[發明專利]采用二氧化碳冷媒的軌道車輛空調系統高壓控制方法

在審

• 申請號: 201910364234.7
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110077430A
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 蔣甫政;王雨風;楊樸凡;俞彬彬;張振宇;王丹東;施駿業;陳江平
• 申請（專利權）人: 蔣甫政
• 主分類號: B61D27/00
• 分類號: B61D27/00;G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種以二氧化碳為冷媒的跨臨界軌道車輛空調系統的高壓控制方法，涉及軌道車輛空調技術領域。本發明通過實驗數據積累擬合空調系統中氣體冷卻器出口溫度與系統中最優高壓的線性經驗關系式，當空調工作環境發生變化時，壓力溫度傳感器搜集到系統氣體冷卻器出口溫度數據信號后傳遞給空調系統控制模塊，控制模塊通過已擬合的線性關系，計算得該環境工況下系統最優高壓，通過PLC等控制方式調節系統中電子膨脹閥，使系統高壓至此壓力，進而系統可以保持在該工況下以最優效率運行。本發明可實現在不同運行環境工況下，通過一種以二氧化碳為冷媒的跨臨界軌道車輛空調系統的高壓控制方法，始終維持二氧化碳冷媒軌道車輛空調系統工作時的最優性能。

技術領域

本發明涉及軌道車輛用空調領域的控制方法，特別是一種以氣體冷卻器出口溫度作為唯一控制參量的采用二氧化碳冷媒的軌道車輛空調系統高壓控制方法。

背景技術

傳統軌道車輛用的空調系統使用的冷媒GWP(Global Warming Potential)值較高，會加劇全球變暖。而且其為含氟類制冷劑，對臭氧層亦有破壞。《蒙特利爾協定書》簽訂，此類傳統環境不友好型制冷劑將在全球范圍內逐步禁用。二氧化碳作為自然工質，溫室氣體效應極低(GWP＝1)，不破壞臭氧層(ODP＝0)，并且具有無毒、不可燃、具有良好傳熱性能、較低流體阻力以及相當大單位制冷量等優點。與傳統制冷劑不同，由于二氧化碳臨界溫度較低(31.2℃)，系統在制冷時冷媒的循環為跨臨界循環區別于傳統空調冷媒的亞臨界循環，系統控制已不可采用傳統空調系統過熱度控制的方式，因此需要尋找一種新的系統狀態參量，來制定變工況條件下系統的控制策略。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供了一種采用二氧化碳冷媒的跨臨界軌道車輛空調系統高壓的控制方法，能夠進憑借唯一參量氣體冷卻器出口溫度，實現控制系統在變工況條件下以最優效率穩定運行。

本發明是通過以下技術方案來實現的：

發明具體通過以下技術方案實現：

本發明提供了一種實驗數據收集過程中確定最優高壓的實驗方法，隨后通過擬合系統氣體冷卻器出口溫度以及最優高壓的線性關系式，實現變工況下，采用單一參量預測系統最優高壓的效果，最后，系統的控制單元通過控制電子膨脹閥的開度，調節系統的高壓至最優高壓值即可保證系統在最優效率下運行。

優選地，在實驗過程中，通過更改系統電子膨脹閥的開度以及對比系統的效率，確定系統在給定工況下的最優高壓數值。

優選地，保證系統氣體冷卻器出口溫度與最優高壓一一對應關系，采用最小二乘法等數學方法，對氣體冷卻器出口溫度與最優高壓進行線性擬合，得到線性擬合的關聯表達式。

優選地，在系統實際運行過程中，采集氣體冷卻器出口溫度信號，反饋至控制單元后通過已擬合的線性關聯表達式做出該氣體冷卻器出口溫度數值下對應的最優高壓的數值，并作為高壓調節預設值。

優選地，采用PLC等控制方法，控制單元動作電子膨脹閥，調節系統的高壓至該工況下的高壓預設值，保證系統效率最優。

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果為：本發明可以輔助優化設計二氧化碳系統及其零部件，在實驗之前對系統運行狀態進行預測，并可優化系統運行時的參數設定，使得系統在不同工況下實現性能的最優化。

附圖說明

圖1為一種采用二氧化碳冷媒的跨臨界軌道車輛空調系統高壓的控制方法邏輯圖；

圖2為一種采用二氧化碳冷媒的軌道車輛空調系統的系統循環圖；

其中：1、蒸發器，2、儲液罐，3、蒸發風機，4、電子膨脹閥，5、干燥過濾器，6、同軸管換熱器，7、低壓開關，8、充注口，9、壓縮機，10、安全閥，11、高壓開關，12、壓力溫度傳感器，13、氣體冷卻器，14、冷凝風機。

具體實施方式