一种真空管道列车车内环境控制系统及方法

本发明涉及轨道交通领域，具体涉及一种应用在真空管道列车的车内环境控制系统及方法。

背景技术：

1、真空管道列车是为克服空气阻力而产生的一种交通运输模式，由于列车在近似真空的密闭管道中运行，车外空气稀薄，无法为列车提供人体生存必须的氧气、排放二氧化碳，并难以通过对流传热的方式进行排热。因此，需要为真空管道列车提供专门的车内环境控制系统，营造适合人体生存的热环境和大气环境。

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应用在真空管道列车的车内环境控制系统及方法。该系统及方法能够对车内温度、氧气浓度和二氧化碳浓度进行处理和调节，营造适宜乘客生存的车内环境，提高真空管道列车的舒适性。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

3、一种真空管道列车车内环境控制系统及方法，所述真空管道列车车厢中布有风道，其特征在于：包括第一风机、第二风机、第三风机、温度控制器、供氧器、二氧化碳吸收器、车内环境检测单元和中央控制器；所述真空管道列车车厢中第一风道一端通过第一风机与车厢内连通，另一端通过第二风机与车厢内连通，形成空气循环回路；所述温度控制器、二氧化碳吸收器设置在第一风道内；所述温度控制器设有第二风道并直接与车厢内连通；所述二氧化碳吸收器设有第三风道并通过第三风机与车厢内连通；所述供氧器与二氧化碳吸收器和第二风机之间的风道连通；所述第一风机、第三风机、温度控制器、供氧器、二氧化碳吸收器、车内环境检测单元均电连接于中央控制器。

4、进一步地，所述车内环境检测单元包括温度传感器和气体传感器，所述温度传感器和气体传感器均电连接于中央控制器。

5、进一步地，所述中央控制器包括温度控制模块、氧气控制模块和二氧化碳控制模块，用于控制所述风阀、第一风机、供氧阀门和第三风机。

6、进一步地，所述温度控制器包括融冰换热模块和变风量模块，所述融冰换热模块和变风量模块之间由风阀连接，所述变风量模块上设有第二风道，所述风阀电连接于中央控制器，所述第一风机的风量可通过转速进行调节，所述第二风机风量不变，且大于第一风机的最小风量，本发明所述的适用于真空管道列车的车内环境控制系统的方法，包括以下步骤：

7、步骤s1：通过车内环境检测单元中的温度传感器对车内温度进行检测，并判断车内温度是否处于设定温度范围之间，若否，则执行步骤s2；

8、步骤s2：中央控制器根据车内温度的偏离情况，调节风阀开度或第一风机的转速，改变第一风道内风量，以使车内温度调节至设定温度范围之间。

9、进一步地，所述供氧器包括氧源、供氧阀门和氧气流量计，所述供氧阀门电连接于中央控制器。本发明所述的适用于真空管道列车的车内环境控制系统的方法，进一步包括以下步骤：

10、步骤s1'：通过车内环境检测单元中的气体传感器对车内氧气浓度进行检测，并判断车内氧气浓度是否处于合适范围之间，若否，则执行步骤s2'；

11、步骤s2'：中央控制器根据车内氧气浓度的偏离情况，调节供氧阀门开度，改变供氧量，以使车内氧气浓度处于合适范围之间。

12、进一步地，所述第三风机的风量可通过转速进行调节，本发明所述的适用于真空管道列车的车内环境控制系统的方法，进一步包括以下步骤：

13、步骤s1”：通过车内环境检测单元中的气体传感器对车内二氧化碳浓度进行检测，并判断车内二氧化碳浓度是否低于二氧化碳最大允许浓度，若否，则执行步骤s2”；

14、步骤s2”：中央控制器根据车内二氧化碳浓度的偏离情况，调节第三风机风量，改变流经二氧化碳吸收器的送风量，以使车内二氧化碳浓度小于最高允许浓度。

15、作为优选，所述氧气控制器和二氧化碳吸收器均设有与车厢连通的完全独立的备用装置及管路，用于紧急情况下调节车内氧气与二氧化碳浓度。

16、本发明具有以下有益效果：

17、本发明提供的一种真空管道列车车内环境控制系统及方法，可以为真空管道列车营造适宜的温度环境，并提供氧气、吸收二氧化碳。车内环境检测单元可对车内温度、氧气浓度和二氧化碳浓度进行实时监测，根据车内温度与设定温度的偏差，控制模块对温度控制单元的一、二次回风比进行调节，确保车内温度维持不变；根据车内氧气浓度和二氧化碳浓度的检测结果，控制模块对氧源的氧气释放速率进行调节，使氧气的消耗量和释放量一致。

18、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：

1.一种真空管道列车车内环境控制系统及方法，所述真空管道列车车厢中布有风道，其特征在于：包括第一风机、第二风机、第三风机、温度控制器、供氧器、二氧化碳吸收器、车内环境检测单元和中央控制器；所述真空管道列车车厢中第一风道一端通过第一风机与车厢内连通，另一端通过增压风机与车厢内连通，形成空气循环回路；所述温度控制器、二氧化碳吸收器设置在第一风道内；所述温度控制器设有第二风道并直接与车厢内连通；所述二氧化碳吸收器设有第三风道并通过第三风机与车厢内连通；所述供氧器与二氧化碳吸收器和增压风机之间的风道连通；所述第一风机、第三风机、温度控制器、供氧器、二氧化碳吸收器、车内环境检测单元均电连接于中央控制器。

2.根据权利要求1所述的车内环境检测单元，其特征在于：包括温度传感器和气体传感器，所述温度传感器和气体传感器均电连接于中央控制器。

3.根据权利要求1所述的中央控制器，其特征在于：包括温度控制模块、氧气控制模块和二氧化碳控制模块，用于控制所述风阀、第一风机、供氧阀门和第三风机。

4.根据权利要求1所述的温度控制器，其特征在于：所述温度控制器包括融冰换热模块和变风量模块，所述融冰换热模块和变风量模块之间由风阀连接，所述变风量模块上设有第二风道，所述风阀电连接于中央控制器，所述第一风机的风量可通过转速进行调节，所述第二风机风量不变，且大于第一风机的最小风量，本发明所述的适用于真空管道列车的车内环境控制系统的方法，包括以下步骤：

5.根据权利要求1所述的供氧器，其特征在于：包括氧源、供氧阀门和氧气流量计，所述供氧阀门电连接于中央控制器。本发明所述的适用于真空管道列车的车内环境控制系统的方法，进一步包括以下步骤：

6.根据权利要求1所述的真空管道列车车内环境控制系统及方法，其特征在于：所述第三风机的风量可通过转速进行调节，本发明所述的适用于真空管道列车的车内环境控制系统的方法，进一步包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种真空管道列车车内环境控制系统及方法，涉及轨道交通领域，包括变频风机、增压风机、温度控制器、供氧器、二氧化碳吸收器、车内环境检测单元和中央控制器；所述真空管道列车车厢中第一风道一端通过变频风机与车厢内连通，另一端通过增压风机与车厢内连通，形成空气循环回路；所述温度控制器、二氧化碳吸收器依次设置在第一风道内；所述温度控制器设有第二风道并直接与车厢内连通；所述供氧器与二氧化碳吸收器和增压风机之间的风道连通；所述变频风机、温度控制器、供氧器、二氧化碳吸收器、车内环境检测单元均电连接于中央控制器。该系统及方法能够对车内温度、氧气浓度和二氧化碳浓度进行处理和调节，营造适宜乘客生存的车内环境，提高真空管道列车的舒适性。

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