CN112678006A - 一种多压机空调机组冷量调节控制方法和一种轨道车辆用空调机组 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多压机空调机组冷量调节控制方法，并进一步提供一种轨道车辆用空调机组，采用上述冷量调节控制方法，对多压缩机、多旁通阀的冷量输出进行控制，解决定频空调频繁启停的问题，提高控温精度，改善乘客舒适性。

Description

一种多压机空调机组冷量调节控制方法和一种轨道车辆用空 调机组

技术领域

本发明涉及制冷换热技术领域，尤其是一种多压机空调机组冷量调节控制方法和一种轨道车辆用空调机组。

背景技术

当前，轨道定频空调的冷量调节主要采用通过制冷系统的压力或温度来控制压缩机的启停来控制。定频空调中的旁通阀主要用于高、低温卸载，来防止高温时系统压力大，和低温时制冷结冰。现有的定频控制方式存在两个问题：

一是通过制冷系统的压力或温度来控制压缩机的启停，冷量调节具有滞后性；

二是会造成压缩机频繁启停，室内温度波动大，控温精度低。

这两个问题在多压机、多旁通阀的空调机组上更加突出，而普通商用或家用空调也存在类似的问题。为解决上述问题，需要寻找一种新的轨道空调冷量调节的控制方法，解决定频空调频繁启停的问题，提高控温精度，改善乘客舒适性。

发明内容

本发明主要目的在于解决上述问题和不足，首先提供了一种多压机空调机组冷量调节控制方法，进一步提供一种轨道车辆用空调机组，采用上述冷量调节控制方法，对多压缩机、多旁通阀的冷量输出进行控制。

为实现上述目的，本发明首先提供的一种多压机空调机组冷量调节控制方法，其技术方案是：

一种多压机空调机组冷量调节控制方法，所述空调机组内置主控制板，所述空调机组还包括多台压缩机及多个旁通阀，主控制板内置基于设定温度Ts形成的多个连续动态温度区间以及各温度区间与压缩开启数量、旁通阀开启数量的对照表，所述主控制板控制各压缩机和旁通阀的开启或关闭，实现室冷量调节，冷量调节控制方法包括，

