车辆管路的防冻方法及车辆防冻管路与流程

本公开涉及管路防冻，具体地涉及一种车辆管路的防冻方法及车辆防冻管路。

背景技术：

1、相关技术中，对于车辆的管路防冻通常采用的方法是在管路外部缠绕伴热和隔热材料，以防止当车辆在较低的温度环境中运行时，管路内的流体温度过低导致的流体凝固，损坏车辆内的管路以及与管路相连接的相关设备。

2、但是，发明人在实现本发明构思的过程中发现：由于车辆内设备复杂，管路在复杂设备的间隙中通过，缠绕的伴热材料的数量一般是基于先验经验估计的，一般会使用过量的伴热材料以保证管路内的流体温度，不仅造成伴热材料的浪费，还影响管路的日常检修。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本公开提供了一种车辆管路的防冻方法及车辆防冻管路。

2、根据本公开的一个方面，提供了一种车辆管路的防冻方法，包括：根据目标车辆的管路传热参数和目标车辆的运行环境参数，构建管路传热约束条件，其中，管路传热约束条件表征加热组件与管路内流体的传热功率与管路内的流体与外部环境的传热功率之间的约束关系；基于管路传热约束条件，得到预安装在目标车辆的管路上的相邻加热组件之间的距离阈值；其中，距离阈值表征相邻加热组件之间最大间隔距离；基于距离阈值和目标车辆的管路空间信息，生成加热组件的目标安装位置；以及按照目标安装位置，在目标车辆的管路上安装加热组件。

3、根据本公开的实施例，根据目标车辆的管路传热参数和目标车辆的运行环境参数，构建管路传热约束条件，包括：从运行环境参数中得到流体冻结温度和管路末端温度；以及根据流体冻结温度、管路末端温度和目标车辆的管路传热参数，构建管路传热约束条件。

4、根据本公开的实施例，根据流体冻结温度、管路末端温度和目标车辆的管路传热参数，构建管路传热约束条件，包括：将流体冻结温度确定为相邻加热组件之间的温度平衡点的阈值；将管路末端温度确定为加热组件的工作温度阈值；以及根据温度平衡点的阈值、工作温度阈值和目标车辆的管路传热参数，构建管路传热约束条件。

5、根据本公开的实施例，运行环境参数包括环境最低温度；管路传热参数包括：管路材料导热系数、流体导热系数、隔热材料导热系数、管路尺寸和隔热材料厚度。

6、根据本公开的实施例，根据温度平衡点的阈值、工作温度阈值和目标车辆的管路传热参数，构建管路传热约束条件，包括：根据管路材料导热系数、流体材料导热系数、管路尺寸、工作温度阈值、平衡点温度的阈值和相邻加热组件之间的待定间隔距离，得到加热组件与管路内流体的传热功率；根据隔热材料导热系数、管路尺寸、环境最低温度和隔热材料厚度，得到管路内的流体与外部环境的传热功率；以及基于加热组件与管路内流体的传热功率和管路内的流体与外部环境的传热功率，构建管路传热约束条件。

7、根据本公开的实施例，基于管路传热约束条件，得到预安装在目标车辆的管路上的相邻加热组件之间的距离阈值，包括：在确定加热组件与管路内流体的传热功率与管路内的流体与外部环境的传热功率相等的情况下，得到相邻加热组件之间的待定间隔距离的最大值；将待定间隔距离的最大值确定为距离阈值。

8、根据本公开的实施例，目标车辆的管路可以包括多段不同材质的管路，上述方法还包括：针对第一材质的管路，根据第一材质的管路传热参数和管路传热约束条件，得到在第一材质的管路上的相邻加热组件之间的第一距离阈值；针对第二材质的管路，根据第二材质的管路传热参数和管路传热约束条件，得到在第一材质的管路上的相邻加热组件之间的第二距离阈值；以及将第一距离阈值与第二距离阈值中的最小值确定为第一材质的管路与第二材质的管路连接处的相邻加热组件的距离阈值。

9、根据本公开的实施例，基于距离阈值和目标车辆的管路空间信息，生成加热组件的目标安装位置，包括：根据目标车辆的管路空间信息，得到加热组件的候选安装位置；根据多个候选安装位置和管路的长度，生成多个候选安装方案；对多个候选安装方案的安装难度进行评估，得到评估值；以及基于评估值，从多个候选安装方案中确定与目标安装方案对应的目标安装位置。

