迅速响应的列车空调控制方法技术

本发明专利技术提出了一种迅速响应的列车空调控制方法，包括：S1，获取每节列车车厢的乘客重量数据，列车空调控制系统的空调负荷模块计算空调模拟所需的每节列车车厢负荷值以及新风风机转速值和新风风阀开度值；S2，获取每节列车车厢空调的供程制冷剂温度数据、回程制冷剂温度数据和制冷剂流量数据；S3，比较计算模拟所需的每节列车车厢负荷值、新风风机转速值、新风风阀开度值，通过实时比较负荷状态调整列车空调控制系统的制冷量、新风风机转速、新风风阀开度。本发明专利技术与传统通过监测车厢内温度来控制空调系统负荷的方法相比，空调系统负荷的反馈更加迅速、准确，缩短了其为乘客提供舒适的乘车环境的时间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机电一体化控制领域，尤其涉及一种迅速响应的列车空调控制方法。
技术介绍
城市轨道交通、高铁等车厢内的设计温度直接影响着乘客乘车的舒适性，而我国尚没有出台相关规范或标准做出规定，大部分是借鉴欧洲铁路联盟的标准，如最初使用UIC553-1990中车厢内的设计温度，其公式表达为：tin＝22+0.25×(tout-19)＝0.25tout+17.25式中，tin-车内空气温度，℃；tout-车外空气温度，℃。由此公式可知，车厢内的设计温度是随着车厢外的环境温度不断变化的，而《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2012)中的对室内设计参数的规定如下表所示，以冬季车厢外环境温度为-5℃为例按照公式计算出的车厢内设计温度为tin＝16，此温度低于表中II级标准的温度(最低为18℃)，因此，由该公式计算出的车厢内设计温度并不能保证车厢内乘客的舒适性。由此建议车厢内的设计温度按照《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2012)中的要求选取一个稳定值，如夏季车厢内设计温度为27℃，冬季车厢内设计温度为19℃。表3.0.3长期逗留区域空气调节室内计算参数传统车厢空调传统的冷量控制方法是将待监测到车厢内的温度上升或下降后才开始调节空调系统的冷量，特别是在地铁中，站与站之间间隔较短，列车车厢内人员数量变化较快，从乘客上车至传感器监测到温度的变化，空调系统的反馈必然是滞后的。此外，车厢内的温度监测受测点布置和测点附近人员活动的影响较大，因此空调负荷的控制并不准确。传统过列车外部温度列车内乘客数量来计算新风量，并调节新风阀门的开度。首先，其未说明乘客数量的统计方法。而且车厢内的乘客是流动的，有坐在座位上的也有站立的，如用座位传感器来监测乘客的数量必然有较大误差，加之相邻两节车厢中的乘客也会有窜动，因此，乘客数量的统计较难实现。其次，根据温度来调节新风量的大小确实可以达到节能的目的，但这需要以牺牲乘客健康和舒适性为代价。这就亟需本领域技术人员解决相应的技术问题。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种迅速响应的列车空调控制方法。为了解决本专利技术传统根据监测车厢内温度进行空调负荷控制方法存在的滞后问题，并能更加准确的进行负荷控制目的，本专利技术提供了一种迅速响应的列车空调控制方法，包括：S1，获取每节列车车厢的乘客重量数据，将乘客重量数据传送到列车空调
