[發明專利]高速列車空調系統智能化管控方法

有效

• 申請號: 201510015774.6
• 申請日: 2015-01-13
• 公開（公告）號: CN104608785B
• 公開（公告）日: 2017-03-08
• 發明（設計）人: 安志永;王國強;李直帝;楊玉茹;陳京輝
• 申請（專利權）人: 石家莊國祥運輸設備有限公司
• 主分類號: B61D27/00
• 分類號: B61D27/00
• 代理公司: 石家莊眾志華清知識產權事務所(特殊普通合伙)13123
• 代理人: 王苑祥

技術領域

本發明屬于高速列車空調系統的管控方法，涉及高速列車車廂中的高質量空氣標準和高舒適度環境的保持。

背景技術

高速運行的列車通過車廂空調系統的管控來保證高質量的環境指標。這是高速列車的發展趨勢。為了高質量的環境指標，需要動用大量的設備、就需要耗費一定的能源。車廂又是一個較大空間的公共場所，處在一個高速密閉的環境之下。造成了具體的條件限制。為了節約能耗，在內、外溫差大時，需要將進入車廂內的新風量降低，減少能量空排。降低新風量的結果是導致空氣整體指標的降低，提高形成內循環加速，則又增大了能耗。這兩者不是簡單的線性關系，并根據每一個箱體結構的變化和設備裝配的具體條件有較大的差異。所以，單單在空調系統進風道上設有新風閥裝置并不能獲得質量上的根本改進，用以簡單調節車廂內的新風量方法的設計思想并沒有取得重大的明顯進步。

高速行進的列車在通過隧道或交會時，車廂兩側因貝努利效應會引起進氣口壓力較大的波動，其氣壓變化率與列車速度的平方成正比，列車速度越高、壓力變化值就越大。高速列車其壓力變化速率在1秒內可高達數千帕。加上高速列車的車體、門、窗具有良好的氣密性，外部氣壓的急劇變化會通過換氣通道傳到車內，造成短時間內出現的氣壓變低使乘員耳朵內的壓力與外界的氣壓無法達到平衡，耳膜內外的壓力差會引起聽覺器官的不適感。因此，在車速高于160KM/h時，需要采用專用設備壓力波保護系統來控制車內壓力的波動，減少壓力波的影響，以保證乘員的舒適度。壓力波保護閥可通過壓力波控制器控制，在列車內外壓差滿足觸發條件時進行關閉，隔絕車內外空氣流動，從而抑制車內空氣的壓力波動。十分明顯壓力波控制體統的設置十分必要，但在實際中的利用價值并不高、并與改進后的結構會產生功能性的重疊，形成實際上的浪費。

目前高速列車為控制新風風量控制急需重大改進，列車內部的空氣的該質量控制也面臨升級，同時兼顧多方面的改進是空調系統一個急迫的課題。

發明內容

本發明的目的是設計一種高速列車空調系統智能化管控方法，為空調系統、包括改造后壓力波保護閥在內的空氣質量提升設備、提供一種智能化的統一控制管理方法、并付諸于計算機實時控制，最終實現車廂內空氣質量高標準的提升，系統的簡化和運行過程的能源節約。

為實現以上發明目的，所采取的具體的技術方案是：高速列車空調系統智能化管控方法，本方法基于智能化管控系統，該系統具有以CPU為核心的管理單元、借助A/D轉換模塊連接在CPU數據總線上的車廂內外空氣參數采集模塊、裝有空氣質量管理程序的EPROM模塊、存儲有經驗數據的只讀存儲器模塊和配套的存儲中間數據的數據暫存模塊、監測比較模塊，還包括空調主機在內的空氣質量調控設備和配套的數控伺服機構，其關鍵在于列車運行中的智能化管控方法包括以下步驟：

1）初始化處理：列車啟動后，根據現場采集到的車廂內外空氣參數、選定經驗數據表中對應條件下新風比例數值M₀、設定在車廂進風通道中的可調流量的保護閥狀態為新風量XF₀和空調主機的內循環風量NF₀；

2）隨機參數的采集：按照設定的時間間隔△t將車廂內外空氣參數采集模塊采集的相關參數存入中間存儲器、并形成與經驗數據模塊中相同結構的數列；

3）初始化參數的隨機調節：調出經驗數據模塊中的與即時外溫和內溫相同條件下的新風比例數值M_t、借助對比例電磁閥發出的調控指令實現對新風量XF_t和空調主機的內循環風量NF_t設定；

4）環境監測和應急調控：借助設置在車廂兩端、雙側面的壓力傳感器組采集到的壓力變化率：(P0－Pt)/△t，經比較超出經驗數據模塊列表中的上限值時發出緊急調控指令、啟動截止閥封閉進氣通道，直至外壓恢復正常值；

5）重復步驟2-4。

以上的技術措施可以保證：盡管列車的行進途中有可能面臨外界溫度和壓力的明顯變化，空氣的更新比例和進氣閥門的設置總處于最高效率和最舒適的溫度、壓力狀態。

進一步采取的措施是：空氣質量參數的調控設備在改進的系統中包括設置在車廂排風口通道上的逆止閥和引風機，并在配套伺服機構中包括有逆止閥的受控風門調節裝置和引風機受控開關電路；在CPU?發出緊急調控指令或啟動截止閥封閉進氣通道的同時，相同指令也送至伺服機構的觸發端指令風門關閉。

以上的輔助配套設施和方法進一步保證了上述主體技術手段執行的效果和力度。