S1，空调机组上电运行，主控制板首次检测到开机信号时，检测并接收室内温度Tin，检测设定温度Ts，确定动态温度区间，根据对照表，确定压缩机和旁通阀的开启数量；

S2，延时ΔT后，计算室内温度变化速率Vt，根据内置控制程序，调整压缩机和旁通阀的开启数量；

S3，继续监测实时室内温度Tin和设定温度Ts，重复步骤S2的延时检测及调整；

S4，当检测到关机信号时，延时T1段时间后，空调机组停机。

进一步的，步骤S2中，当主控制板预存温度变化速率限值V1和V2，V2<V1，主控制板根据实时温度变化速率Vt与V1和V2比较结果调整压缩和旁通阀的开启数量。

进一步的，当V2<Vt<V1时，主控制板根据实时温度值与动态温度区间的比较，按对照表调整压缩机和旁通阀的开启数量。

进一步的，当Vt≤V2时，由公式1计算压缩机开启数量，由公式2计算旁通阀数量，控制器根据计算结果调整压缩机和旁通阀数量，

公式1，压缩机开启数量N实＝N′+Ka1(V1-Vt)；

公式2，旁通阀开启数量M实＝M′+Kb1(V1-Vt)，

其中，N′为当压缩机当前开启数量，M′为旁通阀当前开启数量，Ka1和Kb1计算常数，经验值。

进一步的，当计算得到的压缩机开启数量N实≥压缩机总量N时，控制器控制所有压缩机开启，当旁通阀开启数量M实≥旁通阀总量M时，控制器控制所有旁通阀开启。

进一步的，当V1≤Vt时，由公式3计算压缩机开启数量，由公式4计算旁通阀开启数量，控制器根据计算结果调整压缩机和旁通阀数量，

公式3，压缩机开启数量N实＝N′-Ka2(V1-Vt)；

公式4，旁通阀开启数量M实＝M′-Kb2(V1-Vt)，

其中，N′为当压缩机当前开启数量，M′为旁通阀当前开启数量，Ka2和Kb2计算常数，经验值。

进一步的，其特征在于：V2<0<V1。

进一步的，当压缩机总量与旁通阀总量不同时，压缩机与旁通阀分别对应不同的动态温度区间。

本发明进一步提供了一种轨道车辆用空调机组，采用如下技术方案：

一种轨道车辆用空调机组，包括多台压缩机和多个旁通阀，所述空调机组采用如前文所述的冷量调节控制方法。

进一步的，所述一台压缩机至少连接一个所述旁通阀。

综上所述，本发明提供的一种多压机空调机组冷量调节控制方法和一种轨道空调机组，与现有技术相比，具有如下优点：

1.合理的压缩机和旁通阀开启数量，延长了压缩机使用寿命；

2.有效避免了压缩机频繁启停，减少制冷系统的波动；

3.通过旁通阀的开启，可以实现高、低温卸载，来防止高温时系统压力大，和低温时制冷结冰；

4.通过室内温度Tin和设定温度Ts，并且增加温度速率的判断来控制压缩机和旁通阀的开启数量可以实现超前控制，缩短系统稳定时间，提高控温精度、舒适性。

附图说明：

图1：本发明提供的一种轨道车辆用空调机组系统连接简图；

图2：本发明提供的一种多压机空调机组冷量调节控制方法逻辑图；

其中，蒸发器1，冷凝器2，压缩机3，节流装置4，旁通阀5。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

本实施例中，以轨道车辆用空调机组为例，介绍空调机组的制冷系统组成及相应的冷量调节控制方法。

如图1所示，一种轨道车辆空调机组的制冷系统，包括蒸发器1，冷凝器2，节流装置4，在冷凝器2与蒸发器1之间设置压缩机2，每台压缩机2连接至少连接一个旁通阀5，实现高、低温卸载，每节车箱至少调用一组所述的制冷系统，多节车厢的多组制冷系统与同一主控制板连接，统一控制，形成多压缩机的空调机组。每节车厢内均设置室内温度传感器，实时或定时检测车厢内温度，给主控制板的控制模式提供基础上数据。在本发明中，主控制板预存多个连续的温度区间，每个温度区间对应一组压缩机3开启数量及旁通阀5开启数量，因压缩机3与旁通阀5的数量不同，可预存两组温度区间，分别对应压缩机3开启数量和旁通阀5开启数量。在本实施例中，以预设温度Ts为基础，顺序形成多个连续的温度区间，如表1所示：

表1：室内实时温度所在温度区间与压缩机开启数量的对照表

ΔT₁、ΔT₂……ΔT_n为多个连续减小的的温度差值，两两配合，以设定温度Ts为基础，形成多个连续的温度区间，每个温度区间对应一种压缩机开启数量。

同样的，如表2所示，每个温度区间同样对应一种旁通阀开启数量：

因压缩机与旁通阀的可能存在区别，因此，表1和表2中的温度区间可存在差别，分别根据压缩机和旁通阀的数量，确定各自对应的温度区间的划分，各区间差的温度差值，各温度区间之间的差值可为均值，也可为线性增长的不同值，或根据经验确定的数值。表1和表2仅为提供一种示例，不可视为对本发明的限制。

因设定温度Ts为变值，各车厢的设定不同，季节不同，设定温度也不同，因此，以设定温度Ts为基础形成的多个连续温度区间为动态温度区间，当设定温度不同时，主控制板内预存的温度区间与压缩机开启数量、旁通阀开启数量对应的温度区间的数据不同。

