一种基于融冰式变风量的真空管道列车热环境控制装置

本发明涉及轨道交通制冷，具体涉及一种应用在真空管道列车的热环境控制装置。

背景技术：

1、真空管道列车在近似真空的密闭管道中运行，相较于常压下的运行环境车,列车阻力将大大减小,从而能够有效地降低运行能耗，提高运行速度。但由于真空管道内空气稀薄，对流传热能力差，且为保证真空管道内热环境的稳定，列车空气调节系统无法向真空管道内排散大量的热，使得常规的铁路列车空调装置无法应用于真空管道列车。因此，有必要设计一种针对真空管道列车的热环境控制装置，提升车内乘客的舒适性。

技术实现思路

1、基于以上问题，本发明的目的在于提供一种真空管道列车热环境控制装置。该装置基于融冰式变风量原理，能够吸收并储存所控制环境内的热量，并通过调节一次回风和二次回风的比例，保持出口送风参数的相对稳定，控制车内热环境，从而解决真空管道列车的车内热环境控制问题。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

3、一种基于融冰式变风量的真空管道列车热环境控制装置，包括：融冰换热设备、变风量箱、温度传感器和风量控制器，所述融冰换热设备和变风量箱由保温隔热材料包覆；所述融冰换热设备内依次设有一次回风口、变频风机和蓄冰板；所述变风量箱内依次设有二次回风口、风阀、增压风机和送风口；所述一次回风口和风阀、送风口贯通，所述二次回风口和送风口贯通，以形成通风通道；所述蓄冰板由具有一定支撑功能的导热金属材料制成，并按一定间隔沿空气流动方向排列，可与车厢内空气交换热量以调节车内温度；列车运行时，在所述变频风机的作用下，所述车厢内空气依次流经所述变频风机、蓄冰板、风阀，并与由车厢内引入的二次回风混合，共同通过增压风机经送风口返回至车厢。所述风量控制器与温度传感器、风阀、变频风机电性相连。温度传感器用于采集调节区域内的温度信号并传送给所述风量控制器，风量控制器再根据所述温度信号控制变频风机和风阀的工作状态，所述融冰换热设备和变风量箱置于车厢顶部夹层中，并对称布置在车厢两端。

4、所述蓄冰板可拆卸，并在车辆运行前置于低温环境中进行冷冻制冰，制冰完成后将其安装在车上；列车运行时，在变频风机的作用下，车厢中部分空气作为一次回风由一次回风口流经蓄冰板并发生热量交换，并通过所述风阀流入变风量箱。同时，在变频风机和增压风机的共同作用下，车内部分空气作为二次回风通过二次回风口进入变风量箱中，并与冷却后的一次回风在变风量箱内混合，最后在增压风机的作用下经送风口返回至车厢。增压风机送入车内的总风量不变，保证车内气流组织稳定。由于融冰过程中蓄冰板内表面融化的水会成为削弱冰与空气传热效果的热阻，当一次回风通过融冰换热设备冷却后的温度发生变化时，控制器根据温度传感器控制变频风机和风阀的工作状态，改变一次风和二次风的比例，保证送风温度的稳定。

5、进一步地，所述融冰换热设备和变风量箱表面附有保温隔热层和隔音材料。

6、进一步地，所述增压风机的送风量大于变频风机的最大风量。

7、进一步地，所述蓄冰板可以快速安装和拆卸，能够将其置于低温环境中进行冷冻制冰。

8、进一步地，在本发明较佳的实例中，回风口和送风口可设置除尘滤网。

9、进一步地，在本发明较佳的实例中，可在送风口前端加入除湿增湿装置、二氧化碳吸收装置和制氧装置等，增加空调器除湿增湿、空气净化功能和供氧等功能。

10、本发明具有以下有益效果：

11、本发明提供的一种基于融冰式变风量的真空管道列车热环境控制装置，可以通过内置有蓄冰板的融冰换热设备，利用冰的相变潜热吸收车内空气的热量，冷却车内空气，同时通过变频风机实时调节一次回风和二次回风的比例，减弱冰块融化中产生的水对融冰换热设备冷却效果造成的影响，有效控制车内热环境。此装置结构简单，方法可靠，使用寿命长，工作稳定，使用灵活，且无需过多维护，有效解决了传统列车空调系统无法应用在真空管道列车中的难题，可用于吸收真空管道列车车厢内多余的热量，稳定保障车内热环境。

12、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

技术特征：

1.一种基于融冰式变风量的真空管道列车热环境控制装置，其特征在于：包括融冰换热设备、变风量箱、温度传感器和风量控制器；所述融冰换热设备内依次设有一次回风口、变频风机和蓄冰板；所述变风量箱内依次设有二次回风口、风阀、增压风机和送风口；所述一次回风口和风阀、送风口贯通，所述二次回风口和送风口贯通，以形成通风通道；所述风量控制器与温度传感器、风阀、变频风机电性相连。

2.根据权利要求1所述的基于融冰式变风量的真空管道列车热环境控制装置，其特征在于：所述温度传感器用于采集调节区域内的温度信号并传送给所述变风量控制器，所述变风量控制器用于根据所述温度信号控制所述变频风机和所述风阀的工作状态。

3.根据权利要求1所述的基于融冰式变风量的真空管道列车热环境控制装置，其特征在于：所述蓄冰板按一定间隔沿空气流动方向排列，空气流经所述蓄冰板之间的流道并与冰进行换热，所述蓄冰板由具有一定支撑功能的导热金属材料制成。

4.根据权利要求1所述的基于融冰式变风量的真空管道列车热环境控制装置，其特征在于：所述增压风机的送风量大于变频风机的最大回风量。

5.根据权利要求1所述的基于融冰式变风量的真空管道列车热环境控制装置，其特征在于：所述箱体表面附有保温隔热层和隔音材料。

6.根据权利要求1所述的基于融冰式变风量的真空管道列车热环境控制系统，其特征在于：所述蓄冰板可以快速安装和拆卸，当真空管道列车停靠于车站时，所述蓄冰板可置于低温环境中进行制冰。

技术总结
本发明公开了一种基于融冰式变风量的真空管道列车热环境控制装置，涉及轨道交通制冷技术领域，包括融冰换热设备、变风量箱、温度传感器和风量控制器；所述融冰换热设备内依次设有一次回风口、变频风机和蓄冰板；所述变风量箱内依次设有二次回风口、风阀、增压风机和送风口；所述一次回风口和风阀、送风口贯通，所述二次回风口和送风口贯通，以形成通风通道；所述风量控制器与温度传感器、风阀、变频风机电性相连，温度传感器用于采集调节区域内的温度信号并传送给所述风量控制器，风量控制器再根据所述温度信号控制变频风机和风阀的工作状态。该装置置于车厢顶部夹层中，并对称布置在车厢两端，能够吸收并储存所控制环境内的热量，并调节一次回风和二次回风的比例，保持出口送风参数的相对稳定，控制车内热环境的稳定。

技术研发人员：毕海权,王君宜,王宏林,李印川
受保护的技术使用者：西南交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16