本發(fā)明涉及軌道列車、封閉環(huán)境、特別是高速動(dòng)車的空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是長(zhǎng)途往返運(yùn)行在天氣和環(huán)境復(fù)雜變化的自然環(huán)境中的自適應(yīng)控制技術(shù)。

背景技術(shù)：

軌道交通車輛中配備的車廂是密閉空間。為了保證密閉空間車廂的空氣的新鮮程度，在長(zhǎng)途的運(yùn)行中、必須保證新風(fēng)進(jìn)入量；在高速運(yùn)行的動(dòng)車有可能會(huì)在很短時(shí)間內(nèi)跨越很遠(yuǎn)的地區(qū)，無(wú)論是環(huán)境溫度或者是空氣質(zhì)量、和流量的變化均可能發(fā)生很大的差異,為保證車廂內(nèi)的空氣達(dá)標(biāo)?，F(xiàn)有機(jī)車所配備的空調(diào)機(jī)組中雖具有制冷和制熱兩種功能，但并不具備隨機(jī)響應(yīng)的調(diào)控能力。現(xiàn)有技術(shù)中需要車輛司乘人員根據(jù)季節(jié)、地區(qū)差異手動(dòng)選擇空調(diào)機(jī)組處于制冷或者制熱量的調(diào)節(jié)、或轉(zhuǎn)換工作模式。這種憑借人的主觀來判斷空調(diào)機(jī)組的隨機(jī)轉(zhuǎn)換對(duì)于固定空調(diào)機(jī)組來講足夠，對(duì)于動(dòng)車組的密閉車廂來說就顯露出明顯缺陷。特別是在季節(jié)交替的深秋和盛夏時(shí)節(jié)的時(shí)節(jié)，會(huì)造成制冷需求和制熱需求頻繁操控，穿過南北地區(qū)區(qū)域、局部氣象環(huán)境或重度污染地帶的對(duì)熱交換量的調(diào)節(jié)更是千變?nèi)f化。現(xiàn)有技術(shù)中空調(diào)機(jī)組自適應(yīng)的調(diào)控能力太差，已無(wú)法滿足日益現(xiàn)代化動(dòng)車組對(duì)于高速、安全、平穩(wěn)、舒適的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是提供一種空調(diào)機(jī)組自動(dòng)調(diào)控運(yùn)轉(zhuǎn)模式的方法，借助于對(duì)車廂內(nèi)、外空氣溫度的監(jiān)測(cè)、采樣、與設(shè)定標(biāo)稱數(shù)據(jù)的比對(duì)、轉(zhuǎn)化成調(diào)控信號(hào)、轉(zhuǎn)化為調(diào)控指令、達(dá)到空調(diào)機(jī)組的運(yùn)行模式的自動(dòng)切換和溫度調(diào)節(jié)，提高乘車的舒適性。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種高客動(dòng)車空調(diào)機(jī)組自動(dòng)調(diào)控的方法，基于空調(diào)機(jī)組結(jié)構(gòu)中包括的制冷系統(tǒng)、制熱系統(tǒng)、制冷制熱系統(tǒng)的受控轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)以及配套的數(shù)字化可調(diào)新風(fēng)閥和車廂內(nèi)外管控空氣指標(biāo)的采集分析系統(tǒng)，關(guān)鍵在于該方法包括以下步驟：

1）控制系統(tǒng)初始化：?jiǎn)?dòng)空調(diào)機(jī)組的控制系統(tǒng)，根據(jù)列車運(yùn)行的時(shí)刻、地域外溫度twi、行駛區(qū)間設(shè)定調(diào)控模式ki，由控制系統(tǒng)軟件自動(dòng)調(diào)出調(diào)控模式ki、設(shè)置初始化目標(biāo)溫度tmi后進(jìn)入自動(dòng)運(yùn)行模式；

2）啟動(dòng)巡回監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)調(diào)控模式ki下的精準(zhǔn)調(diào)控：此步驟包括設(shè)定動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)更新周期△t，將更新數(shù)據(jù)存入中間數(shù)據(jù)庫(kù)并與經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)比對(duì)，根據(jù)比對(duì)值發(fā)出微調(diào)指令，維持車廂溫度tmi和ki模式下的溫度動(dòng)平衡區(qū)間△t內(nèi)精細(xì)調(diào)節(jié)：

3）定時(shí)啟動(dòng)綜合空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)，調(diào)控模式自動(dòng)轉(zhuǎn)換：此步驟包括每經(jīng)10-15次中間數(shù)據(jù)庫(kù)更新后，將新數(shù)據(jù)與經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)值比對(duì)，配合必要輔助數(shù)據(jù)最后判定調(diào)控模式ki的轉(zhuǎn)換；