进行多压机空调机组冷量调节控制时，采用如下步骤：

S1，空调机组上电运行，主控制板首次检测到开机信号时，检测并接收室内温度Tin，检测设定温度Ts，确定动态温度区间，根据对照表(表1和表2)，确定压缩机和旁通阀的开启数量；

S2，延时ΔT后，计算室内温度变化速率Vt，根据内置控制程序，调整压缩机和旁通阀的开启数量；

S3，继续监测实时室内温度Tin和设定温度Ts，重复步骤S2的延时检测及调整；

S4，当检测到关机信号时，延时T1段时间后，空调机组停机。

开机后，主控制板首先判断接收到的实时温度Tin所在的温度区间，根据表1和表2的内容，直接控制相应的压缩机、旁通阀开启数量，实现车厢的换热，避免开机后出现现有技术中开机后全部压缩机、旁通阀直接全部开启的状态，提高换热效率，降低能源浪费。随着换热时间的增加，车厢内的温度逐渐趋向设定温度Ts，在车厢内温度变化过程中，需根据车内实时温度Tin，调整投入开启状态的压缩机、旁通阀的数量，为避免对压缩机、旁通阀的频繁调整，可延时对车厢内的实时温度进行检测收集，再根据延时收集的实时温度Tin，根据表1、表2所示内容，调整压缩机、旁通阀的开启数量，或如步骤S2所述，延时检测实时温度Tin，根据计算得到的温度变化速率Vt，进行压缩机和旁通阀开启数量的调整。主控制板预存温度变化速率限值V1和V2，V2<V1，且V2<0<V1，主控制板根据实时温度变化速率Vt与V1和V2比较结果调整压缩和旁通阀的开启数量：

当V2<Vt<V1时，主控制板根据实时温度值与动态温度区间的比较，按表1和表2内容调整压缩机和旁通阀的开启数量；

当Vt≤V2时，由公式1计算压缩机开启数量，由公式2计算旁通阀数量，控制器根据计算结果调整压缩机和旁通阀数量：

公式1，压缩机开启数量N实＝N′+Ka1(V1-Vt)；

公式2，旁通阀开启数量M实＝M′+Kb1(V1-Vt)，

其中，N′为当压缩机当前开启数量，M′为旁通阀当前开启数量，Ka1和Kb1计算常数，经验值，正数，当计算所得的N实和M实为小数时，向上取整；当计算得到的压缩机开启数量N实≥压缩机总量N时，控制器控制所有压缩机开启，当旁通阀开启数量M实≥旁通阀总量M时，控制器控制所有旁通阀开启。

当V1≤Vt时，由公式3计算压缩机开启数量，由公式4计算旁通阀开启数量，控制器根据计算结果调整压缩机和旁通阀数量：

公式3，压缩机开启数量N实＝N′-Ka2(V1-Vt)；

公式4，旁通阀开启数量M实＝M′-Kb2(V1-Vt)，

其中，N′为当压缩机当前开启数量，M′为旁通阀当前开启数量，Ka2和Kb2计算常数，经验值正数。当计算所得的N实和M实为小数时，舍去小数，直接取整。

在进行实时温度Tin的检测并向主控制板发送实时数据时，对数据进行滤波处理，避免数据失真。

需要说明的是，本发明提供的多压缩空调机组冷量调节控制方法，不仅适用于轨道车辆用空调机组，同时也适用于商用等多压机空调机组。而且，在空调机组中，毛细管长度存在区别，使得实现的热效率不同，以此控制压缩机的制冷量。在进行压缩机和旁通阀的开启数量时，综合判断与压缩机连接的毛细管长度，确定由前文所述计算得出结论后，再根据毛细管长度，判断由哪台压缩机参与工作或停止工作，以进一步有效实现冷量调节。

