地鐵車輛中濕度開關和模式計算時間對空調制冷效果的影響

　　摘 要: 通過分析武漢地鐵 8 號線三期空調制冷溫度過低得情況，來研究地鐵定頻空調中的濕度開關和模式計算時間對 空調制冷的影響。得出選擇適當濕度開關數值和取消模式計算時間可以使得地鐵列車內的溫度更加穩定舒適。

　　關鍵詞: 定頻空調; 濕度開關; 模式計算時間

　　0 引言

　　隨著城市發展，近幾年國內許多大型城市相繼開通或在建 地鐵。而地鐵空調屬于電動客車的重要部分，為乘客提供舒適 的溫度和新鮮的空氣。地鐵空調分為定頻和變頻，其中定頻空 調在進行制冷的過程中會對溫度進行監測，當溫度達到溫度曲 線規定的溫度時，空調會根據溫度選擇所需要的制冷工況進行 制冷，直到溫度達到規定的溫度。其中在進行制冷工況切換的 過程中，有些廠家的設備會每隔一定時間計算一次運行模式， 根據檢測到的客室溫度和壓縮機的運行時間來決定下一個空 調制冷的工況。國內現有的定頻空調中，不同廠家對模式計算 時間的設定是不一樣的。

　　有些將模式計算時間設定為在不同 的運行工況下，計算的時間不同; 有的則是將計算時間固定不 變，統一設定為一個值，用來對工況進行切換。同時為了提高 乘客舒適度有些列車上會設置濕度開關，當濕度達到設定值后 開關動作，制冷目標溫度根據設定程序降低一定度數。武漢夏季天氣濕度非常大，濕度常年在 85% 以上，且夏 季溫度也很高。武漢地鐵 8 號線三期在前期運營過程中發 現，當列車在自動冷模式時，會偶發出現客室溫度偏離目標溫 度過大，造成客室溫度過低的情況，針對此情況本文對其進行 了一系列 的 分 析，通過分析采取措施，使得此情況得到了 解決。

　　1 濕度開關和模式計算時間對制冷效果的影響

　　地鐵列車空調在運行過程中，客室內的溫度調節是一個復 雜的過程。在不同站點乘客數量和開關門的時間不一樣，那么 客室內的溫度也會隨之有所變化。因此在運行過程中會自動 根據客室內的溫度進行一系列的調節。而網絡系統進行調節 的過程中會有一個調節的標準曲線。通過采集室外和室內的 溫度進行實時的調節，確保溫度能夠維持在一個穩定的區間。 圖為地鐵列車進行自動冷過程中運行模式選擇的制冷工況曲 線，左側線為啟動時工況，右側為制冷時工況。

　　空調控制系統根據室內 溫度與目標溫度進行對比，依據溫度曲線來調節空調機組運行 的制冷等級。目標溫度在不同地鐵或不同線路上設置也不大 一樣，目前通用的是利用 UIC 曲線進行設定，參考室外溫度，利 用公式進行計算來得到目標溫度。因此目標溫度是一個動 態的。目前我國地鐵建設迅速，地鐵列車運行環境復雜。

　　有的列 車全程運行在隧道內，有的全程高架，有的隧道和高架混合。 對于前面兩種運行環境而言，相對來說列車的溫度調節起來比 較容易。而對于有隧道和高架混合的環境而言，高溫天氣時， 列車從隧道到高架，或者從高架到隧道，此時溫度變化比較大， 因此溫度調節比較復雜。對于運行環境比較穩定的地鐵車輛而言，地鐵空調運行一段時間后，空調會長時間在通風模式和 35% 制冷進行來回切換。

　　而對于運行環境變化比較大的情況， 此時隧道和高架的溫差會影響空調的目標溫度，此時制冷工況 會在高于 35% 的情況運行。而且不同城市的濕度也會有很大 影響，當環境濕度達到濕度開關的動作值時，此時會降低目標 溫度。 針對上述情況，對空調系統存在模式計算時間和濕度開關 的列車，假設當時客室處于通風到制冷的臨界狀態。 設 T: 室內溫度 t1: 壓縮機運行時間 t2: 模式計算時間 Tic1: 變化前得目標溫度 Tic2: 變化后的目標溫度 CP1、CP2: 分別代表為 1 臺空調機組中的 2 臺壓縮機 當室內溫度為: Tic1 - t4 ≦ T，且 Tic2 + t1 ≦ T 時，此時空 調則會進入 100% 制冷模式。

