JP6823550B2 - Air conditioners for railway vehicles and their control methods - Google Patents
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Description
本発明は、鉄道車両に搭載される鉄道車両用空調装置の制御方法に関する。 The present invention relates to a method for controlling an air conditioner for a railway vehicle mounted on a railway vehicle.
従来、振り子式特急用鉄道車両等の一部を除いて、通勤電車等の鉄道車両は車内の温湿度環境を整える鉄道車両用空調装置(以下、空調装置と記す)を鉄道車両の屋根上に搭載している。特許文献1に、空調装置の空調負荷を算出する際、鉄道車両内部および外部の温度の他に、外気と車内空気との間の熱の伝わりやすさを示す熱貫流率K1が鉄道車両速度の関数であること考慮して、空調負荷を算出することを特徴とする鉄道車両の屋根上に搭載される空調装置が開示されている。 Conventionally, except for some railroad cars for pendulum type limited express trains, railroad cars such as commuter trains have an air conditioner for railroad cars (hereinafter referred to as an air conditioner) that adjusts the temperature and humidity environment inside the car on the roof of the railroad car. It is installed. According to Patent Document 1, when calculating the air conditioning load of an air conditioner, the thermal transmission rate K1 indicating the ease of heat transfer between the outside air and the air inside the vehicle is determined by the speed of the railway vehicle in addition to the temperatures inside and outside the railway vehicle. An air conditioner mounted on the roof of a railroad vehicle, which is characterized by calculating an air conditioner load in consideration of being a function, is disclosed.
鉄道車両に搭載される空調装置の熱負荷は、伝導熱負荷と日射熱負荷と人体熱負荷と機器熱負荷と換気熱負荷の和で与えられる。伝導熱負荷は車内外の温度差に伴い伝導によって車内に流入する熱量であり、日射熱負荷は主に窓から車内へ流入する熱量である。したがって、例えば、鉄道車両が午前中に北から南へ向けて進行する際に、鉄道車両の幅方向の東側半分の領域の伝導熱負荷および日射熱負荷は、鉄道車両の幅方向の西側半分の領域のそれらに比較して大きい。このため、鉄道車両の幅方向の東側半分の車内温度環境は、鉄道車両の幅方向の西側半分のそれらより高くなりやすく、快適な鉄道車両環境を提供する上で、解決すべき課題があった。 The heat load of the air conditioner mounted on the railroad vehicle is given by the sum of the conduction heat load, the solar heat load, the human body heat load, the equipment heat load, and the ventilation heat load. The conductive heat load is the amount of heat that flows into the vehicle due to conduction due to the temperature difference between the inside and outside of the vehicle, and the solar heat load is the amount of heat that mainly flows into the vehicle through the window. Thus, for example, when a rolling stock travels from north to south in the morning, the conduction heat load and solar heat load in the eastern half of the rolling stock in the width direction are the western half of the rolling stock. Large compared to those in the area. For this reason, the temperature environment inside the eastern half of the railcar in the width direction tends to be higher than those in the western half of the railcar, and there is a problem to be solved in providing a comfortable railcar environment. ..
本発明の目的は、伝導熱負荷と日射熱負荷の差に伴う鉄道車両の幅方向の温湿度の差を小さくできるとともに車内の快適性を高めることができる鉄道車両用空調装置の制御方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a control method for an air conditioner for a railway vehicle, which can reduce the difference in temperature and humidity in the width direction of the railway vehicle due to the difference between the conductive heat load and the solar heat load and can improve the comfort in the vehicle. It is to be.
本発明の一実施形態に係る鉄道車両用空調装置の制御方法は、空調装置を搭載した鉄道車両の車内温度目標値を変更する期間が記録されたカレンダーに基づいて現在の日時が車内温度目標値を変更する期間に該当するか否かを判定するステップと、鉄道車両の先頭車両のワイパの稼働状況を取得するステップと、鉄道車両を幅方向に二分した一方側の車内空間と他方側の車内空間との日射熱負荷の差を推定し当該日射熱負荷が大きい側の車内空間を判断するステップと、現在の日時が車内温度目標値を変更する期間に該当しかつ前記ワイパが稼働していない場合に日射熱負荷が大きい側の車内空間の車内温度目標値を低下させるステップと、を有することを特徴とする。 In the control method of the railroad vehicle air conditioner according to the embodiment of the present invention, the current date and time is the vehicle interior temperature target value based on a calendar in which the period for changing the vehicle interior temperature target value of the railroad vehicle equipped with the air conditioner is recorded. determining whether applicable to the period of changing the steps of: acquiring the operation status of wipers of the leading vehicle of a railway vehicle, on one side that bisects railway vehicle in the width direction of the vehicle space and the other side in a step of estimating the difference in the solar heat load and vehicle space determines vehicle space of the solar heat load is large side, corresponding to and the wiper in the period in which current date and time to change the interior temperature target value is not running a step of reducing the interior temperature target value of the vehicle compartment space solar heat load is larger side in the absence, characterized in that it have a.
