城市軌道交通車輛空調(diào)系統(tǒng)控制探討

1、城市軌道交通車輛空調(diào)系統(tǒng)控制討論 摘要：城市軌道車輛空調(diào)系統(tǒng)承當著為乘客的出行提供舒適性效勞。在城市軌道車輛中眾多系統(tǒng)中與乘客乘車體驗親密相關的關鍵大系統(tǒng)中，空調(diào)系統(tǒng)扮演著不可缺少的重要角色。文章就城市軌道交通車輛空調(diào)系統(tǒng)控制的設計理念進展介紹，并根據(jù)設計經(jīng)歷對城市軌道交通車輛空調(diào)系統(tǒng)控制設計給出建議。關鍵詞：空調(diào)系統(tǒng)；空調(diào)控制器ACU；列車控制與監(jiān)控系統(tǒng)TCMS；舒適性1空調(diào)系統(tǒng)控制概述空調(diào)系統(tǒng)控制方式采用微機控制，其核心部件為Microprocessor微處理器，根據(jù)國際標準?UIC553國際鐵路聯(lián)盟客車車廂的通風、供暖和空調(diào)?規(guī)定的曲線，按外部環(huán)境溫度實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)控制。本車的空調(diào)控制單元

2、ACU控制本車的兩個空調(diào)機組工作；ACU與列車控制及監(jiān)控系統(tǒng)TCMS進展通訊，實現(xiàn)整列車空調(diào)和通風系統(tǒng)的控制和監(jiān)視功能；系統(tǒng)具有完善的保護功能、故障診斷和乘務員支持等功能。2設計概念及需求空調(diào)系統(tǒng)供電電源一般采用三相交流380V，50Hz。車輛級空調(diào)控制系統(tǒng)電源一般采用直流110V注：有些國家或地區(qū)的電壓制式不同與此，需按照當?shù)仉妷褐剖竭M展適應性設計。每節(jié)車廂設置兩臺空調(diào)機組，也有個別工程每節(jié)車廂僅設一臺空調(diào)機組。一般工程采用一拖二的控制方式，即一臺ACU控制兩臺空調(diào)機組；還有些工程考慮控制的冗余性采用一拖一控制方式，即每臺ACU控制一臺空調(diào)機組。空調(diào)機組配置4臺壓縮機、2臺冷凝風機、2臺通風

3、機及2組電加熱器不同工程配置不同。3控制形式集控形式下，每車的空調(diào)控制單元ACU與TCMS進展通訊，實現(xiàn)整列車空調(diào)系統(tǒng)的控制。集控形式一般用于正常運營形式，通過操作司機臺上的空調(diào)形式轉(zhuǎn)換開關或在TCMS顯示屏上進展選擇來實現(xiàn)。集控形式可設定為運行和停頓兩種形式；也可以根據(jù)需要，設定詳細的空調(diào)運行形式：如自動、手動、通風、停頓等，亦可通過在TCMS顯示屏對客室溫度進展設定。每節(jié)車的空調(diào)控制單元ACU承受到控制指令后，在微處理器中進展運算處理，再將控制指令直接發(fā)給各空調(diào)機組，即空調(diào)機組按ACU給出的指令要求進展工作。本車控制形式下，該節(jié)車的空調(diào)系統(tǒng)將在本車ACU發(fā)出的控制指令下進展工作，并將空調(diào)系

4、統(tǒng)各部件的運行狀態(tài)向TCMS報告。本車控制一般用于對本車空調(diào)系統(tǒng)的調(diào)試和維護，本車控制式一般包括通風、停頓及測試制冷等形式。通風：在ACU的觸控屏上，選擇通風;軟按鍵，本車空調(diào)機組將執(zhí)行通風工況。停頓：在ACU的觸控屏上，選擇停頓;軟按鍵，本車空調(diào)機組將停頓工作。測試制冷形式：空調(diào)機組為自動制冷形式，在環(huán)境溫度為1019時允許運行5min，當環(huán)境溫度低于10，將被制止使用。測試制冷形式分為以下4種工況：制冷1：按照25%制冷量工況進展工作。此時機組啟動通風機、冷凝風機及一臺壓縮機。制冷2：按照50%制冷量工況進展工作。此時機組啟動通風機、冷凝風機及兩臺臺壓縮機。制冷3：按照75%制冷量工況進展

