JP4958421B2 - Air conditioning system for railway vehicles - Google Patents
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Description
本発明は、快適な車内環境を維持しつつ、構成部品類の汚損・劣化状況を予測可能にした鉄道車両用空気調和システムに関するものである。 The present invention relates to an air conditioning system for a railway vehicle that can predict the contamination / deterioration of components while maintaining a comfortable in-vehicle environment.
従来、日射量や外気温度、湿度等を検知する環境情報検知手段と、その環境情報を記憶する環境情報記憶手段と、現在及び過去の環境情報から車内温度等の制御目標を決定する制御目標決定手段と、現在及び過去の環境情報から空調負荷を予測する空調負荷予測手段とを備え、制御目標及び予測空調負荷に基づいて空調負荷変動の影響を打ち消すように制御量演算手段で空調能力の制御を行うようにした鉄道車両用空気調和装置が存在する(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, environmental information detection means for detecting the amount of solar radiation, outside air temperature, humidity, etc., environmental information storage means for storing the environmental information, and control target determination for determining a control target such as in-vehicle temperature from current and past environmental information Air conditioning load prediction means for predicting the air conditioning load from current and past environmental information, and control of the air conditioning capacity by the control amount calculation means so as to cancel the influence of the air conditioning load fluctuation based on the control target and the predicted air conditioning load. There is an air conditioner for railway vehicles that is adapted to perform (see, for example, Patent Document 1).
この鉄道車両用空気調和装置は、空調負荷状況に応じて目標の車内設定温度になるように圧縮機の運転パターン(運転時間)を制御している。たとえば、外気温度が高く、乗車率が高い場合は、空調負荷(冷房負荷)が大きくなり、圧縮機の運転時間を長くするように制御し、逆に、外気温度が低く、乗車率が低い場合は、空調負荷(冷房負荷)が小さくて済み、圧縮機の運転時間を短くするように制御していた。 In this railway vehicle air conditioner, the operation pattern (operation time) of the compressor is controlled so as to reach a target set temperature in the vehicle according to the air conditioning load situation. For example, when the outside air temperature is high and the boarding rate is high, the air conditioning load (cooling load) is increased, and the compressor is operated to extend the operating time. Conversely, the outside air temperature is low and the boarding rate is low. The air conditioning load (cooling load) is small, and the operation time of the compressor is controlled to be shortened.
この鉄道車両用空気調和装置は、消費エネルギを低減しつつ、車内環境を快適にするように空調制御を行うようにしたものである。しかしながら、鉄道車両用空気調和装置を構成する部品類(圧縮機や凝縮器、蒸発器、フィルタ等)の汚損・劣化等の異常を予測するというものではなかった。すなわち、構成部品類の点検や整備等のメンテナンスを定期的に行わなければならなかった。 This air conditioner for a railway vehicle performs air-conditioning control so as to make the in-vehicle environment comfortable while reducing energy consumption. However, it has not been intended to predict abnormalities such as fouling and deterioration of components (compressor, condenser, evaporator, filter, etc.) constituting the air conditioner for railway vehicles. In other words, maintenance such as inspection and maintenance of the components has to be performed regularly.
一般的に、メンテナンスには多くの時間・労力が要求されるので、それに伴うコストも増加してしまうという問題があった。また、メンテナンスの合間に異常が発生した場合には、空調性能が低下してから、その異常が判明することになり、快適な車内環境を維持することが困難であるという問題もあった。つまり、構成部品類に異常が発生しても、空調性能が低下するまで、そのことに気付かずに運転を続けてしまうことになっていた。また、空調性能が低下するので、快適な車内環境を維持するために圧縮機の運転時間を長くしなければならずに、かえってエネルギを浪費してしまうことになっていた。 In general, since a lot of time and labor are required for maintenance, there is a problem that costs associated with the maintenance increase. In addition, when an abnormality occurs between maintenances, the air conditioning performance deteriorates, and then the abnormality is found, which makes it difficult to maintain a comfortable in-vehicle environment. That is, even if an abnormality occurs in the component parts, the operation is continued without noticing that until the air conditioning performance deteriorates. Further, since the air conditioning performance is deteriorated, the operation time of the compressor has to be lengthened in order to maintain a comfortable in-vehicle environment, and on the contrary, energy is wasted.
