一种轨道车辆空调新风量控制系统及轨道车辆的制作方法

1.本实用新型属于轨道车辆空调控制技术领域，特别涉及一种轨道车辆空调新风量控制系统。


背景技术：

2.为保证乘客舒适性，轨道车辆空调系统均需要引入新风，用以保障车内良好的空气品质，新风需要不断地引入车内，以更换车内空气，使车内空气保持一定的新鲜度。轨道车辆的空调系统在设计时一般需要根据人均新风量进行设计。目前轨道车辆新风量一般按照轨道车辆合同要求或国家轨道车辆嗵用技术标准要求的人均新风量(10m3/h)进行设计，并依据环境外温等条件进行调节控制。
3.动车组、客车除节假日等特殊时期外，大部分时间均为不满员情况，而地铁、城轨车辆在一天不同时段乘客数量变化较大，因此目前轨道车辆新风量根据外温等条件进行控制时，无法根据车内乘客数量进行实时控制，存在新风热负荷大造成能源浪费、高温情况空调制冷效果不良，或者超员情况下车内空气质量不良的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型主要解决的技术问题是，提供一种基于车厢内co2浓度，实时监控乘客数量，用以对车辆新风量进行精确控制，提高空调系统制冷效果的轨道车辆空调新风量控制系统。
5.为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
6.一种轨道车辆空调新风量控制系统，包括安装在新风口和废排风口处的新风风阀和废排风阀，还包括co2浓度检测装置和空调新风量控制模块，所述空调新风量控制模块设置在空调控制器中，所述co2浓度检测装置与空调新风量控制模块通讯连接，在所述空调新风量控制模块中包括根据co2浓度换算出乘客数量的换算单元和执行单元，所述换算单元与所述co2浓度检测装置通讯连接，所述执行单元与新风风阀和废排风阀通讯连接。
7.进一步，在每节车厢内安装有多个所述co2浓度检测装置，多个co2浓度检测装置均与所述空调新风量控制模块连接，所述空调新风量控制模块取多个co2浓度检测装置发送的实时检测值的平均值作为基准进行乘客数量的换算。
8.进一步，所述co2浓度检测装置安装在空调系统的回风流路中。
9.进一步，所述co2浓度检测装置安装在回风风道的入口处和/或安装在回风风道的出风处和/或安装在空调机组室内侧的回风腔中。
10.进一步，所述co2浓度检测装置为co2浓度传感器。
11.进一步，在所述空调新风量控制模块中预先将新风量划分为多个档位并存储，并将乘客数量划分为多个等级并存储，每个风量档位与乘客数量的等级一一对应。
12.进一步，所述风量档位为所述新风风阀和废排风阀的开度的档位、或新风风阀和废排风阀开启时间的档位。
13.进一步，所述空调新风量控制模块与车辆车门控制单元连接，车门在进入开门模式时，所述空调新风量控制模块中执行单元断开与新风风阀和废排风阀的通讯连接。
14.本实用新型的另一个技术方案是：
15.一种轨道车辆，安装有如上所述的空调新风量控制系统。
16.综上内容，本实用新型所述的一种轨道车辆空调新风量控制系统及轨道车辆，基于co2浓度实时监控车厢内的乘客数量，用以对车辆新风量进行精确控制，在满足乘客舒适性的同时降低新风带来的轨道车辆热负荷，实现能源节约，提高高温条件下空调制冷效果，同时也有利于提高超员条件下车内空气质量。
附图说明
17.附图作为本实用新型的一部分，用来提供对本实用新型的进一步的理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但不构成对本实用新型的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
18.图1是本实用新型系统结构示意图。
19.如图1所示，空调控制器1，新风风阀2，废排风阀3，co2浓度传感器4，空调新风量控制模块5，换算单元6，执行单元7。
20.需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本实用新型的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念。
具体实施方式
21.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
22.如图1所示，本实施例中提供一种轨道车辆空调新风量控制系统，安装于轨道车辆中，在轨道车辆的每节车厢内一般安装有一台或两台空调机组，在每台空调机组内部均安装有空调控制器1，空调控制器1用于控制空调机组的工件状态。
23.为了保证车厢内空气的新鲜度和车厢内的压力平衡，在空调系统中还设置有用于引入新风的新风口和用于引出废排风的废排风口，在新风口和废排风口处分别安装有新风风阀2和废排风阀3，通过控制新风风阀2 和废排风阀3开度的大小、或控制新风风阀2和废排风阀3的开启时间控制空调系统的新风量和废排风量，新风量和废排风量保持平衡，用以保证车厢内的压力处于微正压状态。
24.本实施例中，空调新风量控制系统还包括co2浓度检测装置和空调新风量控制模块5，空调新风量控制模块5设置在空调控制器1中，co2浓度检测装置优选采用co2浓度传感器4。
25.co2浓度传感器4与空调新风量控制模块5通讯连接，在空调新风量控制模块5中包括根据co2浓度换算出乘客数量的换算单元6和执行单元7，换算单元6与co2浓度传感器4通讯连接，co2浓度传感器4与空调新风量控制模块5建立通信连接，将检测的数据信息实时发送至空调新风量控制模块5中，执行单元7与新风风阀2和废排风阀3通讯连接，由执行单元7
