车辆空调系统控制

7.4.1 车辆空调控制的基本形式

城轨车辆空调系统必须在激活端的驾驶室进行运行或停机操作，通过按压设在仪表台的空调 “开”“关”按钮即可开启或关闭整列车的空调机组，且可以通过 “A车空调”按钮只开停列车A车的空调机组。

城轨车辆空调由一个基于温度控制的微处理器或PLC来控制，它一直传送车内所要保持最佳温度的指令，并且也是控制和保护空调系统内部元件的自动装置。空调控制器根据接收到的送风、新风、回风温度传感器信号，并根据UIC553温度曲线或其他设定温度值判断实时空调制冷量是否足够，若不足，控制器就发出相关命令控制相关继电器动作来控制空调机组内的相应部件顺序运行或停止，以满足温度的要求。空调控制器还具备相关的自动保护和故障记录功能，并可与PTU连接，通过相关应用软件进行实时通信功能。

7.4.2 车辆空调控制的基本步骤

城轨车辆空调系统的启动顺序均为送风机、冷凝风机、压缩机，若前级不能启动，后级则不被允许启动。此种启动顺序是基于对压缩机的保护，避免送风机不运行时压缩机吸入口压力过低和冷凝风机不运行时压缩机排出口压力过高。

控制器通过数字输入／输出与列车信息系统相连，并通过硬线或总线报告故障、启动请求、启动许可和自检结果。

城轨车辆空调设定温度在自动模式下是按UIC553温度曲线进行设定的 （如下定义中， Text为外界空气温度）：

当外界温度（Text）＜19℃，温度设定值为22℃

当Text≥19℃，温度设定值为22＋0.25（Text－19）（℃）

城轨车辆空调设定温度还可通过人工设定为既定的值 （19℃～27℃）或偏离UIC553曲线一定的值来定义设定温度。

为了实现温度设定的功能，控制器须给出相关命令控制空调机组中的不同元件 （压缩机、电动机等），以使空调的制冷量能够满足客室内的要求。

控制器计算出由温度传感器检测的室温和设定温度之间的差值，得到一个误差函数，再根据这个误差函数控制空调机组的运行模式。空调机组提供给客室的制冷量取决于这个误差函数，并且受新风和供风温度影响。

7.4.3 车辆空调的运行

1.初始启动

控制器和空调机组得电后，控制器进行空调自检。以微处理器控制器为例，通常自检过程包括风门计算 （计算风门从全开到全关位置所需的时间，并将此时间值用于后续控制风门的打开、关闭程度）和紧急逆变器自检。自检完成后，控制器必须得到驾驶室的 “空调ON／OFF”信号后启动送风机。然后，信号 “压缩机启动请求”被传送到总线上。控制器一直等到信号 “压缩机启动释放”出现后，才开始进行温度调节。

2.正常运行

城轨车辆平均每节车安装两台空调机组，两台空调机组在正常运行时是同时工作的。空调控制器可对空调机组的运行模式和温度值进行设定，控制空调机组内部件的运行、启停，并能完成故障的诊断和记录。

空调机组内各部件的启动命令是由控制器决定和驱动的，并设定相应的前级保护功能，保证空调系统安全运行。如果其中一个部件启动失败，则其相关的后续部件将被禁止启动并且有一个相应的故障信息给出并被记录。

3.空调运行模式

城轨车辆空调机组的运行模式一般都包括：制冷、预制冷、测试、紧急通风、减少新风模式。

1）制冷调节循环

无论何时，只要控制器检测出车内温度高于设定值，就发出 “压缩机启动释放”信号，并发出制冷循环指令。压缩机启动须在冷凝风扇正常启动之后且得到 “压缩机运行启动”信号才能被允许启动。在下列条件下，压缩机是不允许启动的：压缩机高压供电无效；该压缩机启动在压缩机顺序启动延时范围内 （避免过多压缩机同时启动的启动电流造成供电电源负荷过大）；压缩机高／低压压力开关动作；总线信号无效等。

当车内的温度开始下降并且制冷需求减弱时，控制器将适时发出 “压缩机停止”信号，以停止制冷运行。

一个压缩机启动后，必须经过最小的运行周期后才能断电。同样，一个压缩机停止后也必须经过最小运行周期后才能再启动。为了防止系统出现故障，压缩机每小时启动和停止是设有最高限度的，这可以通过控制器的最小运行和最小停止周期的限制来实现。

2）预冷模式

预冷模式是为了使客室温度快速达到控制器计算出的设定值要求的一种模式。在预冷模式下新风风门位置由于内、外温度不同而变化如下：

如果内部温度低于外部温度 （客室温度＜外部空气温度），风门关闭，此时只用回风调节客室温度；如果内部温度高于外部温度 （客室温度＞外部空气温度），风门打开，此时，只用进风量调节客室温度。

3）测试模式

当列车空调被设置为测试模式时，空调控制器将控制空调机组的部件进行相应动作，以对空调机组的功能进行初步测试。例如，在测试模式下一般会进行紧急逆变器的自检、100％负荷的制冷运行等。

4）紧急通风

如果车辆失去交流电压供应，送风机供电将自动切换到紧急逆变器供电，机组在紧急通风模式下工作。当交流供电恢复后，送风机供电又从紧急逆变器供电自动切换到交流供电，机组转换为正常模式运行。紧急通风时采用的是全新风，因此，用于紧急逆变器启动的输出信号也用来关闭回风风门。

5）减少新风模式

如果空调机组工作在通风或制冷模式下，客室中回风的温度比温度设定值较高，将启用减少新风模式。

在这种情况下，控制器控制风门动作，减少新风量，提高回风量，就能更快速地使客室温度达到设定值。

操作训练

实训项目一：空调系统检修

实训目的：掌握空调系统检修项目，能够熟知空调系统检修内容。

实训方法：见表7－1

表7－1 空调系统检修项目与内容

续表

续表

实训项目二：空调常见故障处理

实训目的：掌握空调系统常见故障处理方法。

实训方法：见表7－2。

表7－2 空调常见故障处理

续表

实训项目三：空调制冷剂加注

实训目的：掌握空调制冷剂加注方法。

实训方法：见表7－3。

表7－3 空调制冷剂加注方法

续表

思考题

1.空调机组的主要部件都有哪些？

2.请简述空调制动过程。

3.空调机组出现低压故障时如何解决？

4.空调机组的电气故障有哪些？

实训题

1.在实训室或企业维修段，完成空调系统出现电气系统故障的检查方法。

2.在实训室或企业维修段，完成空调系统制冷剂加注方法。