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、快適な車内環境を示す基準となる種々の環境情報と実際の環境情報とから圧縮機の運転パターンを調整して快適な車内環境を維持するとともに、構成部品類での異常を早期に発見できる鉄道車両用空気調和システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and adjusts the operation pattern of the compressor from various environmental information serving as a reference indicating a comfortable in-vehicle environment and actual environment information to provide a comfortable in-vehicle environment. It is an object of the present invention to provide an air conditioning system for a railway vehicle that can detect abnormalities in components early.
本発明に係る鉄道車両用空気調和システムは、圧縮機と、凝縮器と、減圧手段と、蒸発器とを冷媒配管で順次接続して構成する冷凍サイクルを備えた鉄道車両用空気調和システムであって、所定の条件に基づいて前記圧縮機を制御する制御装置を備え、前記制御装置は、前記圧縮機の適正な運転時間と、少なくとも設定温度を含む車両情報とから前記圧縮機の適正な運転状態を示す基準運転パターンを予め設定しておき、前記圧縮機を実際に運転させたときに得られる前記圧縮機の運転時間と、このときの設定温度を少なくとも含む車両情報とから実運転パターンを求め、前記実運転パターンを所定の条件にあてはめて前記基準運転パターンに対応させ、前記基準運転パターンに対応させた実運転パターンと前記基準運転パターンとを比較し、その比較結果に基づいて前記圧縮機の運転時間を予測して前記冷凍サイクルを構成する構成部品の汚損・劣化を判断することを特徴とする。 An air conditioning system for a railway vehicle according to the present invention is an air conditioning system for a railway vehicle that includes a refrigeration cycle configured by sequentially connecting a compressor, a condenser, a decompression unit, and an evaporator with refrigerant piping. A control device that controls the compressor based on a predetermined condition, and the control device performs an appropriate operation of the compressor from an appropriate operation time of the compressor and vehicle information including at least a set temperature. A reference operation pattern indicating a state is set in advance, and an actual operation pattern is determined from the operation time of the compressor obtained when the compressor is actually operated and vehicle information including at least the set temperature at this time. The actual operation pattern is applied to a predetermined condition to correspond to the reference operation pattern, and the actual operation pattern corresponding to the reference operation pattern is compared with the reference operation pattern. Characterized by determining the fouling and deterioration of the components constituting the refrigerating cycle by predicting the operation time of the compressor based on the comparison result.