本発明によれば、伝導熱負荷と日射熱負荷の差に伴う鉄道車両の幅方向の温湿度環境差を小さくできるとともに車内の快適性を高めることができる鉄道車両用空調装置の制御方法を提供できる。 According to the present invention, there is provided a control method for an air conditioner for a railway vehicle, which can reduce the temperature / humidity environment difference in the width direction of the railway vehicle due to the difference between the conduction heat load and the solar heat load and can improve the comfort in the vehicle. it can.
以下、図を参照しながら、本発明の一実施形態を説明する。なお、以下の説明で用いられる方向は以下のように定義されるものとする。鉄道車両用空調装置(以下、空調装置と記す。)または鉄道車両の長手方向またはレール方向をX方向、空調装置または鉄道車両の幅方向または枕木方向をY方向、空調装置または鉄道車両の上下方向または高さ方向をZ方向とする。そのため、単に、X方向、Y方向、Z方向と記されている場合、これらはそれぞれ、空調装置または鉄道車両の長手方向(またはレール方向)、空調装置または鉄道車両の幅方向(または枕木方向)、空調装置または鉄道車両の上下方向(または高さ方向)を意味する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The directions used in the following description shall be defined as follows. Railroad vehicle air conditioner (hereinafter referred to as air conditioner) or railroad vehicle longitudinal direction or rail direction is X direction, air conditioner or railroad vehicle width direction or sleeper direction is Y direction, air conditioner or railroad vehicle vertical direction Alternatively, the height direction is the Z direction. Therefore, when simply referred to as the X, Y, and Z directions, they are the longitudinal direction (or rail direction) of the air conditioner or rolling stock, and the width direction (or pillow direction) of the air conditioner or rail car, respectively. , Means the vertical direction (or height direction) of an air conditioner or a railroad vehicle.
図1は、本発明の実施例に係る鉄道車両用空調装置の機器配置図の例である。空調装置10は、室内側ユニット72と室外側ユニット71を有しており、鉄道車両の屋根上に備えられることが多い。室内側ユニット72と屋根を貫通する態様で備えられる複数のダクトによって、鉄道車両の客室空間と室内側ユニット72の内部空間とが接続される。
FIG. 1 is an example of a device layout of an air conditioner for a railway vehicle according to an embodiment of the present invention. The
空調装置10は、空調装置10のY方向の一方の側10aに備えられる冷凍サイクルA(図示なし)と、空調装置10のY方向の他方の側10bに備えられる冷凍サイクルB(図示なし)を備える。冷凍サイクルAは、圧縮機CP1と、圧縮機CP1の吐出し口に接続する室外熱交換器CD1と、室外熱交換器CD1の吐出し口に接続する室内熱交換器EV1と、室内熱交換器EV1に接続するアキュムレータAC1とからなる。アキュムレータAC1の吐出し口には圧縮機CP1の吸込み口が接続されており、冷媒が循環する閉じた冷凍サイクルAが構成される。
The
同様に、冷凍サイクルBは、圧縮機CP2と、圧縮機CP2の吐出し口に接続する室外熱交換器CD2と、室外熱交換器CD2の吐出し口に接続する室内熱交換器EV2と、室内熱交換器EV2に接続するアキュムレータAC2とからなる。アキュムレータAC2の吐出し口には圧縮機CP2の吸込み口が接続されており、冷媒が循環する閉じた冷凍サイクルBが構成される。 Similarly, the refrigeration cycle B includes the compressor CP2, the outdoor heat exchanger CD2 connected to the discharge port of the compressor CP2, the indoor heat exchanger EV2 connected to the discharge port of the outdoor heat exchanger CD2, and the room. It consists of an accumulator AC2 connected to the heat exchanger EV2. The suction port of the compressor CP2 is connected to the discharge port of the accumulator AC2, and a closed refrigeration cycle B in which the refrigerant circulates is configured.
さらに本実施例に係る鉄道車両では、図2や図3に示す通り、空調装置10が備える圧縮機CP1および圧縮機CP2、室外送風機CF、室内送風機EF1およびEF2の稼働率を制御する空調制御装置60(図2)と、空調制御装置60が出力する信号によって制御される接触器等が備えられる電気品箱12(図3)が空調装置10に併設される。空調制御装置60および電気品箱12は鉄道車両ごとに設けられる。また空調制御装置60および電気品箱12は図2や図3のように、空調装置10の内部または外部のいずれに備えられていてもよい。
Further, in the railroad vehicle according to the present embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, an air conditioning control device for controlling the operating rates of the compressor CP1 and the compressor CP2, the outdoor blower CF, and the indoor blowers EF1 and EF2 included in the
室外送風機CFは、冷凍サイクルAを構成する室外熱交換器CD1および冷凍サイクルBを構成する室外熱交換器CD2を冷却して冷媒から熱を取り除く。室内送風機EF1は、冷凍サイクルAを構成する室内熱交換器EV1で温湿度が調整された調和空気(夏季の場合は温度の低い空気)を車内へ供給する。同様に、室内送風機EF2は、冷凍サイクルBを構成する室内熱交換器EV2で温湿度が調整された調和空気(夏季の場合は温度の低い空気)を車内へ供給する。 The outdoor blower CF cools the outdoor heat exchanger CD1 constituting the refrigerating cycle A and the outdoor heat exchanger CD2 constituting the refrigerating cycle B to remove heat from the refrigerant. The indoor blower EF1 supplies conditioned air (air with a low temperature in the case of summer) whose temperature and humidity are adjusted by the indoor heat exchanger EV1 constituting the refrigeration cycle A into the vehicle. Similarly, the indoor blower EF2 supplies conditioned air (air having a low temperature in the case of summer) whose temperature and humidity are adjusted by the indoor heat exchanger EV2 constituting the refrigeration cycle B into the vehicle.