综上所述，本发明提供的一种多压机空调机组冷量调节控制方法和一种轨道空调机组，与现有技术相比，具有如下优点：

1.合理的压缩机和旁通阀开启数量，延长了压缩机使用寿命；

2.有效避免了压缩机频繁启停，减少制冷系统的波动；

3.通过旁通阀的开启，可以实现高、低温卸载，来防止高温时系统压力大，和低温时制冷结冰；

4.通过室内温度Tin和设定温度Ts，并且增加温度速率的判断来控制压缩机和旁通阀的开启数量可以实现超前控制，缩短系统稳定时间，提高控温精度、舒适性。

如上所述，结合所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种多压机空调机组冷量调节控制方法，所述空调机组内置主控制板，其特征在于：所述空调机组还包括多台压缩机及多个旁通阀，主控制板内置基于设定温度Ts形成的多个连续动态温度区间以及各温度区间与压缩开启数量、旁通阀开启数量的对照表，所述主控制板控制各压缩机和旁通阀的开启或关闭，实现室冷量调节，冷量调节控制方法包括，

S1，空调机组上电运行，主控制板首次检测到开机信号时，检测并接收室内温度Tin，检测设定温度Ts，确定动态温度区间，根据对照表，确定压缩机和旁通阀的开启数量；

S2，延时ΔT后，计算室内温度变化速率Vt，根据内置控制程序，调整压缩机和旁通阀的开启数量；

S3，继续监测实时室内温度Tin和设定温度Ts，重复步骤S2的延时检测及调整；

S4，当检测到关机信号时，延时T1段时间后，空调机组停机。

2.如权利要求1所述的一种多压机空调机组冷量调节控制方法，其特征在于：步骤S2中，当主控制板预存温度变化速率限值V1和V2，V2<V1，主控制板根据实时温度变化速率Vt与V1和V2比较结果调整压缩和旁通阀的开启数量。

3.如权利要求2所述的一种多压机空调机组冷量调节控制方法，其特征在于：当V2<Vt<V1时，主控制板根据实时温度值与动态温度区间的比较，按对照表调整压缩机和旁通阀的开启数量。

4.如权利要求2所述的一种多压机空调机组冷量调节控制方法，其特征在于：当Vt≤V2时，由公式1计算压缩机开启数量，由公式2计算旁通阀数量，控制器根据计算结果调整压缩机和旁通阀数量，

公式1，压缩机开启数量N实＝N′+Ka1(V1-Vt)；

公式2，旁通阀开启数量M实＝M′+Kb1(V1-Vt)，

其中，N′为当压缩机当前开启数量，M′为旁通阀当前开启数量，Ka1和Kb1计算常数，经验值。

5.如权利要求4所述的一种多压机空调机组冷量调节控制方法，其特征在于：当计算得到的压缩机开启数量N实≥压缩机总量N时，控制器控制所有压缩机开启，当旁通阀开启数量M实≥旁通阀总量M时，控制器控制所有旁通阀开启。

6.如权利要求2所述的一种多压机空调机组冷量调节控制方法，其特征在于：当V1≤Vt时，由公式3计算压缩机开启数量，由公式4计算旁通阀开启数量，控制器根据计算结果调整压缩机和旁通阀数量，

公式3，压缩机开启数量N实＝N′-Ka2(V1-Vt)；

公式4，旁通阀开启数量M实＝M′-Kb2(V1-Vt)，

其中，N′为当压缩机当前开启数量，M′为旁通阀当前开启数量，Ka2和Kb2计算常数，经验值。

7.如权利要求2所述的一种多压机空调机组冷量调节控制方法，其特征在于：V2<0<V1。

8.如权利要求1所述的一种多压机空调机组冷量调节控制方法，其特征在于：当压缩机总量与旁通阀总量不同时，压缩机与旁通阀分别对应不同的动态温度区间。

9.一种轨道车辆用空调机组，包括多台压缩机和多个旁通阀，其特征在于：所述空调机组采用如权利要求1至8任一项所述的冷量调节控制方法。

10.如权利要求9所述的一种轨道车辆用空调机组，其特征在于：所述一台压缩机至少连接一个所述旁通阀。

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