本発明に係る鉄道車両用空気調和システムによれば、冷凍サイクルを構成する構成部品の汚損・劣化を早期に発見することができるので、性能が低下する前に異常への対処ができ、快適な車内環境の維持が実現可能になる。 According to the air conditioning system for railway vehicles according to the present invention, it is possible to detect the contamination / deterioration of the components constituting the refrigeration cycle at an early stage. Maintenance of the in-vehicle environment can be realized.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係る鉄道車両用空気調和システム50の構成を示す概略構成図である。
鉄道車両用空気調和システム50は、冷凍サイクル10と、制御装置20と、データベース30とを備えている。鉄道車両用空気調和システム50は、外気温度や車内湿度、乗車率等の環境状況に基づいて、設定された所定の車内環境を維持するものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a configuration of a railcar
The rail vehicle
冷凍サイクル10は、圧縮機11と、四方弁17と、凝縮器12と、減圧装置13と、蒸発器14とが冷媒配管15で循環するように接続されて構成されており、鉄道車内の冷房運転や暖房運転を実際に行なうものである。圧縮機11は、冷媒を圧縮して高温高圧の冷媒とするものである。四方弁17は、冷房運転時と暖房運転時とで冷媒の流れを切り替えるものである。
The
凝縮器12は、冷媒と空気との熱交換で冷媒を凝縮液化するものである。減圧装置13は、冷媒を減圧させるものである。ここでは、減圧装置13がキャピラリチューブである場合を例に示している。キャピラリチューブは、細い管の中を冷媒が通過する時の摩擦抵抗を利用して、冷媒を必要な蒸発温度に相当する低圧圧力(蒸発圧力)まで降下させるものである。なお、減圧装置13をキャピラリチューブに限定するものではなく、減圧弁や膨張弁等で構成してもよい。
The
蒸発器14は、冷媒と空気との熱交換で冷媒を蒸発ガス化するものである。冷媒配管15は、圧縮されて気体になった冷媒と、減圧されて液体になった冷媒とを導通させるものである。冷媒は、非共沸混合冷媒や擬似共沸混合冷媒、単一冷媒等を使用するとよい。非共沸混合冷媒には、HFC(ハイドロフルオロカーボン)冷媒であるR407C(R32/R125/R134a)等がある。擬似共沸混合冷媒には、HFC冷媒であるR410A(R32/R125)やR404A(R125/R143a/R134a)等がある。また、単一冷媒には、HCFC(ハイドロクロロフルオロカーボン)冷媒であるR22やHFC冷媒であるR134a等がある。
The evaporator 14 evaporates the refrigerant by heat exchange between the refrigerant and air. The
制御装置20は、鉄道車内の空調負荷状況に応じて所定の車内設定温度になるように圧縮機11の運転時間を制御するものである。つまり、制御装置20は、データベース30に格納されている車両情報31と現在の車両情報(外気温度や乗車率、車内設定温度等)とに基づいて、圧縮機11の運転時間を制御するものである。この制御装置20の処理動作については、後述する。なお、この制御装置20は、マイクロコンピュータ等で構成するとよい。
The
データベース30は、記憶手段としての機能を果たすものであり、車両情報31を格納するものである。なお、データベース30は、HDD(ハードディスクドライブ)や不揮発メモリ等で構成するとよい。車両情報31は、圧縮機11の運転パターンを決定するための基準となるものであり、乗車率情報や車内設定温度情報、外気温度情報等の車内環境を維持するために必要な情報の総称である。なお、車両情報31は、変更や修正、追加、削除を容易にできるようにしておくとよい。そうすれば、鉄道が配属される場所に応じた環境設定が容易に可能になる。
The
ここでは、制御装置20とデータベース30とを別々に構成している場合を例に示しているが、これに限定するものではない。制御装置20とデータベース30とを一体として構成してもよく、また、制御装置20の中にデータベース30を備えるように構成してもよい。また、車両情報31を生データのままデータベース30に格納してもよいが、データ量が多くなってしまうので、後述するマトリックスのような形態で格納しておくとよい。
Here, although the case where the
なお、冷凍サイクル10に四方弁17を設けて、冷媒の流れを切り替えて冷房運転と暖房運転とを行うことができる場合を例に示したが、これに限定するものではない。たとえば、冷房運転のみを行うようにしてもよく、暖房運転のみを行うようにしてもよい。また、鉄道車両用空気調和システム50には、図示省略の圧力検知手段や車内温度検知手段、外気温度検知手段、車内湿度検知手段等の検知手段を所定個所に備えておくのが望ましい。そして、これらの検知情報を制御装置20に伝達したり、データベース30に格納したりするとよい。また、乗車率は、車両の重量を検知する応荷重センサ等の乗車率検知手段を用いて算出するようにするとよい。
In addition, although the case where the four-
