RU134881U1 - FRESH AIR SYSTEM DEPENDING ON THE NUMBER OF PASSENGERS - Google Patents

Abstract

Система подачи свежего воздуха в зависимости от количества пассажиров, содержащая климатическую установку, состоящую из прибора для обработки воздуха, двух вытяжных вентиляторов, компрессора, электрической распределительной коробки, разделенной на отсеки высокого и низкого напряжений, системы каналов циркуляции, включающей в себя потолочный канал приточного воздуха, спускные каналы и напольные каналы, и датчик уровня СО, отличающаяся тем, что измеряющий концентрацию СОдатчик в салоне вагона выполнен с возможностью определения количества пассажиров в салоне вагона и установлен в канале циркуляции климатической установки, при этом сигнал от датчика уровня СО, который показателен для числа находящихся в вагоне пассажиров, служит для того, чтобы управлять процентом свежего воздуха в поступающем приточном воздухе и с учетом этого сигнала регулируется объем свежего воздуха, поступающий через заслонки приточного наружного воздуха, смешивается с циркулирующим воздухом в климатической установке.A fresh air supply system, depending on the number of passengers, comprising a climate control unit consisting of an air treatment device, two exhaust fans, a compressor, an electrical junction box divided into high and low voltage compartments, a circulation channel system including a ceiling supply air duct , drain channels and floor channels, and a CO level sensor, characterized in that the CO measuring sensor in the car interior is configured to determine the amount of passengers in the passenger compartment of the car and is installed in the circulation channel of the air conditioner, while the signal from the CO level sensor, which is indicative of the number of passengers in the car, serves to control the percentage of fresh air in the incoming supply air and the volume is regulated based on this signal fresh air coming in through the supply air dampers is mixed with the circulating air in the air conditioner.

Description

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения, в частности к области климатических установок для вентиляции и кондиционирования салонов головных и промежуточных вагонов пассажирского железнодорожного транспорта, а также в других видов общественного транспорта.The utility model relates to the field of transport engineering, in particular to the field of air conditioning systems for ventilation and air conditioning of the salons of head and intermediate cars of passenger railway transport, as well as in other types of public transport.

Из уровня техники известна система подачи свежего воздуха (JP 63287666 А, B61D 27/00, опубл. 24.11.1988) в салон вагона, с системой регулировки заслонок каналов, которые открываются в зависимости от количества занятых мест.The prior art system for supplying fresh air (JP 63287666 A, B61D 27/00, publ. 24.11.1988) in the cabin of the car, with a system for adjusting the flaps of the channels that open depending on the number of occupied places.

Известная система подачи свежего воздуха не позволяет регулировать поступление количества свежего воздуха в салон вагона, т.к. открываются заслонки в каналах циркуляции воздуха, в которые уже поступил свежий воздух из воздухозаборников.The known fresh air supply system does not allow to regulate the flow of fresh air into the car interior, because dampers open in the air circulation channels, into which fresh air has already entered from the air intakes.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) к предлагаемой полезной модели является система подачи свежего воздуха (JP 2010163138 А, B61D 27/00, опубл. 29.07.2010) в салон вагона, при этом дополнительные каналы подачи свежего воздуха открываются в зависимости от количества занятых мест.The closest technical solution (prototype) to the proposed utility model is a fresh air supply system (JP 2010163138 A, B61D 27/00, published July 29, 2010) to the passenger compartment, with additional fresh air supply channels opening depending on the number of occupied seats .

Однако существенным недостатком прототипа также является невозможность регулирования поступления количества свежего воздуха в салон вагона, т.к. открываются заслонки в напольных каналах циркуляции воздуха, в которые уже поступил свежий воздух из воздухозаборников.However, a significant disadvantage of the prototype is the inability to regulate the flow of fresh air into the passenger compartment, because dampers open in the floor channels of air circulation, into which fresh air has already entered from the air intakes.