空調装置10は、空調装置のY方向の一方の側に備えられる室内送風機EF1とこの室内送風機EF1に隣接する室内熱交換器EV1を含む冷凍サイクルAに備えられる圧縮機CP1と、空調装置のY方向の他方の側に備えられる室内送風機EF2を含む冷凍サイクルBに備えられる圧縮機CP2と、この室内送風機EF2に隣接する室内熱交換器EV2とをそれぞれが備え、個別に独立して運転できることを特徴とする。
The
図2は、本実施例に係る鉄道車両用空調装置を備える編成車両の編成図の例である。編成車両95は、一方の先頭車両1aと、他方の先頭車両1bと、一方の先頭車両1aと他方の先頭車両1bとの間に連結される複数の中間車両2とからなる。図2では、編成車両95が北から南に向けて矢印75の方向に進行する様子を模式的に示す。
FIG. 2 is an example of a formation diagram of a formation vehicle provided with an air conditioner for a railway vehicle according to the present embodiment. The
なお、以下では一方の先頭車両1aと他方の先頭車両1bと、中間車両2とを総称して「鉄道車両」と呼ぶ。また、特に断りのない限り、各鉄道車両(1a,1b,2)の東側(図2のEastの側)の部分(特に車内空間)を3aと表記し、反対側(西側)の部分(特に車内空間)を3bと表記する。
In the following, one leading
空調装置10は、各鉄道車両(1a,1b,2)の屋根上に搭載されており、空調装置10が内蔵する圧縮機CP1(CP2)および室内送風機EF1(EF2)等の稼働率を制御する空調制御装置60は、各鉄道車両(1a,1b,2)のX方向の端部に備えられる。同様に、各鉄道車両(1a,1b,2)の車内の温度および湿度を検知する温湿度センサ63も、各鉄道車両(1a,1b,2)のX方向の端部に備えられる。編成車両95が走行する車外の温度をモニタする外気温度センサ66は、編成車両95の両先頭車両(1a,1b)のみに備えられる。
The
各空調制御装置60は、空調制御装置60の設置されている鉄道車両(1a,1b,2)の空調装置10の制御を行う。空調制御装置60は、空調装置10のY方向の一方の側10aに位置する冷凍サイクルA(圧縮機CP1を含む)およびこの冷凍サイクルAに付属する室内送風機EF1と、編成車両95の空調装置10のY方向の他方の側10bに位置する冷凍サイクルB(圧縮機CP2を含む)およびこの冷凍サイクルBに付属する室内送風機EF2と、を個別に制御することにより、鉄道車両(1a,1b,2)の車内空間3a(図3参照)と車内空間3b(図3参照)のそれぞれに対して、異なる温湿度の空気(調和空気)を供給可能である。
Each air-
図3は、本実施例に係る鉄道車両用空調装置を屋根上に搭載した場合の鉄道車両の断面図(図2A−A断面図)の例である。空調装置10は、先頭車両(1a,1b)および中間車両2の屋根構体5の上面に備えられる。屋根構体5の車内側には、内装材である天井パネル24と、空調装置10に取り込まれる車内空気の塵埃を取り除くためのフィルタ26が備えられる。空調装置10が内蔵する室内送風機EF1(EF2)の吹き出し口には、調和空気ダクト22が備えられる。室内送風機EF1(EF2)から吹き出される調和空気は、調和空気ダクト22を通って、先頭車両(1a,1b)および中間車両2のX方向の各部に供給される。
FIG. 3 is an example of a cross-sectional view (FIG. 2A-A cross-sectional view) of a railroad vehicle when the railroad vehicle air conditioner according to the present embodiment is mounted on the roof. The
Y方向の一方の車内空間3aから空調装置10にフィルタ26を介して導かれるリターン空気(RA)50aは、冷凍サイクルAによって調和された後、室内送風機EF1によって、調和空気52aとなってY方向の一方の車内空間3aへ供給される。同様に、Y方向の他方の車内空間3bから空調装置10にフィルタ26を介して導かれるリターン空気(RA)50bは、冷凍サイクルBによって調和された後、室内送風機EF2によって、調和空気52bとなってY方向の一方の車内空間3bへ供給される。
The return air (RA) 50a, which is guided from one of the vehicle
先に述べたとおり、空調装置10は、Y方向の一方の側10aに冷凍サイクルA(図示なし)とこの冷凍サイクルAに付属する室内送風機EF1を備え、Y方向の他方の側10bに冷凍サイクルB(図示なし)とこの冷凍サイクルBに付属する室内送風機EF2を備える。空調装置10は冷凍サイクルAと冷凍サイクルBを独立して制御できるため、空調装置10はY方向の一方の車内空間3aとY方向の他方の車内空間3bの各々に適した温度の調和空気を供給することができる。
As described above, the
空調装置10は、一方の車内空間3aの車内温度を把握する温度センサ62aと、他方の車内空間3bの車内温度を把握する温度センサ62bを備える。温度センサ62aと温度センサ62bは、空調装置10の底部に設けられたリターン空気取り入れ口付近に隔置される。
The