根据换算出来的乘客数量按需控制新风风阀2和废排风阀3的开度或开启时间，进而实现新风量和废排风量的控制，实现根据载客量调节新风量的目的，降低新风造成的轨道车辆热负荷，实现能源节约并提高高温环境下制冷效果。
26.为了保证车厢内检测的co2浓度值的精确度，优选在每节车厢内安装有多个co2浓度传感器4，放置在车厢内的不同位置，多个co2浓度传感器4 均与空调新风量控制模块5连接。如图1所示，在车厢内安装有两个co2浓度传感器4，可以设置在车厢的两端部位置。
27.当车厢内安装两台空调机组时，可以采用每台空调机组的空调控制器1分别连接两个co2浓度传感器4的方式，即在车厢内安装有四个co2浓度传感器4。或者，可以采用在车厢内仅安装两个co2浓度传感器4，两个co2浓度传感器4均同时与两个空调机组内的空调控制器1通讯连接的方式，两个空调机组采集相同的数据分别进行控制。
28.空调新风量控制模块5取多个co2浓度传感器4发送的实时检测值的平均值作为基准进行乘客数量的换算。本实施例中，co2浓度传感器4将检测的客室co2浓度数据实时传输至本车客室空调控制器1，空调控制器1 中的空调新风量控制模块5计算出平均值，再依据技术标准进行乘客数量的换算，具体为，根据co2浓度(平均值)变化曲线对数据进行解析，计算co2浓度变化速率，按人均产生的二氧化碳量32g/h计算，根据en 13129 技术标准定义的车内二氧化碳浓度随时间变化微分方程计算公式反推计算出乘客数量，空调控制器1再根据乘客数量，以及技术要求、标准规定的人均新风量计算轨道车辆所需新风量，并依此控制新风风阀2和废排风阀3的开度或开启时间。
29.多个co2浓度传感器4均安装在空调系统的回风流路中，如可以安装在车厢内不同位置的回风风道的入口处，即设置在车厢内的回风口处，也可以安装在回风风道的出风处，或直接安装在空调机组室内侧的回风腔中。
30.为了简化控制方式，本实施例中，优选在空调新风量控制模块5中预先将新风量划分为多个档位并存储，同时将乘客数量也划分为多个等级并存储，更优选，将乘客数量按实时的实际乘客数量与满员乘客数量的比值范围划分为多个等级。每个风量档位与乘客数量的范围等级一一对应。其中，风量档位优选为新风风阀2、废排风阀3的开度的档位，也可以是新风风阀2、废排风阀3开启时间的档位。
31.具体地，新风风阀2和废排风阀3的开度的档位设置为五个档位，分别为0％、30％、50％、80％、100％，实际乘客数量与满员乘客数量的比值范围也划分为五个等级，分别为0％、0％
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30％，30％
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50％，50％
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80％，80％
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100％及100％以上。
32.当车厢为空载状态时，即实际乘客数量与满员乘客数量的比值为0％时，控制新风风阀2和废排风阀3的开度也为0％(新风风阀2和废排风阀3 为关闭状态)。当车厢内实际乘客数量与满员乘客数量的比值为0％
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30％时，控制新风风阀2和废排风阀3的开度为30％。当车厢内实际乘客数量与满员乘客数量的比值为30％
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50％时，控制新风风阀2和废排风阀3的开度为50％。当车厢内实际乘客数量与满员乘客数量的比值为50％
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80％时，控制新风风阀2和废排风阀3的开度为80％。当车厢内实际乘客数量与满员乘客数量的比值为80％
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100％及100％以上(此时车厢为超员状态)时，控制新风风阀2和废排风阀3的开度为100％。新风量等级的划分及新风风阀2和废排风阀3的开度档位的划分，根据不同车辆类型、运行区间的满座率情况而设定，不限于本实施所述的分级方式。
33.本实施例中，空调新风量控制模块5还与车辆的车门控制单元连接，当车门控制单
元控制车门进入开门模式时，即当车辆停靠站、车门处于打开上下客的状态时，空调新风量控制模块5中执行单元7断开与新风风阀2和废排风阀3的信号连接，此时co2浓度数据不参与新风量的控制，开门时，新风风阀2和废排风阀3保持开门前的档位继续工作。待车门关闭时，恢复空调新风量控制模块5与新风风阀2和废排风阀3之间的通讯连接。
34.该控制系统基于co2浓度实时监控车厢内的乘客数量，co2浓度传感器 4将车内co2浓度数据实时传输至本车空调控制器1，空调控制器1根据数据解析换算成乘客数量信息计算轨道车辆所需新风量，再通过调节新风风阀2、废排风阀3的开度或开启时间，进而实现按需精确控制调整本车新风量和废排风量。该控制系统在满足乘客舒适性的同时降低新风带来的轨道车辆热负荷，实现能源节约，提高高温条件下空调制冷效果，同时也有利于提高超员条件下车内空气质量。
35.本实用新型还同时提供一种轨道车辆，在轨道车辆中安装有如上所述的轨道车辆空调新风量控制系统。
36.以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型方案的范围内。