図2は、鉄道車両用空気調和システム50の概念を示す概念図である。
ここでは、便宜的に冷房運転の場合を例に示す。鉄道車両用空気調和システム50の性能が低下すると、それに伴って冷房能力も低下する。つまり、構成部品類(圧縮機11、凝縮器12、蒸発器14、フィルタ16等)に汚れや目詰まり、劣化が生じると、それらの機器が本来の機能を果たすことができなくなるのである。
FIG. 2 is a conceptual diagram showing the concept of the railway vehicle
Here, the case of the cooling operation is shown as an example for convenience. When the performance of the railway vehicle
そうすると、所定の冷房負荷状況に関して、圧縮機11の運転時間(運転稼動率)が基準よりも長くなるという傾向にある。所定の冷房負荷状況に関して、基準状態であれば圧縮機11のオン/オフ時間が短い間隔で繰り返されるのに対し、能力低下状態であればその低下分を補うべく圧縮機11のオン時間が長く、オフ時間が短くなるように圧縮機11の運転時間が制御される。
If it does so, it exists in the tendency for the operation time (operation operation rate) of the
この傾向に着目して、種々の条件(乗車率や車内温度、車内湿度、外気温度等)の基準となるデータ(車両情報31)を予めデータベース30に格納しておき、実際に検知されている検知情報と比較して、鉄道車両用空気調和システム50の能力低下を予測するようになっている。つまり、現在の条件における運転稼働時間とデータベース30に格納されている基準時となる運転稼働時間とを比較して、運転稼働時間を予測し、その予測運転稼動時間から、構成部品類の清掃時期や交換時期を判断可能にしたものである。
Focusing on this tendency, data (vehicle information 31) serving as a reference for various conditions (boarding rate, vehicle interior temperature, vehicle interior humidity, outside air temperature, etc.) is stored in the
次に、鉄道車両用空気調和システム50の処理動作について説明する。
図3は、乗車率と外気温度とを関連付けたマトリックスを示す説明図である。
鉄道車両用空気調和システム50の制御装置20は、車両情報31から基準運転パターンを算出し、実際の運転から得られる実運転パターンと基準運転パターンとを比較して、構成部品類の汚損・劣化等の異常を予測するものである。ここでは、実運転パターンと基準運転パターンとの比較で得られるデータにポイントを割り当てた場合を例に示している(図4参照)。
Next, the processing operation of the railway vehicle
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a matrix in which the boarding rate is associated with the outside air temperature.
The
このマトリックスは、乗車率(縦)と外気温度(横)とを関連付けて冷房設定温度(TSC)毎にデータベース30に格納されている。ここでは、乗車率と外気温度との関係のみを例に示しているが、これに限定するものではない。たとえば、各種検知手段からの検知情報を任意に組み合わせて冷房設定温度毎に、所定のパターンとして格納しておいてもよい。また、検知情報の組み合わせを2種類に限定するものでもない。たとえば、3種類や4種類、全種類を関連付けて組み合わせてもよい。
This matrix is stored in the
冷房設定温度26℃の場合において、外気温度30.5℃及び乗車率55%が基準となる運転パターン(基準運転パターン)であることを示している。つまり、P4という値が基準運転パターンとなることを示しているのである。この基準運転パターンが、冷房設定温度に対する理想的な運転(快適な車内環境)を実現するための基準となるものである。 In the case of the cooling set temperature of 26 ° C., the outside air temperature of 30.5 ° C. and the boarding rate of 55% indicate the reference operation pattern (reference operation pattern). That is, the value of P4 indicates that it is a reference operation pattern. This reference operation pattern is a reference for realizing an ideal operation (a comfortable in-vehicle environment) with respect to the cooling set temperature.