編成車両95が、夏季の晴天の日の午前中に北から南に向けて進行する場合、太陽90が放射する熱は、編成車両95をなす各鉄道車両(1a,1b,2)の一方の車内空間3aの側(東側)に降り注がれるため、東側に位置する一方の車内空間3aの伝導熱負荷(車内外の温度差に伴い伝導によって車内に流入する熱量)および日射熱負荷(主に窓から車内へ流入する熱量)は、西側に位置する他方の車内空間3bの伝導熱負荷および日射熱負荷より大きい(なお、本明細書では伝導熱負荷と日射熱負荷を総称して「熱負荷」と呼ぶ。また本明細書における熱負荷は、主として日射により生じる熱負荷である)。このため、空調装置10が、一方の車内空間3aと他方の車内空間3bの温湿度環境を同じように空気調和しようとすると、熱負荷の大きい側の一方の車内空間3aの車内温度が他方の車内空間3bの車内温度に比較して高くなる場合があるとともに、熱負荷の大きい側の一方の車内空間3aの乗客は日射を浴びるため体感温度も高くなりやすい傾向があった。
When the
図4は、本実施例に係る鉄道車両用空調装置の制御システム構成図である。編成車両95は、先頭車両(1a,1b)および中間車両2に搭載される各種電気品の状態(健全、故障など)情報や、各車両の乗車率情報、編成車両95の力行/回生ブレーキおよび進行方向などの情報、停車駅コード情報、行先表示機および車内案内表示装置などの各種車載機器を管理する列車情報制御装置68を搭載する。列車情報制御装置68は複数の伝送端末を含む装置である。各伝送端末は、各鉄道車両に配置され、列車情報制御装置68の子機として動作する。各鉄道車両の空調制御装置60はこの伝送端末を介して列車情報制御装置68と情報を授受する。
FIG. 4 is a control system configuration diagram of the railroad vehicle air conditioner according to the present embodiment. The
空調装置10が備える冷凍サイクルAに属する圧縮機CP1および室内送風機EF1と、冷凍サイクルBに属する圧縮機CP2および室内送風機EF2と、両冷凍サイクルに共通の室外送風機CFなどは、各機器に対応して設けられた接触器のON/OFFによって制御される。各接触器は、空調装置10に内蔵或いは車両に設置されている電気品箱12に納められており、配線を介して空調制御装置60に接続されている。空調制御装置60の指令に基づいて各接触器がON/OFFされることによって、空調装置10の圧縮機CP1(CP2)の稼働率および室内送風機EF1(EF2)や回転数が制御される。
The compressor CP1 and indoor blower EF1 belonging to the refrigeration cycle A, the compressor CP2 and the indoor blower EF2 belonging to the refrigeration cycle B, and the outdoor blower CF common to both refrigeration cycles of the
編成車両95の先頭車両(1a,1b)のみに備えられる外気温度センサ66の出力信号および運転手が雨天時に扱うワイパ稼働状況の情報(ワイパ信号67)は、列車情報制御装置68に入力された後、電装線を介して各車両の空調制御装置60に伝達される。各車両の車内温度センサ62a(62b)の出力信号や各車両の車内温湿度センサ63の出力信号も各車両の空調制御装置60に入力される。なお、ワイパ稼働状況の情報は、晴天(曇り等を含む)または雨天などの天候状況を判断する際に利用される。
The output signal of the outside
図5は、空調制御装置60が日射熱負荷の大きい側の車内温度目標設定を変更する処理のフローチャートである(以下ではこの処理を「目標値補正処理」と呼ぶ)。空調制御装置60は、目標値補正処理を定期的に実施してもよいし、あるいは乗務員の指示があったことを契機に目標値補正処理を実施してもよい。以下では特に断りのない限り、空調制御装置60は、目標値補正処理を定期的に実行する前提で説明を行う。
FIG. 5 is a flowchart of a process in which the
なお本実施例に係る空調制御装置60は、編成車両95が特定の時期(夏季等の、日射光の強い時期)に運行されている場合に、日射熱負荷の大きい側の車内温度目標値の設定を変更するよう構成されている。そして空調制御装置60は、車内温度目標値を変更する期間の情報(以下ではこれを「カレンダー」と称する)を保持している。以下の説明では、車内温度目標値を変更する期間(夏季)は3月1日から11月30日までとし、車内温度目標値を変更しない期間(冬季)は12月1日から2月28日と仮定する。また以下の説明では、編成車両95は図2のように、一方の先頭車両1aを先頭にA駅とB駅の間を北から南へ向かって走行中である例を説明する。
The air-
S10で、空調制御装置60は目標値補正処理を開始する。なお、目標値補正処理はたとえば乗務員からの指示で開始されるとよい。あるいは、編成車両95が運用に供される際に、乗務員が主ハンドルを投入して主回路および補助回路への通電が行われるので、通電が行われたことを契機に空調制御装置60が自動的に目標値補正処理を開始してもよい。
In S10, the air
またS10で、空調制御装置60は通常時(車内空間3aと車内空間3bとで日射熱負荷に差が殆どない時)の鉄道車両(1a,1b,2)の車内温度目標値を決定する。ここではたとえば、空調制御装置60が現在時刻などに基づいて自動的に車内温度目標値を決定してもよい(たとえば昼間は車内温度目標値を低めに設定し、夜間であれば車内温度目標値を高めに設定する等の選択肢があり得る)。あるいは空調制御装置60は乗務員からの目標温度の設定指示を受け付けることで、車内温度目標値を決定してもよい。また、S10で決定される車内温度目標値は1つである。つまり車内空間3aと車内空間3bの両方に同じ車内温度目標値が設定される。以下では、S10で車内空間3aの車内温度目標値と車内空間3bの車内温度目標値が25℃に設定された場合について説明する。