5、工作。此時機組啟動通風機、冷凝風機及三臺壓縮機。制冷4：按照100%制冷量工況進展工作。此時機組啟動通風機、冷凝風機及四臺壓縮機。當檢測到車廂外部有煙霧吸入到車廂時，空調(diào)系統(tǒng)將關閉新風閥，制止煙霧進入車廂內(nèi)。當車廂內(nèi)部有煙霧時，空調(diào)系統(tǒng)將保持制冷工況。當車廂內(nèi)外均無煙霧時，司乘人員可在TCMS屏上進展手動復位，使空調(diào)恢復正常狀態(tài)。在一些冬季比擬濕冷的地區(qū)，空調(diào)系統(tǒng)具有除濕功能?？照{(diào)機組通過冷卻將濕冷空氣中的水分去除，再將冷空氣通過加熱器加熱返回到車廂，到達除濕的目的。列車即將進入隧道時，空調(diào)系統(tǒng)將關閉全列車新風閥，延時一段時間后，即列車駛出隧道后，全列車新風閥恢復到正常狀態(tài)。4減載控制假設車載

6、輔助電源中的一臺故障時，那么列車所有的負載將由另一臺輔助電源提供，此時空調(diào)系統(tǒng)將進展減載。每臺空調(diào)機組將減少通風機、壓縮機及冷凝風機的工作數(shù)量，空調(diào)系統(tǒng)制冷才能將下降，按照事先核算好負載進展工作。5緊急通風控制當線路電源故障時，車載輔助電源將無法為空調(diào)系統(tǒng)提供電源，此時車載蓄電池組將提供電源，通過緊急通風逆變器向空調(diào)系統(tǒng)提供供電電源，此時空調(diào)機組運行在緊急通風狀態(tài)。緊急通風時間一般為45min。6順序起動與壓縮機的平衡工作為防止啟動電流對車載輔助電源的影響，全列車的空調(diào)系統(tǒng)將按照一定的時間間隔順序啟動每節(jié)車的空調(diào)機組。制冷形式時，單臺機組啟動順序為：先啟動機組內(nèi)的通風機；延時后啟動冷凝風機；再

7、延時，工作時間較短的壓縮機啟動；然后其他壓縮機依次啟動。除濕形式時，先啟動通風機，然后是冷凝風機，之后啟動壓縮機，最后啟動加熱器。各機組壓縮機啟動時，將按每車ACU的要求工況開場工作，ACU將對每臺機組的4臺壓縮機的工作時間進展比擬，每次先啟開工作時間較短的壓縮機，每次先卸載工作時間較長壓縮機，以保證壓縮機平衡工作。制冷形式停機時，先停工作時間較長壓縮機，再停工作時間較短的壓縮機，再停冷凝風機，最后通風機停頓工作。除濕形式停機時，先停頓加熱器，之后壓縮機停頓工作，然后冷凝風機停機，最后停頓通風機。7溫度控制考慮到季節(jié)和環(huán)境溫度的變化，客室內(nèi)的溫度將由ACU自動控制，以使乘客和司乘人員更舒適。內(nèi)

8、部溫度的設定將根據(jù)UIC553曲線，按外部環(huán)境溫度進展自動調(diào)節(jié)控制。車內(nèi)標準平均溫度保持在設定溫度2范圍內(nèi)。如圖1所示為車輛外部環(huán)境溫度和車輛內(nèi)部設定溫度關系圖。8空調(diào)系統(tǒng)保護空調(diào)供電電源有過壓、欠壓及缺相保護，對機組內(nèi)的各主要部件風機等具有保護功能。壓縮機配有過壓及欠壓保護、高溫及過載保護。在制冷量超過預設值時，上下壓檢測開關將斷開，空調(diào)控制器ACU將停頓壓縮機工作，并將故障信息上報給TCMS并記錄。9系統(tǒng)故障處理空調(diào)系統(tǒng)出現(xiàn)故障不能制冷時，系統(tǒng)將提供通風形式，并將故障信息向TCMS報告。10結(jié)語空調(diào)系統(tǒng)是城市軌道車輛中為乘客提供舒適的乘車環(huán)境的一個重要的系統(tǒng)，在城市軌道車輛各個子系統(tǒng)中空調(diào)系統(tǒng)是屬于A類部件，對系統(tǒng)的設計要求非常高?？照{(diào)系統(tǒng)的設計不僅僅依賴于系統(tǒng)的通風量的計算、風道的