Задачей заявленной полезной модели является экономия энергопотребления за счет регулировки мощности, затраченной на вентиляцию, в зависимости от количества пассажиров находящихся в салоне вагона, а не в расчете на полную загруженность вагона пассажирами.The objective of the claimed utility model is to save energy by adjusting the power spent on ventilation, depending on the number of passengers in the car, and not based on the full load of the car passengers.

Технический результат, достигаемый при реализации настоящей полезной модели, заключается в экономии энергопотребления за счет снижения тепло- и холодопроизводительности и мощности, затраченной на вентиляцию, в зависимости от количества пассажиров находящихся в салоне вагона, а не в расчете на полную загруженность вагона пассажирами.The technical result achieved by the implementation of this utility model is to save energy by reducing heat and cooling capacity and the power spent on ventilation, depending on the number of passengers in the car, and not based on the full load of the car passengers.

Указанный технический результат достигается за счет того, что система подачи свежего воздуха и регулировки на базе уровня содержания углекислого газа в зависимости от количества пассажиров связана с системой кондиционирования воздуха салонов головных и промежуточных вагонов, при этом кондиционирование осуществляется отдельными климатическими установками. Климатические установки установлены на крыше вагона. В салоне приточный наружный воздух подается через центральный потолочный канал. Управление удаляемым воздухом из салона осуществляется непосредственно через климатические установки, удаляемый воздух выводится наружу над полом климатической установки. Каждая климатическая установка оснащена самостоятельным регулятором. Все регуляторы климатических установок соединены друг с другом посредством шины CAN. Регуляторы климатических установок в кабине машиниста связываются с системой управления поездом через шину MVB.The specified technical result is achieved due to the fact that the fresh air supply system and adjustments based on the level of carbon dioxide content depending on the number of passengers are connected with the air conditioning system of the head and intermediate carriages, while the air conditioning is carried out by separate climate units. Climatic installations are established on a car roof. In the cabin, fresh air is supplied through the central ceiling channel. The control of the exhaust air from the passenger compartment is carried out directly through the air conditioning system, the exhaust air is discharged outside the floor of the air conditioning system. Each air conditioner is equipped with an independent regulator. All climate controllers are connected to each other via the CAN bus. The climate controllers in the driver's cab communicate with the train control system via the MVB bus.

Система подачи свежего воздуха в зависимости от количества пассажиров содержит климатическую установку, состоящую из прибора для обработки воздуха, двух вытяжных вентиляторов, агрегата компрессора/сжижения, электрической распределительной коробки, разделенной на отсеки высокого и низкого напряжений, системы каналов циркуляции, включающей в себя потолочный канал приточного наружного воздуха, спускные каналы и напольные каналы, а датчик уровня СО₂ измеряющий концентрацию СО₂, выполнен с возможностью определения количества пассажиров в салоне вагона и установлен в канале циркуляции климатической установки. Кроме этого, система оборудована средством регулирования объема свежего воздуха, а сигнал от датчика уровня CO₂, который зависит от числа находящихся в вагоне пассажиров, связан со средством регулирования объема свежего воздуха с возможностью управления процентом свежего воздуха в поступающем приточном наружном воздухе.The fresh air supply system, depending on the number of passengers, contains an air conditioning system consisting of an air treatment device, two exhaust fans, a compressor / liquefaction unit, an electrical junction box divided into high and low voltage compartments, and a circulation channel system including a ceiling channel The supply of outside air bleed channels and interior channels, and the level of the CO ₂ sensor measures the concentration of CO ₂ is configured to determine the number of passengers in the cabin of the car and is mounted in the channel circulation conditioner. In addition, the system is equipped with means for regulating the volume of fresh air, and the signal from the CO ₂ level sensor, which depends on the number of passengers in the car, is connected with means for regulating the volume of fresh air with the ability to control the percentage of fresh air in the incoming fresh air.

Целесообразно, чтобы средство регулирования объема свежего воздуха было выполнено в виде управляемой заслонки, расположенной в потолочном канале наружного приточного наружного воздуха, который смешивается с циркулирующим воздухом в климатической установке.It is advisable that the means for regulating the volume of fresh air was made in the form of a controlled damper located in the ceiling channel of the external fresh air inlet, which is mixed with the circulating air in the air conditioner.

