도에 맞추기 위해 냉방유닛(300)을 작동시키는데, 공차하중에서는 1개의 단위냉방기(310)를 가동시키고 만차하중에서는 3개의 단위냉방기(310) 전체를 가동시키며, 공차하중과 만차하중 사이의 소정 범위에서는 2개의 단위냉방기(310)를 가동시켜 객차(10) 내부로 출력되는 냉방량을 단계적인 디지털 방식으로 조절한다.

이하, 도5 내지 도7을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 응하중을 이용한 철도차량의 난방 자동제어장치에 대하여 설명한다.

도5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 응하중을 이용한 철도차량의 난방 자동제어장치를 나타낸 블록도이고, 도6은 도5의 난방 자동제어장치에서 응하중 신호에 따라 난방량을 아날로그 방식으로 제어하는 제어부의 제어 로직을 나타낸 도면이며, 도7은 도5의 난방 자동제어장치에서 응하중 신호에 따라 난방량을 디지털 방식으로 제어하는 제어부의 제어 로직을 나타낸 도면이다.

도5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예는 응하중을 이용한 철도차량의 난방 자동제어장치에 관한 것으로, 온도감지센서(100)와, 하중감지부(200)와, 난방유닛(500) 및 제어부(400)를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 상기 온도감지센서(100) 및 하중감지부(200)는 앞에서 설명한 본 발명의 일 실시예의 온도감지센서(100) 및 하중감지부(200)와 동일하므로 설명을 생략한다.

상기 난방유닛(500)은 객차(10) 내부를 난방하기 위한 구성으로서, 제어부(400)로부터 제어신호를 받아서 소정의 설정온도로 객차(10) 내부를 난방하게 되는데, 난방유닛(500)은 철도차량에서 일반적으로 널리 알려진 구성에 해당하므로 상세한 설명은 생략한다.

상기 제어부(400)는 하중감지부의 감지 결과로부터 현재 응하중을 산출하고, 온도감지센서(100)로부터 제공받은 실내온도를 사용자가 설정한 설정온도와 비교하여 객차(10)의 실내온도가 설정온도에 도달하도록 상기 난방유닛(500)을 작동시킬 수 있다.

또한 본 실시예에 의하면 하중변화가 입력되면 승객밀도(응하중)에 따라 제어부(400)에 기설정된 난방량으로 난방유닛(500)을 제어할 수 있다.

난방유닛(500)은 객차(10)의 실내온도를 설정온도로 맞추기 위하여 선행적으로 난방을 수행하지만, 제어부(400)가 상기 하중감지부(200)의 응하중 신호를 통하여 객차(10)의 승객 밀도(응하중)에 대한 정보를 추가로 입력 받은 다음, 승객 밀도에 따라 신속하고 적절한 난방량을 출력하도록 상기 난방유닛(500)을 제어할 수 있다.

따라서, 객차(10)에 탑승한 승객이 많을 경우 제어부(400)는 객실로 출력되는 난방유닛(500)의 난방량을 감소시켜 과도한 난방으로 인해 승객이 답답함을 느끼지 않도록 할 수 있다.

도6에 도시된 바와 같이, 제어부(400)는 객차(10) 내부로 출력되는 난방유닛(500)의 난방량을 아날로그 방식으로 조절할 수 있다.

제어부(400)가 난방량을 아날로그 방식으로 조절하기 위해서 상기 난방유닛(500)은 그 출력이 연속적으로 변동되는 타입일 수 있다. 즉, 제어부(400)의 제어신호에 의해 난방유닛(500)의 난방부하가 연속적으로 변화됨에 따라 객실로 출력되는 난방량이 연속적으로 점차 증가하거나 감소될 수 있다.

이때, 제어부(400)는 객차(10)의 난방 제어시 객차(10)의 공차하중과 만차하중 사이에서 난방량이 승객 인원수(응하중값)의 증가에 따라 선형적으로 감소하도록 상기 난방유닛(500)의 난방부하입력을 제어할 수 있다.

도6에 도시된 바와 같이 객차(10) 내부에 승객이 전혀 없는 공차하중 상태에서 설정온도를 위한 필요난방량(난방부하)이 시작점(C)으로 될 수 있는바, 이 시작점(C)으로부터 응하중 값이 증가함에 따라 객차(10)로 출력되는 난방량도 선형적으로 감소하도록 상기 제어부(400)는 난방유닛(500)의 난방출력(난방부하 입력)을 감소시킬 수 있다.

난방유닛(500)의 난방부하는 객차(10)에 난방량 조절을 위한 한계 범위의 승객이 탑승한 최대점(D)까지 선형적으로 감소할 수 있는데, 이 최대점은 만차하중이 될 수 있다. 공차하중과 만차하중은 객차(10) 제작사양서에 명시되어 있는 것을 기초로 적절하게 설정할 수 있다.

