CN109109887B - 一种车辆空调温度控制方法以及系统 - Google Patents

Abstract

本发明的车辆空调温度控制方法以及系统，该车辆空调温度控制方法包括以下步骤：步骤一，根据特定城市气候特征以及特定运营车辆参数通过舒适温度计算公式计算出车辆空载和超载情况下的制冷和制热最舒适温度；步骤二，对车辆载客量参数进行分档；步骤三，根据车辆空载及超载时的制热最舒适温度确定车内制热温度设定公式，根据车辆空载及超载时制冷最舒适温度以及车辆载客量参数确定车内制冷温度设定公式；步骤四，根据环境温度以及车辆载客量参数通过车内制冷温度设定公式或车内制热温度设定公式计算出车内理论设定温度；步骤五，按照车内理论设定温度对车辆空调温度进行设定。

Description

一种车辆空调温度控制方法以及系统

技术领域

本发明涉及空调温度控制技术领域，具体涉及一种车辆空调温度控制方法以及系统。

背景技术

地铁、火车以及公交车等交通车辆中均设置有空调系统，以给处于封闭车内空间的乘员提供舒适的环境。目前，地铁火车等列车内温度控制普遍采用国际铁路联合会规范553(UIC553)中的“理论环境温度曲线”进行温度控制。然而，有些地铁空调的运行环境，是高架和地下交替的，其环境温度变化快，如果根据UIC553中的“理论环境温度曲线”方式进行调节，就会出现比如地铁从高架段运行地下段时，因环境温度降低，车厢内温度也会降低，而待地铁从地下段运行到高架段时，因环境温度升高，车厢内温度又变高，这样短时间内车厢内温度频繁变动，无法给人体带来舒适的感觉。此外，车辆的负荷需求低但为了达到根据环境温度变化的温度控制目标，空调机组就得满负荷运转，很不节能。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种车辆空调温度控制方法以及系统，以实现舒适又节能的温度调节。

本发明提供的车辆空调温度控制方法，具有这样的特征，包括：步骤一，根据城市气候特征以及车辆类型，通过舒适温度计算公式计算出车辆空载制冷最舒适温度T₁₁、车辆超载制冷最舒适温度T₁₂、车辆空载制热最舒适温度T₂₁以及车辆超载制热最舒适温度T₂₂；步骤二，对车辆载客量参数n进行分档；步骤三，根据车辆空载制热最舒适温度T₂₁以及车辆超载制热最舒适温度T₂₂确定车内制热温度设定公式；根据车辆空载制冷最舒适温度T₁₁、车辆超载制冷最舒适温度T₁₂以及车辆载客量参数n确定车内制冷温度设定公式；步骤四，根据环境温度T_out以及车辆载客量参数n，通过车内制冷温度设定公式或车内制热温度设定公式计算出车内理论设定温度T_in；步骤五，按照车内理论设定温度T_in对车辆空调温度进行设定。

在本发明提供的车辆空调温度控制方法中，还可以具有这样的特征：其中，舒适温度计算公式为：

式中，PMV为预计平均热感觉指数；M为代谢率；W为外部做功消耗的热量；P_a为水蒸气分压；t_a为空气温度；f_cl为着装时人的体表面积与裸露时人的体表面积之比；t_cl为服装表面温度；为平均辐射温度；h_c为对流换热系统；I_cl为服装热阻；v_ar为空气流速，在特定城市气候及特定车辆类型条件下，当PMV取值为0时，对应空气温度t_a为该条件下最舒适温度值。

在本发明提供的车辆空调温度控制方法中，还可以具有这样的特征：其中，车辆载客量参数n分为以下4档：n＝0，表示车辆人员空载；n＝2，表示车辆人员较少；n＝4，表示车辆人员较多；n＝6，表示车辆人员超载，n＝6情况下的人数设定或重量设定根据每台车辆的额定超载人数或额定超载重量来设定，n＝2及n＝4情况下的人数设定或重量设定根据车辆类型自行定义。

在本发明提供的车辆空调温度控制方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤三中车内制热温度设定公式为：T_in＝A₁×n+T₂₁，式中，n为车辆载客量参数n；A₁为常数，A₁的值根据设定T_in＝T₂₂以及超载情况下的n值来确定。