　　空調運行過程中有一個運行條 件，壓縮機啟動和停止必須滿 3 min 的限制，因此壓縮機啟動 后必須運行 3 min，中途可以進行減載運行。假設室內溫度為 當空調進入 100% 制冷工況的時候，運行一段時間，當室內溫 度達到以下條件: Tic2 + t3 ≦ T ≦ Tic2 + t2 t1 < 3 min 按照溫度曲線，此時空調應當進行減載，進行 85% 制冷。

　　空調的運行模式是每隔 t2 計算一次，最極端的情況時壓縮機 運行時間 t1 ≦ 3 min，此時壓縮機任然要運行 t2 時間達到模式 計算時間，這時空調依然運行在 100% 制冷。空調 100% 制冷 運行時間最長達到 3 + t2 min。目前有些地鐵車輛設置的模式 計算時間有些最高可達 3 min，因此在此條件下空調 100% 制冷 運行時間為 6 min，此時客室內溫度遠低于進入通風模式的溫 度 Tic2 - t5，因而出現客室制冷溫度過低的情況。

　　當時 8 號線地鐵列車的目標溫度為 25 ℃，濕度開關動作 值為 65% ，溫度梯度為 0. 5 ℃，模式轉換時間 2 min。由于當時 由通風狀態到制冷工況時，模式計算時間還未到，因此溫度繼 續上升。等到模式計算時間時，此時濕度開關恰好動作，導致 目標溫度下降，變為 24 ℃，列車空調系統直接進入 100% 制冷。 在實際進行 100% 制冷時，客流量適中的情況下，溫度下降趨 勢為 1 ℃ /min 左右。運營達到通風狀態時室內理論上的極端 溫度可達到 20 ℃，而當時的實際溫度為 22 ℃。列車最適宜溫 度在 25 ℃，顧客的舒適度是最好的，顧客投訴最少。當目標溫度偏離過大達到 22 ℃ 時，顧客投訴率會直線上升，影響列車 運營。

　　2 提高濕度開關值和取消模式計算時間制冷效果分析

　　取消模式計算時間后，當出現上述的情況時。根據所發現的情況，后期根據實際情況調高了濕度開關動 作值，同時取消了模式計算時間。當取消計算時間后，制冷過程中空調此 時會根據溫度曲線進行平穩的降溫，雖然增加了空調 的制冷運行時間，但也避免了在特定條件下出現溫度急劇降低 的情況。列車庫內和線上運營情況良好，目標溫度不會出現大 的變化，基本能夠維持在 25 ℃左右進行變動，而且變動是平緩 進行。

　　當濕度開關動作后，此時的空調也能夠根據制冷曲線進 行平緩調節，根據室內溫度選擇所需要的工作模式。不會出現 維持在某一個高制冷工況內的情況。 目前有些地鐵雖然說大部分是在隧道內穿行，但也有少部 分城市的地鐵會上高架運行。特別是武漢這種城市，當列車從 高架運行進入隧道時，如果遇上高溫天氣出現高架上溫度和隧 道內溫差相差太大和不同區域濕度變化比較大的時候。如果 存在模式計算時間和出現濕度開關設置值不合理的情況時，會 出現目標溫度下降過大，使得空調進入更高的制冷工況后保持 一個長時間的高制冷工況狀態，進而導致客室溫度下降過快的 情況。因此取消模式計算時間和綜合區域濕度分布特點設置 濕度開關動作值，可以有效避免此情況發生。

　　空調設備論文投稿刊物：《制冷與空調》(月刊)創刊于1990年，由科學技術部主管，中國制冷空調工業協會、中國科學技術交流中心聯合主辦的專業性期刊，宗旨和任務：加強行業管理，密切政府、行業、企業聯系，融信息、技術、管理為一體，促進科技成果轉化，推動制冷空調行業技術進步與發展。

　　3 結語

　　設置濕度開關和模式計算時間的初衷是為了提高乘客舒 適度。因此應該結合目標城市的天氣情況設置濕度開關動作 值，同時取消模式計算時間。這樣可以防止出現客室溫度下降 過低情況，提高空調工作模式轉換靈敏度，可以提高乘客舒 適度。

　　參考文獻:

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　　作者：梅進武，陳 思

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