10、根据本公开的实施例，根据目标车辆的管路空间信息，得到加热组件的候选安装位置，包括：根据目标车辆的管路空间信息，确定在预安装加热组件的管路上的障碍设备的尺寸；以及根据障碍设备的尺寸和距离阈值，得到多个候选安装位置。

11、根据本公开的实施例，上述方法还包括：从目标车辆的运行环境参数中确定管路内的流体流动参数；根据管路内的流体流动参数，对管路传热约束条件进行修正，得到修正后的管路传热约束条件；以及基于修正后的管路传热约束条件，得到预安装在目标车辆的管路上的相邻加热组件之间的距离阈值。

12、根据本公开的实施例，根据管路内的流体流动参数，对管路传热约束条件进行修正，得到修正后的管路传热约束条件，包括：根据管路内的流体流动参数，得到管路内的流体流动传热功率；以及根据流体流动传热功率、加热组件与管路内流体的传热功率和管路内的流体与外部环境的传热功率，得到修正后的管路传热约束条件。

13、根据本公开的另一个方面，提供了一种车辆防冻管路，包括：管路；其中，管路上设置有多个加热组件，其中，多个加热组件在管路上的安装位置是根据上述车辆管路的防冻方法得到的。

14、根据本公开的实施例，多个加热组件中相邻加热组件之间的间隔距离是相等的。

15、根据本公开的实施例，由于管路传热约束条件是根据目标车辆的管路传热参数和目标车辆的运行环境参数构建的，反映了加热组件与管路内流体的传热功率与管路内的流体与外部环境的传热功率之间的约束关系，因此，基于管路传热约束条件得到的相邻加热组件之间的距离阈值，可以较为准确地确定安装在管路上的加热组件的合理安装位置，以实现通过加热组件对管路内的流体进行传热，以较为准确地补充由于管路内外温差导致的流体热量的损失，达到防止管路内的流体凝固的技术效果。同时，由于加热组件是间隔安装在管路上，因此，不会影响管路的正常检修。

技术特征：

1.一种车辆管路的防冻方法，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述根据目标车辆的管路传热参数和目标车辆的运行环境参数，构建管路传热约束条件，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述根据所述流体冻结温度、所述管路末端温度和所述目标车辆的管路传热参数，构建所述管路传热约束条件，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述运行环境参数包括环境最低温度；所述管路传热参数包括：管路材料导热系数、流体导热系数、隔热材料导热系数、管路尺寸和隔热材料厚度；所述根据所述温度平衡点的阈值、所述工作温度阈值和所述目标车辆的管路传热参数，构建所述管路传热约束条件，包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基于所述管路传热约束条件，得到预安装在所述目标车辆的管路上的相邻加热组件之间的距离阈值，包括：

6.根据权利要求5所述的方法，所述目标车辆的管路可以包括多段不同材质的管路，还包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基于所述距离阈值和所述目标车辆的管路空间信息，生成所述加热组件的目标安装位置，包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述根据所述目标车辆的管路空间信息，得到所述加热组件的候选安装位置，包括：

9.根据权利要求1所述的方法，还包括：

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述根据所述管路内的流体流动参数，对所述管路传热约束条件进行修正，得到修正后的管路传热约束条件，包括：

11.一种车辆防冻管路，包括：

12.根据权利要求11所述的管路，其中，所述多个加热组件中相邻加热组件之间的间隔距离是相等的。

技术总结
本公开提供了一种车辆管路的防冻方法及车辆防冻管路，可以应用于管路防冻技术领域。该车辆管路的防冻方法包括：根据目标车辆的管路传热参数和目标车辆的运行环境参数，构建管路传热约束条件，其中，管路传热约束条件表征加热组件与管路内流体的传热功率与管路内的流体与外部环境的传热功率之间的约束关系；基于管路传热约束条件，得到预安装在目标车辆的管路上的相邻加热组件之间的距离阈值；其中，距离阈值表征相邻加热组件之间最大间隔距离；基于距离阈值和目标车辆的管路空间信息，生成加热组件的目标安装位置；以及按照目标安装位置，在目标车辆的管路上安装加热组件。

技术研发人员：魏凌,张从从,杨旭升,张宝峰,贾树峰
受保护的技术使用者：中车青岛四方机车车辆股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15