火車空調(diào)變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能控制及優(yōu)化

李響

摘要：變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)具備非線性、多變量、時(shí)變性以及強(qiáng)耦合特性，因此，其設(shè)計(jì)與操作的均比定風(fēng)量空調(diào)要難。但該系統(tǒng)借助其低能耗和使用舒適的優(yōu)點(diǎn)獲得大量的應(yīng)用。因此，變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的相關(guān)科研工作得到了更多的關(guān)注。現(xiàn)簡(jiǎn)要分析火車空調(diào)變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能控制和優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：變風(fēng)量空調(diào)；節(jié)能控制；優(yōu)化

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的飛速進(jìn)步，資源能源稀缺，價(jià)格上漲的情況下，對(duì)變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用設(shè)定了更高的標(biāo)準(zhǔn)。并要求空調(diào)系統(tǒng)可以盡可能節(jié)能，尤其在火車空調(diào)中的應(yīng)用，對(duì)節(jié)能方面的要求更嚴(yán)格。因此，對(duì)火車空調(diào)變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能控制和優(yōu)化進(jìn)行分析就變得非常關(guān)鍵。

1 概述火車空調(diào)變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能控制

1.1 火車空調(diào)區(qū)域溫度控制

因乘客數(shù)量多變，高載客量的特性，選用壓力無(wú)關(guān)型變風(fēng)量末端系統(tǒng)。于末端裝置進(jìn)口位置安裝傳感器以監(jiān)測(cè)風(fēng)管中的風(fēng)量，溫控設(shè)備基于溫度改變情況設(shè)定風(fēng)量，控制設(shè)備基于測(cè)量的實(shí)際值和設(shè)定值的差調(diào)整VAV末端設(shè)備的閥門開(kāi)度，且風(fēng)量和靜壓改變無(wú)關(guān)。

1.2 送風(fēng)變靜壓控制

其主要和DDC控制器有效結(jié)合，通過(guò)計(jì)算機(jī)，基于閥門開(kāi)度計(jì)算，對(duì)變頻器進(jìn)行直接控制。首先，VAV末端設(shè)備溫控系統(tǒng)需具備溫度和風(fēng)閥開(kāi)度以及風(fēng)量傳感器風(fēng)量傳感器；其次，溫控器基于火車中溫度實(shí)際值和設(shè)定值，對(duì)VAV末端設(shè)定值進(jìn)行計(jì)算；第三，基于末端設(shè)備設(shè)定值和流量阻力特點(diǎn)，對(duì)閥門全開(kāi)情況下風(fēng)管阻力進(jìn)行計(jì)算。選取對(duì)風(fēng)管回路計(jì)算最低靜壓情況的阻力，當(dāng)成送風(fēng)設(shè)備揚(yáng)程。第四，VAV末端設(shè)備設(shè)定值作和，作為送風(fēng)設(shè)備需要風(fēng)量?；陲L(fēng)機(jī)設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)速度揚(yáng)程流量特點(diǎn)對(duì)送風(fēng)設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)速度設(shè)定值進(jìn)行計(jì)算，并計(jì)算電量；第五，基于送風(fēng)設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)速度設(shè)定值和VAV末端設(shè)備閥門開(kāi)度，對(duì)轉(zhuǎn)速控制。

1.3 PMV控制

在PMV控制設(shè)備內(nèi)加入人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)功能，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)溫度，輸出設(shè)定溫度，實(shí)現(xiàn)空調(diào)自動(dòng)控制功能?；疖噧?nèi)溫度和代替輻射溫度相近，空體流速由下式來(lái)明確：

其中，代表VAV末端設(shè)備的送風(fēng)量，A代表火車內(nèi)面積。乘客新陳代謝率與服裝熱阻需DDC控制基于季節(jié)時(shí)間改變來(lái)明確設(shè)定值。

1.4 新風(fēng)量控制

需保證以下控制方法：①制冷工況下，△h>0，，需應(yīng)用最低新風(fēng)量，降低制冷設(shè)備運(yùn)行負(fù)荷；②制冷工況下，△h≤0，新風(fēng)量溫度t₀>送風(fēng)溫度t₁情況下，需應(yīng)用最高新風(fēng)量；③Ah<0，t₀，t₁相等，應(yīng)用最高新風(fēng)量，新風(fēng)引入冷量與火車內(nèi)冷負(fù)荷相同，制冷設(shè)備不工作；④△h<0，t₀1