Further, in S10, the
S20で、空調制御装置60は、車内温度目標値を変更する日(カレンダー)を呼び出す。
In S20, the air
S30で、空調制御装置60は、現在日時(図5の処理を実行した日)が、日射熱負荷の大きい側の車内温度目標値を変更する期間に該当するか否かを判断し、現在日時が車内温度目標値を変更する期間に該当する場合には、次にS40を実行する。一方現在日時が車内温度目標値を変更する期間に該当しない場合には、空調制御装置60は図5の処理を一旦終了し、所定時間経過後(あるいは乗務員から目標値補正処理の開始指示を受けたことに応じて)S10から処理を繰り返す。
In S30, the
たとえば現在の日付が6月1日の場合、車内温度目標値を変更する期間(夏季)に該当する。そのため、図5の処理が6月1日に実施された場合は、空調制御装置60はS40を実行する。一方現在の日付が1月10日の場合には、車内温度目標値を変更しない期間(冬季)に該当するので、空調制御装置60はS40〜S80の処理を実行しない。
For example, if the current date is June 1, it corresponds to the period (summer) when the temperature target value inside the vehicle is changed. Therefore, when the process of FIG. 5 is carried out on June 1, the
空調制御装置60は、S30の判断結果が車内温度目標値を変更する期間であると判断した場合、S40で、列車情報制御装置68から編成車両95の進行方向、駅コード、現在時刻等、編成車両95の在線位置や向き(走行中の方角)を特定するための情報を読み込む。ここで読み込まれる情報は、編成車両95の在線位置や向き(走行中の方角)を特定するための情報であれば任意の情報で良いが、一例として編成車両95の運行時刻情報(どの地点にどの時刻に到着するか等の情報)、路線上の各地点(キロ程)の地理的位置情報(緯度経度等)が挙げられる。
When the air-
S50では、空調制御装置60はS40で読み込んだ情報をもとに、車内空間3a側の日射熱負荷と車内空間3b側の日射熱負荷の差(大小)を推定し、現在編成車両95が車内空間3aの車内温度目標値を改訂すべき位置(区間)に在線しているか否かを判断する。例えば空調制御装置60は、列車情報制御装置68から読み込んだ情報をもとに、編成車両95が在線する線路上の位置、そして現在編成車両95がどの向き(方角)を向いて走行中かを特定する。また空調制御装置60は現在時刻を参照することで、太陽光の照射方向(東から西に向かって照射されているか、等)を特定する。
In S50, the
仮に、図2のように一方の先頭車両1aを先頭にA駅とB駅の間を北から南へ向かって走行中で、また現在時刻が午前中であると判断された場合、空調制御装置60は太陽光が車内空間3a側に照射された状態にあるという事が判断できる。そのためこの場合、空調制御装置60は車内空間3aの側の日射熱負荷が車内空間3bの側の日射熱負荷より大きいと推定できるので、現在車内空間3aの車内温度目標値を改訂する区間に在線していると判定し、次にS60を実行する。逆に編成車両95が車内空間3aの車内温度目標値を改訂する区間にいないと判断された場合、空調制御装置60は目標値補正処理をいったん終了し、所定時間後等に再び、S10からの処理を実行する。編成車両95が車内空間3aの車内温度目標値を改訂する区間にいない場合とは、たとえば編成車両95の進行方向(方角)が、太陽光の照射方向と同じ(またはほぼ同じ)で、車内空間3aまたは3bのいずれにも太陽光が殆ど照射されない場合や、或いは現在時刻が日没後の場合等である。
If it is determined that one of the leading
S60で、空調制御装置60は、列車情報制御装置68から一方の先頭車両1aのワイパ稼働状況を取得する。ここで空調制御装置60は先頭車両(1a,1b)のうち、進行方向前方の先頭車両(図2の例では先頭車両1a)のワイパ稼働状況を取得する方が好ましい。
In S60, the air
S70では空調制御装置60は、S60で取得したワイパ稼働状況に基づいて、現在の天候を推定する。ワイパが稼働していなければ現在の天候は晴天(曇り等を含む)で、車内空間3aの日射熱負荷と車内空間3bの日射熱負荷との間には一定以上の差が生じると推定される。この場合には空調制御装置60は、日射熱負荷の大きい側の車内温度目標値設定の変更が必要と判断し、S80を実行する。逆にワイパが稼働していれば、現在の天候は雨天であるため、車内空間3aと車内空間3bの日射熱負荷の差は殆どないと推定される。そのためこの場合には、空調制御装置60は車内温度目標値設定の変更は必要ないと判断し、目標値補正処理を終了する(そして所定時間後等に目標値補正処理を再開する)。
In S70, the
S80で、空調制御装置60は、東側に位置する車内空間3aの車内温度目標値を、初期の(通常時の)車内温度目標値からあらかじめ定められた温度だけ低くする(たとえば25℃から24℃に改訂する)。この改訂に伴い、空調制御装置60は車内空間3aを担当する冷凍サイクルAを構成する圧縮機CP1の稼働率を向上させ、また室内送風機EF1の回転数を大きくする。これにより空調装置10は車内空間3aに、車内空間3bに供給される調和空気よりも温度の低い調和空気を供給することになるので、日射熱負荷が大きいために車内温度が上昇しやすい車内空間3aの側の車内温度が車内温度目標値を超過することが抑制されるとともに、温度上昇に伴って乗客等が不快に感じるより前に車内環境を改善することができる。
In S80, the