控制系统，列车空调控制系统的空调负荷模块计算空调模拟所需的每节列车车厢负荷值以及新风风机转速值和新风风阀开度值；S2，获取每节列车车厢空调的供程制冷剂温度数据、回程制冷剂温度数据和制冷剂流量数据，通过列车空调控制系统的空调负荷模块计算空调实际所需的每节列车车厢负荷值以及新风风机转速值和新风风阀开度值；S3，比较计算模拟所需的每节列车车厢负荷值、新风风机转速值、新风风阀开度值和实际所需的每节列车车厢负荷值、新风风机转速值、新风风阀开度值，通过实时比较负荷状态调整列车空调控制系统的制冷量、新风风机转速、新风风阀开度，从而节能降耗。上述技术方案的有益效果为：本专利技术与传统通过监测车厢内温度来控制空调系统负荷的方法相比，空调系统负荷的反馈更加迅速、准确，缩短了其为乘客提供舒适的乘车环境的时间，避免了由于车厢内温度监测不精确导致的负荷控制不准确。所述的迅速响应的列车空调控制方法，优选的，所述空调负荷模块计算空调模拟所需的每节列车车厢负荷值、新风风机转速值、新风风阀开度值包括：计算Q计算等于车厢体和车窗的传热冷负荷值+新风冷负荷值+乘客散热冷负荷值+车厢内的照明电器散热产生的冷负荷值，即：Q计算＝Q传热+Q新风+Q人+Q其他。所述的迅速响应的列车空调控制方法，优选的，所述车厢体和车窗的传热冷负荷值包括：通过公式Q传热＝k1˙F1˙(tout-tin)+k2˙F2˙(tout-tin)＝(k1˙F1+k2˙F2)˙(tout-tin)＝A˙(tout-tin)计算传热冷负荷数据；其中，k1、k2分别为车厢体和车窗的传热系数，F1、F2分别为车厢体和车
窗面积，因此A＝k1˙F1+k2˙F2为与车厢体和车窗的材质相关的已知参数，tout、tin分别为车厢外空气温度和车厢内的设计温度。所述的迅速响应的列车空调控制方法，优选的，所述新风冷负荷值包括：通过公式Q新风＝c˙L˙(tout-tin)＝B˙(tout-tin)计算新风冷负荷值；其中，c＝1.005kJ/kg˙℃为空气的定压比热，L为新风量，B＝c˙L为与空调总送风量相关参数，tout、tin分别为车厢外空气温度和车厢内的设计温度；其中L＝v˙G/g；其中，v为人员所需新风量，G为车厢内乘客重量，g为人员平均重量指标，因此C＝q/g为散热量和平均重量比值参数。所述的迅速响应的列车空调控制方法，优选的，所述乘客散热冷负荷值包括：通过公式Q人＝q˙G/g＝C˙G计算乘客散热冷负荷值；其中，q为人员散热量，G为车厢内乘客重量，g为人员平均重量指标，C＝q/g为散热量和平均重量比值参数。所述的迅速响应的列车空调控制方法，优选的，还包括：S4，当无法获取每节列车车厢的乘客重量数据时，通过每节列车车厢的温度传感器获取该车厢的实时温度数据，通过比较实际温度和设计温度的设定阈值，调整列车空调控制系统的制冷量、新风风机转速和新风风阀开度；S5，在获取每节列车车厢的乘客重量数据时，如果通过比较实际温度和设计温度超过设定阈值，停止执行步骤S1-S3，执行通过每节列车车厢的温度传感器获取该车厢的实时温度数据，比较实际温度和设计温度的设定阈值，调整列车空调控制系统的制冷量、新风风机转速和新风风阀开度。上述技术方案的有益效果为：通过温度传感器实时采集温度信息进行制冷
调节，尤其在称重出现问题或者超过实际温度和设计温度的设定阈值，优先启用该温度状态调节模式，调整空调制冷量、新风风机转速和新风风阀开度。所述的迅速响应的列车空调控制方法，优选的，所述比较实际温度和设计温度的设定阈值包括：当比较实际温度和设计温度的温差达到正值Δt1，即实际温度高、设计温度低，其差值为正值时，对空调加大冷量；当比较实际温度和设计温度的温差达到负值Δt2，即实际温度低、设计温度高，其差值为负值时，对空调减小冷量。所述的迅速响应的列车空调控制方法，优选的，所述S3包括：S3-1，比较计算模拟所需的每节列车车厢负荷值和实际所需的每节列车车厢负荷值相当时，空调保持当前的运行制冷状态；S3-2，比较计算模拟所需的每节列车车厢负荷值和实际所需的每节列车车厢负荷值差值为正值时，空调减小制冷量；S3-3，比较计算模拟所需的每节列车车厢负荷值和实际所需的每节列车车厢负荷值差值为负值时，空调增加制冷量。