火车空调

代替实测数据对这些模型进行训练 。结果表明 , 可以
利用神经网络预测最优室内空气参数组合 。本文借鉴
变静压法是最节能和现在最常用的控制方法 ,最 大限度地降低了风管内静压 ,使风机运行静压最低 ,降 低风机能耗 ,节能效 果显著 ,适用于各 种送风管网系 统 ,因此 , 采 用 变风 机 转速 的方 法 对 系统 风 机 进行 控制 。
(2)系统风机的风量调 节方 法有多种 ,比较节能 的是变风机转速、变风机入口导叶角度两种方法 。改 变离心风机入口导叶角度 ,使空气进入叶轮时预旋一 个角度 ,从而改变风机的特性 ; 变风机转速 (如采用变 频电机 ) 也是改变 风机的 特性 。有学 者 [ 4 ] 进 行过模 拟 ,证明变风机转速调节要比变风机入口导叶角度节 能 30%。且变风机转速调节与变静压控制方式结合 , 采用 DDC技术 ,有显著的节能效果 。因此 , 采用变风 机转速的方法对系统风机进行控制 。 213 室内热舒适性影响因素的 PM V控制
在部分负荷时 , VAV末端装置调节空调区域送风 量的同时 ,还应对 VAV系统的送风机进行调节 ,使系 统总风量适应 VAV末端装置调节所要求的风量 ,并且 要维持管道的各点静压均大于 VAV 末端装置的最低 工作压力 ,才能保证 VAV 系统的正常运行 。
(1) VAV 系统总送风量的控制主要有定静压控制 和变静压控制两种 。
(2)压力无关型变风量 末端 装置 ,是由温控器直 接控制送风量 。在末端装置入口处设风量传感器检测 风管内风量 ,温控器根据室内温度的变化修正风量设 定值 ,风量控制器根据实测风量值与风量设定值之差 值来调节 VAV 末端装置的风阀的开度 ,其送风量不会 因系统静压的变化而变化。
考虑火车载客量大 、乘客数量时常变化的特点 ,车 厢内仅有少量人员的情况较少 ,本文采用节流型 、压力 无关型变风量末端装置 。 212 变风量系统送风静压控制
性 ,能够避免小负荷时送风量减小而引起的室内气流 分布不稳定和温度分布不均 ,但同时 ,它会带来噪声 , 也会使系统的能耗增加 。
变风量末端装置按风量调节方式分为压力有关型 和压力无关型 。
(1)压力有关型变风量 末端 装置 ,是由温控器直 接控制风阀的位置 。温控器根据室内温度的变化修正 风量控制器的风量设定值 ,实际的送风量则由末端装 置入口处的风道 静压 确定。即使室内 温度未发生变 化 , VAV 末端装置的送风量也会随系统的静压变化而 波动 ;
变风量 (VAV )空调系统作为全空气空调系统 ,能 够通过改变送入室内的风量或新回风混合比 、系统的 总风量或新风混合比 ,实现对空调区域的 温度调节 。 火车空调系统采用 VAV 空调系统 ,不仅能够适应系统 负荷的不断变化 ,在部分负荷下运行时 ,可以最大限度 地降低风机能耗、空调机组能耗 、运行费用 ,而且能够 同时满足各个车厢负荷不同 、温度要求不同的温度控 制 [ 1 ] 。VAV空调系统的正常运行 ,要依靠完善的自动 控制系统 。VAV系统一般包括空调区域温度控制 、新 风量控制 、室内正压控制 、送风温度控制四个部分 [ 2 ] , 一个稳定运行 ,同时保证舒适性 、节能性的变风量空调
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目前广泛用于变风量系统的末端装置主要是节流 型和风机动力型。节流型变风量末端装置通过调节节 流机构 (如风阀 )改变送风量 ;而风机动力型变风量末 端装置则通过串联或并联风机 ,保持室内送风的稳定
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铁道 标准设计 RA ILWAY S TANDA RD D ES IGN 2 0 0 8 (增刊 )
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陈 丹 ,杨昌智 —火车 空调 变风量空调系统的节能控制及优化
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图 1 以温度为直接被控参数的间接
PMV 指标控制逻辑示意
影响 PMV 值的 6 个变量组成的参数组 ,不同参数组对
②变静压控制 ,是在调节过程中 ,风道内的静压值 根据 VAV 末端装置风阀开度来调整 。自动控制系统 测定每个 VAV 末端装置的风阀开度 ,调整系统总送风 量 ,而风道内的静压则应使任何时候系统中至少有一 个变风量末端装置的风阀处于接近全开状态 。
变静压控制 ,与 DDC控制相结合 ,利用计算机 ,根 据风阀的开度进行计算 ,直接控制系统送风机的变频 器 。控制步骤 : a. VAV末端装置中的温控器除了温度 传感器 ,还应有带风阀开度传感器 、风量传感器 ; b. 温 控器根据室内实测温度与温度设定值 ,计算出各 VAV
