火车空调变风量空调系统的节能控制及优化

李响

摘要：变风量空调系统具备非线性、多变量、时变性以及强耦合特性，因此，其设计与操作的均比定风量空调要难。但该系统借助其低能耗和使用舒适的优点获得大量的应用。因此，变风量空调系统的相关科研工作得到了更多的关注。现简要分析火车空调变风量空调系统的节能控制和优化。

关键词：变风量空调；节能控制；优化

在社会经济和科学技术的飞速进步，资源能源稀缺，价格上涨的情况下，对变风量空调系统的设计和应用设定了更高的标准。并要求空调系统可以尽可能节能，尤其在火车空调中的应用，对节能方面的要求更严格。因此，对火车空调变风量空调系统的节能控制和优化进行分析就变得非常关键。

1 概述火车空调变风量空调系统节能控制

1.1 火车空调区域温度控制

因乘客数量多变，高载客量的特性，选用压力无关型变风量末端系统。于末端装置进口位置安装传感器以监测风管中的风量，温控设备基于温度改变情况设定风量，控制设备基于测量的实际值和设定值的差调整VAV末端设备的阀门开度，且风量和静压改变无关。

1.2 送风变静压控制

其主要和DDC控制器有效结合，通过计算机，基于阀门开度计算，对变频器进行直接控制。首先，VAV末端设备温控系统需具备温度和风阀开度以及风量传感器风量传感器；其次，温控器基于火车中温度实际值和设定值，对VAV末端设定值进行计算；第三，基于末端设备设定值和流量阻力特点，对阀门全开情况下风管阻力进行计算。选取对风管回路计算最低静压情况的阻力，当成送风设备扬程。第四，VAV末端设备设定值作和，作为送风设备需要风量。基于风机设备转动速度扬程流量特点对送风设备转动速度设定值进行计算，并计算电量；第五，基于送风设备转动速度设定值和VAV末端设备阀门开度，对转速控制。

1.3 PMV控制

在PMV控制设备内加入人工神经网络预测功能，动态调节温度，输出设定温度，实现空调自动控制功能。火车内温度和代替辐射温度相近，空体流速由下式来明确：

其中，代表VAV末端设备的送风量，A代表火车内面积。乘客新陈代谢率与服装热阻需DDC控制基于季节时间改变来明确设定值。

1.4 新风量控制

需保证以下控制方法：①制冷工况下，△h>0，，需应用最低新风量，降低制冷设备运行负荷；②制冷工况下，△h≤0，新风量温度t₀>送风温度t₁情况下，需应用最高新风量；③Ah<0，t₀，t₁相等，应用最高新风量，新风引入冷量与火车内冷负荷相同，制冷设备不工作；④△h<0，t₀1