なお、ここではS50の判定で車内空間3a側の日射熱負荷が車内空間3b側の日射熱負荷よりも大きいと推定された場合の例を説明したが、逆に車内空間3b側の日射熱負荷が車内空間3a側の日射熱負荷よりも大きいと推定された場合には、S80で空調制御装置60は、車内空間3bの車内温度目標値を、通常時の車内温度目標値からあらかじめ定められた温度だけ低くする。これによって空調装置10は車内空間3bに、車内空間3aに供給される調和空気よりも温度の低い調和空気を供給するので、車内空間3bの車内温度の上昇を抑制できる。
Here, an example in which the solar heat load on the vehicle
また、S80での車内温度目標値の低下量は、必ずしもあらかじめ定められた固定量でなくてもよい。空調制御装置60は、現在時刻やS50で特定された編成車両95の進行方向などをもとに、適宜低下量を変更してもよい。
Further, the amount of decrease in the vehicle interior temperature target value in S80 does not necessarily have to be a predetermined fixed amount. The air
以上のように、本実施例に係る鉄道車両用空調装置の運転方法によれば、伝導熱負荷と日射熱負荷の差に伴う鉄道車両の幅方向の温湿度環境差を小さくできるとともに快適性を高めることができる。なお、上では目標値補正処理が、鉄道車両の何れの側面に太陽光が照射されているかを判定し、それに基づいて車内空間3a,3bのいずれの日射熱負荷が大きくなるかを推定する処理であることを説明した。ただし、伝導熱負荷と日射熱負荷とは(正の)相関関係がある量であるため、本実施例に係る鉄道車両用空調装置の運転方法は、車内空間3a,3bの日射熱負荷の差(大小関係)を推定するだけでなく、日射熱負荷の差に加えて伝導熱負荷の差も推定するものと言うことができる。
As described above, according to the operation method of the air conditioner for railway vehicles according to the present embodiment, the temperature / humidity environment difference in the width direction of the railway vehicle due to the difference between the conduction heat load and the solar heat load can be reduced and the comfort can be improved. Can be enhanced. In the above, the target value correction process determines which side surface of the railway vehicle is irradiated with sunlight, and based on this, estimates which of the in-
なお、空調装置の構成や設置位置は、必ずしも上で説明したものに限定されるわけではない。空調装置が、鉄道車両のY方向の一方の車内空間と他方の車内空間とに調和空気を供給することができる構成を備えるとともに、一方の車内空間と他方の車内空間に供給される調和空気の温度等を独立して調整できる機能を備えていれば、上述した運転方法を適用できるので、伝導熱負荷と日射熱負荷の差に伴う鉄道車両の幅方向の温湿度環境差を小さくできるとともに快適性を高めることができる鉄道車両用空調装置の制御方法を提供できる。 The configuration and installation position of the air conditioner are not necessarily limited to those described above. The air conditioner is provided with a configuration capable of supplying harmonious air to one vehicle interior space and the other vehicle interior space in the Y direction of the railway vehicle, and of the harmonious air supplied to one vehicle interior space and the other vehicle interior space. If it has a function that can adjust the temperature etc. independently, the above-mentioned operation method can be applied, so that the temperature / humidity environment difference in the width direction of the railcar due to the difference between the conduction heat load and the solar heat load can be reduced and it is comfortable. It is possible to provide a control method for an air conditioner for a railroad vehicle that can enhance the performance.