应的能耗是不同的 。也就是说 ,如何从 PMV值所对应
的所有空气Leabharlann 态参数组中 ,找到最优的参数组 ,输出空
调运行的温度设定值呢 ? 有学者 [ 5 ]通过编制 M a tlab 程序 ,建立了预测 PMV
值的人工神经网络模型 ,并建立了预测最佳室内空气
参数组合的神经网络模型 ,利用简化模型的计算数据
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火车空调变 风量空调系统的节能控制及优化
陈 丹 , 杨昌智
(湖南大学 , 长沙 410082)
摘 要 :火车空调系 统采 用变风 量单风 道空 调系 统 ,具有很 大 的节能潜力 。以车厢内良好的热舒适环 境为目标 ,采用以 温度 为直接 被控参数 的间接 PMV指 标控制 法控制 空调送风 量 ;新 风量的控制则采用焓控 制 ,能充 分利用 自然 冷源 ,降 低系统 能 耗 ;最后 ,提出了变风量系统 DDC控制方案 。 关键 词 : 火 车 变 风 量 空 调 系 统 ; PMV 控 制 ; 焓 控 制 ; DDC 控制 中图分类号 :U270138 + 3 文献标识码 : A 文章编号 : 1004 2954 (2008) S1 0101 04
将室内温度作为控制参数 ,建立了 PMV指标间接 控制的系统 ,如图 1所示 。
与常规的温度控制方式相比 ,这种 PMV控制方式 的温度设定值 ,由 PMV控制器确定 ,考虑了各种影响 因素对人体热舒适的作用 ,不仅提高了环境的热舒适 性 ,而且在一定程度上提高了系统的节能性 。但是也 存在着一个问题 ,就是同一个 PMV 值可以对应多组由
[ 13 ] 王 磊. 客 站 综合 体 —谈 大 型城 市铁 路客 站设 计的 发 展方 向 [ D ]. 成都 :西南交通大学 , 2004.
铁道标准设计 RA ILWA Y STAND ARD D E S IGN 2 00 8 (增刊 )
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陈 丹 ,杨 昌智 —火 车空调变风量空调系统的节能控制及优化
2 变风量空调系统简述
211 空调区域温度控制 (即变风量末端装置控制 ) 采用典型的变风量单风道空调系统 ,每节车厢作
为独立的空调区域 , 其送风量由变风量末端装置 (VU)控制 ,每个 VAV 末 端装置可带若干 个送风口 。 当车厢内负荷变化时 , VAV 末端装置根据温度的改变 量调节送风量 ,维持温度的稳定 。
①定静压控制 ,是保持风道内的静压恒定 ,即在管 网中送风机出口到最远 VAV末端装置距离约 2 /3处 , 设置静压传感器 ,静压控制器根据实测的静压和静压 设定值 ,不断地调节系统送风机的送风量 ,以保持该点 静压固定不变 。该方法中 ,静压传感器需现场安装 ,而 在大型系统中 ,难以确定各种负荷条件下最佳传感器 的安装位置 ,因此 ,现场安装调试费用高 ,系统可靠性 却较低 。
末端的风量设定值 ; c. 根据各末端装置的风量设定值 和风管流量 阻力特性 ,计算风阀全开时的各风管回路 的阻 力 ; d. 选 择最不利回 路计算 最小静压 状态的阻 力 ,作为送风机所需扬程 ; e. 各 VAV末端装置风量设 定值之和即为送风机所需风量 ,根据风机的转速 扬程 流量特性计算出送风机转速设定值 ,同时可以算出耗 电量 ; f. 根据送风机转速设定值与各 VAV末端装置的 风阀开度 ,控制送风机的转速 。
提出一套以热舒适性控制 (即 PMV 控制 ) 、新风 焓控制为基础的 ,适用于火车空调系统的变风量空调 系统节能控制方案 。在保证各个变风量系统正常运行 的前提下 ,实时采集各个车厢的空气参数 ,通过 PMV 控制器计算 PMV值 ,并与 PMV 设定值 015做比较 ,输 出最优的室温设定值 ;同时新风焓控制对新 、回风焓差 进行比较 ,控制新风 量 ,尽量利用自然 冷源的冷却能 力 ,降低空气处理机组 (AHU )的能耗 。
收稿日期 : 2008 08 20 作者简介 : 陈 丹 ( 1984 —) , 女 ,硕士 研究生 , 2007 年毕 业于 湖南大 学 建筑环境与设备工程专业 ,工学学士 。
系统 ,通常是这些控制共同作用的结果 。 随着日常生活水平的提高 ,人们对室内热舒适性
越来越重视 ,变风量空调系统仅仅重视控制空调区域 的温度 ,是不能满足 热舒适性要求的 。 Fanger[3 ] 等学 者对热舒适进行了大量的研究 ,总结出影响人体热舒 适的六大主要因素分别为 : 空气温度、空气相对湿度 、 空气流速 、环境辐射温度 ,以及人员的活动程度和衣着 情况 ,并提出根据室内人员对室内热舒适性的平均投 票值 PMV 以及不满意百分比 PPD,作为评估室内热舒 适性 的 指 标 , ISO7730 对 PMV 指 标 的 推 荐 值 为 [ - 015, + 015 ]。