在本发明提供的车辆空调温度控制方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤三中车内制冷温度设定公式为根据环境温度T_out的分段式计算公式，具体为：

当T_out≤35℃时，T_in＝A₂×n+T₁₁；

当35℃＜T_out≤39℃时，T_in＝A₂×n+0.375×T_out+12.375；

当T_out＞39℃时，T_in＝A₂×n+27，

A₂为常数，A₂的值根据设定T_in＝T₁₂以及超载情况下的n值来确定。

本发明还提供一种车辆空调温度控制系统，具有这样的特征，包括：载客量分档数据存储模块、载客量监测模块、载客量分档判定模块、空调模式选择模块、环境温度监测模块、理论温度计算模块以及温度设定模块，其中，载客量分档数据存储模块存储有预设的载客量分档数据；载客量监测模块实时获取车辆的载客量信号；载客量分档判定模块根据载客量分档数据判定载客量信号的归属档位；空调模式选择模块提供有供人选择的制热及制冷两种运行模式；环境温度监测模块实时获取车辆的环境温度；理论温度计算模块根据环境温度、所选定的运行模式以及载客量信号的归属档位计算得出车内理论设定温度；温度设定模块根据车内理论设定温度对车辆空调温度进行调控。

在本发明提供的车辆空调温度控制系统中，还可以具有这样的特征，还包括：载客量分档数据设定模块，用于供人为设定载客量分档数据。

发明的作用与效果

本发明的车辆空调温度控制方法，针对某个城市的特定运营车辆进行分析计算，计算出在乘客空载及超载时空调制冷、制热时最舒适的温度值，同时还考虑车辆不同负载情况的变化，将车辆乘客根据载客量划分几个等级，从而计算出几种环境温度等级下的温度公式。在不同的环境温度下，车辆根据不同载客量信号，进行温度控制。本发明的车辆空调温度控制方法针对某个城市的特定运营车辆进行分析计算，而不是笼统设置温度，这样的车辆空调温度控制方法更加合理科学，可在任何时候对该车辆提供最舒适的温度，同时也能避免出现车辆人员少负荷需求低的时候满负荷开空调的情况，达到了节能的目的。

附图说明

图1是本发明的本实施例中车辆空调温度控制系统的框图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明车辆空调温度控制方法以及系统作具体阐述。

<实施例>

本实施例以上海某条地铁夏天制冷及冬天制热对本发明的车辆空调温度控制方法进行阐述，包括以下步骤：

步骤一，根据城市气候特征以及车辆类型，通过舒适温度计算公式计算出车辆空载制冷最舒适温度T₁₁、车辆超载制冷最舒适温度T₁₂、车辆空载制热最舒适温度T₂₁以及车辆超载制热最舒适温度T₂₂。

舒适温度计算公式为：

上式中，PMV为预计平均热感觉指数；M为代谢率；W为外部做功消耗的热量；P_a为水蒸气分压；t_a为空气温度；f_cl为着装时人的体表面积与裸露时人的体表面积之比；t_cl为服装表面温度；为平均辐射温度；h_c为对流换热系统；I_cl为服装热阻；v_ar为空气流速。不同条件下上述参数值不同，根据特定城市气候以及特定车辆类型来选取上述参数值。在特定城市气候及特定车辆类型条件下，当PMV取值为0时，对应空气温度t_a为该条件下最舒适温度值。本实施例中的上海市某条地铁项目的最舒适温度值如下表：

由上表可知，该车辆夏天制冷时，车辆内舒适的温度范围是：24.5～25.5℃；冬天制热时，车辆内舒适的温度范围是：19.5～20.5℃。

步骤二，根据乘客人数或乘客重量，将车辆载客量参数n分为以下4档：

n＝0，表示车辆人员空载，该情况下的车厢内人数为0或重量为0。(当以人数表示载客量，车厢内人数为0时，n＝0。)

n＝2，表示车辆人员较少，该情况下的人数设定或重量设定根据车辆类型自行定义。(当以人数表示载客量，比如车厢的额定人数为100人时，可定义载客人数＜50为人员较少，此时n＝2。)

n＝4，表示车辆人员较多，该情况下的人数设定或重量设定根据车辆类型自行定义。(当以人数表示载客量，比如车厢的额定人数为100人时，可定义100＞载客人数≥50为人员较多，此时n＝4。)

n＝6，表示车辆人员超载，该情况下的人数设定或重量设定根据每台车辆的额定超载人数或额定超载重量来设定。(当以人数表示载客量，比如车厢的额定人数为100人时，可定义载客人数≥100为超载，n＝6。)