次に、冷房設定温度26℃の場合において、実際の運転パターン(実運転パターン)を求める。各種検知手段からの検知情報(ここでは、外気温度、乗車率)をこのマトリックスにあてはめて実運転パターンを算出するようになっている。そして、制御装置20は、この基準運転パターンP4と実運転パターンとを比較する。すなわち、そのときの冷房設定温度の基準運転パターンに近づくように圧縮機11の運転時間を調整するのである。
Next, when the cooling set temperature is 26 ° C., an actual operation pattern (actual operation pattern) is obtained. The actual driving pattern is calculated by applying the detection information (here, the outside air temperature and the boarding rate) from various detection means to this matrix. Then, the
図4は、ポイントの割付を示す説明図である。
基準運転パターンと実運転パターンとが関連付けられており、それぞれのパターンの組み合わせでポイントを割り付けるようになっている。冷房設定温度が26℃である場合を例に説明すると、基準運転パターンは上述の通りP4であり、実際の外気温度が31.5℃及び乗車率が40%であるとすると、実運転パターンもP4となる。したがって、基準運転パターンがP4、実運転パターンがP4であるので、0ポイントが割り付けられることになる。すなわち、基準運転パターンがP4である場合において、実運転パターンがP1〜P4であるときは0ポイント、実運転パターンがP5であるときは1ポイント、実運転パターンがP6であるときは2ポイントがそれぞれ割り付けられるようになっている。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the allocation of points.
The reference operation pattern and the actual operation pattern are associated with each other, and points are assigned by combinations of the respective patterns. The case where the cooling set temperature is 26 ° C. will be described as an example. The reference operation pattern is P4 as described above. If the actual outside air temperature is 31.5 ° C. and the boarding rate is 40%, the actual operation pattern is also P4. Therefore, since the reference operation pattern is P4 and the actual operation pattern is P4, 0 points are assigned. That is, when the reference operation pattern is P4, 0 points are obtained when the actual operation pattern is P1 to P4, 1 point when the actual operation pattern is P5, and 2 points when the actual operation pattern is P6. Each can be assigned.
図5は、外気温度及び乗車率、実運転パターンの推移を示した説明図である。
ここでは、14:00から15:00までの間の外気温度及び乗車率、実運転パターンの推移を示している。冷房負荷は、14:00から15:00までの間が1日で1番高くなることが一般的に多い。そこで、14:00から15:00までの間の1分間隔でポイントを算出し、車内環境を調整するようにしている。なお、ポイントの算出を14:00から15:00までの間に限定するものではない。たとえば、どの時間帯においてもポイントを算出してもよく、また、1分間隔に限定しなくてもよい。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing changes in the outside air temperature, the boarding rate, and the actual driving pattern.
Here, the transition of the outside air temperature, the boarding rate, and the actual driving pattern from 14:00 to 15:00 is shown. The cooling load is generally the highest in one day from 14:00 to 15:00. Therefore, points are calculated at 1 minute intervals between 14:00 and 15:00 to adjust the in-vehicle environment. The point calculation is not limited to between 14:00 and 15:00. For example, points may be calculated in any time zone, and may not be limited to 1 minute intervals.
次に、1分間隔で算出したポイントの1時間分の平均値を求める(式(1))。この平均値は、構成部品類の異常状況を判断するために利用される(図6参照)。なお、構成部品類(圧縮機11や凝縮器12、蒸発器14、フィルタ16等)の異常を判断するために、基準運転パターンに基づいて、予め汚損・劣化の基準となるポイントを算出しておくことが望ましい。つまり、この基準ポイントと求めた平均値との比較・照合に基づいて、異常があるかどうかの予測を行うことが可能となるからである。
Next, an average value for 1 hour of points calculated at 1 minute intervals is obtained (formula (1)). This average value is used to determine the abnormal state of the component parts (see FIG. 6). In addition, in order to judge abnormalities in the components (
図6は、汚損及び劣化状況の評価例を示す説明図である。
この汚損及び劣化状況の評価例は、構成部品類の状態に応じて複数段階に分類しておくとよい。そうすれば、異常の有無を迅速に発見することが可能になる。また、評価例を4段階で表した場合を例に示しているが、これに限定するものではない。評価の段階を多く設定しておけば、異常の有無のみならず、異常の種別を高確立で判別することが可能になる。
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an evaluation example of the contamination and the deterioration state.
