導語：列車空調(diào)節(jié)能性及舒適性優(yōu)化設計研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:隨著城市軌道交通的快速發(fā)展，節(jié)能減排、提倡低碳生活已經(jīng)成為當今一個熱門話題，如何降低軌道交通能耗同時提高乘客對車內(nèi)環(huán)境的舒適性體驗，成為地鐵運營公司重點關注的問題。文章針對列車空調(diào)系統(tǒng)基于列車載荷變化自動調(diào)整客室目標溫度進行試驗研究從而達到節(jié)能的效果，通過優(yōu)化電客車空調(diào)系統(tǒng)變頻壓縮機控制邏輯從而提高客室的舒適性。

關鍵詞:空調(diào)系統(tǒng);節(jié)能;舒適性

電客車客室空調(diào)機組是用以調(diào)節(jié)車內(nèi)環(huán)境，處理車內(nèi)空氣的溫度、濕度和潔凈度，給旅客及司乘人員提供一個健康舒適的乘車環(huán)境。廈門地鐵某線路電客車空調(diào)機組的結(jié)構(gòu)型式為車頂單元式，各空調(diào)機組均設有兩套獨立的制冷系統(tǒng)，以增加空調(diào)機組的可靠性?？照{(diào)機組采用谷輪全封閉臥式渦旋壓縮機，制冷劑為R407C，以熱力膨脹閥作節(jié)流元件。每臺壓縮機均配有獨立的變頻器，可根據(jù)車內(nèi)負荷大小進行控制壓縮機運轉(zhuǎn)頻率，實現(xiàn)能量調(diào)節(jié)。空調(diào)機組配用獨立的電氣控制柜，可實現(xiàn)本地控制和集中控制。

1基于列車載荷的客室目標溫度控制優(yōu)化研究

廈門地鐵某線路電客車每輛車空調(diào)系統(tǒng)設一個PLC控制單元，其制冷控制方式分為“自動制冷”和“手動制冷”兩種模式。在自動制冷模式下，空調(diào)系統(tǒng)目標溫度的設置根據(jù)國際標準UIC553溫度控制曲線，空調(diào)系統(tǒng)目標溫度按外部環(huán)境溫度進行自動調(diào)節(jié)控制。在手動制冷模式下，空調(diào)系統(tǒng)目標溫度的設置有列車司機手動設置，通常設定溫度范圍為22℃-28℃。由于地鐵車輛在實際運營時，高低峰時期的乘客量變化劇烈，會引起列車客室熱負荷的劇烈變化，若將載荷變化這一因素加入到空調(diào)目標溫度控制中，對車廂空調(diào)目標溫度根據(jù)載荷變化進行微調(diào)，當載客量少的時刻適當增大空調(diào)設置溫度，載客量大的時刻減小空調(diào)設置溫度，加快空調(diào)制冷效率，迅速將車廂溫度調(diào)整至舒適的環(huán)境，從而提高乘客乘車舒適性。綜上對廈門地鐵某線路電客車空調(diào)控制系統(tǒng)進行優(yōu)化，當列車載客率小于1/4定員載荷時，列車TCMS將載客率小于1/4定員載荷的信號發(fā)送至空調(diào)系統(tǒng)，空調(diào)控制器自動將原設置的目標溫度上升1℃(例如:空調(diào)目標溫度設置為25℃時，當列車小于1/4定員載荷工況，目標溫度修正為26℃;當列車大于1/4定員載荷工況，目標溫度維持不變即為25℃)。

2空調(diào)系統(tǒng)變頻壓縮機控制邏輯優(yōu)化研究

廈門地鐵某線路空調(diào)機組采用的是谷輪全封閉臥式渦旋變頻壓縮機，由日立變頻器為壓縮機提供頻率可調(diào)的AC380V電源。在不同頻率下，壓縮機制冷效率將不同。頻率越高，制冷效果越好。當車廂內(nèi)溫度高，需要增加變頻器頻率;當室內(nèi)溫度低，則需要減少變頻器頻率。通過優(yōu)化壓縮機的控制邏輯，可以實現(xiàn)對客室內(nèi)的溫度更精確的控制，避免客室內(nèi)太冷所造成的制冷浪費現(xiàn)象，從而提高空調(diào)的節(jié)能性。優(yōu)化前空調(diào)機組壓縮機的控制邏輯如下:(1)車廂內(nèi)溫度上升階段(-0．5℃～1．0℃):當內(nèi)客室內(nèi)的溫度每升高0．5℃時，壓縮機運行頻率依次在45Hz、50Hz、55Hz、60Hz間變化。(2)車廂內(nèi)溫度下降階段(1．0℃～-0．5℃):當內(nèi)客室內(nèi)的溫度每降低0．5℃時，壓縮機運行頻率依次在60Hz、55Hz、50Hz、45Hz間變化。綜上為進一步提高車廂溫度控制的精確性，對空調(diào)壓縮機控制邏輯進行優(yōu)化，優(yōu)化后空調(diào)機組壓縮機的控制邏輯如下:(1)車廂內(nèi)溫度上升階段(-1．0℃～1．0℃):在原控制基礎上，當客室內(nèi)的溫度低于目標溫度1℃時，增加壓縮機運行頻率為40Hz的工作工況。(2)車廂內(nèi)溫度下降階段(1．0℃～-1．0℃):在原控制基礎上，當客室內(nèi)的溫度下降至低于目標溫度1℃時，增加壓縮機運行頻率為40Hz的工作工況。

3優(yōu)化后實施效果說明

自2018年下半年開始，廈門地鐵該線路電客車空調(diào)系統(tǒng)的控制軟件已完成批量優(yōu)化升級。優(yōu)化前后空調(diào)系統(tǒng)的舒適性、節(jié)能性的對比如下:3．1舒適性改善通過上述實測數(shù)據(jù)可發(fā)現(xiàn)優(yōu)化后的車廂內(nèi)回風口處溫度優(yōu)化前后溫度波動值由±1．3℃改善為±1．0℃，車廂內(nèi)1．7米處溫度優(yōu)化前后溫度波動值由±1．6℃改善為±1．3℃，車廂內(nèi)1．2米處溫度優(yōu)化前后溫度波動值由±1．8℃改善為±1．4℃。說明個車廂內(nèi)溫度波動更均勻，溫度波動基本控制在±1．5℃內(nèi)。避免了忽冷忽熱的現(xiàn)象，從而提高相應的舒適性。3．2節(jié)能性改善從表2可看出，對比2018年10月、11月車公里能耗與2018年4月、5月的車公里能耗都有所下降，從而到達節(jié)能的目的。

4總結(jié)

本文從電客車空調(diào)系統(tǒng)控制原理入手，將列車載荷運用于空調(diào)系統(tǒng)溫度設定中，并優(yōu)化空調(diào)系統(tǒng)壓縮機的控制邏輯。試驗表明，優(yōu)化前后列車車廂內(nèi)溫度的波動、列車牽引電耗等方面都有所改善。

參考文獻:

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作者:張一劍 單位:廈門軌道交通集團有限公司