4）重復(fù)執(zhí)行步驟1）-3）直至列車空調(diào)系統(tǒng)停機(jī)。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：通過檢測(cè)地域外溫度和車廂溫度的目標(biāo)值進(jìn)行比對(duì)，在滿足一定條件后，在通風(fēng)模式、冷風(fēng)模式與暖風(fēng)模式之間進(jìn)行自動(dòng)切換，提高了乘車的舒適性、保證了車廂內(nèi)的通風(fēng)、降低了工作人員的工作量以及能源消耗。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供了一種高客動(dòng)車空調(diào)機(jī)組自動(dòng)調(diào)控的方法，基于空調(diào)機(jī)組結(jié)構(gòu)中包括的制冷系統(tǒng)、制熱系統(tǒng)、制冷制熱系統(tǒng)的受控轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)以及配套的數(shù)字化可調(diào)新風(fēng)閥和車廂內(nèi)外管控空氣指標(biāo)的采集分析系統(tǒng)，該方法包括以下步驟。

1）控制系統(tǒng)初始化：?jiǎn)?dòng)空調(diào)機(jī)組的控制系統(tǒng)，根據(jù)列車運(yùn)行的時(shí)刻、地域外溫度twi、行駛區(qū)間設(shè)定調(diào)控模式ki，由控制系統(tǒng)軟件自動(dòng)調(diào)出調(diào)控模式ki、設(shè)置初始化目標(biāo)溫度tmi后進(jìn)入自動(dòng)運(yùn)行模式；在此步驟中調(diào)控模式ki包括三種：k1、k2和k3，其中k1為暖風(fēng)模式，對(duì)應(yīng)車廂內(nèi)溫度控制標(biāo)準(zhǔn)tm1為20℃-22℃；k2為通風(fēng)模式，對(duì)應(yīng)車廂內(nèi)溫度控制標(biāo)準(zhǔn)tm2為22℃-24℃（大于22℃且小于24℃）；k3為冷風(fēng)模式，對(duì)應(yīng)車廂內(nèi)溫度控制標(biāo)準(zhǔn)tm3為24℃-26℃。地域外溫度twi是列車的車廂行進(jìn)到不同地域時(shí)車廂外的溫度。

2）啟動(dòng)巡回監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)調(diào)控模式ki下的精準(zhǔn)調(diào)控：此步驟包括設(shè)定動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)更新周期△t，將更新數(shù)據(jù)存入中間數(shù)據(jù)庫(kù)并與經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)比對(duì)，根據(jù)比對(duì)值發(fā)出微調(diào)指令，維持車廂溫度tmi和ki模式下的溫度動(dòng)平衡區(qū)間△t內(nèi)精細(xì)調(diào)節(jié)：此步驟中動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)更新周期△t設(shè)定為60±10秒，溫度動(dòng)平衡區(qū)間△t設(shè)定為±1.5℃。經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)包括車廂內(nèi)外溫度、空調(diào)機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)和調(diào)整參數(shù)。通過當(dāng)前數(shù)據(jù)與經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行查找比對(duì)，找出當(dāng)前數(shù)據(jù)下經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)中空調(diào)機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)和調(diào)整參數(shù)，然后發(fā)出微調(diào)指令。發(fā)出微調(diào)指令后空調(diào)機(jī)組將會(huì)在溫度動(dòng)平衡區(qū)間內(nèi)進(jìn)行目標(biāo)溫度調(diào)整，當(dāng)車廂內(nèi)外溫度差大時(shí)△t取值就大（例如取值tmi+1.5℃或者tmi-1.5℃），溫度差小時(shí)△t取值就小，甚至為0。

3）定時(shí)啟動(dòng)綜合空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)，調(diào)控模式自動(dòng)轉(zhuǎn)換：此步驟包括每經(jīng)10-15次中間數(shù)據(jù)庫(kù)更新后，將新數(shù)據(jù)與經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)值比對(duì)，配合必要輔助數(shù)據(jù)最后判定調(diào)控模式ki的轉(zhuǎn)換。

在此步驟中最后判定調(diào)控模式ki轉(zhuǎn)換的條件如下：

k1模式下：當(dāng)檢測(cè)到tm1=20.5℃且tw1≥18.5℃時(shí)啟動(dòng)向k2模式轉(zhuǎn)換；

k2模式下：當(dāng)檢測(cè)到tm2=25.5℃且tw2＞28.5℃時(shí)啟動(dòng)向k3模式轉(zhuǎn)換，

當(dāng)檢測(cè)到tm2=20.5℃且tw2＜18.5℃時(shí)啟動(dòng)向k1模式轉(zhuǎn)換；

k3模式下：當(dāng)檢測(cè)到tm3=25.5℃且tw3≤28.5℃時(shí)啟動(dòng)向k2模式轉(zhuǎn)換。

上述的啟動(dòng)綜合空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)，包括對(duì)車廂內(nèi)的含氧量、含塵量的采樣、分析、量化處理、與經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)中標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)比對(duì)、轉(zhuǎn)化為對(duì)新風(fēng)閥門的調(diào)控。

