CN112277987B - 一种轨道车辆空调机组的多级制冷控制方法 - Google Patents

一种轨道车辆空调机组的多级制冷控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种轨道车辆空调机组的多级制冷控制方法，属于轨道车辆空调技术领域，包括以下步骤：步骤A、实时计算制冷需求，根据需要执行步骤B或C；步骤B、控制一个定频压缩机在指定电源状态下运行；步骤C、检测车辆电源状态是否满足当前制冷需求下定频压缩机运行的电源需求，如果不满足则向车辆控制系统发出更改变频电压的电源需求信号，当检测到电源状态满足制冷需求时控制两个定频压缩机在当前电源状态下运行。本发明根据定频压缩机以及车辆电源的电源输出的特点，让定频压缩机工作在窄范围变压变频的电源条件下运行，从而使得采用定频压缩机的空调机组可以提供更高的冷量性能与舒适性能。

Description

一种轨道车辆空调机组的多级制冷控制方法
技术领域
本发明属于轨道车辆空调技术领域，具体涉及一种轨道车辆空调机组的多级制冷控制方法。
背景技术
COP能效比是指空调机组制冷量与输入功率（耗电量）的比值。对同等制冷量的产品，能效比越大，节省的电能越多。在节能和环保的工业大环境下，COP的提升也是轨道交通空调的主流技术课题。
现有技术中往往是通过设置变频压缩机以及配套的变频电源部件实现能效比的提升。但是导致了成本的提升。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种轨道车辆空调机组的多级制冷控制方法，通过使定频压缩机电机允许在一个固定较窄范围的电压范围可正常工作的特点，让定频压缩机工作在窄范围变压变频的电源条件下运行，从而使得定频空调制冷系统可以提供更高的冷量性能与舒适性能。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：基于制冷剂循环回路中并联设置有两个定频压缩机的空调机组，包括以下步骤：
步骤A、实时计算制冷需求，当需要运行一个定频压缩机时执行步骤B，当需要运行两个定频压缩机时执行步骤C；
步骤B、检测车辆电源状态是否满足当前制冷需求下定频压缩机运行的电源需求，如果不满足则向车辆控制系统发出更改变频电压的电源需求信号，当检测到电源状态满足制冷需求时控制一个定频压缩机在当前电源状态下运行；
步骤C、检测车辆电源状态是否满足当前制冷需求下定频压缩机运行的电源需求，如果不满足则向车辆控制系统发出更改变频电压的电源需求信号，当检测到电源状态满足制冷需求时控制两个定频压缩机在当前电源状态下运行。
本发明的有益效果是：1、根据定频压缩机以及车辆电源的电源输出的特点，让定频压缩机工作在窄范围变压变频的电源条件下运行，从而使得采用定频压缩机的空调机组可以提供更高的冷量性能与舒适性能；2、空调机组中所有的电气部件均为常规定频的空调机组用电气部件，未应用变频电气部件，减少了VVVF变频部件，也减少了VVVF自身的功耗，也降低了整车的功耗；3、采用双循环独立空调制冷的空调机组，每个循环中采用2台并联压缩机，通过变压变频和并联压缩机应用的结合使定频空调系统可以提供16个制冷等级，使得空调机组可以实现更平滑的制冷等级调节，使得定频空调更接近于“变频空调的舒适性能”。
下面结合附图对本发明进行详细说明。
附图说明
图1是本发明中具体实施例的结构示意图；
图2是本发明的控制流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种轨道车辆空调机组的多级制冷控制方法，基于制冷剂循环回路中并联设置有两个定频压缩机的空调机组，包括以下步骤。
步骤A、实时计算制冷需求，当需要运行一个定频压缩机时执行步骤B，当需要运行两个定频压缩机时执行步骤C。
步骤B、检测车辆电源状态是否满足当前制冷需求下定频压缩机运行的电源需求，如果不满足则向车辆控制系统发出更改变频电压的电源需求信号，当检测到电源状态满足制冷需求时控制一个定频压缩机在当前电源状态下运行。车辆控制系统提供的电源状态为AC360V/45Hz、AC400V/50Hz、AC440V/55Hz或AC480V/60Hz，可以根据制冷需求在上述四个变频电压间变更。
在本步骤中所能提供的制冷量下长时间运行时，考虑到停止状态的压缩机润滑油被稀释和泵出，两个定频压缩机每隔一定时间交替运行（如每隔30分钟）。
步骤C、检测车辆电源状态是否满足当前制冷需求下定频压缩机运行的电源需求，如果不满足则向车辆控制系统发出更改变频电压的电源需求信号，当检测到电源状态满足制冷需求时控制两个定频压缩机在当前电源状态下运行。
当从步骤B转为步骤C需要运行两个定频压缩机时，此时两个定频压缩机分别处于运行和待机状态，则处于运行状态的定频压缩机停机一定时间及均油后依次启动两个定频压缩机。两个定频压缩机的启动时间间隔为5秒。
无论是执行步骤B还是步骤C，定频压缩机首次启动时在AC400V/50Hz、AC440V/55Hz或AC480V/60Hz下运行30秒后转入相应电源状态下运行。在低于50Hz时，压缩机不允许直接启动。
下面结合具体实施例详细阐述本发明。
参见附图1，在本实施例中的空调机组具有两个制冷剂循环回路。每个制冷剂循环回路包括蒸发器、冷凝器、并联设置的两台定频压缩机以及配套管路。此外，空调机组中还有送风机、冷凝风机等。
通过设计两个制冷剂循环回路再结合车辆电源提供的4种状态电源输出，本发明的空调机组具有16个制冷等级的划分，详见下表。
Figure DEST_PATH_IMAGE001
不同电压下空调机组的COP指标如下表所示。
Figure 652188DEST_PATH_IMAGE002
参见附图2，本实施例中，空调机组的控制方法如下：
步骤A、实时计算制冷需求，当需要运行一个定频压缩机时执行步骤B，当需要运行两个定频压缩机时执行步骤C。
无论是执行步骤B还是步骤C，如果当前状态下计算的制冷需求需要定频压缩机在AC360V/45Hz下运行，则不允许直接启动。需要在AC400V/50Hz、AC440V/55Hz或AC480V/60Hz下运行30秒后转入相应电源状态下运行。
具体地，如果不满足首次启动下定频压缩机运行的电源需求，则向车辆控制系统发出更改变频电压的电源需求信号（如变更为AC400V/50Hz），则在变更后的电源状态下先激活并打开电子膨胀阀350个脉冲并持续30秒，然后定频压缩机启动（需要启动两台定频压缩机时，两台启动时间间隔5s）。压缩机运行一段时间（优选10-15秒）后则转入正常控制模式下运行。
步骤B、检测车辆电源状态是否满足当前制冷需求下定频压缩机运行的电源需求，如果不满足则向车辆控制系统发出更改变频电压的电源需求信号，当检测到电源状态满足制冷需求时控制一个定频压缩机在当前电源状态下运行。车辆控制系统提供的电源状态为AC360V/45Hz、AC400V/50Hz、AC440V/55Hz或AC480V/60Hz，可以根据制冷需求在上述四个变频电压间变更。
在本步骤中所能提供的制冷量下长时间运行时，考虑到停止状态的压缩机润滑油被稀释和泵出，两个定频压缩机每隔30分钟交替运行。
步骤C、检测车辆电源状态是否满足当前制冷需求下定频压缩机运行的电源需求，如果不满足则向车辆控制系统发出更改变频电压的电源需求信号，当检测到电源状态满足制冷需求时控制两个定频压缩机在当前电源状态下运行。
当从步骤B转为步骤C，即制冷量需求变大需要运行两个定频压缩机时，此时两个定频压缩机分别处于运行和待机状态，则处于运行状态的定频压缩机停机一定时间（优选5-10秒）及均油后依次启动两个定频压缩机。两个定频压缩机的启动时间间隔为5秒。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (4)