步骤三，确定车内制冷温度设定公式以及车内制热温度设定公式。

(1)车内制冷温度设定公式的确定：

a.当环境温度T_out≤35℃时，仅根据车辆载客量参数n来设定车内制冷温度，该温度段适用的通式为：T_in＝A₂×n+T₁₁，

由上述表格中制冷最舒适温度值可知：车辆空载时，即n＝0时，车内最舒适设定温度T₁₁＝25.5；车辆超载时，即n＝6时，车内最舒适设定温度T₁₂＝24.5，计算得出A2＝-0.1667，因此，本实施例中的上海市某条地铁项目该温度段适用的公式为：T_out≤35℃时，T_in＝-0.1667n+25.5。

b.当35℃＜T_out≤39℃时，不仅根据车辆载客量参数n还根据环境温度T_out对车内温度T_in进行设定，该温度段适用的通式为：T_in＝A₂×n+0.375×T_out+12.375。

该温度段适用的公式为：35℃＜T_out≤39℃时，T_in＝-0.1667n+0.375T_out+12.375。在车辆空载(n＝0)，环境温度T_out＝39℃时，车内最舒适设定温度为27℃；车辆超载(n＝6)，环境温度T_out＝39℃时，车内最舒适设定温度为26℃。

c.当T_out＞39℃时，仅根据车辆载客量参数n来设定车内制冷温度，该温度段适用的通式为：T_in＝A₂×n+27，该温度段适用的公式为:T_in＝-0.1667n+27。

(2)车内制热温度设定公式确定：

制热时，不对环境温度进行分段控制。车内制热温度设定通用公式为：T_in＝A₁×n+T₂₁，

由上述表格中制热最舒适温度值可知：车辆空载时，即n＝0时，车内最舒适设定温度T₂₁＝20.5；车辆超载时，即n＝6时，车内最舒适设定温度T₂₂＝19.5，计算得出A₁＝-0.1667，因此，本实施例中的上海市某条地铁项目的车内制热温度设定通用公式：T_in＝-0.1667n+20.5。

步骤四，根据环境温度T_out以及车辆载客量参数n，通过上述车内制冷温度设定公式：

或者车内制热温度设定公式：T_in＝-0.1667n+20.5计算出车内理论设定温度T_in。

步骤五，按照车内理论设定温度T_in对车辆空调温度进行设定。

本实施例中，基于上述车辆空调温度控制方法提供一种车辆空调温度控制系统100，该系统为智能控制系统，系统内设置有相应的运行程序。如图1所示，车辆空调温度控制系统100包括载客量分档数据设定模块101、载客量分档数据存储模块102、载客量监测模块103、载客量分档判定模块104、空调模式选择模块105、环境温度监测模块106、理论温度计算模块107以及温度设定模块108。

车辆空调温度控制系统100中各模块的功能运作如下：

载客量分档数据设定模块101用于供工作人员根据车辆的具体参数来设定具体的载客量分档数据。

载客量分档数据存储模块102用于存储预设的载客量分档数据。

载客量监测模块103实时获取车辆的载客量信号，该载客量信号可根据实际需要设置为乘客人数或者乘客重量。当采用乘客人数作为载客量信号时，载客量监测模块103包含设置在车门处用于感应人员进出的红外感应装置；当采用乘客重量作为载客量信号时，载客量监测模块103包含设置在车厢内部的重量感应装置。

载客量分档判定模块104根据预设的载客量分档数据判定感应到的载客量信号应该归属哪个档位。

空调模式选择模块105提供有供操作员选择的制热及制冷两种运行模式，操作人员根据实际情况选择其中一种运行模式。

环境温度监测模块106实时获取车辆的环境温度，为设置在车辆外部的温度传感器。

理论温度计算模块107预设有相应的温度计算公式，根据运行模式选取相应的制冷计算公式或制热计算公式，此处公式为上述车辆空调温度控制方法中的车内制冷温度设定公式及车内制热温度设定公式，采用制热计算公式计算时根据载客量信号的归属档位进行计算，采用制冷计算公式计算时根据环境温度及载客量信号的归属档位进行计算，计算得出车内理论设定温度。