Сущность полезной модели поясняется чертежами:The essence of the utility model is illustrated by drawings:

На фиг.1 изображена структура подачи свежего воздуха в зависимости от количества пассажиров (блок-схема).Figure 1 shows the structure of the fresh air supply depending on the number of passengers (block diagram).

На фиг.1 представлено расположение воздушных потоков и элементов системы подачи свежего воздуха. Поз.1 - приточный наружный воздух, поз.2 - рециркуляционный воздух, поз.3 - удаляемый воздух, поз.4 - датчик уровня СО₂, поз.5 - сигнал от датчика уровня СО₂, зависящий от количества пассажиров, 6 - средство регулирования объема свежего воздуха, выполненное в виде управляемой заслонки, управляющей количеством поступающего свежего воздуха, 7 - свежий воздух.Figure 1 shows the location of the air flows and elements of the fresh air supply system. Pos. 1 - supply air, pos. 2 - recirculation air, pos. 3 - exhaust air, pos. 4 - CO ₂ level sensor, pos. 5 - signal from the CO ₂ level sensor, depending on the number of passengers, 6 - means regulation of the volume of fresh air, made in the form of a controlled damper that controls the amount of incoming fresh air, 7 - fresh air.

Каждая климатическая установка состоит из прибора для обработки воздуха, двух вытяжных вентиляторов, агрегата компрессора/сжижения, электрической распределительной коробки, разделенной на отсеки высокого и низкого напряжений и системы каналов циркуляции.Each air conditioner consists of an air treatment device, two exhaust fans, a compressor / liquefaction unit, an electrical junction box, divided into high and low voltage compartments and a system of circulation channels.

Агрегат компрессора/сжижения включает в себя 2 контура охлаждения, каждый с винтовым компрессором, при этом регулировка мощности охлаждения осуществляется посредством байпаса горячего газа на каждый контур охлаждения, контур охлаждения защищен от недопустимых давлений хладагента, поскольку содержит предохранительное реле высокого давления, датчик высокого давления и переключатель низкого давления. Конденсаторы выполнены в виде пластинчатого теплообменника (медные трубки/алюминиевые пластины). Вентилятор конденсатора выполнен в виде осевого вентилятора с 2 скоростями вращения. Доступ к конструктивным элементам контура охлаждения обеспечивается посредством отвинчивающейся крышки для техобслуживания в агрегате компрессора/сжижения.The compressor / liquefaction unit includes 2 cooling circuits, each with a screw compressor, while the cooling power is regulated by hot gas bypass to each cooling circuit, the cooling circuit is protected from unacceptable refrigerant pressures, because it contains a high pressure safety switch, a high pressure sensor and low pressure switch. Condensers are made in the form of a plate heat exchanger (copper tubes / aluminum plates). The condenser fan is made in the form of an axial fan with 2 rotational speeds. Access to the structural components of the cooling circuit is ensured by a screw cap for maintenance in the compressor / liquefaction unit.