1.一种轨道车辆空调机组的多级制冷控制方法，基于制冷剂循环回路中并联设置有两个定频压缩机的空调机组，其特征在于，包括以下步骤：
步骤A、实时计算制冷需求，当需要运行一个定频压缩机时执行步骤B，当需要运行两个定频压缩机时执行步骤C；
步骤B、检测车辆电源状态是否满足当前制冷需求下定频压缩机运行的电源需求，如果不满足则向车辆控制系统发出更改变频电压的电源需求信号，当检测到电源状态满足制冷需求时控制一个定频压缩机在当前电源状态下运行；
步骤C、检测车辆电源状态是否满足当前制冷需求下定频压缩机运行的电源需求，如果不满足则向车辆控制系统发出更改变频电压的电源需求信号，当检测到电源状态满足制冷需求时控制两个定频压缩机在当前电源状态下运行；
在步骤C中两个定频压缩机的启动时间间隔为5秒；步骤C中需要运行两个定频压缩机时，如果此时两个定频压缩机分别处于运行和待机状态，则处于运行状态的定频压缩机停机一定时间后依次启动两个定频压缩机。
2.根据权利要求1所述的轨道车辆空调机组的多级制冷控制方法，其特征在于，在步骤B中，两个定频压缩机每隔一定时间交替运行。
3.根据权利要求1或2所述的轨道车辆空调机组的多级制冷控制方法，其特征在于，所述车辆控制系统提供的电源状态为AC360V/45Hz、AC400V/50Hz、AC440V/55Hz或AC480V/60Hz。
4.根据权利要求3所述的轨道车辆空调机组的多级制冷控制方法，其特征在于，在步骤B和步骤C中，定频压缩机首次启动时在AC400V/50Hz、AC440V/55Hz或AC480V/60Hz下运行30秒后转入相应电源状态下运行。
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