また、上の説明では鉄道車両の屋根上に搭載された空調装置を例に挙げて、この空調装置の運転方法を説明したが、空調装置は必ずしも屋根上に備えられたものでなくてもよい。例えば、鉄道車両の床下に備えられる空調装置からダクトを介して鉄道車両の車内に調和空気を供給する構成であっても、空調装置が上で述べた機能、つまり鉄道車両のY方向の一方の車内空間と他方の車内空間とに調和空気を供給でき、かつそれぞれの車内空間に供給される調和空気の温度等を独立して調整できる機能を備えていれば、上述した運転方法を適用でき、本発明の目的を達成可能である。 Further, in the above description, the operation method of the air conditioner is described by taking an air conditioner mounted on the roof of a railway vehicle as an example, but the air conditioner does not necessarily have to be provided on the roof. .. For example, even in a configuration in which an air conditioner provided under the floor of a railroad vehicle supplies harmonious air to the inside of the railcar via a duct, the air conditioner has the above-mentioned function, that is, one of the Y directions of the railcar. If the conditioned air can be supplied to the vehicle interior space and the other vehicle interior space, and the temperature of the conditioned air supplied to each vehicle interior space can be adjusted independently, the above-mentioned driving method can be applied. The object of the present invention can be achieved.
また、上記の説明では編成車両の伝導熱負荷と日射熱負荷の大きい側を、編成車両の進行方向や、駅コード、時刻情報(図5 S40)やワイパ稼働状況(図5 S60)を参照して判断したが、これら以外の情報が用いられてもよい。たとえば編成車両を構成する任意の鉄道車両のY方向の各々(車内空間3aと車内空間3bのそれぞれ)に日射センサ(照度計)あるいは窓際に置いた温度計を備えるようにし、空調制御装置60は車内空間3aに設置された日射センサ(照度計)あるいは温度計の計測値と、車内空間3bに設置された日射センサ(照度計)あるいは温度計の計測値との差に基づいて、編成車両の伝導熱負荷と日射熱負荷の大きい側を判断してもよい。この日射センサ(照度計)あるいは温度計の計測値の差に基づいて、空調装置を上述した運転法によって運転することによって、伝導熱負荷と日射熱負荷の差に伴う鉄道車両の幅方向の温湿度環境差を小さくできるとともに快適性を高めることができる鉄道車両用空調装置の制御方法を提供できる。
Further, in the above explanation, the side where the conduction heat load and the solar heat load of the formation vehicle are large is referred to the traveling direction of the formation vehicle, the station code, the time information (FIG. 5 S40), and the wiper operation status (FIG. 5 S60). However, information other than these may be used. For example, the air
また、上で説明した目標値補正処理(図5)で行われる各判定(S30,S50,S70)の順序は、上で説明した順序に限定されず、任意の順序で各判定が行われてもよい。たとえば空調制御装置60は、S30の判定をS60の直前に行うようにしてもよいし、あるいはS80の直前に行ってもよい。あるいは空調制御装置60は、S40の直前に、S60,S70の処理を行い、S70の判定でワイパが稼働している場合、S40、S50を実行してもよい。この場合、S50の判定がYesの場合に空調制御装置60はS80を実行するとよい。
Further, the order of the determinations (S30, S50, S70) performed in the target value correction process (FIG. 5) described above is not limited to the order described above, and the determinations are performed in any order. May be good. For example, the
1a:一方の先頭車両, 1b:他方の先頭車両,
2:中間車両,
3a:車両の幅方向の一方の車内空間,
3b:車両の幅方向の他方の車内空間, 5:屋根構体,
10:空調装置,
10a:空調装置の幅方向の一方の側,
10b:空調装置の幅方向の他方の側, CP1,CP2:圧縮機,
CF:室外送風機, EF1, EF2:室内送風機,
CD1, CD2:室外熱交換器, EV1, EV2:室内熱交換器,
AC1, AC2:アキュムレータ, 12:電気品箱,
22:調和空気(CA)ダクト, 24:天井パネル,
26:フィルタ,
50a,50b:リターン空気(RA)の流れ,
52a,52b:調和空気(CA)の流れ, 60:空調制御装置,
62a,62b:リターン空気(RA)温度センサ,
63:温湿度センサ, 66:外気温度センサ,
67:ワイパ信号, 68:列車情報制御装置,
71:室外側ユニット, 72:室内側ユニット,
75:車両の進行方向を示す矢印, 90:太陽,
95:編成車両, X…レール方向(長手方向),
Y…枕木方向(幅方向), Z…上下方向(高さ方向)
1a: one leading vehicle, 1b: the other leading vehicle,
2: Intermediate vehicle,
3a: One interior space in the width direction of the vehicle,
3b: The other interior space in the width direction of the vehicle, 5: Roof structure,
10: Air conditioner,
10a: One side in the width direction of the air conditioner,
10b: The other side in the width direction of the air conditioner, CP1, CP2: Compressor,
CF: Outdoor blower, EF1, EF2: Indoor blower,
CD1, CD2: Outdoor heat exchanger, EV1, EV2: Indoor heat exchanger,
AC1, AC2: accumulator, 12: electrical box,
22: Air-conditioned air (CA) duct, 24: Ceiling panel,
26: Filter,
50a, 50b: Return air (RA) flow,
52a, 52b: Harmonized air (CA) flow, 60: Air conditioning controller,
62a, 62b: Return air (RA) temperature sensor,
63: Temperature / humidity sensor, 66: Outside air temperature sensor,
67: Wiper signal, 68: Train information controller,
71: Outdoor unit, 72: Indoor unit,
75: Arrow indicating the direction of travel of the vehicle, 90: Sun,
95: Knitting vehicle, X ... Rail direction (longitudinal direction),
Y ... sleeper direction (width direction), Z ... vertical direction (height direction)
Claims (5)
前記空調装置を搭載した鉄道車両の車内温度目標値を変更する期間が記録されたカレンダーに基づいて、現在の日時が前記車内温度目標値を変更する期間に該当するか否かを判定するステップと、
前記鉄道車両の先頭車両のワイパの稼働状況を取得するステップと、
前記鉄道車両を幅方向に二分した一方側の車内空間と他方側の車内空間との日射熱負荷の差を推定し、当該日射熱負荷が大きい側の車内空間を判断するステップと、
前記現在の日時が前記車内温度目標値を変更する期間に該当しかつ前記ワイパが稼働していない場合に、前記日射熱負荷が大きい側の車内空間の前記車内温度目標値を低下させるステップと、
を有する鉄道車両用空調装置の制御方法。 It is a control method for air conditioners for railway vehicles.