The evaluation example of the contamination and the deterioration state may be classified into a plurality of stages according to the state of the component parts. Then, it becomes possible to quickly detect the presence or absence of abnormality. Moreover, although the case where the example of evaluation was represented in four steps is shown as an example, it is not limited to this. If many evaluation stages are set, it is possible to determine not only the presence / absence of abnormality but also the type of abnormality with high probability.
求めた平均値が0から1未満であれば、基準状態と同様であると判断することができる。したがって、構成部品類に汚損及び劣化が発生しておらず清掃や点検等のメンテナンスを実行する必要はないと判断可能である。平均値が1から2未満であれば、汚損は多少あるものの性能には影響が少ないと判断することができる。したがって、直ちにメンテナンスを行う必要性はないもののメンテナンス時期が近づいていると判断可能である。 If the obtained average value is from 0 to less than 1, it can be determined that it is the same as the reference state. Therefore, it can be determined that the component parts are not soiled or deteriorated and that it is not necessary to perform maintenance such as cleaning and inspection. If the average value is less than 1 to 2, it can be judged that there is little influence on the performance although there is some contamination. Therefore, although it is not necessary to perform maintenance immediately, it can be determined that the maintenance time is approaching.
また、平均値が2から4未満であれば、汚損が進行していると判断することができる。したがって、直ちにメンテナンスを行わないと性能に影響を及ぼすことになると判断可能である。さらに、平均値が4以上であれば、汚損を超えて劣化が進行しつつあると判断することができる。したがって、予防保全としての構成部品の交換時期であると判断可能である。このように、異常の有無や異常の種別を特定することが可能になっている。なお、重度の異常が発生している場合には、図示省略の操作パネルや画面等の表示部やブザー、信号等の異常警報手段で警告するとよい。 Moreover, if the average value is less than 2 to 4, it can be determined that the stain is progressing. Therefore, it can be determined that performance will be affected if maintenance is not performed immediately. Furthermore, if the average value is 4 or more, it can be determined that deterioration is progressing beyond fouling. Therefore, it can be determined that it is time to replace the component as preventive maintenance. Thus, it is possible to specify the presence or absence of abnormality and the type of abnormality. If a serious abnormality has occurred, a warning may be given by a display unit such as an operation panel or screen (not shown), an abnormality alarm means such as a buzzer, or a signal.
図7は、鉄道車両用空気調和システム50の動作の流れを示すフローチャートである。
鉄道車両用空気調和システム50は、予め基準となるデータを算出し、それをデータベース30に格納しておく(ステップS101)。鉄道車両用空気調和システム50の制御装置20は、冷房設定温度に応じた基準運転パターンを算出して(図3参照)、データベース30に格納させておく。なお、基準運転パターンと実運転パターンとを関連付けたポイントの割付表(図4参照)は、予めデータベース30に格納しておくとよい。
FIG. 7 is a flowchart showing an operation flow of the
The railcar
すなわち、制御装置20は、快適な車内環境を維持するために、試運転を実行し、基準となるデータ(基準運転パターンや基準ポイント)を予め算出して、データベース30に格納しておくのである。なお、データベース30に格納されている種々のデータは、変更や修正、追加、削除が可能になっている。したがって、季節の変化によりデータを変更したり、気候の変化によりデータを修正したり、構成部品類の機種変更によりデータを追加及び削除したりすることが可能になっている。
That is, in order to maintain a comfortable in-vehicle environment, the
鉄道車両用空気調和システム50が動作を開始すると、その状況に応じた実データが計測される(ステップS102)。この実データは、図示省略の圧縮機圧力センサや車内温度センサ、外気温度センサ、湿度センサ、乗車率を求めるための応荷重センサ等の検知手段で検知される情報から算出されるようになっている。つまり、これらの検知手段で検知される情報が制御装置20に送られて、データ化されるのである。なお、これらの検知情報を生のデータのまま利用してもよい。