Прибор для обработки воздуха содержит звуко- и теплоизолированный корпус. Поступление рециркуляционного воздуха в прибор для обработки воздуха осуществляется внутри установки. Подача наружного воздуха осуществляется через две решетки приточного наружного воздуха, расположенные вертикально на стенке установки. В корпусе установлено два клапана наружного приточного воздуха и 2 клапана рециркуляционного воздуха в виде жалюзийных заслонок. Клапаны наружного приточного и рециркуляционного воздуха управляются по отдельности. Также прибор для обработки воздуха содержит фильтр смешанного воздуха класса EU3. Испаритель прибора для обработки воздуха выполнен в виде пластинчатого теплообменника (медные трубки/алюминиевые пластины). Два контура охлаждения расположены в испарителе один в другом. Перед фильтром установлены УФ-лампы для обеззараживания. Отток конденсата происходит на крышу через спускной патрубок в бачке испарителя. Вентиляторы приточного наружного воздуха выполнены в виде центробежного вентилятора с двигателем ЕС 110 В постоянного тока. Внешняя электроника находится в электрической распределительной коробке. Выход приточного воздуха осуществляется посредине внизу установки.The device for processing air contains a sound and heat insulated housing. Recirculation air enters the air handling unit inside the unit. The supply of external air is carried out through two grilles of fresh air, located vertically on the wall of the unit. The housing has two external supply air valves and 2 recirculating air valves in the form of louvres. The external supply and recirculation air valves are individually controlled. The air handling unit also contains an EU3 mixed air filter. The evaporator of the air treatment device is made in the form of a plate heat exchanger (copper tubes / aluminum plates). Two cooling circuits are located in the evaporator one in the other. UV filters for disinfection are installed in front of the filter. Condensate outflow to the roof through the drain pipe in the evaporator tank. Fresh air fans are designed as a centrifugal fan with an EU 110 V DC motor. External electronics are located in the electrical junction box. The supply air outlet is in the middle at the bottom of the unit.

Рядом с прибором для обработки воздуха с каждой стороны располагается по одному вытяжному вентилятору. Удаляемый воздух выпускается из крышевого пространства через общее отверстие для рециркуляционного/удаляемого воздуха в полу установки.Next to the air treatment device, there is one exhaust fan on each side. The exhaust air is discharged from the roof space through a common opening for recirculation / exhaust air in the floor of the installation.

Через другое отверстие в полу вытяжной вентилятор выдувает удаляемый воздух из установки.Through another hole in the floor, an exhaust fan blows the exhaust air from the unit.

Электрическая распределительная коробка расположена рядом с прибором для обработки воздуха климатической установки и распределена на отсеки высокого и низкого напряжений.An electrical junction box is located next to the air handling unit of the air conditioner and is distributed in the high and low voltage compartments.

Электрические компоненты и регуляторы установлены на электрощите.Electrical components and regulators are installed on the electrical panel.

Каждая климатическая установка в салоне поезда оснащена регулятором температуры. Все регуляторы температуры соединены между собой посредством шины CAN. Регуляторы температуры оборудованы сервисным интерфейсом (RS 232). С помощью сервисного программного обеспечения можно реализовывать контрольные функции, поддержание определенных рабочих параметров, а также диагностику неисправностей на ноутбуке.Each climate system in the cabin is equipped with a temperature controller. All temperature controllers are interconnected via the CAN bus. Temperature controllers are equipped with a service interface (RS 232). Using service software, you can implement monitoring functions, maintaining certain operating parameters, as well as diagnosing faults on a laptop.

Заданное значение температуры в помещении салона поезда как функция наружной температуры приводится в соответствие с заложенной в память программного обеспечения кривой регулировки.The set value of the temperature in the room of the train compartment as a function of the outside temperature is brought into line with the adjustment curve stored in the software memory.

Температура в помещении измеряется 2 датчиками температуры в салоне поезда.The room temperature is measured by 2 temperature sensors in the train compartment.

Система каналов циркуляции включает в себя потолочный канал приточного наружного воздуха, спускные каналы и напольные каналы. В потолочной зоне посередине расположен потолочный канал приточного наружного воздуха. Канал сконструирован из трех частей. Холодный воздух в канале проходит по центру. С боков находятся каналы теплого воздуха. От каналов теплого воздуха идут спускные каналы по стойкам двери и торцевым стенкам к напольным каналам. Напольные каналы расположены на боковой стене под сиденьями. На торцевых стенках канал теплого воздуха ведет в зону перехода. Детали боковой стены имеют двойную структуру и соединены с напольными каналами. Часть приточного наружного воздуха из напольного канала может направляться в область боковой стены, а затем выдувается через щель на оконное стекло.The system of circulation channels includes a ceiling channel for the supply of external air, drain channels and floor channels. In the middle of the ceiling zone is the ceiling duct of the supply air. The channel is designed in three parts. Cold air in the channel runs through the center. On the sides are channels of warm air. From the channels of warm air there are drain channels along the door racks and end walls to the floor channels. Floor channels are located on the side wall under the seats. On the end walls, a channel of warm air leads into the transition zone. Details of the side wall have a double structure and are connected to floor channels. Part of the supply of external air from the floor channel can be directed to the side wall region, and then blown through the slot into the window pane.