예컨대, 겨울철에 객차(10) 실내온도를 적정온도로 맞추기 위해 설정온도를 25℃로 설정하면, 제어부(400)는 객차(10) 실내온도를 설정온도에 맞추기 위해 난방유닛(500)을 작동시키는데 이때 하중감지부(200)로부터 제공받은 응하중 신호를 이용하여 승객 밀도에 따른 난방량을 출력하게 된다.

따라서, 객차(10) 내부에 승객이 전혀 없는 경우에는 공차하중에서 필요한 난방량을 출력하고, 만차 상태에서는 승객의 체열을 감안하여 공차하중시 보다 감소한 난방량을 출력하며, 공차하중과 만차하중 사이에서는 응하중 신호값에 반비례하여 난방량을 연속적으로 감소시킨다.

한편, 도7에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(400)는 객실로 출력되는 난방유닛(500)의 난방량을 디지털 방식으로 조절할 수 있다.

제어부(400)가 난방량을 디지털 방식으로 조절하는 경우는 난방유닛(500)의 출력량이 앞에서 설명한 바와 같이 연속적으로 변동될 수 없는 경우로서, 예를 들면 난방유닛(500)이 복수개의 단위난방기(510)를 구비하고 있고, 이 단위난방기(510)를 개별적으로 온, 오프함으로써 전체 난방량이 조절되는 경우가 될 수 있다.

그러므로, 제어부(400)는 객차(10)의 난방 제어시 응하중 값의 증가에 따라 난방유닛(500)의 단위난방기(510) 가동 개수를 감소시킴으로써 난방량을 감소시킬 수 있다.

예를 들어, 난방유닛(500)이 3개의 단위난방기(510)를 구비하고 있는 경우, 제어부(400)는 객차(10) 실내온도를 설정온도에 맞추기 위해 난방유닛(500)을 작동시키는데, 공차하중에서는 3개의 단위난방기(510)를 가동시키고 만차하중에서는 1개의 단위난방기(510)를 가동시키며, 공차하중과 만차하중 사이의 소정 범위에서는 2개의 단위난방기(510)를 가동시켜 객차(10) 내부로 출력되는 난방량을 단계적인 디지털 방식으로 조절할 수 있다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 설명된 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범위 내에서 얼마든지 구성요소의 치환과 변경이 가능한 바, 이 또한 본 발명의 권리에 속하게 된다.

1 : 철도차량 10 : 객차
20 : 공기스프링 100 : 온도감지센서
200 : 하중감지부 210 : 압력센서
300 : 냉방유닛 310 : 단위냉방기
400 : 제어부 500 : 난방유닛
510 : 단위난방기

Claims (12)

1. 객차의 실내 온도를 측정하는 온도감지센서;
   상기 객차의 승객 밀도에 따른 하중 변화를 감지하는 하중감지부;
   상기 객차 내부를 냉방하는 냉방유닛; 및
   상기 하중감지부의 감지 결과로부터 하중변화 정도를 산출하고, 상기 온도감지센서로부터 제공받은 실내온도를 기설정된 설정온도와 비교하여 상기 냉방유닛을 작동시키되, 상기 산출된 승객 밀도(응하중)에 따라 기설정된 냉방량으로 상기 냉방유닛을 제어하는 제어부를 포함하고,
   상기 제어부는, 상기 객차 내부로 출력되는 상기 냉방량을 디지털 방식으로 조절하며 상기 객차의 냉방 제어시 상기 승객 밀도(응하중)의 증가에 따라 상기 냉방유닛의 단위냉방기 가동 개수를 증가시키는 응하중을 이용한 철도차량의 냉방 자동제어장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 하중감지부는, 상기 객차 하부에 복수개로 마련된 공기스프링의 내압을 측정하는 압력센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 응하중을 이용한 철도차량의 냉방 자동제어장치.
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4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 객차의 실내 온도를 측정하는 온도감지센서;
   상기 객차의 승객 밀도에 따른 하중 변화를 감지하는 하중감지부;
   상기 객차 내부를 난방하는 난방유닛; 및
   상기 하중감지부의 감지 결과로부터 하중변화 정도를 산출하고, 상기 온도감지센서로부터 제공받은 실내온도를 기설정된 설정온도와 비교하여 상기 난방유닛을 작동시키되, 상기 산출된 승객 밀도(응하중)에 따라 기설정된 난방량으로 상기 난방유닛을 제어하는 제어부를 포함하고,
   상기 제어부는, 상기 객차 내부로 출력되는 상기 난방량을 디지털 방식으로 조절하며 상기 객차의 난방 제어시 상기 승객 밀도(응하중)의 증가에 따라 상기 난방유닛의 단위난방기 가동 개수를 감소시키는 응하중을 이용한 철도차량의 난방 자동제어장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 하중감지부는, 상기 객차 하부에 복수개로 마련된 공기스프링의 내압을 측정하는 압력센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 응하중을 이용한 철도차량의 난방 자동제어장치.
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