When the railway vehicle
制御装置20は、検知情報に基づいて実運転パターンを算出する(ステップS103)。そして、基準運転パターンと実運転パターンとから基準ポイントを求める(ステップS104)。制御装置20は、この基準ポイントを14:00から15:00までの間の1分間隔で求めるようになっている(図5参照)。制御装置20は、1時間分の基準ポイントを求めると、その平均値を算出する(ステップS105)。この平均値が、構成部品類の汚損・劣化等の異常の予測判断の基準となるものである。
The
制御装置20は、この平均値から構成部品類の汚損・劣化状況を評価する(ステップS106)。平均値に応じた汚損・劣化状況が、予め段階的に設定されて、データベース30に格納されているために、異常の有無や異常の種別の特定を容易に判別することが可能になっている。なお、平均値に基づく汚損・劣化状況の段階的な評価をデータベース30に格納することに限定するものではなく、別の記憶手段(不揮発メモリ等)に格納してもよい。
The
最終的に、制御装置20は、評価例に基づいて構成部品類の異常状況を段階的に判別し、それに応じた制御を行う(ステップS107)。たとえば、圧縮機11の運転時間を調整したり、異常警報手段に警報させたりするようになっている。したがって、メンテナンス時期を適切に判断可能であるために、定期的なメンテナンスを行う必要がなくなり、人件費等のコスト低減が実現できる。また、構成部品類の異常を早期に発見可能なので、鉄道車両用空気調和システム50の性能が低下する前に異常の対処(メンテナンスや部品交換)が可能であり、安定した車内環境を維持することができる。
Finally, the
上述した実施の形態では、車内環境の調整を冷房運転の場合を例に説明したが、これに限定するものではない。たとえば、暖房運転においても同様に構成部品類の状態を予測することができる。また、鉄道車両用空気調和システム50内に車内湿度環境を調整する除湿ユニットや加湿ユニット等の調湿装置を設ければ、車内温度のみならずに車内湿度にも対応することが可能になる。そうすれば、快適な車内環境をより効率的に維持することができるようになる。
In the embodiment described above, the adjustment of the in-vehicle environment has been described as an example of the cooling operation, but is not limited thereto. For example, the state of the component parts can be similarly predicted in the heating operation. Further, if a humidity control device such as a dehumidifying unit or a humidifying unit that adjusts the humidity environment inside the vehicle is provided in the
10 冷凍サイクル、11 圧縮機、12 凝縮器、13 減圧装置、14 蒸発器、15 冷媒配管、16 フィルタ、17 四方弁、20 制御装置、30 データベース、31 車両情報、50 鉄道車両用空気調和システム。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
所定の条件に基づいて前記圧縮機を制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、
前記圧縮機の適正な運転時間と、少なくとも設定温度を含む車両情報とから前記圧縮機の適正な運転状態を示す基準運転パターンを予め設定しておき、
前記圧縮機を実際に運転させたときに得られる前記圧縮機の運転時間と、このときの設定温度を少なくとも含む車両情報とから実運転パターンを求め、
前記実運転パターンを所定の条件にあてはめて前記基準運転パターンに対応させ、
前記基準運転パターンに対応させた実運転パターンと前記基準運転パターンとを比較し、その比較結果に基づいて前記圧縮機の運転時間を予測して前記冷凍サイクルを構成する構成部品の汚損・劣化を判断する
ことを特徴とする鉄道車両用空気調和システム。 A railway vehicle air conditioning system comprising a refrigeration cycle configured by sequentially connecting a compressor, a condenser, a decompression unit, and an evaporator with refrigerant piping,
A control device for controlling the compressor based on a predetermined condition;
The controller is
A reference operation pattern indicating an appropriate operation state of the compressor is set in advance from an appropriate operation time of the compressor and vehicle information including at least a set temperature,
Obtaining the actual operation pattern from the operation time of the compressor obtained when the compressor is actually operated, and vehicle information including at least the set temperature at this time,
Apply the actual operation pattern to a predetermined condition to correspond to the reference operation pattern,
The actual operation pattern corresponding to the reference operation pattern is compared with the reference operation pattern, and the operation time of the compressor is predicted based on the comparison result, and the components constituting the refrigeration cycle are contaminated / deteriorated. An air conditioning system for railway vehicles characterized by judging.