В случае охлаждения приточный наружный воздух подается примерно до 80% через перфорированный потолок, остальные 20% попадают через систему напольных каналов в вагон.In the case of cooling, the supply air is supplied up to approximately 80% through the perforated ceiling, the remaining 20% enters the car through the floor duct system.

В случае обогрева приточный наружный воздух подается через систему напольных и боковых каналов в вагоне.In the case of heating, the supply air is supplied through a system of floor and side channels in the car.

Основными элементами системы подачи свежего воздуха в зависимости от количества пассажиров являются датчики уровня CO₂, установленные в каналах циркуляции устройств кондиционирования воздуха, при этом сигнал от датчиков уровня СО₂, который зависит от числа находящихся в вагоне пассажиров, служит для того, чтобы управлять процентом свежего воздуха в поступающем приточном наружном воздухе. С учетом этого сигнала регулируется объем свежего воздуха, поступающий через заслонки приточного наружного воздуха, который смешивается с циркулирующим воздухом и затем доводится до кондиции в устройстве кондиционирования воздуха (климатической установке). Поскольку с объемом свежего воздуха всегда связано внесение в систему кондиционирования воздуха энергии (холода - зимой, тепла - летом), расход энергии на кондиционирование приточного наружного воздуха в зависимости от количества находящихся в вагоне пассажиров снижается, если вагон заполнен не полностью.The main elements of the fresh air supply system, depending on the number of passengers, are CO ₂ level sensors installed in the circulation channels of the air conditioning devices, while the signal from the CO ₂ level sensors, which depends on the number of passengers in the car, serves to control the percentage fresh air in the incoming fresh air. With this signal in mind, the volume of fresh air entering through the fresh air inlet flaps, which is mixed with the circulating air and then brought to condition in the air conditioning unit (air conditioning unit), is regulated. Since the introduction of energy into the air conditioning system (cold in the winter, heat in the summer) is always associated with the volume of fresh air, the energy consumption for conditioning the supply of outside air, depending on the number of passengers in the car, is reduced if the car is not full.

В зависимости от величины концентрации СО₂ в вагоне и наружной температуры регулируется количество свежего приточного наружного воздуха.Depending on the concentration of CO ₂ in the car and the outside temperature, the amount of fresh supply outside air is regulated.

Пример. Стандарт НБ ЖТ ЦТ 03-98 требует внесения 20 м³ свежего воздуха в секунду на 1 человека при температуре наружного воздуха 0°С, следовательно, для полной пассажировместимости вагона в 180 человек объем свежего воздуха составит 3600 м³/ч. Этот объем воздуха, чтобы отвечать комфортным условиям, должен быть подогрет до 22°С, для чего потребуются определенные энергозатраты. С помощью сигнала от датчика уровня СО₂ может быть определено фактическое количество пассажиров (например, предположительно 90 человек), а объем свежего воздуха может быть сведен к минимальной величине (то есть 1800 м³/ч). Поскольку в данном случае необходимо произвести предварительную подготовку только лишь половины объема свежего воздуха, энергозатраты на кондиционирование меньшего объема свежего воздуха соответственно снижаются.Example. The standard NB ZhT TsT 03-98 requires the introduction of 20 m ^{3 of} fresh air per second for 1 person at an outdoor temperature of 0 ° C, therefore, for a full passenger capacity of a car of 180 people, the volume of fresh air will be 3600 m ³ / h. This volume of air, in order to meet comfortable conditions, must be heated to 22 ° C, which will require certain energy costs. Using the signal from the CO ₂ level sensor, the actual number of passengers can be determined (for example, presumably 90 people), and the volume of fresh air can be reduced to a minimum value (i.e. 1800 m ³ / h). Since in this case only half of the volume of fresh air needs to be preliminarily prepared, the energy consumption for conditioning a smaller volume of fresh air is accordingly reduced.