A step of determining whether or not the current date and time corresponds to the period for changing the in-vehicle temperature target value based on the calendar in which the period for changing the in-vehicle temperature target value of the railway vehicle equipped with the air conditioner is recorded. ,
The step of acquiring the operation status of the wiper of the leading vehicle of the railway vehicle and
A step of said railway vehicle to estimate the difference in the solar heat load between one side interior space and the other side in the vehicle space of which is divided in the width direction, to determine the vehicle space of the solar heat load is large side,
When the current date and time corresponds to the period for changing the vehicle interior temperature target value and the wiper is not operating , the step of lowering the vehicle interior temperature target value in the vehicle interior space on the side where the solar heat load is large, and
Control method for a railway vehicle air conditioning system having a.
前記鉄道車両の進行方向と、時刻情報に基づいて推定される、
請求項1に記載の鉄道車両用空調装置の制御方法。 The difference in the solar heat load is
Estimated based on the traveling direction of the railway vehicle and time information,
The method for controlling an air conditioner for a railway vehicle according to claim 1.
をさらに有する請求項1または2に記載の鉄道車両用空調装置の制御方法。 When the in- vehicle temperature target value of the vehicle interior space on the side with a large solar heat load is lowered, the inside of the vehicle on the other side with respect to the in-vehicle space on the side with a large solar heat load is based on the lowered in-vehicle temperature target value. Steps to supply conditioned air that is cooler than the conditioned air supplied to the space,
The control method for an air conditioner for a railroad vehicle according to claim 1 or 2, further comprising .
当該鉄道車両用空調装置の制御を行う空調制御装置を備え、Equipped with an air conditioner that controls the air conditioner for the railway vehicle
前記空調制御装置は、前記鉄道車両の車内温度目標値を変更する期間の情報が記録されたカレンダーを有すると共に、前記鉄道車両の先頭車両のワイパの稼働状況を取得し、The air-conditioning controller has a calendar in which information on a period for changing the in-vehicle temperature target value of the railway vehicle is recorded, and also acquires the operating status of the wiper of the leading vehicle of the railway vehicle.
前記カレンダーに記録された前記期間の情報に基づいて現在の日時が前記車内温度目標値を変更する期間に該当しかつ前記ワイパが稼働していない場合に、前記一方側の車内空間と前記他方側の車内空間との日射熱負荷の差から判断した当該日射熱負荷が大きい側の車内空間の前記車内温度目標値を低下させるWhen the current date and time corresponds to the period for changing the temperature target value in the vehicle based on the information of the period recorded in the calendar and the wiper is not operating, the space inside the vehicle on one side and the other side. Decrease the vehicle interior temperature target value of the vehicle interior space on the side where the solar heat load is large, as judged from the difference in the solar heat load from the vehicle interior space.
ことを特徴とする鉄道車両用空調装置。An air conditioner for railway vehicles that is characterized by this.
前記一方側の車内空間および前記他方側の車内空間それぞれに調和空気を供給する冷凍サイクルを有し、It has a refrigeration cycle that supplies conditioned air to each of the vehicle interior space on one side and the vehicle interior space on the other side.
前記空調制御装置は、前記日射熱負荷が大きい側の車内空間の前記車内温度目標値を低下させると、低下させた当該車内温度目標値に基づいて、前記日射熱負荷の大きい側の車内空間に調和空気を供給する前記冷凍サイクルを制御して、他方側の車内空間に供給される調和空気よりも温度の低い調和空気を供給させるWhen the air conditioning control device lowers the vehicle interior temperature target value in the vehicle interior space on the side where the solar heat load is large, the air conditioning control device moves to the vehicle interior space on the vehicle interior space on the side where the solar heat load is large, based on the lowered vehicle interior temperature target value. The refrigeration cycle for supplying conditioned air is controlled to supply conditioned air having a lower temperature than the conditioned air supplied to the vehicle interior space on the other side.
ことを特徴とする請求項4に記載の鉄道車両用空調装置。The air conditioner for a railroad vehicle according to claim 4.
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