所述的迅速响应的列车空调控制方法，优选的，所述S3还包括：S3-A，比较计算模拟所需的每节列车车厢新风风机转速值和实际所需的每节列车车厢新风风机转速值相当时，新风风机保持当前的运行状态；S3-B，比较计算模拟所需的每节列车车厢新风风机转速值和实际所需的每节列车车厢新风风机转速值差值为正值时，新风风机减小转速；S3-C，比较计算模拟所需的每节列车车厢新风风机转速值和实际所需的每节列车车厢新风风机转速值差值为负本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种迅速响应的列车空调控制方法，其特征在于，包括：S1，获取每节列车车厢的乘客重量数据，将乘客重量数据传送到列车空调控制系统，列车空调控制系统的空调负荷模块计算空调模拟所需的每节列车车厢负荷值以及新风风机转速值和新风风阀开度值；S2，获取每节列车车厢空调的供程制冷剂温度数据、回程制冷剂温度数据和制冷剂流量数据，通过列车空调控制系统的空调负荷模块计算空调实际所需的每节列车车厢负荷值以及新风风机转速值和新风风阀开度值；S3，比较计算模拟所需的每节列车车厢负荷值、新风风机转速值、新风风阀开度值和实际所需的每节列车车厢负荷值、新风风机转速值、新风风阀开度值，通过实时比较负荷状态调整列车空调控制系统的制冷量、新风风机转速、新风风阀开度，从而节能降耗。

【技术特征摘要】
1.一种迅速响应的列车空调控制方法，其特征在于，包括：S1，获取每节列车车厢的乘客重量数据，将乘客重量数据传送到列车空调控制系统，列车空调控制系统的空调负荷模块计算空调模拟所需的每节列车车厢负荷值以及新风风机转速值和新风风阀开度值；S2，获取每节列车车厢空调的供程制冷剂温度数据、回程制冷剂温度数据和制冷剂流量数据，通过列车空调控制系统的空调负荷模块计算空调实际所需的每节列车车厢负荷值以及新风风机转速值和新风风阀开度值；S3，比较计算模拟所需的每节列车车厢负荷值、新风风机转速值、新风风阀开度值和实际所需的每节列车车厢负荷值、新风风机转速值、新风风阀开度值，通过实时比较负荷状态调整列车空调控制系统的制冷量、新风风机转速、新风风阀开度，从而节能降耗。2.根据权利要求1所述的迅速响应的列车空调控制方法，其特征在于，所述空调负荷模块计算空调模拟所需的每节列车车厢负荷值、新风风机转速值、新风风阀开度值包括：计算Q计算等于车厢体和车窗的传热冷负荷值+新风冷负荷值+乘客散热冷负荷值+车厢内的照明电器散热产生的冷负荷值，即：Q计算＝Q传热+Q新风+Q人+Q其他。3.根据权利要求2所述的迅速响应的列车空调控制方法，其特征在于，所述车厢体和车窗的传热冷负荷值包括：通过公式Q传热＝k1˙F1˙(tout-tin)+k2˙F2˙(tout-tin)＝(k1˙F1+k2˙F2)˙(tout-tin)＝A˙(tout-tin)计算传热冷负荷数据；其中，k1、k2分别为车厢体和车窗的传热系数，F1、F2分别为车厢体和车窗面积，因此A＝k1˙F1+k2˙F2为与车厢体和车窗的材质相关的已知参数，tout、tin分别为车厢外空气温度和车厢内的设计温度。4.根据权利要求2所述的迅速响应的列车空调控制方法，其特征在于，所述新风冷负荷值包括：通过公式Q新风＝c˙L˙(tout-tin)＝B˙(tout-tin)计算新风冷负荷值；其中，c＝1.005kJ/kg˙℃为空气的定压比热，L为新风量，B＝c˙L为与空调总送风量相关参数，tout、tin分别为车厢外空气温度和车厢内的设计温度；其中L＝v˙G/g；其中，v为人员所需新风量，G为车厢内乘客重量，g为人员平均重量指标，因此C＝q/g为散热量和平均重量比值参数。5.根据权利要求2所述的迅速响应的列车空调控制方法，其特征在于，所述乘客散热冷负荷值包括：通过公式Q人＝q˙G/g＝C˙G计算乘客散热冷负荷值；其中，q为人员散热量，G为车厢内乘客重量，g为人员平均重量指标，C＝q/g为散热量和平均重量比值参数。6.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘亮，秦久运，尚宪贵，张立明，龙海涛，丁学伟，王家桢，
申请(专利权)人：中车建设工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11