Далее предполагается, что минимум свежего воздуха всегда должен быть обеспечен и в почти незаполненном вагоне, с тем, чтобы такие помещения, как зоны тамбуров и туалеты всегда вентилировались в достаточной мере и сохраняли требуемые соотношения давлений. В соответствии выбранной концепцией минимальный требуемый объем свежего воздуха установлен в количестве 720 м³/ч.It is further assumed that a minimum of fresh air should always be provided in an almost empty carriage so that premises such as vestibule zones and toilets are always adequately ventilated and maintain the required pressure ratios. In accordance with the chosen concept, the minimum required volume of fresh air is set at 720 m ³ / h.

Регулирование объема свежего воздуха, управляемое датчиками уровня CO₂, позволяет при отказе отопления или сбое холодопроизводства осуществлять подбор объема свежего воздуха под фактическую плотность пассажировместимости вагона, так что предусмотренный коэффициент комфорта при меньшей заполненности может сохраняться дольше.The regulation of the volume of fresh air, controlled by CO ₂ level sensors, allows for failure of heating or a malfunction of refrigeration to select the volume of fresh air for the actual density of passenger capacity of the car, so that the provided comfort factor with less filling can last longer.

При полной заполненности вагона регулировка на базе уровня содержания углекислого газа малоэффективна. Тем не менее, в отношении последнего существует возможность снизить объем поступления наружного воздуха, чтобы сохранить тепловой комфорт на максимально возможное время, даже если в таких случаях придется считаться со снижением качества воздуха.When the car is completely full, adjustment based on the level of carbon dioxide content is ineffective. Nevertheless, with respect to the latter, it is possible to reduce the amount of external air intake in order to maintain thermal comfort for the maximum possible time, even if in such cases it is necessary to reckon with a decrease in air quality.

Таким образом, достигается экономия энергопотребления за счет регулировки мощности, затраченной на вентиляцию, в зависимости от количества пассажиров, находящихся в салоне вагона, а не в расчете на полную загруженность вагона пассажирами.Thus, energy savings are achieved by adjusting the power spent on ventilation, depending on the number of passengers in the car, and not based on the full load of the car passengers.

Claims (1)

Система подачи свежего воздуха в зависимости от количества пассажиров, содержащая климатическую установку, состоящую из прибора для обработки воздуха, двух вытяжных вентиляторов, компрессора, электрической распределительной коробки, разделенной на отсеки высокого и низкого напряжений, системы каналов циркуляции, включающей в себя потолочный канал приточного воздуха, спускные каналы и напольные каналы, и датчик уровня СО₂, отличающаяся тем, что измеряющий концентрацию СО₂ датчик в салоне вагона выполнен с возможностью определения количества пассажиров в салоне вагона и установлен в канале циркуляции климатической установки, при этом сигнал от датчика уровня СО₂, который показателен для числа находящихся в вагоне пассажиров, служит для того, чтобы управлять процентом свежего воздуха в поступающем приточном воздухе и с учетом этого сигнала регулируется объем свежего воздуха, поступающий через заслонки приточного наружного воздуха, смешивается с циркулирующим воздухом в климатической установке.

A fresh air supply system, depending on the number of passengers, comprising a climate control unit consisting of an air treatment device, two exhaust fans, a compressor, an electrical junction box divided into high and low voltage compartments, a circulation channel system including a ceiling supply air duct , drain channels and floor channels, and a CO ₂ level sensor, characterized in that the CO ₂ concentration measuring sensor in the car interior is configured to determine the number of the number of passengers in the passenger compartment of the car and is installed in the circulation channel of the air conditioner, while the signal from the CO ₂ level sensor, which is indicative of the number of passengers in the car, serves to control the percentage of fresh air in the incoming supply air and, taking into account this signal, is regulated the volume of fresh air entering through the supply air dampers is mixed with the circulating air in the air conditioner.

Images