4）重復(fù)執(zhí)行步驟1）-3）直至列車到站?？亢罂照{(diào)系統(tǒng)停機(jī)。

下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步對(duì)本發(fā)明的方法進(jìn)行描述。

步驟1：?jiǎn)?dòng)空調(diào)機(jī)組，設(shè)定軌道車輛室內(nèi)目標(biāo)溫度tmi（20-26℃之間）。

步驟2：強(qiáng)制空調(diào)機(jī)組運(yùn)行通風(fēng)模式，在運(yùn)行通風(fēng)模式開始計(jì)時(shí)15-45s后檢測(cè)回風(fēng)溫度ti。

步驟3：比較ti與tmi的大小，判斷空調(diào)機(jī)組的運(yùn)行模式：若tmi+1.5℃≥ti≥tmi-1.5℃則空調(diào)機(jī)組運(yùn)行在通風(fēng)模式，若ti>tmi+1.5℃則空調(diào)機(jī)組運(yùn)行冷風(fēng)模式，若ti＜tmi-1.5℃則空調(diào)機(jī)組運(yùn)行暖風(fēng)模式，確定上述的空調(diào)機(jī)組運(yùn)行模式后直至回風(fēng)溫度ti達(dá)到目標(biāo)溫度tmi然后進(jìn)入自動(dòng)運(yùn)行模式。

步驟4：空調(diào)機(jī)組的控制系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的目標(biāo)溫度tmi判斷其所處k1、k2和k3哪一個(gè)模式所控制的溫度范圍：若tm1為20℃-22℃，對(duì)應(yīng)的k1為暖風(fēng)模式；若tm1為22℃-24℃，對(duì)應(yīng)的k2是通風(fēng)模式；若tm3為24℃-26℃，對(duì)應(yīng)的k3是冷風(fēng)模式。

步驟5：?jiǎn)?dòng)巡回監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)調(diào)控模式ki下的精準(zhǔn)調(diào)控：此步驟包括設(shè)定動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)更新周期△t，將更新數(shù)據(jù)（回風(fēng)溫度ti、地域外溫度twi）存入中間數(shù)據(jù)庫(kù)并與經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)比對(duì)，根據(jù)比對(duì)值發(fā)出微調(diào)指令，維持車廂溫度tmi和ki模式下的溫度動(dòng)平衡區(qū)間△t內(nèi)精細(xì)調(diào)節(jié)：此步驟中動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)更新周期△t設(shè)定為60±10秒，溫度動(dòng)平衡區(qū)間△t設(shè)定為±1.5℃。

步驟6：定時(shí)啟動(dòng)綜合空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)，調(diào)控模式自動(dòng)轉(zhuǎn)換：此步驟包括每經(jīng)10-15次中間數(shù)據(jù)庫(kù)更新后，將新數(shù)據(jù)與經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)值比對(duì)，配合必要輔助數(shù)據(jù)最后判定調(diào)控模式ki的轉(zhuǎn)換。

在此步驟中最后判定調(diào)控模式ki轉(zhuǎn)換的條件如下：

k1模式下：當(dāng)檢測(cè)到tm1=20.5℃且tw1≥18.5℃時(shí)啟動(dòng)向k2模式轉(zhuǎn)換；

k2模式下：當(dāng)檢測(cè)到tm2=25.5℃且tw2＞28.5℃時(shí)啟動(dòng)向k3模式轉(zhuǎn)換，

當(dāng)檢測(cè)到tm2=20.5℃且tw2＜18.5℃時(shí)啟動(dòng)向k1模式轉(zhuǎn)換；

k3模式下：當(dāng)檢測(cè)到tm3=25.5℃且tw3≤28.5℃時(shí)啟動(dòng)向k2模式轉(zhuǎn)換。

上述的啟動(dòng)綜合空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)，包括對(duì)車廂內(nèi)的含氧量、含塵量的采樣、分析、量化處理、與經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)中標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)比對(duì)、轉(zhuǎn)化為對(duì)新風(fēng)閥門的調(diào)控。通過上述措施保證了車廂內(nèi)空氣的質(zhì)量，并且保證乘客舒適性的前提下盡可能采用通風(fēng)模式，降低能源的消耗。

步驟7：重復(fù)執(zhí)行步驟4-6直至列車到站停靠后空調(diào)系統(tǒng)停機(jī)。

本發(fā)明通過設(shè)置上述空調(diào)機(jī)組運(yùn)行控制條件、啟動(dòng)空調(diào)機(jī)組并設(shè)定目標(biāo)溫度后，空調(diào)機(jī)組運(yùn)行一段時(shí)間車廂內(nèi)溫度達(dá)到目標(biāo)溫度后即可自動(dòng)根據(jù)內(nèi)外環(huán)境溫度變化判斷制冷需求和制暖需求，控制車輛空調(diào)自動(dòng)通風(fēng)、制冷或者制暖，提高了乘車的舒適性，減少了工作人員的工作量。