外気温度を検知する外気温度検知手段と、
乗車率を検知する乗車率検知手段と、
車内の温度を検知する車内温度検知手段と、
車内の湿度を検知する車内湿度検知手段とを備え、
前記制御装置は、
適正な運転状態における前記圧力検知手段、前記外気温度検知手段、前記乗車率検知手段、前記車内温度検知手段及び前記車内湿度検知手段のうちのいずれか2つ以上の検知情報に基づいて前記圧縮機の基準運転パターンを設定する
ことを特徴とする請求項1に記載の鉄道車両用空気調和システム。 Pressure detecting means for detecting the pressure of the refrigerant;
An outside air temperature detecting means for detecting the outside air temperature;
Boarding rate detection means for detecting the boarding rate;
Vehicle temperature detection means for detecting the temperature in the vehicle;
In-vehicle humidity detection means for detecting the humidity in the vehicle,
The controller is
The compressor based on detection information of any two or more of the pressure detection means, the outside air temperature detection means, the occupancy rate detection means, the in-vehicle temperature detection means, and the in-vehicle humidity detection means in an appropriate operating state The air conditioning system for a railway vehicle according to claim 1, wherein a reference operation pattern is set.
前記圧縮機を実際に運転させたときにおける前記圧力検知手段、前記外気温度検知手段、前記乗車率検知手段、前記車内温度検知手段及び前記車内湿度検知手段のうちのいずれか2つ以上の検知情報から前記圧縮機の実運転パターンを求め、その実運転パターンを前記基準運転パターンと比較することで前記圧縮機の運転稼働時間を予測して前記構成部品の汚損・劣化を判断する
ことを特徴とする請求項2に記載の鉄道車両用空気調和システム。 The controller is
Detection information of any two or more of the pressure detection means, the outside air temperature detection means, the occupancy rate detection means, the in-vehicle temperature detection means, and the in-vehicle humidity detection means when the compressor is actually operated The actual operation pattern of the compressor is obtained from the above, and the operation operation time of the compressor is predicted by comparing the actual operation pattern with the reference operation pattern to determine the contamination / deterioration of the components. The air conditioning system for railway vehicles according to claim 2 .
前記比較結果に所定のポイントを割り付けて、
そのポイントに基づいて前記構成部品の汚損・劣化を判断する
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の鉄道車両用空気調和システム。 The controller is
Assign a predetermined point to the comparison result,
The air conditioning system for a railway vehicle according to any one of claims 1 to 3, wherein the contamination of the component parts is determined based on the point.
前記比較結果を所定の時間間隔で算出し、
算出したそれぞれの比較結果にポイントを割り付け、
その平均値を求めて前記構成部品の汚損・劣化を予測する
ことを特徴とする請求項4に記載の鉄道車両用空気調和システム。 The controller is
Calculating the comparison result at predetermined time intervals;
Points are assigned to each calculated comparison result,
The air conditioning system for a railway vehicle according to claim 4, wherein the average value is obtained to predict the contamination / deterioration of the component parts.
前記制御装置は、
前記平均値が該当する分類に基づいて前記構成部品の汚損・劣化を予測する
ことを特徴とする請求項5に記載の鉄道車両用空気調和システム。 Classifying the state of contamination / deterioration of the component parts into a plurality of stages in advance,
The controller is
The air conditioning system for a railway vehicle according to claim 5, wherein contamination / deterioration of the component parts is predicted based on a classification to which the average value corresponds.
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の鉄道車両用空気調和システム。 The air conditioning system for a railway vehicle according to any one of claims 1 to 6, further comprising an abnormality alarm means for alarming a contamination / deterioration state of the component parts.
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