温度设定模块108根据计算得到的车内理论设定温度对车辆空调温度进行调控。

上述实施方式仅为本发明的一个具体实施例，并不用来限制本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种车辆空调温度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，根据城市气候特征以及车辆类型，通过舒适温度计算公式计算出车辆空载制冷最舒适温度T₁₁、车辆超载制冷最舒适温度T₁₂、车辆空载制热最舒适温度T₂₁以及车辆超载制热最舒适温度T₂₂；

步骤二，对车辆载客量参数n进行分档；

步骤三，根据车辆空载制热最舒适温度T₂₁以及车辆超载制热最舒适温度T₂₂确定车内制热温度设定公式；根据车辆空载制冷最舒适温度T₁₁、车辆超载制冷最舒适温度T₁₂以及车辆载客量参数n确定车内制冷温度设定公式；

步骤四，根据环境温度T_out以及车辆载客量参数n，通过所述车内制冷温度设定公式或所述车内制热温度设定公式计算出车内理论设定温度T_in；

步骤五，按照所述车内理论设定温度T_in对车辆空调温度进行设定。

2.根据权利要求1所述的车辆空调温度控制方法，其特征在于：

其中，所述舒适温度计算公式为：

式中，PMV为预计平均热感觉指数；M为代谢率；W为外部做功消耗的热量；P_a为水蒸气分压；t_a为空气温度；f_cl为着装时人的体表面积与裸露时人的体表面积之比；t_cl为服装表面温度；为平均辐射温度；h_c为对流换热系统；I_cl为服装热阻；v_ar为空气流速，

在特定城市气候及特定车辆类型条件下，当PMV取值为0时，对应空气温度t_a为该条件下最舒适温度值。

3.根据权利要求1所述的车辆空调温度控制方法，其特征在于：

其中，所述车辆载客量参数n分为以下4档：

n＝0，表示车辆人员空载；

n＝2，表示车辆人员较少；

n＝4，表示车辆人员较多；

n＝6，表示车辆人员超载，

n＝6情况下的人数设定或重量设定根据每台车辆的额定超载人数或额定超载重量来设定，n＝2及n＝4情况下的人数设定或重量设定根据车辆类型自行定义。

4.根据权利要求1所述的车辆空调温度控制方法，其特征在于：

其中，步骤三中所述车内制热温度设定公式为：

T_in＝A₁×n+T₂₁，

式中，n为车辆载客量参数n；A₁为常数，A₁的值根据设定T_in＝T₂₂以及超载情况下的n值来确定。

5.根据权利要求1所述的车辆空调温度控制方法，其特征在于：

其中，步骤三中所述车内制冷温度设定公式为根据环境温度T_out的分段式计算公式，具体为：

当T_out≤35℃时，T_in＝A₂×n+T₁₁；

当35℃＜T_out≤39℃时，T_in＝A₂×n+0.375×T_out+12.375；

当T_out＞39℃时，T_in＝A₂×n+27，

A₂为常数，A₂的值根据设定T_in＝T₁₂以及超载情况下的n值来确定。

6.用于实现如权利要求1～5中任意一项所述的车辆空调温度控制方法的车辆空调温度控制系统，其特征在于，包括：

载客量分档数据存储模块、载客量监测模块、载客量分档判定模块、空调模式选择模块、环境温度监测模块、理论温度计算模块以及温度设定模块，

其中，所述载客量分档数据存储模块存储有预设的载客量分档数据；

所述载客量监测模块实时获取车辆的载客量信号；

所述载客量分档判定模块根据所述载客量分档数据判定所述载客量信号的归属档位；

所述空调模式选择模块提供有供人选择的制热及制冷两种运行模式；

所述环境温度监测模块实时获取车辆的环境温度；

所述理论温度计算模块根据所述环境温度、所选定的运行模式以及所述载客量信号的归属档位计算得出车内理论设定温度；

所述温度设定模块根据所述车内理论设定温度对车辆空调温度进行调控。

7.根据权利要求6所述的车辆空调温度控制系统，其特征在于，还包括：

载客量分档数据设定模块，

所述载客量分档数据设定模块用于人为设定载客量分档数据。